The compressibility properties of coal washery rejects in hydraulic backfilling

Abstract

The compressibility of backfill material is one of the most important parameters that determines the backfill performance. Backfill material is suitable when it has low bulk void ratio and big load bearing capacity. Load bearing capacity is computed by compression curves and equations. Compession parameters such as porosity, pre-consolidation and pre-stress have a considerable effect on backfill design. This paper covers the studies aiming the use of coal washery rejects of Zonguldak Colliery as hydraulic backfilling. In this scope, the compression curves were plotted and the relationships between these curves and the compression equations suggested in literature were studied. For this purpose, a number of different backfill aggregate compositions of coal washery rejects were prepared depending on particle size parameters such as effective size ($d_{10}$), coefficient of uniformity ($C_u$) and coefficient of curvature constant ($C_c$) . The insitu void ratio of these compositons were determined by simulation. One-dimensional compression tests were carried out. The results show that there is a high correlation between the compression curves and the compression equations. An equation given for pneumatic backfilling in literature is adopted for hydraulic backfilling.

Özet

Dolgu malzemesinin sıkışabilirliği, dolgu performansını belirleyen en önemli parametrelerden biridir. Dolgu malzemesi, düşük yığın boşluk oranına ve yüksek yük taşıma kapasitesine sahip olması halinde uygun olmaktadır. Yük taşıma kapasitesi sıkışma eğrileri ve eşitlikleri ile belirlenmektedir. Bu eşitliklerdeki porozite ile ön oturma ve ön gerilme gibi sıkışma parametrelerinin dolgu tasarımında büyük bir önemi vardır. Bu yazı, Zonguldak Kömür Havzası lavvar atıklarının hidrolik dolguda kullanılabilmesi amacıyla yapılan çalışmaları kapsamaktadır. Bu kapsamda sıkışma eğrileri çizilmiş ve bu eğrilerle literatürde verilen sıkışma eşitlikleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Bu amaçla, etkin çap ($d_{10}$), düzenlilik katsayısı ($C_u$), eğrilik katsayısı ($C_c$) gibi tane boyu parametrelerine bağlı olarak çeşitli yapay karışımlar hazırlanmıştır. Bu karışımların yerinde boşluk oranı benzetimle belirlenmiştir. Tek eksenli sıkışma deneyleri, elde edilen sıkışma eğrileri ile literatürde verilen eşitlikler arasında yüksek bir korelasyon olduğu göstermektedir. Ayrıca, literatürde kuru dolgu için verilen bir eşitlik hidrolik dolgu için geliştirilmiştir.