Effect of thermal damage on brittleness and chemical properties of sandstone

Utku Sakız

Makale detayları

Effect of thermal damage on brittleness and chemical properties of sandstone

Yazarlar:

Utku Sakız

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Kaya Mekaniği ve Tahkimat | Kaya Mekaniği

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 4, pp.1519-1529

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

10/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001360271

pISSN:

2564-6605

Anahtar kelimeler:

Özet:

 Mine fires may cause many ground collapses that threaten the safety of the underground coal mining applications due to the coal meassure rocks exposed to varying heat. This research focuses on investigating the changes in thermal damage and brittleness properties of sandstone from the Zonguldak Coal Basin at temperatures ranging from 25 to 600C. In the determination of rock brittleness, five different approaches calculated depending on the strength parameters were considered. According to the findings of this study, statistical analysis regression analysis were revealed over 0.85 between rock thermal damage Dt and rock brittleness of sandstone. Moreover, new estimation models have also been developed that can predict the brittleness properties from the thermal damages of the thermally exposed sandstone. On the other hand the chemical composition of the rocks can be used to determine the thermal damage and thus the brittleness. In this context, a negative linear relationship was obtained between Dt and Al2O3, while a positive linear relationship was obtained between Na2O and SiO2.

 Mine fires may cause many ground collapses that threaten the safety of the underground coal mining applications due to the coal meassure rocks exposed to varying heat. This research focuses on investigating the changes in thermal damage and brittleness properties of sandstone from the Zonguldak Coal Basin at temperatures ranging from 25 to 600C. In the determination of rock brittleness, five different approaches calculated depending on the strength parameters were considered. According to the findings of this study, statistical analysis regression analysis were revealed over 0.85 between rock thermal damage Dt and rock brittleness of sandstone. Moreover, new estimation models have also been developed that can predict the brittleness properties from the thermal damages of the thermally exposed sandstone. On the other hand the chemical composition of the rocks can be used to determine the thermal damage and thus the brittleness. In this context, a negative linear relationship was obtained between Dt and Al2O3, while a positive linear relationship was obtained between Na2O and SiO2.

 Mine fires may cause many ground collapses that threaten the safety of the underground coal mining applications due to the coal meassure rocks exposed to varying heat. This research focuses on investigating the changes in thermal damage and brittleness properties of sandstone from the Zonguldak Coal Basin at temperatures ranging from 25 to 600C. In the determination of rock brittleness, five different approaches calculated depending on the strength parameters were considered. According to the findings of this study, statistical analysis regression analysis were revealed over 0.85 between rock thermal damage Dt and rock brittleness of sandstone. Moreover, new estimation models have also been developed that can predict the brittleness properties from the thermal damages of the thermally exposed sandstone. On the other hand the chemical composition of the rocks can be used to determine the thermal damage and thus the brittleness. In this context, a negative linear relationship was obtained between Dt and Al2O3, while a positive linear relationship was obtained between Na2O and SiO2.

 Maden yangınları, değişen ısıya maruz kalan kömür çevre kayaçlarında birçok zemin çökmesine neden olabilmekte ve bu durum yeraltı kömür madenciliği uygulamalarının güvenliğini tehdit etmektedir. Bu araştırma, oda sıcaklığından 600Cye kadar değişen sıcaklıklarda Zonguldak Kömür Havzasından elde edilen kumtaşının termal hasar ve kırılganlık özelliklerindeki değişiklikleri incelemeye odaklanmaktadır. Kayaç kırılganlığının belirlenmesinde, dayanım parametrelerine bağlı olarak hesaplanan beş farklı yaklaşım dikkate alınmıştır. Bu çalışmanın bulgularına dayanarak, istatistiksel analiz regresyon analizi, kaya termal hasarı Dt ile kumtaşının kaya kırılganlığı arasında 0,85in üzerinde bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, termal olarak maruz kalan kumtaşının termal hasarlarından kırılganlık özelliklerini tahmin edebilen yeni tahmin modelleri de geliştirilmiştir. Öte yandan, kayaçların kimyasal bileşimlerinin termal hasarın ve dolayısıyla kırılganlığı belirlenmesinde kullanılabileceği belirlenmiştir. Bu bağlamda, Dt ile Al2O3 arasında negatif doğrusal bir ilişki elde edilirken, Na2O ile SiO2 arasında pozitif doğrusal bir ilişki elde edilmiştir.

Makale detayları

Effect of thermal damage on brittleness and chemical properties of sandstone

Yazarlar:

Utku Sakız

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Kaya Mekaniği ve Tahkimat | Kaya Mekaniği

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 4, pp.1519-1529

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

10/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001360271

pISSN:

2564-6605

Mine fires

Temperature

Brittleness

Thermal damage

SandstoneMaden yangınları

Sıcaklık

Kırılganlık

Termal hasar

Kumtaşı

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Utku Sakız

Yayıncı: Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar: Kaya Mekaniği ve Tahkimat | Kaya Mekaniği

Dergi: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 4, pp.1519-1529

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 10/2025

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001360271

pISSN: 2564-6605

Sayı

Yazarlar:

Utku Sakız

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Kaya Mekaniği ve Tahkimat | Kaya Mekaniği

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 4, pp.1519-1529

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

10/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001360271

pISSN:

2564-6605