礦物資源工程專(zhuān)業(yè)采礦方向?qū)I(yè)課程

1、礦物資源工程專(zhuān)業(yè)（采礦方向）專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)西安建筑科技大學(xué)材料與礦資學(xué)院礦物資源工程實(shí)驗(yàn)室目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc421131506 地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131506 h 1 HYPERLINK l _Toc421131507 實(shí)驗(yàn)一：礦物的物理性質(zhì) PAGEREF _Toc421131507 h 1 HYPERLINK l _Toc421131508 實(shí)驗(yàn)二：巖石分類(lèi)及形成條件 PAGEREF _Toc421131508 h 2 HYPERLINK l _Toc421131509 實(shí)驗(yàn)三：地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識(shí) PAGEREF

2、_Toc421131509 h 4 HYPERLINK l _Toc421131510 實(shí)驗(yàn)四：地形地質(zhì)圖讀圖與剖面的制作 PAGEREF _Toc421131510 h 5 HYPERLINK l _Toc421131511 實(shí)驗(yàn)五：Mapgis的應(yīng)用 PAGEREF _Toc421131511 h 7 HYPERLINK l _Toc421131512 金屬礦床地下開(kāi)采實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131512 h 10 HYPERLINK l _Toc421131513 實(shí)驗(yàn)一 地下開(kāi)采開(kāi)拓系統(tǒng)物理模型 PAGEREF _Toc421131513 h 10 HYPERLINK l

3、_Toc421131514 實(shí)驗(yàn)二 放礦橢球體實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131514 h 12 HYPERLINK l _Toc421131515 實(shí)驗(yàn)三 覆巖下放礦實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131515 h 13 HYPERLINK l _Toc421131516 金屬礦床露天開(kāi)采實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131516 h 15 HYPERLINK l _Toc421131517 實(shí)驗(yàn)一 露天開(kāi)采開(kāi)拓系統(tǒng)物理模型 PAGEREF _Toc421131517 h 15 HYPERLINK l _Toc421131518 礦山巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc4

4、21131518 h 16 HYPERLINK l _Toc421131519 實(shí)驗(yàn)一 石物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131519 h 16 HYPERLINK l _Toc421131520 實(shí)驗(yàn)二 巖石單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131520 h 18 HYPERLINK l _Toc421131521 實(shí)驗(yàn)三 巖石變角剪切實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131521 h 21 HYPERLINK l _Toc421131522 實(shí)驗(yàn)四 巖石抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131522 h 24 HYPERLINK l _Toc42113

5、1523 實(shí)驗(yàn)五 巖石聲波檢測(cè)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131523 h 27 HYPERLINK l _Toc421131524 實(shí)驗(yàn)六 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131524 h 31 HYPERLINK l _Toc421131525 實(shí)驗(yàn)七 巖石的三軸壓縮實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131525 h 34 HYPERLINK l _Toc421131526 爆破工程實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131526 h 38 HYPERLINK l _Toc421131527 實(shí)驗(yàn)一 爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及連接 PAGEREF _Toc421131527

6、 h 38 HYPERLINK l _Toc421131528 實(shí)驗(yàn)二 沖擊震動(dòng)測(cè)試 PAGEREF _Toc421131528 h 40 HYPERLINK l _Toc421131529 礦井通風(fēng)實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc421131529 h 42 HYPERLINK l _Toc421131530 實(shí)驗(yàn)一 礦井大氣主要參數(shù)測(cè)定 PAGEREF _Toc421131530 h 42 HYPERLINK l _Toc421131531 實(shí)驗(yàn)二 通風(fēng)管道中風(fēng)流點(diǎn)壓力測(cè)定 PAGEREF _Toc421131531 h 43 HYPERLINK l _Toc421131532 實(shí)驗(yàn)三 礦井

7、通風(fēng)裝置綜合檢測(cè) PAGEREF _Toc421131532 h 47地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：礦物的物理性質(zhì)一、目的要求 （一）熟悉與掌握用肉眼鑒定礦物的方法。 （二）熟練掌握常見(jiàn)礦物的形態(tài)特征及物理性質(zhì)特征，并據(jù)此鑒別礦物。 （三）為鑒定巖石打下基礎(chǔ)。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 鑒定下列礦物： 1、單質(zhì)自然銅、石墨、自然金； 2、氧化物石英、赤鐵礦、磁鐵礦； 3、碳酸鹽方解石、白云石、孔雀石； 4、硫化物方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦； 5、鹵化物螢石； 6、硅酸鹽鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母、橄欖石、石榴石、普通輝石、普通角閃石； 7、硫酸鹽石膏、重晶石； 8、磷酸鹽磷灰石。 三、實(shí)驗(yàn)方法 （一）肉眼觀察礦物的形

8、態(tài)和物理性質(zhì)（如顏色、光澤、透明度、條痕、解理、斷口等），對(duì)礦物進(jìn)行鑒定。 （二）憑簡(jiǎn)單的工具（小刀、鋼針、放大鏡等），簡(jiǎn)易藥品（鹽酸、鉬酸銨等）來(lái)分辯礦物，對(duì)礦物進(jìn)行鑒定。 （三）對(duì)照教材中“常見(jiàn)礦物肉眼鑒定特征表”對(duì)礦物進(jìn)行鑒定，達(dá)到認(rèn)識(shí)礦物的目的。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告重點(diǎn)描述下列礦物的主要鑒定特征，并填寫(xiě)報(bào)告書(shū)。 橄欖石、普通輝石、方解石、石英、磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、螢石、黑云母、角閃石。實(shí)驗(yàn)二：巖石分類(lèi)及形成條件一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅?（一）學(xué)習(xí)肉眼鑒定巖石的步驟和方法。 （二）觀察和掌握巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其主要特點(diǎn)。 （三）通過(guò)對(duì)巖石標(biāo)本的詳細(xì)觀察和描述，了解巖石的簡(jiǎn)單分類(lèi)及

9、掌握常見(jiàn)巖石的基本特征。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （一）巖石的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造 1、巖漿巖的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造 （1）巖漿巖的結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、偉晶結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。 （2）巖漿巖的構(gòu)造塊狀構(gòu)造、流紋狀構(gòu)造、氣孔狀構(gòu)造和杏仁狀構(gòu)造。 2、沉積巖的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造 （1）沉積巖的結(jié)構(gòu)角礫狀結(jié)構(gòu)、礫狀結(jié)構(gòu)、砂狀結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、鮞狀結(jié)構(gòu)、竹葉狀結(jié)構(gòu)。（2）沉積巖的構(gòu)造層狀構(gòu)造、頁(yè)片狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。 3、變質(zhì)巖的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造 （1）變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。（2）變質(zhì)巖的構(gòu)造片理構(gòu)造（包括板狀、千枚狀、片狀及片麻狀等構(gòu)造）、塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、斑點(diǎn)狀構(gòu)造。（二）巖石的主要類(lèi)

10、型 1、巖漿巖的主要類(lèi)型 （1）超基性巖橄欖巖； （2）基性巖輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖； （3）中性巖閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖、安山巖； （4）酸性巖花崗巖、花崗斑巖、流紋巖。 2、沉積巖的主要類(lèi)型 （1）碎屑巖類(lèi)礫巖、砂巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r； （2）粘土巖類(lèi)頁(yè)巖； （3）化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類(lèi)石灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)巖。3、變質(zhì)巖的主要類(lèi)型（1）區(qū)域變質(zhì)巖板巖、片麻巖、大理巖、石英巖； （2）接觸變質(zhì)巖矽卡巖； （3）動(dòng)力變質(zhì)巖構(gòu)造角礫巖。 三、實(shí)驗(yàn)方法： （一）觀察巖石的顏色。 （二）描述鑒定巖石的礦物成分。 （三）觀察巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 描述常見(jiàn)巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖標(biāo)本兩種以上，

