Rock Mass Classification & Determination of Geomechanical Properties in Beypazarı Trona Field


Konuk C. N. , Gölbaşi O., Yardimci A. G. , Beşir T., Kayhan H. E.

Kayamek2022, Isparta, Turkey, 26 - 28 May 2022, pp.1-7

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Isparta
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.1-7
  • Middle East Technical University Affiliated: Yes

Abstract

Beypazarı Miocene sequence is a geological formation comprising economic value with rich trona resources. As it is an industrial raw material and a significant part of the global exploitable reserves are in our country, the trona mineral has been subject to many domestic and foreign researches investigating the geological characteristics of this Neogene basin by mineralogical, geochemical and petrographic studies. This research covers field and laboratory works on rock mass quality classification and determination of geomechanical properties that will constitute a background for advanced research on investigation of mechanical effects of production openings on upper trona layers and ground surface. The rock mass quality of the field was determined using Rock Mass Rating (RMR) and Q system by evaluating core samples obtained from four boreholes drilled inside Hırka, Karadoruk, Sarıağıl and Çakıloba formations. Elastic and plastic material properties were determined by laboratory rock mechanics experiments performed on intact core samples. The mechanical properties of discontinuities were determined by testing undisturbed discontinuity surfaces in direct shear box under normal pressure levels adjusted regarding the sample depth. Depending on field and laboratory studies, input parameters for mechanical simulations based on continuous and discontinuous media has been established, which allows for examining production-induced stress and strain on rock layers. In addition, empirical strata control assessments were made.


Beypazarı Miyosen istifi, zengin trona kaynaklarıyla ekonomik değer ihtiva eden bir jeolojik oluşumdur. Sanayi hammaddesi olması ve küresel işletilebilir rezervlerin önemli bir bölümünün ülkemizde bulunması nedeniyle birçok yerli ve yabancı araştırmaya konu olan trona minerali hakkında yapılan mineralojik, jeokimyasal ve petrografik çalışmalarla birlikte bu Neojen havzanın jeolojik yapısı açığa çıkarılmıştır. Bu çalışma, üretim açıklıklarının trona üstü tabakalar ve yer yüzeyinde oluşturduğu mekanik etkilerin incelenmesi konulu bir araştırmaya zemin hazırlamak amacıyla kaya kütle kalite sınıflaması yapılması ve jeomekanik özelliklerin tespiti konulu saha ve laboratuvar çalışmalarını kapsamaktadır. Dört adet sondaj kuyusuyla kesilen Hırka, Karadoruk, Sarıağıl ve Çakıloba isimli formasyonlardan elde edilen karot örnekleri, jeomekanik sınıflama sistemi ve Q sistemi doğrultusunda değerlendirilerek sahanın kaya kütle kalitesi tespit edilmiştir. Sağlam karot örnekleri üzerinde gerçekleştirilen laboratuvar kaya mekaniği deneyleri, kayaların elastik ve plastik malzeme özelliklerinin bulunmasını sağlamıştır. Doğal süreksizlik yüzeylerinin doğrudan kesme kutusunda, derinliğe uygun normal basınç seviyeleri altında test edilmesiyle süreksizlik mekanik özellikleri hesaplanmıştır. Saha ve laboratuvar çalışmalarıyla, üretim kaynaklı tabaka gerilme ve gerinimlerinin sürekli ve süreksiz ortam temelli mekanik simülasyonlarla incelenebilmesi için gerekli veri altyapısı oluşturulmuştur. Ayrıca, ampirik yöntemlere dayalı tabaka duraylılık incelemeleri yapılmıştır.