第一章 巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)

井巷工程

開(kāi)篇語(yǔ)學(xué)習(xí)的敵人是自己的滿足,要認(rèn)真學(xué)習(xí)一點(diǎn)東西,必須從不自滿開(kāi)始.

——毛澤東井巷工程目錄第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)第二章鉆眼爆破第三章巷道斷面設(shè)計(jì)第四章巖巷施工第五章巷道支護(hù)第六章煤巷施工第七章巷道施工組織與管理第八章硐室及交叉點(diǎn)第九章采區(qū)上下山施工第十章特殊條件下的巷道施工第十一章巷道維護(hù)與維修第十二章井筒施工

第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)地球上的巖石分為：沉積巖、變質(zhì)巖、巖漿巖。沉積巖占地球表面積巖石的70%

沉積巖：在地表?xiàng)l件下母巖風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物，經(jīng)搬遷、沉積和硬結(jié)等成巖作用而形成的巖石。組成沉積巖的物質(zhì)成分有顆粒和膠結(jié)物兩大類。

變質(zhì)巖：沉積巖或變質(zhì)巖本身在地殼中受到高溫高壓及化學(xué)活動(dòng)性流體的影響而變質(zhì)形成的巖石（原巖成分和變質(zhì)巖特有的，如石墨、滑石，蛇紋石，硅灰?guī)r等）。巖漿巖：內(nèi)力地質(zhì)作用的產(chǎn)物，系地殼深處的巖漿沿的殼裂隙上升冷凝而成。

第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

巖石的微觀組織特征，即巖石的結(jié)構(gòu)，它與礦物粒度的大小、形狀和表面特征有關(guān)，反映了巖石非均質(zhì)性和孔隙性。巖石構(gòu)造是表示巖石宏觀組織特征，它說(shuō)明礦物顆粒之間的組合形式和空間分布狀況，它決定了巖石的各向異性和裂隙性。巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造與巖石的成因類型、形成條件及存在環(huán)境有緊密的聯(lián)系。巖漿巖是由巖漿冷卻形成凝固而形成的巖石，由于生成環(huán)境和冷卻速度不同，巖漿化學(xué)成份和其中揮發(fā)物的含量不等，形成不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。巖漿巖：晶質(zhì)結(jié)構(gòu)巖石一般強(qiáng)度較高，同時(shí)斷面粗糙者往往研磨性較大。沉積巖：顆粒和膠結(jié)物組成，沉積巖的主要構(gòu)造特征是有鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的層理，與鉆進(jìn)有關(guān)。變質(zhì)巖：主要構(gòu)造特征是片理（如石墨和滑石）.巖石沿平行平面分裂為薄片的能力叫做片理化。第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)圖1－1晶體結(jié)構(gòu)類型圖1-2膠結(jié)物的類型圖1－3層理產(chǎn)生的原因第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)花崗巖白云巖花崗石花崗石第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)一、巖石的物理性質(zhì)

1、密度：巖石單位體積（包括巖石孔隙體積在內(nèi)）的質(zhì)量（1）干密度：?jiǎn)挝惑w積巖石絕對(duì)干燥時(shí)的密度（2）濕密度：天然含水或飽和狀態(tài)下的密度2、巖石的孔隙性：巖石的孔隙和裂隙發(fā)育的程度孔隙度孔隙比孔隙度:巖石中孔隙體積與巖石總體積之比。一般來(lái)說(shuō),孔隙度越大,強(qiáng)度越低.

含水性:W=(GW-GD)/GD

透水性:KW=?ql/A(Pi-Po)

巖石的孔隙越大,裂隙越多,水對(duì)它的影響就越小。如石灰?guī)r,用水浸透后,強(qiáng)度下降明顯。第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)3、水理性質(zhì)：（1）吸水性：W=g/Gg—吸入水的質(zhì)量G—烘干質(zhì)量（2）透水性：被水透過(guò)的性能滲透系數(shù)K（3）溶蝕性：由于水的化學(xué)作用把巖石中的某些物質(zhì)帶走的現(xiàn)象（4）軟化性：巖石浸水后其強(qiáng)度明顯下降用軟化系數(shù)表示

（5）膨脹性和崩解性5、巖石的碎脹：巖石破碎后的體積比整體狀態(tài)下大碎脹系數(shù)K第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)（二、巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì)是巖石在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性。主要有變形特性、強(qiáng)度特性和表面特性。變形特性：彈性、塑性和脆性強(qiáng)度特性：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度表面特性：硬度和研磨性變形特性

彈性變形塑性變形

第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)1、巖石的變形特征（1）靜載荷下的變形特征（如圖1—1）（2）巖石在三向靜載荷壓縮條件下的變形特征（3）動(dòng)載荷下巖石的變形特征2、巖石的強(qiáng)度特征巖石強(qiáng)度：巖石在載荷作用下變形到一定程度就發(fā)生破壞。破壞前巖石所能承受的最大載荷，單位面積上的最大載荷。根據(jù)受力條件不同，巖石強(qiáng)度又可分為抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。有單向應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度，多向應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度。（1）單向抗壓強(qiáng)度RC（2）單向抗拉強(qiáng)度Rt

（3）抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度是最大的第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)巖石單軸抗壓試驗(yàn)

1－巖樣；2－球座；3－鋼墊板巖石單軸拉伸試驗(yàn)1－巖樣；2－夾頭；圖中尺寸單位：cm第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)

剪切試驗(yàn)1－巖樣；2－上下剪切模具；3－模套；4－斜鍥塊；5－上下墊板；6－鋼滾子

圓盤(pán)劈裂試驗(yàn)

第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)影響巖石強(qiáng)度的因素

巖石的物質(zhì)成份;巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造;巖石的容重和孔隙度;受力條件;應(yīng)力狀態(tài);載荷速度;巖樣的線性尺寸;濕度和溫度3、巖石的硬度：巖石的硬度：巖石表面對(duì)工具壓入的反抗特性。巖石硬度與抗壓強(qiáng)度有一定聯(lián)系，又有很大區(qū)別。巖石抗壓強(qiáng)度是巖石整塊抗破碎的能力。巖石抗壓入硬度為單向抗壓強(qiáng)度的（1+2π）倍。測(cè)定壓入硬度實(shí)際上使巖樣產(chǎn)生局部破碎，而這種局部破碎是在多向受壓狀態(tài)下進(jìn)行的。影響巖石硬度的因素巖石的礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)載荷速度液體介質(zhì)工具形狀和尺寸第一章巖石的性質(zhì)及工程分級(jí)4、巖石的可鉆性、可爆性：用工藝指標(biāo)來(lái)表示：鉆速、鉆頭進(jìn)尺，炸藥的消耗量等三、巖石的工程分級(jí)（普氏分級(jí)法）1、f普氏巖石堅(jiān)固性系數(shù)（簡(jiǎn)稱普氏系數(shù)）f=RC/10

根據(jù)f值大小，將巖石分為10級(jí)15種無(wú)煙煤f=2硬的煙煤f=1.5軟的煙煤f=1.02、圍巖的分類：穩(wěn)