11、填寫(xiě)報(bào)告書(shū)。實(shí)驗(yàn)三：地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識(shí)一、目的要求 （一）學(xué)習(xí)和觀察褶皺。 （二）學(xué)習(xí)和觀察節(jié)理、斷層。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （一）褶皺的形態(tài)和產(chǎn)狀。 （二）節(jié)理的形態(tài)和特征； （三）斷層的形態(tài)和特征； 三、實(shí)驗(yàn)方法 主要是觀察褶皺、節(jié)理、斷層的形態(tài)和特征，并區(qū)分背斜、向斜、張節(jié)理、剪節(jié)理、正斷層、逆斷層。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 了解構(gòu)造的概念，并描述一個(gè)構(gòu)造現(xiàn)象，說(shuō)明其特征。實(shí)驗(yàn)四：地形地質(zhì)圖讀圖與剖面的制作一、目的要求 （一）初步掌握閱讀地形地質(zhì)圖的方法和步驟。 （二）掌握褶曲形態(tài)和斷層性質(zhì)的分析、描述方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （一）分析暮云嶺地區(qū)及金牛鎮(zhèn)地區(qū)的褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造的類(lèi)型、特點(diǎn)及產(chǎn)狀。 （二）確定褶

12、皺和斷層的時(shí)代。 三、實(shí)驗(yàn)方法 讀褶皺地區(qū)或斷裂地區(qū)的地質(zhì)圖時(shí)，首先必須分清新老地層層序及其在區(qū)內(nèi)的分布，然后再作進(jìn)一步的分析和描述。（一）分析描述褶曲的方法和步驟： 1、區(qū)分背斜和向斜根據(jù)核部地層和兩側(cè)巖層分布情況來(lái)區(qū)分。如核部為新地層，兩側(cè)依次對(duì)稱排列著老地層者為向斜。 2、確定兩翼產(chǎn)狀如果地質(zhì)圖上已標(biāo)有產(chǎn)狀符號(hào)，則可直接讀出兩翼產(chǎn)狀；否則可根據(jù)同一巖層出露寬度的差異，定性地確定兩翼傾角的相對(duì)大小。同時(shí)要考慮兩翼產(chǎn)狀是否發(fā)生倒轉(zhuǎn)。 3、推測(cè)軸面產(chǎn)狀如果兩翼傾向相反（相背或相向）且傾角大致相等，則表明軸面直立；除此以外，軸面都是傾斜的。無(wú)論背斜或向斜，其軸面均與緩翼傾向一致。 4、樞紐及褶曲

13、軸（軸線）的認(rèn)識(shí)：（1）樞紐產(chǎn)狀的認(rèn)識(shí)如果兩翼同一巖層沿走向互相平行，則樞紐水平。如果褶曲兩翼同一巖層沿走向相交“V”字形，則表明樞紐是傾伏的，背斜“V”字形尖端指向傾伏方向，向斜則反之。（2）褶曲軸（軸線）的認(rèn)識(shí)在地形平坦的情況下，通過(guò)褶曲傾伏端或平分褶曲核部地層各點(diǎn)連線求得。此線所示方向即代表褶曲延伸方向，軸線的長(zhǎng)短說(shuō)明褶曲延伸的長(zhǎng)短。5、確定褶皺的形成時(shí)代可根據(jù)地層間的角度不整合關(guān)系來(lái)確定。即褶皺形成于不整合面之上最老地層時(shí)代與不整合面下最新地層時(shí)代之間。6、分析完褶曲之后，應(yīng)按如下順序進(jìn)行描述：褶曲名稱（地名加褶曲性質(zhì)）、褶曲軸的延伸方向、組成核部的地層、兩翼的地層及產(chǎn)狀、軸面傾向、樞

14、紐傾伏方向及褶曲形成時(shí)代等。（二）分析描述斷層的方法及步驟： 1、斷層性質(zhì)的分析：（1）斷層產(chǎn)狀的確定如果地質(zhì)圖上已標(biāo)有斷層產(chǎn)狀符號(hào)，可直接讀出斷層產(chǎn)狀要素；否則，在地質(zhì)圖上間接判斷斷層面產(chǎn)狀要素的方法與求傾斜巖層產(chǎn)狀要素的方法相同。（2）兩盤(pán)相對(duì)位移的判定如斷層走向大致與巖層走向垂直，在背斜核部較老巖層出露界線寬的一盤(pán)為相對(duì)上升盤(pán)。在向斜核部較新巖層出露界線窄的一盤(pán)為相對(duì)上升盤(pán)。必須注意，在僅有傾斜巖層地段，當(dāng)斷層走向與巖層走向垂直或斜交時(shí)，正、逆斷層亦可出現(xiàn)平移斷層的假象。2、斷層時(shí)代的分析： （1）根據(jù)斷層切割的最新地層，以及斷層面與不整合面的交截關(guān)系來(lái)判定斷層的形成時(shí)代。 （2）根據(jù)不

15、同斷層的相互切割關(guān)系，判斷兩者的相對(duì)時(shí)代，被切割的斷層時(shí)代較切割的斷層時(shí)代老。 3、斷層的描述內(nèi)容：對(duì)斷層作上述分析之后，應(yīng)加以描述，其內(nèi)容是：斷層名稱（地名加斷層類(lèi)型或編號(hào)）、延伸方向和長(zhǎng)度、產(chǎn)狀要素、兩盤(pán)出露地層產(chǎn)狀及相對(duì)位移方向、斷層的形成時(shí)代等。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告任選一幅地質(zhì)圖，做出一條圖切剖面。實(shí)驗(yàn)五：Mapgis的應(yīng)用一、目的要求 （一）了解Mapgis的應(yīng)用領(lǐng)域 （二）了解Mapgis的操作步驟和作圖方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （一）通過(guò)觀看MAPGIS軟件平臺(tái)演示課件了解其基本功能； （二）練習(xí)MAPGIS工作環(huán)境的配置方法和步驟。 （三）利用Mapgis打開(kāi)地質(zhì)圖件，進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的處理 三、

16、實(shí)驗(yàn)方法 1.觀看MAPGIS軟件平臺(tái)演示課件打開(kāi)實(shí)習(xí)CAI光盤(pán)中或教師指定的局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)上的MAPGIS演示文檔,了解MAPGIS的基本功能和應(yīng)用領(lǐng)域。2.MAPGIS軟件的安裝打開(kāi)實(shí)習(xí)CAI光盤(pán)中或教師指定的局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)上的MAPGIS軟件中 setup.exe安裝程序,根據(jù)窗口提示進(jìn)行安裝。3. MAPGIS軟件的啟動(dòng)方法1：桌面圖標(biāo)法用鼠標(biāo)左鍵雙擊桌面上的MAPGIS圖標(biāo)，啟動(dòng)MAPGIS程序主菜單窗口（圖1-01）。方法2：開(kāi)始程序菜單法用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊“開(kāi)始”菜單的程序組選擇MAPGIS程序組下的MAPGIS主菜單項(xiàng)目，啟動(dòng)MAPGIS程序主菜單窗口（圖1-1）。圖1-1 MAPGI

