巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)和鉆眼工具(上)

1、巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)鉆眼工具1一.巖石的性質(zhì)及其工程分級(jí)2(一)幾個(gè)概念1.巖塊:從地殼巖層中切取下來的小塊體。2.巖體:地下工程周圍較大范圍的自然質(zhì)體。（巖體與巖塊強(qiáng)度區(qū)別）3.巖石:不分巖塊和巖體的泛稱。4.圍巖:掘進(jìn)巷道對(duì)周圍巖石有應(yīng)力和位移擾動(dòng),這個(gè)擾動(dòng)范圍一般在5倍的巖石巷道直徑,巷道附近受擾動(dòng)的巖石稱為圍巖。5.表土:覆蓋在地殼上部的第四紀(jì)沉積物，如黃土、粘土、流沙、淤泥和礫石等。6.基巖:表土以下的固結(jié)性巖石。常見的是沉積巖，如石灰?guī)r、砂巖、砂質(zhì)頁巖和頁巖等，局部地段有巖漿巖。3（二）巖石的物理性質(zhì)1.巖石的相對(duì)密度和密度 巖石由固體、水和空氣三相組成，具有相對(duì)密度、密度等指標(biāo)

2、。相對(duì)密度：巖石固體實(shí)體積的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量的比值。密度：巖石單位體積（包括巖石內(nèi)孔隙體積）的質(zhì)量42.巖石的孔隙性(1）巖石的孔隙性:指巖石的裂隙和孔隙的發(fā)育程度。通常用孔隙度n和孔隙比e來表示。(2)孔隙度n：巖石試件內(nèi)各種裂隙、孔隙的體積總和與試件總體積V之比。(3)孔隙比e：巖石試件內(nèi)各種裂隙、孔隙的體積總和與試件內(nèi)固體礦物顆?？傮w積Vc之比。53.巖石的水理性質(zhì)（1）巖石的吸水率（ ）：巖石試件在大氣壓力下吸入水的質(zhì)量g與試件烘干質(zhì)量G之比。6（2）巖石的透水性：巖石被水透過的性能衡量巖石透水性的指標(biāo)為滲透系數(shù)單位時(shí)間內(nèi)滲水量Q與滲透面積A和水力坡度I成正比關(guān)系，其中比例系數(shù)K稱

3、滲透系數(shù)7（3）巖石的溶蝕性：由于水的化學(xué)作用而把巖石中某些組成物質(zhì)帶走的現(xiàn)象。（溶洞）89（4）巖石的軟化性：巖石浸水后其強(qiáng)度明顯降低的性質(zhì)。巖石的軟化性用軟化系數(shù)來表示巖石的軟化系數(shù)：飽合的巖石試件單向抗壓強(qiáng)度與干燥巖石試件的抗壓強(qiáng)度比值10（5）巖石的膨脹性和崩解性 是軟巖所表現(xiàn)出的特征巖石的膨脹性：軟巖浸水后體積增大和相應(yīng)地引起壓力增大的性能，用膨脹壓力與膨脹系數(shù)表示。膨脹壓力：巖石與水進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)后，隨時(shí)間變化會(huì)產(chǎn)生體積增大現(xiàn)象，這時(shí)使試件體積保持不變所需要的壓力。膨脹系數(shù)：巖石與水進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)后，增大后的體積與原體積的比值。崩解性：軟巖進(jìn)水后產(chǎn)生的解體現(xiàn)象，用耐崩指數(shù)表示。

4、耐崩指數(shù)：巖石試件在受干燥和濕潤的二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)后，巖石試件對(duì)軟化和崩解作用所表現(xiàn)出來的抵抗能力。11巖石的軟化性、溶蝕性、膨脹性和崩 解性造成山西大同云崗石窟損壞嚴(yán)重124.巖石的碎脹性巖石破碎以后的體積將比整體狀態(tài)下增大，這種性質(zhì)稱為巖石的碎脹性。 （用碎脹系數(shù)表示） 碎脹系數(shù)：巖石破碎以后，松散狀態(tài)下的體積與巖石破碎前整體狀態(tài)下體積之比。13（三）巖石的力學(xué)性質(zhì) 巖石的變形特征（靜載荷與動(dòng)載荷）；巖石的強(qiáng)度特征 巖石的硬度 （巖石力學(xué)與礦山壓力與控制重點(diǎn)內(nèi)容，巖石的可鉆性和可爆性是井巷設(shè)計(jì)與施工這門課重點(diǎn)） 巖石的可鉆性：表示巖石鉆眼難易程度，是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)在鉆眼條件下的總和反映。采

5、用鉆速、鉆每米炮眼所需時(shí)間、鉆頭進(jìn)尺（釬頭在變鈍之前的進(jìn)尺數(shù)）、鉆每米炮眼磨鈍的釬頭數(shù)或破碎單位體積巖石消耗的能量等來表示巖石的可鉆性。 巖石的可爆性：表示巖石爆破難易程度，是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)在爆破條件下的總和反映。采用爆破單位體積巖石所消耗的炸藥、爆破單位體積巖石所需的炮眼長度或單位重量的炸藥的爆破量、每米炮眼的爆破量等來表示巖石的可爆性。14（四）巖石的工程分級(jí) 1.工程分級(jí)的目的 便于正確地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，合理地選用施工方法、施工設(shè)備、機(jī)具與器材，準(zhǔn)確的制定生產(chǎn)定額和材料消耗定額等。 2.工程分級(jí)方法 (1）普氏分級(jí)法； (2）中國煤炭部門圍巖分類法； (3）巖石質(zhì)量指標(biāo)（R.Q.D）分類。15( 1）普氏分級(jí)法前蘇聯(lián)M.M.普羅托奇雅克諾夫于1926年，提出用“堅(jiān)固性”作為巖石工程分級(jí)的依據(jù)，即用一個(gè)綜合性指標(biāo)“堅(jiān)固性系數(shù)