Madenlerde Tahkimat Ders Notları KAYA CIVATASI İLE TAHKİMAT Kaya Cıvatalarının Çalışma Prensibi Cıvata ile TahkimatBOLT1 Kaya Cıvataları; Ana kütleden ayrılan kaya tabakalarını/bloklarını ana kütleye bağlamak, Deformasyon eğilimi fazla olan zayıf tabakaları daha sağlam tabalara bağlayarak birlikte çalışmalarını sağlamak, Kaya Cıvatalarının Güçlendirme Etkisi Askıya Alma, Kiriş Oluşturma, Sürtünme Yaratma, Sıkıştırma, Tavan Cıvataları kendini tutamayan kaya kütlesine kendini tutabilme özelliği kazandırır. Kaya cıvataları bunu iki şekilde gerçekleştirir:
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Madenlerde Tahkimat Ders NotlarıKAYA CIVATASI İLE TAHKİMAT
Kaya Cıvatalarının Çalışma Prensibi
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT1
Kaya Cıvataları;
Ana kütleden ayrılan kaya tabakalarını/bloklarını ana kütleye bağlamak,
Deformasyon eğilimi fazla olan zayıf tabakaları daha sağlam tabalara
bağlayarak birlikte çalışmalarını sağlamak,
Sonuç olarak ta tavanda meydana gelecek çekme ve kesme gerilmelerini
azaltmak
amacını gerçekleştirirler.
Kaya Cıvatalarının Güçlendirme Etkisi
Askıya Alma,
Kiriş Oluşturma,
Sürtünme Yaratma,
Sıkıştırma,
Tavanda Basınç Kemeri Oluşturma
Tavan Cıvataları kendini tutamayan
kaya kütlesine kendini tutabilme
özelliği kazandırır. Kaya cıvataları
bunu iki şekilde gerçekleştirir:
1. Deformasyonları azaltarak,
2. Gerilme Dağılımlarını
iyileştirerek
Madenlerde Tahkimat Ders NotlarıKaya Cıvatalarının Çalışma Prensibi
Askıya Alma
Zayıf Tabakalardan oluşmuş bir tavan daha
sağlam ve dirençli üst tabakalara
tutturularak askıya alınır. Bu işlemin
başarısı sağlam kayaç içindeki ankraj
kısmının yeterli uzunlukta olmasına
bağlıdır.
Kiriş Oluşturma
Yatay süreksizliklerle birbirinden ayrılmış
olan ince tabakalar kaya cıvataları ile
birbirlerine tutturularak kalın bir kiriş gibi
davranmaları sağlanır. Uygumla ile bir
kirişin eğilme gerilmesi önemli derecede
azalır.
Kilitleme
Galeri üstündeki, tabaka ağırlığının büyük
kısmı doğal arazi kemerinin oluşmasıyla
galerinin yan duvarlarına transfer olur.
Cıvata uygulamasıyla gevşemiş olan geniş
bloklar arazi kemerinin altında tespit edilir
ve süreksizlikler üzerindeki blok hareketi
önlenir. Ayrıca sürtünme oluşturulduğu için
blokların yatay hareketi engellenebilir.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT2
Madenlerde Tahkimat Ders NotlarıKaya Cıvatalarının Çalışma Prensibi
Sürtünme Oluşturma
Bloklu arazi koşullarında kaya cıvatalarıyla
gerdirme uygulayarak süreksizlik yüzeyleri
arasındaki kuvvetleri arttırılır ve blokların
kaymaya karşı direnci yükselir.
Sıkıştırma
Kaya cıvatalarıyla, çatlaklı ve gevşek
yapıdaki kaya kütlesini sıkıştırarak
dayanımı ve deformasyonu yüksek olan bir
kaya kütlesi haline getirir.