17、S程序主菜單窗口 MAPGIS主菜單由圖形處理、庫(kù)管理、空間分析、圖象處理和實(shí)用服務(wù)等子系統(tǒng)組成（圖1-2）。圖1-2 MAPGIS程序主菜單下拉菜單4.MAPGIS運(yùn)行環(huán)境配置主界面配置法鼠標(biāo)左鍵單擊系統(tǒng)主菜單窗口上系統(tǒng)配置按鈕進(jìn)入MAPGIS工作環(huán)境配置窗口進(jìn)行設(shè)置。工作目錄設(shè)置：用戶工作目錄（通過(guò)WINDOWS資源管理器創(chuàng)建）。 字庫(kù)設(shè)置：用戶工作目錄下字庫(kù)或系統(tǒng)默認(rèn)目錄下的字庫(kù)。系統(tǒng)庫(kù)(符號(hào)庫(kù))設(shè)置：用戶工作目錄系統(tǒng)庫(kù)(符號(hào)庫(kù))或系統(tǒng)默認(rèn)目錄下的系統(tǒng)庫(kù)(符號(hào)庫(kù))。系統(tǒng)臨時(shí)目錄設(shè)置：用戶工作目錄或系統(tǒng)默認(rèn)目錄下的臨時(shí)目錄。子系統(tǒng)配置法啟動(dòng)子系統(tǒng)后通過(guò)修改工作目錄環(huán)境配置。圖1-3 MAP

18、GIS環(huán)境設(shè)置窗口 四、實(shí)驗(yàn)要求 1在客戶端計(jì)算機(jī)的D盤(pán)上創(chuàng)建工作文件夾，文件夾名稱為：GIS+&姓名；2將MAPGIS軟件包復(fù)制到客戶端計(jì)算機(jī)的D盤(pán)上創(chuàng)建工作文件夾GIS+&姓名下；3練習(xí)MAPGIS的安裝；4配置MAPGIS環(huán)境參數(shù)：工作目錄：.DGIS+&姓名字庫(kù)：.MAPGISCLIB系統(tǒng)庫(kù)（符號(hào)庫(kù)）: .MAPGISSLIB臨時(shí)工作目錄：.MAPGISTEMP.金屬礦床地下開(kāi)采實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 地下開(kāi)采開(kāi)拓系統(tǒng)物理模型一、要求掌握的主要內(nèi)容（1）床開(kāi)拓方法。掌握豎井、斜井、平硐豎井聯(lián)合開(kāi)拓的特點(diǎn)、適用條件及井巷布置情況。（2）礦井通風(fēng)系統(tǒng)。了解抽出式通風(fēng)方式的特點(diǎn)及通風(fēng)線路。（3）礦井提升

19、運(yùn)輸系統(tǒng)。主、副提升井巷布置情況，主、副井筒位置關(guān)系。礦石提升運(yùn)輸方式和特點(diǎn)。人員、材料、設(shè)備及廢石提升運(yùn)輸方式和系統(tǒng)。（礦石提升運(yùn)輸系統(tǒng)為：礦石借自重放入電耙巷道耙入溜井在下盤(pán)脈外運(yùn)輸巷道裝車(chē)用電機(jī)車(chē)?yán)辆总?chē)場(chǎng)經(jīng)箕斗提升將礦石倒入礦倉(cāng)將礦倉(cāng)中的礦石皮帶傳送至選礦廠（4）礦井井底車(chē)場(chǎng)。了解豎井井底車(chē)場(chǎng)布置形式及車(chē)場(chǎng)線路組成、車(chē)場(chǎng)硐室布置情況；井筒與車(chē)場(chǎng)線路連接方式；車(chē)場(chǎng)線路與階段運(yùn)輸水平線路連接方式；環(huán)形車(chē)場(chǎng)的特點(diǎn)和適用條件。（5）階段運(yùn)輸巷道布置形式。環(huán)形井底車(chē)場(chǎng)布置的特點(diǎn)及適用條件。（6）生產(chǎn)階段回采順序與各種工作礦塊的布置。生產(chǎn)階段所采取的回采順序；采準(zhǔn)、切割、回采礦房及回采礦柱在礦塊

20、中的配置順序。（7）礦床開(kāi)采各步驟之間的關(guān)系。了解開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割及回采工作之間的超前問(wèn)題。（8）采礦方法類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝過(guò)程（即了解垂直深孔階段礦房采礦法、留礦法、上向分層充填采礦法的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝）。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備金屬礦床地下開(kāi)采開(kāi)拓模型。三、實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容（1）介紹豎井開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、平硐豎井聯(lián)合開(kāi)拓（2）介紹豎井井底車(chē)場(chǎng)組成和硐室（3）介紹留礦法、全面法、房柱法、階段礦房采礦法、上向分層充填采礦法、無(wú)底柱分段崩落采礦法、有底柱分段崩落采礦法。（4）以留礦法為例，介紹底部結(jié)構(gòu)布置形式。（5）豎井中的通風(fēng)線路、運(yùn)礦線路、避災(zāi)線路、排水線路。（6）地面工業(yè)場(chǎng)地介紹。（7）風(fēng)井布置介紹。四、思考

21、題（1）風(fēng)井布置要求。（2）模型豎井中的避災(zāi)線路。（3）對(duì)模型的一種采礦方法回采工藝進(jìn)行總結(jié)敘述。實(shí)驗(yàn)二 放礦橢球體實(shí)驗(yàn)一、要求掌握的主要內(nèi)容（1）無(wú)底柱分段崩落法主要的采場(chǎng)參數(shù)結(jié)構(gòu)（2）單漏斗放礦實(shí)驗(yàn)。（3）繪制放礦放出體二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備單漏斗放礦模型、天平、磅秤、木塊、磁鐵礦石、無(wú)磁性礦石、篩礦機(jī)。三、實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容（1）介紹無(wú)底柱分段崩落法主要的采場(chǎng)參數(shù)結(jié)構(gòu)，放礦步距、進(jìn)路間距、分段高度。（2）介紹放礦放出體理論。（3）單漏斗放礦主要研究放礦橢球體形態(tài)。1）稱量礦石、準(zhǔn)備標(biāo)記木塊2）逐層裝入礦石和木塊至需要的高度。3）開(kāi)始放礦。當(dāng)放礦至出現(xiàn)某一高度標(biāo)記木塊出現(xiàn)，記錄所放出的所有標(biāo)記木塊，并將放出

22、的該礦石單獨(dú)稱量記錄保存。4）放礦結(jié)束后，根據(jù)記錄的標(biāo)記木塊，繪制標(biāo)記木塊分布圖。用平滑的曲線繪制放出體形態(tài)。四、思考題（1）放礦放出體的特征意義。（2）根據(jù)放礦橢球體如何確定進(jìn)路間距、分段高度、崩礦步距等參數(shù)？實(shí)驗(yàn)三 覆巖下放礦實(shí)驗(yàn)一、要求掌握的主要內(nèi)容（1）覆巖下放礦實(shí)驗(yàn)（2）放礦效果評(píng)價(jià)。如何計(jì)算貧化率、損失率（3）采場(chǎng)參數(shù)優(yōu)化二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備綜合放礦模型、天平、磅秤、木塊、磁鐵礦石、無(wú)磁性礦石、篩礦機(jī)。三、實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容（1）介紹無(wú)底柱分段崩落法主要的采場(chǎng)參數(shù)結(jié)構(gòu)，放礦步距、進(jìn)路間距、分段高度。（2）介紹覆巖下放礦實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x、過(guò)程和數(shù)據(jù)處理。覆巖下放礦主要是根據(jù)單漏斗放礦實(shí)驗(yàn)的放出體形態(tài)，

