岩石的性质及其工程分级和钻眼工具

资源学院采矿系陈海波岩石性质及其工程分级

钻眼工具岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第1页一.岩石性质及其工程分级岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第2页(一)几个概念1.岩块:从地壳岩层中切取下来小块体。2.岩体:地下工程周围较大范围自然质体。（岩体与岩块强度区分）3.岩石:不分岩块和岩体泛称。4.围岩:掘进巷道对周围岩石有应力和位移扰动,这个扰动范围普通在5倍岩石巷道直径,巷道附近受扰动岩石称为围岩。5.表土:覆盖在地壳上部第四纪沉积物，如黄土、粘土、流沙、淤泥和砾石等。6.基岩:表土以下固结性岩石。常见是沉积岩，如石灰岩、砂岩、砂质页岩和页岩等，局部地段有岩浆岩。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第3页（二）岩石物理性质1.岩石相对密度和密度岩石由固体、水和空气三相组成，含有相对密度、密度等指标。相对密度：岩石固体实体积质量与同体积水质量比值。密度：岩石单位体积（包含岩石内孔隙体积）质量岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第4页2.岩石孔隙性(1）岩石孔隙性:指岩石裂隙和孔隙发育程度。通惯用孔隙度n和孔隙比e来表示。(2)孔隙度n：岩石试件内各种裂隙、孔隙体积总和与试件总体积V之比。(3)孔隙比e：岩石试件内各种裂隙、孔隙体积总和与试件内固体矿物颗粒总体积Vc之比。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第5页3.岩石水理性质（1）岩石吸水率（）：岩石试件在大气压力下吸入水质量g与试件烘干质量G之比。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第6页（2）岩石透水性：岩石被水透过性能衡量岩石透水性指标为渗透系数单位时间内渗水量Q与渗透面积A和水力坡度I成正比关系，其中百分比系数K称渗透系数岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第7页（3）岩石溶蚀性：因为水化学作用而把岩石中一些组成物质带走现象。（溶洞）岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第8页岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第9页（4）岩石软化性：岩石浸水后其强度显著降低性质。岩石软化性用软化系数来表示岩石软化系数：饱合岩石试件单向抗压强度与干燥岩石试件抗压强度比值岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第10页（5）岩石膨胀性和崩解性是软岩所表现出特征岩石膨胀性：软岩浸水后体积增大和对应地引发压力增大性能，用膨胀压力与膨胀系数表示。膨胀压力：岩石与水进行物理化学反应后，随时间改变会产生体积增大现象，这时使试件体积保持不变所需要压力。膨胀系数：岩石与水进行物理化学反应后，增大后体积与原体积比值。崩解性：软岩进水后产生解表达象，用耐崩指数表示。耐崩指数：岩石试件在受干燥和湿润二个标准循环后，岩石试件对软化和崩解作用所表现出来抵抗能力。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第11页岩石软化性、溶蚀性、膨胀性和崩解性造成山西大同云岗石窟损坏严重岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第12页4.岩石碎胀性岩石破碎以后体积将比整体状态下增大，这种性质称为岩石碎胀性。（用碎胀系数表示）碎胀系数：岩石破碎以后，涣散状态下体积与岩石破碎前整体状态下体积之比。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第13页（三）岩石力学性质

岩石变形特征（静载荷与动载荷）；岩石强度特征岩石硬度（岩石力学与矿山压力与控制重点内容，岩石可钻性和可爆性是井巷设计与施工这门课重点）

岩石可钻性：表示岩石钻眼难易程度，是岩石物理力学性质在钻眼条件下总和反应。采取钻速、钻每米炮眼所需时间、钻头进尺（钎头在变钝之前进尺数）、钻每米炮眼磨钝钎头数或破碎单位体积岩石消耗能量等来表示岩石可钻性。

岩石可爆性：表示岩石爆破难易程度，是岩石物理力学性质在爆破条件下总和反应。采取爆破单位体积岩石所消耗炸药、爆破单位体积岩石所需炮眼长度或单位重量炸药爆破量、每米炮眼爆破量等来表示岩石可爆性。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第14页（四）岩石工程分级

1.工程分级目标便于正确地进行工程设计，合理地选取施工方法、施工设备、机具与器材，准确制订生产定额和材料消耗定额等。

2.工程分级方法

(1）普氏分级法；

(2）中国煤炭部门围岩分类法；

(3）岩石质量指标（R.Q.D）分类。岩石的性质及其工程分级和钻眼工具第15页(1）普氏分级法前苏联M.M.普罗托奇雅克诺夫于1926年，提出用“坚固性”作为岩石工程分级依据，即用一个综合性指标“坚固性系数f