Tavanda Basınç Kemeri Oluşturma
Açıklık tavanı üzerinde, gevşemiş bölgedeki kaya kütlesi kaya cıvataları tarafından
öngerilme uygulanarak tahkim edilir. Böylece tavanda bir basınç kemeri oluşturulur.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT3
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
CIVATA ÇEŞİTLERİ
Bir Noktada Sabitlenen Cıvatalar
a. Kamalı Cıvatalar
b. Genişleme Başlıklı Cıvatalar
Özel Tip Cıvatalar
a. Kablo Cıvatalar
b. Tavan Çerçevesi
Tüm Kolon Boyunca Sabitlenen
Cıvatalar
a. Sürtünme Ankrajlı Cıvatalar
i. Split-Set
ii. Swellex
b. Dolgulu Cıvatalar
i. Çimento Dolgulu
Cıvatalar
ii. Reçine Dolgulu
Cıvatalar
Madencilikte Kullanılan Başlıca Cıvata Çeşitleri
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT4
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Bir Noktada Sabitlenen Cıvataların Değerlendirmesi
Avantajları Dezavantajları
Diğer cıvatalara oranla ucuzdur.
Yerleştirildikten hemen sonra
taşıyıcılık göstermeye başlar.
Sağlam kayaçlarda yüksek taşıma
gücü oluşturabilirler.
Sağlam kayaçlarda yüksek performans
sağlaması nedeniyle kullanımı sınırlıdır.
Patlamalar yada delik ağzı ve sabitleme
noktasında oluşacak deformasyonlar taşıma
gücünü yitirmesine neden olur.
Yerleştirilmeleri sırasında özenli işçilik
gerektirir.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT5
Bir Noktadan Sabitlenen Cıvatalar
Cıvata delik dibinde sabitlenir.
Delik ağzında taşıma plakası konulup vida ile sıkıştırılarak ön gerilme
uygulanır.
Cıvatanın taşıyıcılığı taşıma plakası ile sabitleme noktası arasında oluşturulan
gerilme ile sağlanır.
Yaygın olarak kullanılan iki tipi mevcuttur:
o Kamalı Cıvata
o Genişleme Başlıklı Cıvata
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT6
Kamalı Cıvatalar
Cıvata çapı 22-30mm’dir.
Cıvata uzunluğu 0.50 – 2.50 m’dir.
Delik çapı cıvata çapından 4 mm daha geniş olur.
Cıvatanın uç kısmında 15 mm uzunluğunda ve 2-3 mm genişlikte bir yarık
bulunur.
Yarık kısma 1/7 – 1/10 konikliğinde kama konur.
Cıvata, deliğe kama yarığa yerleştirilmiş olarak yerleştirilerek basınçlı hava
çekici ile çakılır.
Çakma işlemi sırasında kama delik tabanında yarık içinde yerleşir, cıvata
delik duvarlarında sabitlenir.
Cıvatanın 15-20 cm’lik diğer ucu dişildir. Bu kısma taşıma plakası
yerleştirilip vida ile sıkıştırılır.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Kamalı Tavan Cıvatası
Genişleme Başlıklı Tavan Cıvatası
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT7
Genişleme Başlıklı Cıvatalar
Cıvata; uç kısmındaki dişli kısma geçen dört köşe piramit çekirdek (N) ve
bunun etrafında silindirik, içi piramidal dört genişleme parçasından (E) oluşur.
Cıvata deliğe yerleştirildiğinde cıvata bir anahtarla döndürülerek
sıkıştırıldığında çekirdek genişleme parçalarını yatay yönde (delik duvarlarına
doğru) iter.
Bu şekilde parça delik duvarında cıvatayı sabitler.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Genişleme Başlıklı Tavan Cıvatası
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT8
Tüm Kolon Boyunca Sabitlenen Cıvatalar
Bu tür cıvatalar yerleştirildikleri deliğin duvarlarının tamamına temas
ederler.
Bu tür cıvatalar iki gruba ayrılırlar:
o Sürtünme Ankrajlı Cıvatalar.
o Dolgulu Cıvatalar.1. Tüm Kolon Boyunca Sabitlenen Cıvatalar
Sürtünme ankrajlı cıvatalar yerleştirildikleri deliğin duvarında radyal bir
sıkıştırma etkisi oluştururlar.
Oluşturulan kuvvetin etkisi ile delik duvarı ve cıvata arasında ortaya çıkan
sürtünme kuvveti cıvatayı sabitler.
Üretici firmaların verdiği adla anılan iki tür sürtünmeli cıvata mevcuttur:
o Split-Set (Ingersol-Rand)
o Swellex (atlas-Copco)
Swellex
Split-Set
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Split-Set Kaya Cıvatası
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT9
Split-Set
Cıvata, Ekseni boyunca ortadan yarılmış, içi silindirik, çelik bir borudur.