23、選取采場(chǎng)初步結(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)行模擬生產(chǎn)放礦，進(jìn)行放礦經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，優(yōu)化采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和放礦管理。1）稱量礦石、廢石。2）逐層裝入礦石至需要的高度，最后裝入一定高度的廢石。3）開(kāi)始放礦。按照確定的放礦管理模式放礦。到達(dá)放礦截止品位，停止漏斗口放礦。放礦管理模式如下：（1）一個(gè)放礦口單獨(dú)放礦；（2）兩個(gè)放礦口同時(shí)放礦，即一個(gè)放礦口放完1/2時(shí)，第二個(gè)放礦口開(kāi)始放礦；（3）三個(gè)放礦口同時(shí)放礦，即一個(gè)放礦口放完1/3時(shí)，第二個(gè)放礦口，開(kāi)始放礦，當(dāng)?shù)诙€(gè)放礦口放完1/3時(shí)，第三個(gè)放礦口開(kāi)始放礦；同理，進(jìn)行了四個(gè)和五個(gè)放礦口同時(shí)放礦的過(guò)程。4）放礦結(jié)束后。分離礦石和廢石，進(jìn)行稱量。進(jìn)行放礦經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。改進(jìn)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)

24、參數(shù)和放礦管理模式。（5）采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。四、思考題（1）進(jìn)路間距如何確定。（2）無(wú)底柱分段崩落法中放礦產(chǎn)生貧化損失的機(jī)理。金屬礦床露天開(kāi)采實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 露天開(kāi)采開(kāi)拓系統(tǒng)物理模型一、模型課應(yīng)掌握的主要內(nèi)容（）露天開(kāi)采的優(yōu)越性；（）露天開(kāi)采工藝；（）礦床開(kāi)拓運(yùn)輸方式；二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備露天開(kāi)采綜合模型三、實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容（）介紹凹陷露天礦、山坡露天礦境界的特點(diǎn)。（）介紹露天礦境界臺(tái)階結(jié)構(gòu)參數(shù)，及其生產(chǎn)應(yīng)用。（）介紹露天礦汽車(chē)運(yùn)輸開(kāi)拓、鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓和膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓系統(tǒng)如何布置，有什么特點(diǎn)。（4）介紹出入溝的如何布置。（5）介紹開(kāi)段溝如何布置，工作面如何推進(jìn)。（6）介紹工作線布置，最小底寬和工作線長(zhǎng)度如何確定。（

25、7）介紹露天礦開(kāi)采的鑿巖、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、排土等工藝及各環(huán)節(jié)組織管理。（8）介紹各露天礦山設(shè)備使用和運(yùn)行情況。四、思考題（）汽車(chē)運(yùn)輸開(kāi)拓、鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓和膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓的優(yōu)缺點(diǎn)礦山巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 巖石物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模?）了解巖石基本物理性質(zhì)的基本物理量及其含義（2）了解巖石物理性質(zhì)的試驗(yàn)測(cè)定方法（3）掌握巖石塊密度及莫氏硬度的試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)儀器設(shè)備和材料（1）儀器設(shè)備巖石切割機(jī)，磨石機(jī)，鉆孔取樣機(jī)，拋光機(jī)，測(cè)量平臺(tái)、角尺、千分卡尺、放大鏡，烘箱、稱量大于500g的天平、莫氏硬度參比材料一套（10種）等。（2）材料巖石三、試驗(yàn)方法和要求1、巖石莫氏硬度試驗(yàn)（1）清洗掉巖石試樣表面的

26、巖粉等雜物，用干凈的毛巾或衛(wèi)生紙擦干。（2）估計(jì)試樣的莫氏硬度，尋找合適的參比材料與待測(cè)巖樣進(jìn)行相互的劃痕比較。（3）根據(jù)劃痕情況確定待測(cè)巖樣的莫氏硬度等級(jí)。2、量積法測(cè)定巖石密度試驗(yàn)（1）試樣制備，可制作成圓柱體、立方體或方柱體。（2）試樣兩端和中間的三個(gè)斷面，測(cè)量器互相垂直的兩個(gè)直徑或邊長(zhǎng)，計(jì)算平均值。（3）測(cè)量均勻分布于周邊和中間點(diǎn)的5個(gè)高度，計(jì)算平均值。（4）將試樣置于烘箱中，在105110C的溫度下烘24h，取出后，放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫后稱重，精確到0.01g。（5）用量積法測(cè)定試樣密度，按下式計(jì)算：式中：巖石烘干密度（g/cm3）； 試樣烘干質(zhì)量（g）；A平均面積（cm2）；H

27、平均高度（cm）。實(shí)驗(yàn)二 巖石單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一、工程背景抗壓強(qiáng)度是巖石的主要物理力學(xué)參數(shù)，與巖石的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等有密切關(guān)系。采礦工程中往往需要測(cè)試巖石的抗壓強(qiáng)度。二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料（1）儀器設(shè)備數(shù)顯液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)。（2）材料試樣。三、實(shí)驗(yàn)方法（1）試樣可用鉆孔巖芯或巖塊，在取樣和試樣制備過(guò)程中，不允許人為裂隙出現(xiàn)。（2）采用圓柱體試樣直徑50 mm，高徑比22.5。正方體試樣邊長(zhǎng)200mm。試樣尺寸的允許變化范圍不宜超過(guò)5%。（3）對(duì)于非均質(zhì)的粗粒結(jié)構(gòu)巖石，或取樣尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸者，允許使用非標(biāo)準(zhǔn)試樣，但高徑比必須保持在22.5。（4）對(duì)于層(片)狀巖石，一般按垂直于和平行于層(片)兩個(gè)

28、方向制樣。（5）試樣個(gè)數(shù)視所要求的受力方向或含水狀態(tài)而定，同一含水狀態(tài)下每組試樣數(shù)量不少于3個(gè)。（6）試樣制備精度。整個(gè)厚度上，直徑最大誤差不應(yīng)超過(guò)0.1 mm。兩端不平行度不宜超過(guò)0.1 mm。端面應(yīng)垂直于試樣軸線，最大偏差不應(yīng)超過(guò)0.25度。（7）將試樣置于實(shí)驗(yàn)機(jī)承壓板中心。為了消除試樣受載時(shí)的端部效應(yīng)，試樣兩端與實(shí)驗(yàn)機(jī)承壓板之間安放剛性墊塊，墊塊直徑等于或略大于試樣直徑，其高度與試樣直徑之比不小于0.5；（8）使剛性墊塊與實(shí)驗(yàn)機(jī)上、下承壓板均勻接觸，使試樣均勻受力；（9）以每秒0.51.0 MPa的速率加載直至試樣破壞；（10）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，描述試樣的破壞形態(tài)。a四、實(shí)驗(yàn)成果整理（1）試樣

29、描述 = 1 * GB3 巖石名稱、顏色、礦物成分、風(fēng)化程度。 = 2 * GB3 試樣層理、裂隙及其與加載方向的關(guān)系。 = 3 * GB3 試樣在制備過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。 = 4 * GB3 試樣尺寸和加工精度。 = 5 * GB3 含水狀態(tài)。 = 6 * GB3 破壞形態(tài)。（2）巖石單軸抗壓強(qiáng)度計(jì)算巖石單軸抗壓強(qiáng)度由下式計(jì)算： （1-1）式中：R巖石單軸抗壓強(qiáng)度，(MPa)，計(jì)算取三位有效值；P試樣破壞時(shí)最大荷載，（N）；A垂直于加荷方向的試樣面積，（mm2）。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的巖石試樣，應(yīng)將強(qiáng)度值換算成高徑比為2的標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度值R，其計(jì)算公式為： （1-2）式中：高徑比為2的標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度值，

30、（MPa）；D試樣直徑或截面邊長(zhǎng)，（mm）；H試樣高度，（mm）。（3）參數(shù)計(jì)算3=0五、實(shí)驗(yàn)記錄巖石單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)記錄包括工程名稱、巖石名稱、取樣位置、試樣編號(hào)、試樣描述、試樣尺寸、實(shí)驗(yàn)方法、破壞荷載、破壞形態(tài)、實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)日期等。如表1所示。表1 單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表樣實(shí)驗(yàn)三 巖石變角剪切實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料（1）儀器設(shè)備 = 1 * GB3 數(shù)顯液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)。 = 2 * GB3 抗剪夾具（20、30、45三個(gè)）。 = 3 * GB3 卡尺及其它輔助設(shè)備。（2）材料試樣。二、實(shí)驗(yàn)方法（1）描述試樣的顏色、顆粒、層理方向、加工精度等情況，在試樣上劃出剪切線。（2）用游標(biāo)卡尺

31、量測(cè)試樣的高、寬、長(zhǎng)的尺寸，精確到0.05 mm，并計(jì)算剪切面的面積。（3）把試樣和抗剪夾具一起放在壓力試驗(yàn)機(jī)的承壓板上，夾具與墊板之間放滾軸以消除摩擦力，試樣和抗剪夾具周?chē)欧雷o(hù)罩。（4）以每秒0.51.0 MPa 的速度加載，直到試樣剪斷為止，記錄下破壞時(shí)的載荷，格式見(jiàn)表1。（5）按20、30、45 不同夾具，分別逐個(gè)進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)角度做3件。三、實(shí)驗(yàn)成果整理（1）計(jì)算正應(yīng)力和剪應(yīng)力試樣受力狀態(tài)如圖1-9和1-10所示，根據(jù)下式計(jì)算試樣所受的正應(yīng)力和剪應(yīng)力： （1-1）式中：、分別為抗剪斷面上的平均正應(yīng)力和平均剪應(yīng)力，（MPa），計(jì)算值取三位有效數(shù)；破壞面與水平面的夾角，（0）；試樣破壞時(shí)

32、的載荷，（N）；剪斷面積，（mm2）。 圖1 巖石變角剪示意圖 圖2 巖石變角剪加載示意圖（2）繪制巖石抗剪強(qiáng)度曲線圖通過(guò)改變夾具的剪切角剪切試樣，對(duì)于每一個(gè)角度可以確定試樣的一對(duì)剪應(yīng)力、正應(yīng)力值，把這些值標(biāo)在坐標(biāo)圖中，連接求得的各點(diǎn)，即可得到如圖3所示的巖石抗剪強(qiáng)度曲線。圖3 巖石抗剪強(qiáng)度部分曲線圖四、實(shí)驗(yàn)記錄巖石剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)記錄包括工程名稱、巖石名稱、取樣位置、試樣編號(hào)、巖石特征、試樣描述、試樣尺寸、剪切面積、剪切角度、破壞載荷、正應(yīng)力、剪應(yīng)力、實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)日期等。巖石剪切實(shí)驗(yàn)記錄如表1所示。表1 巖石抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表巖 石名 稱試 樣編 號(hào)巖 石特 征試 樣 尺 寸夾具 角度破壞載荷

33、 （N）剪應(yīng)力(MPa)正應(yīng)力(MPa)備 注長(zhǎng) (mm)寬 (mm)高 (mm)面積(mm2)試 樣 描 述班 級(jí) 組 別 日期 試驗(yàn)者 計(jì)算者 實(shí)驗(yàn)四 巖石抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一、工程背景巖石的抗拉強(qiáng)度就是巖石試樣在單向拉力作用下抵抗破壞的極限能力，或稱極限強(qiáng)度。極限能力正數(shù)值上等于破壞時(shí)的最大拉應(yīng)力。由于巖石是一種具有許多微裂隙和微孔隙的脆性介質(zhì)，在進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測(cè)定時(shí)，其試樣的加工及對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求十分嚴(yán)格，因此巖石力學(xué)工作者對(duì)其實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了大量的研究，提出了許多實(shí)驗(yàn)方法。這些方法大體上可以分為直接法和間接法，一般來(lái)說(shuō)對(duì)巖石直接進(jìn)行抗拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)比較困難，目前大多進(jìn)行各種各樣的間接實(shí)驗(yàn)，采用理

34、論公式計(jì)算出抗拉強(qiáng)度。巖石抗拉強(qiáng)度間接實(shí)驗(yàn)較常用的是劈裂法和彎曲梁法，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GBT5026699)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程(SL2642001)等均采用劈裂法作為巖石抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法，本節(jié)重點(diǎn)介紹巖石抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的劈裂法。劈裂法也稱做徑向壓裂法，是由巴西學(xué)者Hondros提出的實(shí)驗(yàn)方法，因此習(xí)慣上也稱做巴西法。該實(shí)驗(yàn)方法是用一個(gè)實(shí)心圓柱試樣，使其承受徑向壓縮線荷載直至破壞，如圖1-6所示，然后根據(jù)Boursinesq半無(wú)限體上作用集中力的解析解，求得試樣破壞時(shí)作用在試樣中心的最大拉應(yīng)力，即為巖石的抗拉強(qiáng)度。圖1-6 劈裂法實(shí)驗(yàn)示意圖二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料

35、（1）儀器設(shè)備數(shù)顯液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)、劈裂實(shí)驗(yàn)夾具（2）材料試樣。（1）試樣可用鉆孔巖芯或巖塊，在取樣和試樣制備過(guò)程中，不允許人為裂隙出現(xiàn)。（2）采用圓柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試樣，直徑50 mm，高徑比0.51.0，且試樣高度應(yīng)大于巖石最大顆粒粒徑的10倍，試樣尺寸的允許變化范圍不宜超過(guò)5%。（3）對(duì)于非均質(zhì)的粗粒結(jié)構(gòu)巖石，或取樣尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸者，允許使用非標(biāo)準(zhǔn)試樣，但高徑比必須保持在0.51.0，且試樣高度應(yīng)大于巖石最大顆粒粒徑的10倍。（4）試樣個(gè)數(shù)視所要求的受力方向或含水狀態(tài)而定，同一含水狀態(tài)下每組試樣數(shù)為6個(gè)。（5）試樣制備精度。整個(gè)厚度上，直徑最大誤差不應(yīng)超過(guò)0.1 mm。兩端不平行度不宜超過(guò)

36、0.1 mm。端面應(yīng)垂直于試樣軸線，最大偏差不應(yīng)超過(guò)0.25度。三、實(shí)驗(yàn)方法（1）根據(jù)所要求的試樣狀態(tài)準(zhǔn)備試樣。（2）實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)試樣直徑的兩端，在試樣的側(cè)面沿軸線方向畫(huà)兩條加載基線，將兩根墊條沿加載基線固定。對(duì)于堅(jiān)硬和較堅(jiān)硬的巖石，墊條一般采用直徑1 mm鋼絲；對(duì)于軟弱和較軟弱的巖石，墊條一般采用硬紙板或膠木條，其寬度與試樣直徑之比為0.080.1。（3）將試樣置于實(shí)驗(yàn)機(jī)承壓板的中心，調(diào)整球形座，使試樣均勻受力，作用力通過(guò)兩墊條確定的平面。（4）以每秒0.10.5 MPa的速率加載直至試樣破壞，其中軟巖試樣取較低的加載速率。（5）試樣最終破壞應(yīng)通過(guò)兩墊條決定的平面，否則應(yīng)視為無(wú)效的實(shí)驗(yàn)。（6

37、）記錄實(shí)驗(yàn)破壞荷載和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，并對(duì)破壞后的試樣進(jìn)行描述。四、實(shí)驗(yàn)成果整理1、試樣描述（1）巖石名稱、顏色、礦物成分、風(fēng)化程度。（2）試樣層理、裂隙及其與加載方向的關(guān)系。（3）試樣在制備過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。（4）試樣尺寸和加工精度。（5）含水狀態(tài)。（6）破壞形態(tài)。2、巖石抗拉強(qiáng)度計(jì)算巖石抗拉強(qiáng)度的計(jì)算公式為： （1-4）式中：巖石抗拉強(qiáng)度，(MPa)，計(jì)算值取三位有效數(shù)；P破壞荷載，(N)；D試樣直徑，(mm)；H試樣高度，(mm)。五、實(shí)驗(yàn)記錄巖石單軸抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)記錄包括工程名稱、巖石名稱、取樣地點(diǎn)、試樣編號(hào)、試樣描述、試樣尺寸、破壞荷載、實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)日期等，記錄表樣如表1所示。表

38、1 抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)記錄表樣實(shí)驗(yàn)五 巖石聲波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握聲波巖石參數(shù)測(cè)定儀的正確操作方法。2.學(xué)會(huì)測(cè)定巖石的聲波波速的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器、工具、材料超聲波檢測(cè)分析儀一臺(tái)；聲波壓電式換能器一套；試件三塊；游標(biāo)卡尺一把；黃油少許；三、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)彈性波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，超聲測(cè)試系統(tǒng)利用超聲波作為信息載體，而超聲波是由聲波儀的發(fā)射機(jī)發(fā)射電脈沖信號(hào)經(jīng)發(fā)射換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)，機(jī)械振動(dòng)信號(hào)可在介質(zhì)中傳播，穿過(guò)被測(cè)介質(zhì)后再由接收換能器把機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送至接受機(jī)進(jìn)行放大處理，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)精確測(cè)定聲波穿越介質(zhì)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，計(jì)算出聲波速度。其聲波速度與介質(zhì)的物理學(xué)參數(shù)的關(guān)系為:四

39、、實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定前核對(duì)巖石名稱和試件編號(hào)，并對(duì)試件的顏色、顆粒、層理、裂隙、分化程度、含水狀態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行描述。122541-發(fā)射機(jī)；2-接收機(jī)；3-發(fā)射換能器；4-耦合劑；5-接受換能器圖1 聲波系統(tǒng)延遲時(shí)間測(cè)試系統(tǒng) 1235 61-發(fā)射機(jī)；2-接收機(jī)；3-發(fā)射換能器；4-試樣；5-接受換能器；6-耦合劑圖2 聲波系統(tǒng)試樣測(cè)試系統(tǒng)4用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件尺寸，測(cè)量精度至0.02mm；按照聲波儀的操作規(guī)程連接線聯(lián)好，仔細(xì)檢查各開(kāi)關(guān)、旋鈕的初時(shí)位置，開(kāi)機(jī)預(yù)熱35分鐘，將聲波收，發(fā)射換能器輻射面對(duì)接，中間用黃油作為耦合劑，測(cè)試系統(tǒng)延遲時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示。3.聲波測(cè)試，在兩縱波換能器之間放入巖石試件，試

40、件與換能器之間涂上耦合劑，測(cè)出聲波傳播時(shí)間tp，測(cè)試系統(tǒng)如圖2所示。每組試樣各測(cè)三個(gè)試件，測(cè)試的的結(jié)果填入表1。表1 聲波測(cè)試記錄表系統(tǒng)延遲時(shí)間：t0p= ； t0s= 試件編號(hào)巖石名稱巖性描述試件尺寸縱波測(cè)試走時(shí)單值m/s均值m/s五、問(wèn)題思考聲波測(cè)試在礦井中有哪幾方面的用途？巖石那些力學(xué)特性對(duì)聲波波速有影響，哪個(gè)因素影響最大？ 實(shí)驗(yàn)六 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握巖石試件點(diǎn)荷載強(qiáng)度測(cè)定方法。了解巖石抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度與點(diǎn)荷載強(qiáng)度的折算關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器試件加工設(shè)備：鉆石機(jī)、鋸石機(jī)。檢測(cè)工具：游標(biāo)卡尺；實(shí)驗(yàn)設(shè)備：數(shù)顯式點(diǎn)荷載儀。三、巖石試件的規(guī)格、加工精度、數(shù)量及含水狀態(tài)試件

41、規(guī)格： 試件采用圓柱體，垂直層理鉆取。直徑為5mm，高徑比為0.81.4的圓柱體，對(duì)于兩端面無(wú)特殊要求。 試件數(shù)量：每個(gè)參數(shù)實(shí)驗(yàn)的試件數(shù)量一般510試件。試件的含水狀態(tài)：一般采用自然含水狀態(tài)，其他含水狀態(tài)加以說(shuō)明。四、實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定前核對(duì)巖石名稱和試件編號(hào)，并對(duì)試件的顏色、顆粒、層理、裂隙、分化程度、含水狀態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行描述。用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件尺寸。接通數(shù)數(shù)顯點(diǎn)荷載儀電源，調(diào)整加載間距。選擇點(diǎn)荷載測(cè)量范圍，一般選0-20KN。將試件放入點(diǎn)荷載儀的加載錐頭之間，加載錐頭應(yīng)在直徑兩端與試件接觸，并使接觸電與試件兩端頭的距離大致相等，試件層理一般應(yīng)與縱向加載方向平行，其他方向應(yīng)加以說(shuō)明，關(guān)閉手動(dòng)油泵的卸

42、載閥，緩緩搖動(dòng)油泵均勻加載至試件破壞，記錄破壞載荷如果破裂面僅通過(guò)一個(gè)加載點(diǎn)，判斷測(cè)定結(jié)果無(wú)效。五、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果計(jì)算 1. 巖石試件的點(diǎn)荷載指數(shù)IS: 式中： IS-試件點(diǎn)荷載指數(shù),； P-試件破壞載荷，KN； d加載雙點(diǎn)間距，cm。2. 每組試件的點(diǎn)荷載指數(shù)的算術(shù)平均值 式中： ISP-試件平均點(diǎn)荷載指數(shù),； Isi第i個(gè)試件點(diǎn)荷載指數(shù),； n每組試件個(gè)數(shù)。 3. 每組試件的點(diǎn)荷載指數(shù)的偏離度 式中：v偏離度； m-點(diǎn)荷載指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差， 六、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的換算 1. 點(diǎn)荷載指數(shù)與單軸抗壓強(qiáng)度的換算： a 加載方向平行層理時(shí)：煤和巖石徑向點(diǎn)荷載強(qiáng)度換算 巖石： sp2MPa s

43、p2=3）應(yīng)力條件下的三軸實(shí)驗(yàn)方法，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出巖石的內(nèi)摩擦角與粘結(jié)力，繪制出巖石的強(qiáng)度曲線。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器和材料試件加工設(shè)備：鉆石機(jī)、鋸石機(jī)、磨石機(jī)。檢測(cè)工具：游標(biāo)卡尺（精度0.02mm）、直角尺、水平檢測(cè)臺(tái)、百分表及百分表架。實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器：液壓試驗(yàn)機(jī)；三軸壓力室；三軸液壓源。實(shí)驗(yàn)材料：防油乳膠套、膠、密封圈等。三、石試件的規(guī)格、加工精度、數(shù)量及含水狀態(tài)試件規(guī)格：標(biāo)準(zhǔn)試件均采用垂直于巖石層理的方向鉆取，直徑為5（-0.2+0.6）mm，高徑比 為2（-0.2+0.2）的圓柱體。試件加工精度和含水狀態(tài)：試件加工精度與實(shí)驗(yàn)一相同。試件數(shù)量：每種巖石同一狀態(tài)下，每個(gè)參數(shù)實(shí)驗(yàn)的試件數(shù)

44、量一般不少于5試件做不同圍壓下的三軸壓縮實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定前核對(duì)巖石名稱和試件編號(hào)，并對(duì)試件的顏色、顆粒、層理、裂隙、風(fēng)化程度、含水狀態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行描述。 檢查試件加工精度，測(cè)量試件尺寸，一般在試件中部?jī)蓚€(gè)互相垂直方向測(cè)量直徑計(jì)算平均值。圍壓力的選擇應(yīng)與所研究的范圍內(nèi)實(shí)際情況選定，一般可根據(jù)巖層在礦井所處的深度或原巖應(yīng)力狀況來(lái)確定圍壓的范圍。 選擇試驗(yàn)機(jī)度盤(pán)，一般應(yīng)滿足 0.2P00.8P，選600KN。式中：P0試驗(yàn)機(jī)度盤(pán)的最大值，KN；Pmax-預(yù)計(jì)試件最大破壞載荷，KN。試件的安裝,把上、下墊塊端面擦凈，將試件置于上、下墊塊之間使三者中心為一條直線，再將試件與墊塊套上防油乳膠套，乳膠套

45、與墊塊間用膠布纏緊，并再用密封圈固定試件兩端見(jiàn)圖4-5。打開(kāi)三軸壓力室上壓蓋，再將制備好的試件下墊塊置下放入三軸壓力室底座中心，上好壓力室頂蓋活塞，將裝有試件的三軸壓力室放入試驗(yàn)機(jī)的下承壓板上，并使三軸壓力室的中心與試驗(yàn)機(jī)的中心一致。接通電源，開(kāi)動(dòng)開(kāi)壓力機(jī)，打開(kāi)送油閥，使壓力機(jī)的下承壓板的拖輪離開(kāi)軌道10cm左右，關(guān)閉送油閥，調(diào)整試驗(yàn)機(jī)上承壓板位置與壓力室的上壓頭接觸，緩緩打開(kāi)送油閥施加40KN的縱向載荷固定試件，然后打開(kāi)壓力室的放氣閥，啟動(dòng)圍壓油泵向壓力室注油排氣，當(dāng)壓力室有油排除時(shí)關(guān)閉排氣閥。12341上墊塊；2密封圈；3巖石試件；4下墊塊圖4-5 試件防油安裝示意圖施加圍壓，緩緩施加圍壓

46、到指定值，穩(wěn)定數(shù)分鐘后，使圍壓保持恒定時(shí)，要求變動(dòng)范圍不應(yīng)超過(guò)選定的2%。以0.51.0 /s的加載速度均勻加載，直至試件破壞，立即打開(kāi)液壓泵的卸載閥卸圍壓，再打開(kāi)試驗(yàn)機(jī)的回油閥卸軸壓，紀(jì)錄破壞載荷及圍壓值。打開(kāi)壓力室的放氣閥，卸掉上壓蓋取出試件，破壞類(lèi)型描述。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算與整理1.計(jì)算一定側(cè)壓力作用下巖石的抗壓強(qiáng)度1max： 式中： 1max在一定圍壓作用下的巖石抗壓強(qiáng)度； P-縱向破壞載荷，KN； F受壓試件初始截面積，cm2。 2. 計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘結(jié)力。在直角坐標(biāo)系繪制圍壓力3與軸向抗壓強(qiáng)度1max的關(guān)系曲線圖4-6， 對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行線性回歸，計(jì)算出其斜率m和縱軸上的截距b,即線性

47、方程，其中m和b可用下式計(jì)算： 根據(jù)庫(kù)倫摩爾準(zhǔn)則，巖石的內(nèi)摩擦角和粘結(jié)力可利用參數(shù)m和b按下式計(jì)算： 繪制摩爾園及其包絡(luò)線：在相同比例的直角坐標(biāo)系內(nèi)，選取35個(gè)3值，用回歸后的直線方程計(jì)算出相應(yīng)的1值。分別以（3+1）/2，0為圓心，以（13）/2為半徑繪制出一組摩爾圓，摩爾圓的外包絡(luò)線即為該組巖石的強(qiáng)度曲線，包絡(luò)線在Y軸上的截距為粘結(jié)力，與X軸的夾角為內(nèi)摩擦角。巖石三軸壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表。三軸壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果巖石名稱編號(hào)巖性描述試件尺寸3破壞載荷(KN)1maxmb內(nèi)摩擦角度凝聚力cDL(cm)圍壓與縱向抗壓強(qiáng)度關(guān)系曲線巖石三軸試驗(yàn)?zāi)枅@及包絡(luò)線六、思考問(wèn)題影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)因素有那些？三軸實(shí)

48、驗(yàn)過(guò)程中主要主意事項(xiàng)有哪幾項(xiàng)？通過(guò)三軸實(shí)驗(yàn)說(shuō)明巖樣的承載能力與哪些因素有關(guān)？爆破工程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及連接一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)認(rèn)識(shí)爆破器材；(2)掌握導(dǎo)爆管毫秒爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)原理；(3)熟悉導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路的連接方式和連接塊的使用方法；(4)加強(qiáng)實(shí)踐能力，提升設(shè)計(jì)水平，啟發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆管雷管、連接塊、連通器、電雷管、剪刀、鉗子、膠布三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）爆破器材的認(rèn)識(shí)，包括導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆管雷管、連接塊、連通器、電雷管等。了解使用方法和注意事項(xiàng)。（2）了解爆破網(wǎng)絡(luò)連接原理，學(xué)習(xí)爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。（3）動(dòng)手連接爆破網(wǎng)絡(luò)。（4）觀看逐孔爆破和排間爆破視頻。直觀了解爆破效果。（

49、5）設(shè)計(jì)逐孔爆破網(wǎng)絡(luò)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明爆破網(wǎng)絡(luò)連接注意事項(xiàng)，并說(shuō)明各孔的爆破順序。三排12孔，梅花形布置。逐孔爆破。a對(duì)角線微差起爆; bV形微差起爆; 圖中內(nèi)數(shù)字表示炮孔的起爆順序臺(tái)階爆破微差起爆順序示意圖圖對(duì)角線微差起爆順序網(wǎng)路聯(lián)接示意圖實(shí)驗(yàn)二 沖擊震動(dòng)測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握爆破振動(dòng)儀監(jiān)測(cè)沖擊震動(dòng)的測(cè)量方法。（2）學(xué)會(huì)爆破振動(dòng)儀操作方法（3）震動(dòng)檢測(cè)結(jié)果分析二、實(shí)驗(yàn)原理傳感器把爆破的地震波速度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，記錄到儀器中的存儲(chǔ)器里，測(cè)試完成后由數(shù)據(jù)線傳送到計(jì)算機(jī)上，由計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，最好以報(bào)告的形式輸出到打印機(jī)或者存儲(chǔ)到硬盤(pán)。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料I

50、DTS3850爆破振動(dòng)儀、水平傳感器2個(gè)、垂直方向傳感器1個(gè)四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）采集前的準(zhǔn)備工作 = 1 * GB3 首先通過(guò)PC機(jī)設(shè)置儀器參數(shù)，如不設(shè)置，則系統(tǒng)默認(rèn)為上一次的設(shè)置。A、采樣率：應(yīng)設(shè)置為采樣信號(hào)頻率的10倍到100倍之間（工程爆破頻率一般為10-300HZ）。如：測(cè)試的震動(dòng)信號(hào)為150HZ以下，設(shè)置采樣率為10*150（HZ）=1.5KHZ，儀器沒(méi)有1.5K采樣率，則選擇2K。采樣頻率越高，采樣點(diǎn)就越密，波形就越精細(xì)，采集的時(shí)間就越短。B、量程：當(dāng)量程設(shè)為400mV，K=11,物理量的量程為3.8 cm/s；K=28，物理量的量程為1.42cm/s。（K的單位為V/m/S）(單位

51、的換算：K為傳感器電壓靈敏度為0.0314V/m/S；零偏Base為0.3V；測(cè)得某點(diǎn)電壓值為0.305V；物理量P=1/K*(U-Base)=1/0.0314*(0.305-0.3)=0.1592m/S。)C、觸發(fā)電平：觸發(fā)電平設(shè)在被測(cè)信號(hào)峰值的1/3-1/2的位置。如，設(shè)被測(cè)信號(hào)的峰值為5cm/s，傳感器靈敏度K=28。量程應(yīng)設(shè)為2.0V，轉(zhuǎn)換為物理量的量程為9.03cm/s。觸發(fā)電平設(shè)置：5/3=1.67 cm/s，1.67/9.03*100%=18.49%; 5/2=2.5 cm/s，2.5/9.03*100%=27.79%;觸發(fā)電平設(shè)置應(yīng)在18.49%-27.79%之間。D、校正設(shè)備

52、時(shí)間，便于讀取數(shù)據(jù)。 = 2 * GB3 將傳感器的信號(hào)輸出端與儀器后面板的Q9信號(hào)輸入端連接。 = 3 * GB3 開(kāi)關(guān)設(shè)置：把電源開(kāi)關(guān)從右向左撥動(dòng)，這時(shí)綠燈亮。采集開(kāi)關(guān)置于左，儀器處于采集狀態(tài)。采集開(kāi)關(guān)治愈后，紅燈亮，綠燈亮，爆破震動(dòng)記錄儀處于測(cè)試狀態(tài)。 = 4 * GB3 測(cè)試狀態(tài)：用手敲擊傳感器，綠燈和紅燈同時(shí)亮，表示線路正常。測(cè)試狀態(tài)的作用是在未采集前檢測(cè)儀器和傳感器連接是否正?；騼x器是否正常工作，為下一步數(shù)據(jù)采集工作做準(zhǔn)備。（2）信號(hào)的采集 = 1 * GB3 數(shù)據(jù)采集：撥動(dòng)采集開(kāi)關(guān)從右向左，紅燈亮，開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，當(dāng)信號(hào)達(dá)到觸發(fā)電平，紅燈和綠燈同時(shí)亮，在這期間儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，采

53、樣率越高，采樣時(shí)間就越短，紅燈和綠燈同時(shí)亮的持續(xù)時(shí)間也就越短。采集完足夠數(shù)據(jù)。綠燈熄滅，紅燈亮，表示此段采集結(jié)束。紅燈滅，綠燈亮表示整個(gè)采集過(guò)程結(jié)束。可及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，也可關(guān)掉儀器電源待需要時(shí)再取出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 = 2 * GB3 采集結(jié)束：本段采集結(jié)束后，若是連續(xù)采集模式，則自動(dòng)采集下次事件，直到所有段全部采集完畢。若是手動(dòng)采集模式，則須重復(fù)數(shù)據(jù)采集。（3）采用IDTS3850軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)結(jié)果波形圖進(jìn)行分析解讀。（EU單位一般代表m/s）五、實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果測(cè)點(diǎn)高差(m)水平距離(m)質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度峰值(cm/s)震動(dòng)主頻(Hz)持續(xù)時(shí)間(s)備注礦井通風(fēng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 礦井大氣主要參數(shù)

54、測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)測(cè)定環(huán)境中的溫度、濕度、大氣壓、風(fēng)速、粉塵濃度、卡他度等參數(shù)。（2）學(xué)習(xí)儀器儀表的使用。二、實(shí)驗(yàn)要求（1）掌握儀器的操作。（2）了解空氣質(zhì)量參數(shù)及其意義。三、主要儀器與設(shè)備JWS-AS溫濕度表、BY-2003P數(shù)字大氣壓力表、CFD-25型中高速電子式風(fēng)速表、CFD-5型微速電子式風(fēng)速表、直讀式粉塵濃度測(cè)量?jī)x、卡他溫度計(jì)(卡他計(jì)常數(shù)400)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)設(shè)備儀器的操作測(cè)定溫度、濕度、大氣壓、風(fēng)速、大氣粉塵濃度、卡他度設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)的讀取。風(fēng)速=K*測(cè)試風(fēng)速迎面法測(cè)風(fēng)速系數(shù)K取1.14；側(cè)身法測(cè)風(fēng)速系數(shù)K=（巷道斷面積-0.4）/巷道斷面積；（2）直讀式粉塵

55、濃度測(cè)量?jī)x測(cè)定空氣粉塵濃度實(shí)驗(yàn)演示學(xué)習(xí)。（3）測(cè)定一個(gè)環(huán)境的溫度、濕度、大氣壓、風(fēng)速、卡他度。五、數(shù)據(jù)記錄地點(diǎn)溫度（）濕度（%）大氣壓（Pa）風(fēng)速（m/s）風(fēng)量（m/s）卡它度實(shí)驗(yàn)二 通風(fēng)管道中風(fēng)流點(diǎn)壓力測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟練掌握測(cè)定斷面的設(shè)置原則和測(cè)試方法，合理布置測(cè)點(diǎn)。（2）正確使用測(cè)壓儀器，了解氣流擾動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。（3）掌握管內(nèi)壓力的測(cè)量原理，正確得出斷面的平均動(dòng)壓、平均全壓和平均靜壓。（4）掌握管內(nèi)風(fēng)速和流量的計(jì)算方法。（5）培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)誤差分析和處理能力。二、實(shí)驗(yàn)原理通風(fēng)系統(tǒng)是一種具有相等管徑和流量的管路系統(tǒng)，風(fēng)管內(nèi)任何一點(diǎn)的全壓等于該點(diǎn)的靜壓與動(dòng)壓之和。通過(guò)合理選

56、擇測(cè)量斷面，在同一斷面上布置測(cè)點(diǎn)測(cè)量，再求得該斷面的平均動(dòng)壓、平均全壓和平均靜壓，然后換算求得管內(nèi)的風(fēng)速和風(fēng)量。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、通風(fēng)實(shí)驗(yàn)裝置圖（1） 通風(fēng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖出風(fēng)口調(diào)風(fēng)帽出風(fēng)口整流柵消聲器主機(jī)箱皮托管入口整流柵皮托管定位器均壓環(huán)圓弧集流器可調(diào)式支架2、傾斜微壓計(jì)：此種類(lèi)型的儀器有Y 61型、M型、K5Y等，它們屬單管傾斜壓差計(jì)。（1）單管傾斜壓差計(jì)的原理：根據(jù)靜力學(xué)原理制作的，由一個(gè)截面積較大的容器1和一個(gè)截面積較小的容器傾斜玻璃管2連接組成如下圖（2）。圖（2）單管傾斜壓差計(jì)示意圖在測(cè)壓時(shí)給大容器1上加一個(gè)較大的壓力P1，小容器2上就加了一個(gè)較小的壓力P2，那么大容器內(nèi)液面下降，小容器內(nèi)液面上升。就形成一個(gè)液體液面的高差L；其差值乘以修正系數(shù)就是壓力值或壓力差H。當(dāng)P1=P2時(shí)，大小容器內(nèi)液面保持在同一水平面上；當(dāng)P1P2時(shí)，大容器液面下降了H1，小容器液面上升了L，垂直高度為h2，因?yàn)橄陆岛蜕仙捏w積相等。即：h1F1=LF2 h1=LF2/F1又 h2=Lsina h3=h1+h2=L（F2/F1+sina） 測(cè)定的壓力值為：H=P1-P2=h3=L（F2/F1+sina）=KL令K( F2 / F1 + sina )式中：K修正系數(shù)