Kaya saplamaları, uygulamaları, tasarımı ve kullanılmalarına ilişkin yönergeler

Abstract

IV ÖZET Kaya saplamaları, tasarımı ve uygulamalarına yönelik mühendislik özellikleri belirlemeyi; Türk mühendislerine ve uygulamacılarına yararlı olmayı amaçlayan bu çalışmada; önce kaya saplamaları ile ilgili tahkimat ilkeleri, saplamalarla beraber kullanılan tahkimat elemanları ve ekipmanları hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıca, literatürdeki bilgilerin ışığı altında yaygın olarak kullanılan bazı kaya saplamaları türlerinden bahsedilmiş ve gerek laboratuvar, gerekse arazi deney sonuçlarına göre karşılaştırılmaları yapılmıştır. Daha sonra, kaya saplamaları ile tahkimat tasarım yöntemleri ve aşamaları ana hatlarıyla anlatılmıştır. Yeraltı açıklıklarının tahkimat tasarımı yapılırken genelde açıklığın genişliği gözönünde bulundurulduğundan, analitik yöntemler bölümünde, boyutları açıklığın genişliğine bağlı bir model geometrisi tanımlanmıştır. İki boyutlu sınır elemanları gerilme çözümlemesi bilgisayar paket programı kullanılarak tanımlanmış, model geometrisi çevresindeki Hoek-Brown yenilme ölçütüne göre emniyet katsayısının dağılımı belirlenmiş ve olası yenilme bölgeleri bulunmuştur. Böylece, ön tasarım aşamasında modellenmesi daha pratik olan bir geometri ile yalnızca genişliğin tanımlanmasıyla 4 ayrı (B14, B16, B18, B20) galeri kesitleri için geçerli olabilecek bazı sonuçlar elde edil miştir. Bu çalışma sonucu geliştirilmiş yöntemler ile; galeri açıklıkları çevresinde oluşabilecek yenilme bölgesinin kalınlığı, tahkimat ön tasarımında kaya saplamalarının kullanılıp kullanılamayacağı, sap lama boyu, saplamalar arası mesafe, saplama sayısı ve saplamaların yerleştirilme açısı belirlenebilmektedir. Son bölümde de, kaya saplamalarının uygulanmasına yönelik A.B.D., İngiltere ve Avustralya'da halen yürürlükteki yönergeler kısaca tanıtılmış ve Türk madenciliği için uygulamaya yönelik bir kaya saplaması yönergesi önerilmiştir.

SUMMARY In this study which aimed to define engineering aspects of rock bolts, their design and application in order to be useful for Turkish engineers and practitioners; firstly support procedures associated with rock bolts, support elements and equipment used with rock bolts are explained. Furthermore, under the light of information available in the literature, widely used rock bolt types are described and they were compared according to both laboratory and field tests results. Then, support design methods and phases for rock bolts are briefly described. Since, mainly the width of the opening is considered during the design of supports for underground openings, a model geometry of which dimensions depend on the width of the opening is defined in the analytical methods section. By using a computer packet programme for two dimensional boundary element stress solutions, the distribution of the factor of safety and potential failure zones around the defined model geometry are determined by employing Hoek-Brown failure criterion. Consequently by using a geometry which is much more pratical to be modelled at the initial design phase, some results which are valid for 4 different (B14, B16, B18, B20) gallery geometries are obtained. Based on results developed in tihs study, the thickness of the potential failure zones around the opening, the possibility of using rock bolts at the initial support design phase, bolt length, its spacing and installation angle can be determined. In the last chapter, the current code of practices for rock bolts in the U.S.A., U.K. and Austrlaria are briefly introduced and a rock bolt application procedure is proposed for Turkish mining.