Açılan deliğe kolay yerleştirlebilmesi için uç kısmı konikleştirilmiştir.
Delik dışında kalan ucundaa ise 150*150*62 mm boyutunda bir taşıma
plakası ve bunu tutan ve cıvataya kaynatılmış bir halka bulunur.
Cıvata Boyları 0.75-3.00 m arasında değişir. Yaygın Olarak Kullanılan
cıvata boyu 1.52 m’dir.
32, 39 ve 46 mm olmak üzere üç çapta üretilir.
Cıvata et kalınlığı 2-3 mm’dir.
Kullanılan çeliğin akma sınırı 4900 Kg/cm2 (490 MPa) dır.
Cıvata, çapından dar, boyundan uzun bir deliğe basınçlı hava yardımı ile
yerleştirilir.
Delik boyunun cıvata boyundan 50 mm daha uzun olması
Taşıma PlakasıHalka
Yarık
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Split-Set Cıvatanın Yerleştirilmesi
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT10
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT11
Madenlerde Tahkimat Ders NotlarıSplit-Set Cıvatanın Deliğe Yerleştirilmesi
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT12
Swellex Cıvata
Swellex cıvatalar Orijinal çapı 41 mm olan
ve kendi üzerine kıvrılmış çelik borulardan
yapılmıştır.
Çapı 41 mm ve et kalınlığı 2 mm olan çelik
boru içe doğru bükülerek çapı 25.50 mm’ye
indirilmiştir.
Cıvatanın her iki ucuna çelik kovanlar
bağlanarak taşıyıcılık özelliği
güçlendirilmiştir.
Cıvata hemen her uzunlukta
üretilebilmektedir.
Cıvata için önerilen delik çapı 35 ± 3
mm’dir.
Cıvatanın yenilme kuvveti 130 kN’dur.
Cıvatanın kopmada eksenel birim
deformasyonu 10%’dir.
Cıvata deliğe yerleştirildikten sonra basınçlı su ile şişirilerek delikte
sabitlenir.
Şişen cıvata deliğin duvarlarına tam temas ederek deliğin şeklini alır.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Swellex Cıvatanın Deliğe Yerleştirilmesi
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT13
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Çatlaklı Formasyonlarda Swellex Uygulaması
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT14
Madenlerde Tahkimat Ders NotlarıÇatlaklı ve Kil İçeren Formasyonlarda Swellex Cıvata Uygulamasının Etkisi.
Swellex Cıvataların Etrafında Gelişen Kuvvetler.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT15
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Swellex Cıvataların Deliğe Yerleştirilmesi.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT16
Dolgulu Cıvatalar
Dolgulu cıvata uygulamasında yaygın olarak nervürlü (rebar) çelik yada
çelik kablolar kullanılır.
Dolgu malzemesi olarak çimento veya reçine kullanılır.
Öngerme uygulanan cıvbatalrda genellikle reçine dolgu; öngerme
uygulanmayan cıvatalarda reçine yada çimento kullanılır.
Dolgulu cıvata uygulaması genel olarak sürekli tahkimat sistemi gerektiren
yerlerde kullanılır.Dolgulu cıvataların sağlayacağı ankraj kuvveti;
bağıntısıyla hesaplanır.
Burada;
P = Cıvata ankraj kuvveti.
A: Delik yüzeyi ile cıvata arasındaki temas alanı, m2.
: Dolgu ile kaya ara yüzeyinin kayma dayanımı, MPa.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT17
Ankraj kuvveti dolgu maddesin ve delik yüzeyi arasında oluşturulan
temasa bağlıdır.
Pratik uygulamalarda temas alanı kullanılan dolgu cinsine ve deliğin
geometrisine bağlıdır.
Çimento Dolgulu Cıvatalar
Tahkimatın hemen yapılması gerekmeyen yerlerde uygulanırlar.
Gereği gibi yerleştirildiklerinde yeterli ve dayanıklı bir tahkimat
elemanıdır.
Korozyon etkisinden en az etkilenen cıvatalardır.
Değişken kayaç ve yükleme koşullarında yüksek ankrajlama kuvveti
sağlarlar.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Çimento Dolgulu Cıvata
Çimento Harçlı Cıvata Uygulaması 4 Farklı Yöntemle Gerçekleştirilebilir.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT18
Çimento Dolgulu Cıvatanın
Temel Özellikleri
Çelik Çapı : 20 mm.
