采矿学——岩石分级

1、任课老师：徐阳任课老师：徐阳联系方式：联系方式庆安全技术职业学院重庆安全技术职业学院一、学习方法一、学习方法课程教学与课后作业相结合二、成绩构成二、成绩构成平时成绩（课堂、作业、出勤率等）40%+期末60%1.1 岩石分级岩石分级 1.1.1 按岩石坚固性分级按岩石坚固性分级 岩石的坚固性是凿岩性、爆破性和采掘性等的综合，也岩石的坚固性是凿岩性、爆破性和采掘性等的综合，也是岩石物理、力学性质的体现是岩石物理、力学性质的体现。 用坚固性系数用坚固性系数f来大致概括，作为分级的根据。来大致概括，作为分级的根据。f=R/10 式中，式中，f普氏坚固性系数；普氏坚固性系数；

2、R岩石单轴抗压强度，岩石单轴抗压强度，MPa。按岩石的坚固性系数值的大小将岩石分为按岩石的坚固性系数值的大小将岩石分为10级级15种。种。 表1-1 普氏岩石分级简表等级坚固性程度典型的岩石f值1最坚固最坚固、细致和有韧性的石英岩、玄武岩及其它坚固岩石202很坚固很坚固花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的砂岩和石灰岩153坚固致密花岗岩、很坚固砂岩和石灰岩，石英质矿脉等104坚固坚固的石灰岩、砂岩、大理岩、不坚固的花岗岩、黄铁矿85较坚固一般的砂岩、铁矿66较坚固砂质页岩、页岩质砂岩57中等坚固的粘土质岩石、不坚固的砂岩和石灰岩48中等各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩39较软弱软弱的页岩，很软的

3、石灰岩，白垩、岩盐、石膏、冻土210较软弱碎石质土壤，破碎页岩、坚固的煤等1.511软弱致密黏土，软弱的烟煤、坚固的冲击层、黏土质土壤1.012软弱轻砂质黏土、黄土、砾石0.813土质岩石腐植土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂0.614松散性岩石砂、细砾石、松土、采下的煤0.515流沙性岩石流沙，沼泽土壤、含水黄土及其它含水土壤0.3等级坚固性程度典型的岩石f值 续表1-1 普氏岩石分级简表普氏岩石分级法优缺点普氏岩石分级法优缺点 优点：普氏岩石分级法简明、便于应用，因为多年来在优点：普氏岩石分级法简明、便于应用，因为多年来在苏联及一些东欧国家得到广泛应用。苏联及一些东欧国家得到广泛应用。 缺点：它没

4、有反应岩体的特征。关于岩石坚固性各方缺点：它没有反应岩体的特征。关于岩石坚固性各方面表现趋于一致的观点，对于少数岩石也不适用，如粘土钻眼面表现趋于一致的观点，对于少数岩石也不适用，如粘土钻眼容易，而爆破却困难。容易，而爆破却困难。1.1.2 矿山工程岩石分级法（课本表矿山工程岩石分级法（课本表1-2） F为岩石可爆性指数；为岩石可爆性指数；Kd为大块率，为大块率，%；Kx为小块率为小块率,%。 Kdp 为平均合格率为平均合格率 ，%； c为岩石波阻率，为岩石波阻率， 10 g （cm . s）。）。52 这种岩石爆破性分级方法虽然可在现场进行测这种岩石爆破性分级方法虽然可在现场进行测定，具有可

5、行性，但存在的问题如下问题：定，具有可行性，但存在的问题如下问题： 1、块度测定工作量及劳动强度大；、块度测定工作量及劳动强度大； 2、具有一定的随机性；、具有一定的随机性； 3、计算公式不够简便。、计算公式不够简便。1.1.3 隧道工程分级法隧道工程分级法 该分类方法考虑了岩石强度、岩体破碎程度、该分类方法考虑了岩石强度、岩体破碎程度、地下水、风化程度等因素，以定性为主，增加了完整地下水、风化程度等因素，以定性为主，增加了完整性系数、体积节理数、岩石质量指标、岩石点荷载强性系数、体积节理数、岩石质量指标、岩石点荷载强度、岩体声波或地震纵波波速度等定量指标，有工程度、岩体声波或地震纵波波速度等

6、定量指标，有工程地质条件的描述，提出了以岩体质量数作为划分岩体地质条件的描述，提出了以岩体质量数作为划分岩体级别的主要综合定性指标的新方案。级别的主要综合定性指标的新方案。 我国隧道工程岩体（围岩）分级表见教材表我国隧道工程岩体（围岩）分级表见教材表13。共。共5级级11种。种。 1.2.1 凿岩机械分类凿岩机械分类凿岩机械凿岩机凿岩辅助设备风 动 液 压 内 燃 电 动支撑、推进、行走机构其它辅助设备气腿、液腿钻 架台 车注油器集尘器磨钎器水 箱手持式凿岩机导轨式凿岩机二、凿岩机械型号编制方法 凿岩机械的型号一般由类、组、型代号与主参数代号两部分组成。主参数代号特性代号类、组、型代号例如 Y

7、T P 26 （YTP26） 气腿式 高频 重量（kg)1、凿岩机由哪几个主要部件组成。 柄体、把手、缸体、机头等主要部件2、凿岩机的内部构造7891-缸体； 2-钎杆；3-进水管；4-进气管；5-气腿； 6-注油器；7-柄体； 8-机头；9-把手；1柄体；2缸体；3机头；4螺杆；5操纵阀；6棘轮；7配气阀；8螺旋棒；9活塞；10导向套；11转动套；12钎套；13水针；14钎卡；15把手；16消音罩；17螺旋母冲击机构，转钎机构、排粉机构、润滑机构，推进和支撑机构，消声机构等.3、凿岩机机构组成 A、其简单工作原理是： 依靠配气阀的交替变换位置，适时改变进气方向，将压气分配到缸的前腔与后腔，推

8、动活塞做高速往复运动。并以一定的动能冲击钎尾。 环状阀配气机构工作原理：环状阀配气装置动作原理图A1-操纵阀气道，2-柄体气室，3-棘轮孔道，4-阀柜孔道，5-环形气室，6-阀套孔道，7-回程孔道，8-环形气室工 作 冲 程环状阀配气装置动作原理图B1-操纵阀气道，2-柄体气室，3-棘轮孔道，4-阀柜孔道，5-环形气室，6-阀套孔道，7-回程孔道，8-环形气室返 回 冲 程A、转钎机构的分类：根据钎杆回转力矩传递方式的不同，凿岩机的转钎机构可以分为外回转和内回转两大类。外回转亦称独立回转，其转钎机构由独立发动机带动。内回转凿岩机则是靠活塞往返运动带动钎杆作间歇式转动。B、组成：棘轮1、棘爪2、

9、螺旋棒3、活塞4（其大头一端装有螺旋母）转动套5、钎尾套6等组成。C、转钎机构的工作原理冲程动作回程动作 转钎机构1、棘轮；2-棘爪；3、螺旋棒；4-活塞；5、转动套；6-钎尾套；7-钎杆（3）排粉机构YT23型凿岩机采用中心式供水。孔道 水针 针杆中心孔道 眼底（4）润滑机构图-注水机构工作原理a进水阀；b气水联动注水阀1-簧盖；2-弹簧；3-卡环；4、7、12-密封胶圈；5-注水阀；6-注水阀体；8-胶垫；9-水针垫；10-水针；11-进水阀套；13-水管弯头；14-进水阀芯（5）推进与支撑机构 以气腿作为支承凿岩机重量和产生轴推力的支撑推进机构。（6）消声机构 主要采用消音罩 坑下风动的

10、凿岩机其噪声介于110-120分贝之间。工作中，为了降低噪音，常常采用耳塞或耳套等个体防护措施。作用：操纵阀控制着凿岩机的冲击频率和转速；调压阀用于调节凿岩机的轴推力；换向阀用于快速回缩气腿，并配合调压阀动作。（7）凿岩机的操纵机构组成：操纵阀、调压阀、换向阀操纵阀构造最大调压阀手柄操纵阀手柄强吹停止重击轻击中击abc、jfdi、ehfe、ibj、cd（1）耗气量：3-4m3/分（2）水压：3-4个大气压（3）风压：不低于4-5个大气压 风压应比水压高1-2个大气压（4）冲击频率1500-3000次/分（5）转数 150-200周/分供水方式有：水车供车，静压供水，水泵供水三种。1-压气主管，

11、2-风管3-进水口，4-水车5-水管，7-凿岩机8-气腿子，9-钎子水车供水系统示意图2、静压供水：坑探工作中，可以利用山区自然高差，在适当的位置上修筑储水池，将地表或地下水设法引入水池，再利用水的静压，通过输水管将水送至工作面。工作面与储水池的高差应在40-50米之间，以保持工作面水压有3-4个大气压。3、水泵供水：在坑口或工作面附近有水源的地方，开凿一个储水池，旁边设置一台35KW小水泵，水泵功率与扬程可根据送水距离和使用的管径而定。此种供水方式水泵压力应调节到工作面水压保持在34个大气压。一般使用35千瓦小水泵，使工作面水压保持在34个大气压三种供水方式的比较：（1）水车供水比较简单，节

12、省输水管路，但因水量不足，一般用于缺乏钢管，坑道断面小，只开动1-2台凿岩机使用。（2）静压供水压力一致，管路简单，供水充足，但需要用的管路较长。（3）水泵供水设施简单，但增加水泵电耗及设备维修等费用。1、水车供水：其作业顺序是，把水从进水口注入、旋紧注水口开关；再送入压气。高压水即从出水口经过水绳把水送到凿岩机进行凿岩。（一）液压凿岩机的主要构造1、冲击机构 2、转钎机构3、排粉系统图 CGJ一2型凿岩台车1-行走控制器；2-电阻器；3-油泵风马达；4-多路换向阀；5-制动器；6-风阀；7-联轴器；8-操作台；9-电机；10-减速器；11-固定气缸；12-转柱油缸；13-钻臂；14-车架；15-俯仰角油缸；16-升降油缸；17-跑床；18-凿岩机；19-水平摆角油缸；20-补偿油缸；21-回转油缸（一）液压凿岩机的优点1钻速可提高23倍以上；2噪声可降低1015dB；3工作环境改善，消除了油雾水气；4可钻较深和