Günümüzde başyukarı delme makineleri (BDM), maden ve tünel projelerinde dikey veya eğimli kuyuları güvenli ve hızlı bir şekilde açmak için kullanılan en modern makinelerden biridir. Başyukarıdelme işleminin temel çalışma mantığı, iki veya daha fazla seviyedeki katlar arasında dikey ya da eğimli olarak bir küçük çaplı kılavuz kuyu açılması, daha sonrasında ise açılan bu kuyunun tarama yöntemi ile genişletilmesidir. Başyukarı delme projelerinde kazı verimliliğini artırmak ve maliyetlerin azaltılmasında, BDM’lerin kazılacak jeolojik ortama göre seçilmesi ve performansının doğru bir şekilde tahmin edilmesi önemlidir. Bu çalışmada, Türkiye’de yapılan bazı başyukarı delme projelerinden elde edilen deneyimler özetlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda dikey ve eğimli kuyulardaki BDM’lerin performans parametrelerinin ayrı ayrı değerlendirilmesi gerektiği ortaya çıkmıştır. Ayrıca, bu çalışmaya göre, BDM’lerin kılavuz delgi ve genişletme işlemlerindeki saha spesifik enerji parametresinin kayaç kalite değeri (RQD) ile tahmin edilebileceği belirlenmiştir.
YAZAN: Aydın SHATERPOUR-MAMAGHANI / İstanbul Teknik Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü
1. GİRİŞ
Dikey ve/veya eğimli kuyuların mekanize şekilde yapılması, delme ve patlatma yöntemine kıyasla güvenli, ekonomik ve hızlı bir delme / kazı yöntemi sunmaktadır. Geleneksel başyukarı delme yönteminde, Başyukarı Delme Makinesi (BDM), birbirine bağlanacak iki seviyenin üst seviyesine kurulur. BDM, gerekli derinliğe kadar bir kılavuz delik açmak için 23-35 cm civarında küçük çaplı bir matkap ucu kullanır. Kılavuz delik istenen derinliğe (alt seviyedeki açıklığa) kadar delindikten sonra, kılavuz matkap ucu çıkarılır ve büyük çaplı bir genişletme kafası (~ 8 m’ye kadar) ile değiştirilir. Daha sonra genişletme kafası üst seviyeye geri çekilerek delik çapı büyütülür. Kılavuz delgisinde, çıkan pasa basınçlı su yardımıyla delikten çıkarılır. Ancak, genişletme aşamasında, kazılan malzeme / pasa sürekli olarak çıkarıldığı deliğin dibine yerçekimi ile düşer.
Mekanize kuyu açma projelerinde fizibilite ve işletme aşamalarında makine seçimi, seçilen makinenin performans tahmini, kuyu sağlamlığı gibi konular büyük önem taşımaktadır. Özellikler başyukarı delme makinelerinin performansının fizibilite aşamasında tahmin edilmesi, mekanize kuyu kazı işlemlerinde maliyetleri ve proje tamamlama süresini değerlendirmek için önemli bir konudur ve doğrudan proje ekonomisini etkilemektedir. BDM’nin kazı performansı, temel olarak kaya kütlesinin jeolojik-jeoteknik özelliklerine, makinenin özellik ve tasarımına ve keskiye uygulanan kuvvet gibi işletme parametrelerine bağlı olarak değişmektedir. Calder (1972) delme çalışmalarından kazı hızını tahmin etmek için deneysel bir model önermiştir; buna göre, kazı hızı kayanın tek eksenli basınç dayanımı, itme kuvveti ve kuyunun çapıyla ilgilidir. Dollinger (1977), BDM’lerde optimum performans elde etmek için makinenin ilerleme hızının ve keski tüketiminin dengelenmesi gerektiğini belirtmiştir. Piggott (1985) yumuşak ila orta dayanıklılıkta formasyonlarda kuyu delme işlemlerini daha hızlı ve daha ekonomik hale getirmek için bazı önerilerde bulundu. Bilgin (1989) ve Bilgin vd. (2014), uç batırma deneylerinden elde edilenpenetrasyon indeksinin BDM performansını tahmin etmek için kullanılabileceğini belirttiler. BDM’ler için ampirik tahmin modellerinde en yaygın olarak kullanılan kaya özelliği, tek eksenli basınç dayanımıydı ve önceki çalışmaların çoğu, genişletme operasyonlarının yalnızca anlık penetrasyonoranını tahmin etmeye çalışmaktadır. Son yıllarda literatüre diğer kaya özellikleri ile BDM operasyonel performans parametreleri arasındaki ilişkiler de araştırılmıştır (Shaterpour-Mamaghani ve Bilgin, 2016;Shaterpour-Mamaghani vd., 2018; Shaterpour-Mamaghani ve Copur, 2021).Türkiye’de bu makineler son dönemde, iş güvenliğini ön planda tutan ve gelişmiş tekniklere yatkın, maden ve inşaat işletmelerinde, havalandırma ve diğer amaçlı kuyuları açmak için kullanılmaktadır. Madencilik ve tünelcilik projelerinde uygun BDM seçimi, kazı verimliliğini arttırmak ve maliyetlerde tasarruf etmek için önemli bir faktördür. Bu gerçeğin ışığında, bu çalışmada öncelikler başyukarı delme yöntemleri sınıflandırılmıştır. Daha sonra başyukarı delme uygulamalarında önemli hususlartartışılmıştır. Son olarak Yusufeli Barajı ve HES projesi ile Balya kurşun çinko işletmesinde yapılan başyukarı delme operasyonlarından elde edilen tecrübe ve verilere göre BDM’lerin farklı jeolojikortamlarda değişen operasyonel-performans parametreleri hakkında tartışmalar yapılmıştır.
2. BAŞYUKARI DELME YÖNTEMLERİNİN SINIFLANDIRMASI
Yayınlanan literatüre, teknik raporlara ve çeşitli BDM üreticilerinin kataloglarına göre, bu makineler farklı yöntemler kullanarak kuyu delme / kazma yeteneği sunduğu tespit edilmiştir. Geleneksel başyukarı yöntemi kılavuz delgi ve genişletme operasyonlarından oluşmaktadır. Bu yöntemin uygulanabilmesi için kuyunun hem üst hem de alt konumlarına erişiminin olması önemlidir.
Delme-patlatma yönteminin uygulanabilir olmadığı kentsel inşaat projelerinde yatay başyukarı delmeyöntemi alternatif olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem başlangıçta yatay bir kılavuz delik açılmasınıiçerir. Kılavuz delik delme işlemi tamamlandıktan sonra matkap ucu bir genişletme kafasıyla değiştirilir. Yer çekiminin pasanın giderilmesine yardımcı olduğu daha dik deliklerin aksine, yataybaşyukarı yönteminde, azalan yer çekimi desteği nedeniyle pasanın çıkarılmasında zorluklarla karşıkarşıyadır. Bu sorunu çözmek için kaya yüzeyini temiz ve kesiklerden uzak tutmak amacıyla su vekazıyıcılar kullanılır (Atlas Copco Rock Drills AB, 2008).
Aşağı genişletme yönteminde BDM, alt seviyeye uzanan bir kılavuz delik oluşturarak delme işlemini başlatmak için üst seviyeye konumlandırılır. Kılavuz delik delme işlemi tamamlandıktan sonra kılavuzuç ve matkap tijleri çıkarılır ve bir genişletme kafası yerleştirilir. Daha sonra genişletme kafası aşağı doğru itilerek ve döndürülerek kazı işlemini gerçekleştirir. Bu işlem sırasında, kazılanmalzeme veya çamur, yer çekiminin etkisi altında doğal olarak kılavuz delikten düşer ve daha sonra altseviyeden çıkarılır.
Kör delik (boxhole) yöntemi, üst seviyeye erişim olmaksızın yukarıya doğru bir başyukarı delme yöntemini ifade etmektedir. Bu teknik genellikle üst seviyede istenen bağlantı için sınırlı alanolduğunda kullanılır. Kör delik delme yöntemi, kılavuz delik veya kılavuz deliksiz yapılmaktadır. Yukarı doğru delme işlemi sırasında, salınım ve bükülme gerilimlerini en aza indirmek için tijlerearalıklı olarak dengeleyici (stabilizator) eklenir (Atlas Copco Rock Drills AB, 2008). Kazı sonucu ortayaçıkan pasalar yer çekimi kuvvetinden dolayı doğal olarak delikten dışarı atılır.
3. BAŞYUKARI DELME UYGULAMALARINDAKİ ÖNEMLİ HUSUSLAR
Başyukarı delme uygulamalarında kılavuz delgi işleminde sapma konusu, açılacak kuyun dayanıklılık (stability) değerlendirmesi ve performans değerlendirmesi önemli hususlardandır.
3.1. Sapma Değerlendirmesi
Kılavuz delgi işleminde sapma (deviation), makineyle ilgili ve operasyonel parametrelerden doğrudan etkilenmektedir. Genel olarak, bir kılavuz delik açmak ve yukarı genişletmek ile delik sapmasını kontrol etmek, aşağı genişletmeğe göre daha kolaydır. McCracken ve Stacey (2005), yüksek kazı hızlarının ve minimum sapmaların aynı anda çok nadiren elde edildiğini belirtilmiştir. Kılavuz delginin sapmasına genellikle tabakaların anizotropisi, farklı kaya sertliği ile dik / eğimli tabakalanma ve pasa çıkartma sistemi neden olur. İncelemelere göre, 0,5 ila 5 mm boyutundaki pasaların oluşmasının, delme performansını %40 oranında azaltabileceğini göstermiştir (Stakne, 2015). Bununla birlikte, delme basıncı (baskı), dönme hızı ve tork dahil olmak üzere farklı katmanların mekanik parametreleri, kılavuz deliğin sapmasına neden olabilir. Kuyu kazısındaki kayaların jeolojik/jeoteknik parametreler ve tijlerin kaya kütlesi ile etkileşimi, kılavuz delik sapmasının kontrolünde hayati konulardır (Zhiqiang ve Yiping, 2015).
DEVAMI VAR
Bu makale, 6-8 Haziran 2024 tarihleri arasında Nevşehir'de düzenlenen MÜHJEO’2024 Ulusal Mühendislik Jeolojisi ve Jeoteknik Sempozyumu'nda sunulmuştur. Makalenin tümüne ulaşmak için lütfen tıklayın...
20 Temmuz 2024
Türkiye'nin en ESKİ ve en çok ZİYARET EDİLEN şantiyesi: ŞANTİYE®...
İnşaata dair "KAYDADEĞER" ne varsa... 1988'den bu yana...
Şantiye®nin ürettiği, derlediği ve yayınladığı içeriklerde öncelik “KAMUSAL YARAR”dır...
Ve yayınlanan içeriğin “ÖZEL” olmasına özen gösterilir...
BASILI DERGİ + E-DERGİ + SANTİYE.COM.TR + SOSYAL MEDYA + DİJİTAL PLATFORMLAR...
İnşaat sektörünün buluşma noktası Şantiye®, “Güven”i temsil eden “Basılı bir Yayın” olma özelliğinin yanı sıra yenilenen web sitesi, Turkcell Dergilik ve Türk Telekom E-Dergi gibi mobil uygulamalardaki varlığı, 42 bin E-Bülten abonesi ve 85 bin sosyal medya takipçisi-bağlantısıyla inşaat sektörünün en önemli iletişim platformlarından biri olmaya her ortamda devam ediyor... 1988'den bu yana...
Şantiye® ayrıca yapı sektörüne "Şantiye'nin Yıldızı Ödülü", "Yılın Yeşil Yapı Malzemesi / Teknolojisi Ödülü" ve "Şantiyeden Kareler Fotoğraf Yarışması" gibi farklı organizasyonlarla da katkı sunuyor.
Şantiye®nin son sayısı da dahil 1988 yılından bugüne kadar yayınlanan TÜM SAYILARINA E-Dergi olarak göz atmak için lütfen tıklayın...
Şantiye®, başta ABONELERİ olmak üzere 2020-2024 yıllarında ilan veren firmalar ABS Yapı, Akyapı, Alumil, Anadolu Motor (Honda), Alkur, Ak-İzo, Altensis, Arbiogaz, Aremas, Arfen, Assan Panel, Asteknik, Atos, Batıçim, Baumit, Betek, Betonblock, Borusan CAT, Bosch Termoteknik, Bostik, BTM, Buderus, Bureau Veritas, Chryso, Çimsa, Çuhadaroğlu, Çukurova Isı, Duyar Vana, DYO, Efectis ERA, Ekomaxi, Elkon, Emülzer, Eryap, Filli Boya, Fixa, Fullboard, Form Endüstri Ürünleri, Form Endüstri Tesisleri, Form MHI (Mitsubishi Heavy Industries) Klima, Garanti Leasing, GF Hakan Plastik, Gökçe Brülör, Grundfos, Hilti, IQ Alüminyum (by Deceuninck), İNKA, İntek, İpragaz, İstanbul Teknik, İzocam, İzoser, Kalekim, Knauf, Knauf Insulation, Komatsu, Köster, Kuzu Grup, LG, Marubeni, Masdaf, Master Builders Solutions, MBI Braas, Meiller Kipper (Doğuş Otomotiv), Messe Frankfurt, Messe München/Agora Tur., Mekon, Mitsubishi Chemical, Nalburdayim.com, NETCAD, ODE, Ökotek, Özler Kalıp, Özpor, Panasonic, PERI, Pimakina, Polyfibers, Polyfin, Prometeon, Ravago, Rehau, Saint Gobain Türkiye, Saray Alüminyum, Schüco, Selena (Tytan), Sentez Mekanik, Serge Ferrari, Shell, Siemens, Sistem İnşaat, Soudal, Sika, Şişecam, Temsa, TMS, Tekno Yapı, Türk Ytong, Tremco illbruck, Vaillant, Vekon, Wermut, Wilo ve Xylem’in değerli katkılarıyla hazırlanmaktadır.
ABONE OLMAK İÇİN
Bir yıllık abonelik bedelimiz olan 1200 TL (6 Sayı, KDV Dahil)'yi TR70 0001 0008 5291 9602 1550 01 IBAN no’lu hesabımıza (Ekosistem Medya) yatırıp; ardından dekontu, açık adresinizi ve fatura bilgilerinizi (şahıs ise TC kimlik no; firma ise vergi dairesi-numarası) santiye@santiye.com.tr adresine e-posta veya 0532 516 03 29 no’lu telefona WhatsApp / SMS aracılığıyla ulaştırabilirsiniz.