Yenilme Kuvveti : 283 kN.
Kopma Kuvveti : 180 kN.
Kopmada Eksenel Deformasyonu : 15%
Birim Ağırlık : 2.60 Kg/m.
Uzunluk : Her Boyda.
Delik Çapı: 35±3 mm.
Çimento Dolgulu Cıvatanın
Dezavantajları
1. Pahalıdır.
2. Ancak özenli bir yerleştirme
işlemi gerçekleştirildiğinde öngerme
işlemi uygulanabilir.
3. Katkısız çimento kullanıldığı
zaman cıvatanın yük taşımaya
başlaması için birkaç gün geçmesi
gerekir.
4. Tahkimat yerleştirme hızı
Perfo Yöntemi
İkiye ayrılmış silindirik ve delikli metal harç ile doldurulur ve birbirlerine
çelik tellerle bağlanır.
Bağlanmış tüp delik içine yerleştirilir.
Bir çelik çubuk bağlanmış tüpün içine itilerek deliğin tamamının çimento
dolması sağlanır.
Çimento harcının geri akmaması için delik ağzında bir tapa kullanılır.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Perfo Yöntemi ile Cıvata Uygulaması.
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT19
Enjeksiyon Yöntemi
Deliğin yaklaşık yarısı çimento ile doldurulur.
Harcın dökülmemesi için delik ağzında bir tapa kullanılır..
Kılcal bir boru delik içine sokularak delik dibindeki hava dışarıya alınır.
Çimento harcının geri akmaması için delik ağzında bir tapa kullanılır.
Nervürlü çelikten cıvata delik içine sürülür. Çimento tüm deliği kaplar.
Plastik boru alınarak tapa kapatılır.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Enjeksiyon Yöntemi ile Cıvata Uygulaması
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT20
Bergjet Yöntemi
Hazırlanan çimento harcı pompa yardımıyla deliğe konulur.
Kullanılan basınçlı hava yaklaşık (200 – 400 KPa) 2-4 Kg/cm2’dir.
Çimento şerbeti deliğe esnek bir boruyla doldurulur.
Delik çimento şerbeti ile tamamen dolduktan sonra cıvata deliğe
yerleştirilir.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Bergjet Yöntemi ile Cıvata Uygulaması
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT21
Kartuşlu Yöntem
Çimento harcı silindirik torbalara yerleştirilmiş durumdadır.
Deliğe yerleştirilecek sayıda kartuş su içinde 3 dakika bekletilir.
Kartuşlar deliğe yerleştirildikten sonra cıvata delik içine sürülür.
Kartuş içindeki çimento şerbeti içinde mikrokapsüller halinde hidrasyon
suyu bulunur.
Kartuş cıvata tarafından parçalandığında mikrokapsüller de parçalanarak
hidrasyon suyu çimento ile kırışır.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Kartuş Yöntemiyle Cıvata Uygulaması
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT22
Reçine Dolgulu Cıvatalar
Bu tür cıvatalarda dolgu maddesi olarak polyester reçine kullanılır.
Her türlü kaya koşulunda kullanılabilirler.
Donma süresi çimentoya oranla daha kısadır.
Uygulama kolaylığına sahiptir.
Arızalı kayaçlarda yüksek ankraj kapasitesine sahiptir.
Reçine Dolgulu Cıvatanın
Temel Özellikleri
Çelik Çapı : 20 mm.
Yenilme Kuvveti : 120 kN.
Kopma Kuvveti : 180 kN.
Kopmada Eksenel Deformasyonu : 15%
Birim Ağırlık : 2.60 Kg/m.
Uzunluk : Her Boyda.
Delik Çapı: 35±3 mm.
Reçine Dolgulu Cıvatanın
Dezavantajları
1. Pahalıdır.
2. Sıcak ortamlarda reçine
kartuşlarının depolanma süresi
sınırlıdır. ktür.
Madenlerde Tahkimat Ders Notları
Reçine Dolgusuyla Kullanılan Cıvata Türleri
Cıvata ile Tahkimat.... BOLT23
Reçinenin delik içine yerleştirilmesi için iki yöntem uygulanır: