采礦學(xué)——巖石分級(jí)

1、任課老師：徐陽任課老師：徐陽聯(lián)系方式：聯(lián)系方式慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院一、學(xué)習(xí)方法一、學(xué)習(xí)方法課程教學(xué)與課后作業(yè)相結(jié)合二、成績構(gòu)成二、成績構(gòu)成平時(shí)成績（課堂、作業(yè)、出勤率等）40%+期末60%1.1 巖石分級(jí)巖石分級(jí) 1.1.1 按巖石堅(jiān)固性分級(jí)按巖石堅(jiān)固性分級(jí) 巖石的堅(jiān)固性是鑿巖性、爆破性和采掘性等的綜合，也巖石的堅(jiān)固性是鑿巖性、爆破性和采掘性等的綜合，也是巖石物理、力學(xué)性質(zhì)的體現(xiàn)是巖石物理、力學(xué)性質(zhì)的體現(xiàn)。 用堅(jiān)固性系數(shù)用堅(jiān)固性系數(shù)f來大致概括，作為分級(jí)的根據(jù)。來大致概括，作為分級(jí)的根據(jù)。f=R/10 式中，式中，f普氏堅(jiān)固性系數(shù)；普氏堅(jiān)固性系數(shù)；

2、R巖石單軸抗壓強(qiáng)度，巖石單軸抗壓強(qiáng)度，MPa。按巖石的堅(jiān)固性系數(shù)值的大小將巖石分為按巖石的堅(jiān)固性系數(shù)值的大小將巖石分為10級(jí)級(jí)15種。種。 表1-1 普氏巖石分級(jí)簡表等級(jí)堅(jiān)固性程度典型的巖石f值1最堅(jiān)固最堅(jiān)固、細(xì)致和有韌性的石英巖、玄武巖及其它堅(jiān)固巖石202很堅(jiān)固很堅(jiān)固花崗巖、石英斑巖、硅質(zhì)片巖、較堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r153堅(jiān)固致密花崗巖、很堅(jiān)固砂巖和石灰?guī)r，石英質(zhì)礦脈等104堅(jiān)固堅(jiān)固的石灰?guī)r、砂巖、大理巖、不堅(jiān)固的花崗巖、黃鐵礦85較堅(jiān)固一般的砂巖、鐵礦66較堅(jiān)固砂質(zhì)頁巖、頁巖質(zhì)砂巖57中等堅(jiān)固的粘土質(zhì)巖石、不堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r48中等各種不堅(jiān)固的頁巖、致密的泥灰?guī)r39較軟弱軟弱的頁巖，很軟的

3、石灰?guī)r，白堊、巖鹽、石膏、凍土210較軟弱碎石質(zhì)土壤，破碎頁巖、堅(jiān)固的煤等1.511軟弱致密黏土，軟弱的煙煤、堅(jiān)固的沖擊層、黏土質(zhì)土壤1.012軟弱輕砂質(zhì)黏土、黃土、礫石0.813土質(zhì)巖石腐植土、泥煤、輕砂質(zhì)土壤、濕砂0.614松散性巖石砂、細(xì)礫石、松土、采下的煤0.515流沙性巖石流沙，沼澤土壤、含水黃土及其它含水土壤0.3等級(jí)堅(jiān)固性程度典型的巖石f值 續(xù)表1-1 普氏巖石分級(jí)簡表普氏巖石分級(jí)法優(yōu)缺點(diǎn)普氏巖石分級(jí)法優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：普氏巖石分級(jí)法簡明、便于應(yīng)用，因?yàn)槎嗄陙碓趦?yōu)點(diǎn)：普氏巖石分級(jí)法簡明、便于應(yīng)用，因?yàn)槎嗄陙碓谔K聯(lián)及一些東歐國家得到廣泛應(yīng)用。蘇聯(lián)及一些東歐國家得到廣泛應(yīng)用。 缺點(diǎn)：它沒

4、有反應(yīng)巖體的特征。關(guān)于巖石堅(jiān)固性各方面缺點(diǎn)：它沒有反應(yīng)巖體的特征。關(guān)于巖石堅(jiān)固性各方面表現(xiàn)趨于一致的觀點(diǎn)，對(duì)于少數(shù)巖石也不適用，如粘土鉆眼表現(xiàn)趨于一致的觀點(diǎn)，對(duì)于少數(shù)巖石也不適用，如粘土鉆眼容易，而爆破卻困難。容易，而爆破卻困難。1.1.2 礦山工程巖石分級(jí)法（課本表礦山工程巖石分級(jí)法（課本表1-2） F為巖石可爆性指數(shù)；為巖石可爆性指數(shù)；Kd為大塊率，為大塊率，%；Kx為小塊率為小塊率,%。 Kdp 為平均合格率為平均合格率 ，%； c為巖石波阻率，為巖石波阻率， 10 g （cm . s）。）。52 這種巖石爆破性分級(jí)方法雖然可在現(xiàn)場進(jìn)行測這種巖石爆破性分級(jí)方法雖然可在現(xiàn)場進(jìn)行測定，具有可

5、行性，但存在的問題如下問題：定，具有可行性，但存在的問題如下問題： 1、塊度測定工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度大；、塊度測定工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度大； 2、具有一定的隨機(jī)性；、具有一定的隨機(jī)性； 3、計(jì)算公式不夠簡便。、計(jì)算公式不夠簡便。1.1.3 隧道工程分級(jí)法隧道工程分級(jí)法 該分類方法考慮了巖石強(qiáng)度、巖體破碎程度、該分類方法考慮了巖石強(qiáng)度、巖體破碎程度、地下水、風(fēng)化程度等因素，以定性為主，增加了完整地下水、風(fēng)化程度等因素，以定性為主，增加了完整性系數(shù)、體積節(jié)理數(shù)、巖石質(zhì)量指標(biāo)、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)性系數(shù)、體積節(jié)理數(shù)、巖石質(zhì)量指標(biāo)、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度、巖體聲波或地震縱波波速度等定量指標(biāo)，有工程度、巖體聲波或地震縱波波速度等

6、定量指標(biāo)，有工程地質(zhì)條件的描述，提出了以巖體質(zhì)量數(shù)作為劃分巖體地質(zhì)條件的描述，提出了以巖體質(zhì)量數(shù)作為劃分巖體級(jí)別的主要綜合定性指標(biāo)的新方案。級(jí)別的主要綜合定性指標(biāo)的新方案。 我國隧道工程巖體（圍巖）分級(jí)表見教材表我國隧道工程巖體（圍巖）分級(jí)表見教材表13。共。共5級(jí)級(jí)11種。種。 1.2.1 鑿巖機(jī)械分類鑿巖機(jī)械分類鑿巖機(jī)械鑿巖機(jī)鑿巖輔助設(shè)備風(fēng) 動(dòng) 液 壓 內(nèi) 燃 電 動(dòng)支撐、推進(jìn)、行走機(jī)構(gòu)其它輔助設(shè)備氣腿、液腿鉆 架臺(tái) 車注油器集塵器磨釬器水 箱手持式鑿巖機(jī)導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)二、鑿巖機(jī)械型號(hào)編制方法 鑿巖機(jī)械的型號(hào)一般由類、組、型代號(hào)與主參數(shù)代號(hào)兩部分組成。主參數(shù)代號(hào)特性代號(hào)類、組、型代號(hào)例如 Y

7、T P 26 （YTP26） 氣腿式 高頻 重量（kg)1、鑿巖機(jī)由哪幾個(gè)主要部件組成。 柄體、把手、缸體、機(jī)頭等主要部件2、鑿巖機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造7891-缸體； 2-釬桿；3-進(jìn)水管；4-進(jìn)氣管；5-氣腿； 6-注油器；7-柄體； 8-機(jī)頭；9-把手；1柄體；2缸體；3機(jī)頭；4螺桿；5操縱閥；6棘輪；7配氣閥；8螺旋棒；9活塞；10導(dǎo)向套；11轉(zhuǎn)動(dòng)套；12釬套；13水針；14釬卡；15把手；16消音罩；17螺旋母沖擊機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)、排粉機(jī)構(gòu)、潤滑機(jī)構(gòu)，推進(jìn)和支撐機(jī)構(gòu)，消聲機(jī)構(gòu)等.3、鑿巖機(jī)機(jī)構(gòu)組成 A、其簡單工作原理是： 依靠配氣閥的交替變換位置，適時(shí)改變進(jìn)氣方向，將壓氣分配到缸的前腔與后腔，推

8、動(dòng)活塞做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。并以一定的動(dòng)能沖擊釬尾。 環(huán)狀閥配氣機(jī)構(gòu)工作原理：環(huán)狀閥配氣裝置動(dòng)作原理圖A1-操縱閥氣道，2-柄體氣室，3-棘輪孔道，4-閥柜孔道，5-環(huán)形氣室，6-閥套孔道，7-回程孔道，8-環(huán)形氣室工 作 沖 程環(huán)狀閥配氣裝置動(dòng)作原理圖B1-操縱閥氣道，2-柄體氣室，3-棘輪孔道，4-閥柜孔道，5-環(huán)形氣室，6-閥套孔道，7-回程孔道，8-環(huán)形氣室返 回 沖 程A、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)的分類：根據(jù)釬桿回轉(zhuǎn)力矩傳遞方式的不同，鑿巖機(jī)的轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)可以分為外回轉(zhuǎn)和內(nèi)回轉(zhuǎn)兩大類。外回轉(zhuǎn)亦稱獨(dú)立回轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)由獨(dú)立發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。內(nèi)回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)則是靠活塞往返運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)釬桿作間歇式轉(zhuǎn)動(dòng)。B、組成：棘輪1、棘爪2、

9、螺旋棒3、活塞4（其大頭一端裝有螺旋母）轉(zhuǎn)動(dòng)套5、釬尾套6等組成。C、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)的工作原理沖程動(dòng)作回程動(dòng)作 轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)1、棘輪；2-棘爪；3、螺旋棒；4-活塞；5、轉(zhuǎn)動(dòng)套；6-釬尾套；7-釬桿（3）排粉機(jī)構(gòu)YT23型鑿巖機(jī)采用中心式供水。孔道 水針 針桿中心孔道 眼底（4）潤滑機(jī)構(gòu)圖-注水機(jī)構(gòu)工作原理a進(jìn)水閥；b氣水聯(lián)動(dòng)注水閥1-簧蓋；2-彈簧；3-卡環(huán)；4、7、12-密封膠圈；5-注水閥；6-注水閥體；8-膠墊；9-水針墊；10-水針；11-進(jìn)水閥套；13-水管彎頭；14-進(jìn)水閥芯（5）推進(jìn)與支撐機(jī)構(gòu) 以氣腿作為支承鑿巖機(jī)重量和產(chǎn)生軸推力的支撐推進(jìn)機(jī)構(gòu)。（6）消聲機(jī)構(gòu) 主要采用消音罩 坑下風(fēng)動(dòng)的

10、鑿巖機(jī)其噪聲介于110-120分貝之間。工作中，為了降低噪音，常常采用耳塞或耳套等個(gè)體防護(hù)措施。作用：操縱閥控制著鑿巖機(jī)的沖擊頻率和轉(zhuǎn)速；調(diào)壓閥用于調(diào)節(jié)鑿巖機(jī)的軸推力；換向閥用于快速回縮氣腿，并配合調(diào)壓閥動(dòng)作。（7）鑿巖機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)組成：操縱閥、調(diào)壓閥、換向閥操縱閥構(gòu)造最大調(diào)壓閥手柄操縱閥手柄強(qiáng)吹停止重?fù)糨p擊中擊abc、jfdi、ehfe、ibj、cd（1）耗氣量：3-4m3/分（2）水壓：3-4個(gè)大氣壓（3）風(fēng)壓：不低于4-5個(gè)大氣壓 風(fēng)壓應(yīng)比水壓高1-2個(gè)大氣壓（4）沖擊頻率1500-3000次/分（5）轉(zhuǎn)數(shù) 150-200周/分供水方式有：水車供車，靜壓供水，水泵供水三種。1-壓氣主管，

11、2-風(fēng)管3-進(jìn)水口，4-水車5-水管，7-鑿巖機(jī)8-氣腿子，9-釬子水車供水系統(tǒng)示意圖2、靜壓供水：坑探工作中，可以利用山區(qū)自然高差，在適當(dāng)?shù)奈恢蒙闲拗?chǔ)水池，將地表或地下水設(shè)法引入水池，再利用水的靜壓，通過輸水管將水送至工作面。工作面與儲(chǔ)水池的高差應(yīng)在40-50米之間，以保持工作面水壓有3-4個(gè)大氣壓。3、水泵供水：在坑口或工作面附近有水源的地方，開鑿一個(gè)儲(chǔ)水池，旁邊設(shè)置一臺(tái)35KW小水泵，水泵功率與揚(yáng)程可根據(jù)送水距離和使用的管徑而定。此種供水方式水泵壓力應(yīng)調(diào)節(jié)到工作面水壓保持在34個(gè)大氣壓。一般使用35千瓦小水泵，使工作面水壓保持在34個(gè)大氣壓三種供水方式的比較：（1）水車供水比較簡單，節(jié)

12、省輸水管路，但因水量不足，一般用于缺乏鋼管，坑道斷面小，只開動(dòng)1-2臺(tái)鑿巖機(jī)使用。（2）靜壓供水壓力一致，管路簡單，供水充足，但需要用的管路較長。（3）水泵供水設(shè)施簡單，但增加水泵電耗及設(shè)備維修等費(fèi)用。1、水車供水：其作業(yè)順序是，把水從進(jìn)水口注入、旋緊注水口開關(guān)；再送入壓氣。高壓水即從出水口經(jīng)過水繩把水送到鑿巖機(jī)進(jìn)行鑿巖。（一）液壓鑿巖機(jī)的主要構(gòu)造1、沖擊機(jī)構(gòu) 2、轉(zhuǎn)釬機(jī)構(gòu)3、排粉系統(tǒng)圖 CGJ一2型鑿巖臺(tái)車1-行走控制器；2-電阻器；3-油泵風(fēng)馬達(dá)；4-多路換向閥；5-制動(dòng)器；6-風(fēng)閥；7-聯(lián)軸器；8-操作臺(tái)；9-電機(jī)；10-減速器；11-固定氣缸；12-轉(zhuǎn)柱油缸；13-鉆臂；14-車架；15-俯仰角油缸；16-升降油缸；17-跑床；18-鑿巖機(jī)；19-水平擺角油缸；20-補(bǔ)償油缸；21-回轉(zhuǎn)油缸（一）液壓鑿巖機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1鉆速可提高23倍以上；2噪聲可降低1015dB；3工作環(huán)境改善，消除了油霧水氣；4可鉆較深和