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时间:2019-07-18
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1、第四章井巷掘进与支护第一节岩石的性质与分级一、概述基本概念:岩石;岩块;岩体;表土;基岩。二、岩石的物理性质1、岩石的性对密度:岩石/水的同体积质量之比。2、密度:kg/m33、孔隙性:孔隙度=孔裂隙体积/试件体积的百分数。孔隙比=孔裂隙体积/试件内固体颗粒体积之比。三、岩石的力学性质1、岩石的变形特征:兼有弹性变形和塑性变形两种特征。2、岩石的强度特征:岩石的强度决定其支护效果和稳定性。3、岩石各种强度之间的关系:三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强度>抗剪强度>抗拉强度。破岩时:使岩石处于单向或双向受力,处于拉伸或剪切状态
2、。井巷维护时:使岩石处于受压状态。四、岩石分级和围岩分类1926年,前苏联采矿工程师m.m.普洛托吉雅可诺夫(简称普氏)提出用“坚固性系数”来划分岩石。共分为15级。f=R/10此种方法存在的问题是:它只是反映了岩石开挖的难易程度。对于松散岩体比较适用,对坚固的裂隙发育较少的岩体结果偏大不适用。级别坚固性程度岩石坚固性系数(f)Ⅰ最坚固的岩石最坚硬、最致密的石英岩及玄武岩,其它最坚硬的岩石20Ⅱ极坚固的岩石极坚硬的花岗质岩石;石英斑岩,极坚硬的花岗岩、砂质板岩、较软的石英岩;最坚硬的砂岩及石灰岩;极硬的铁矿石15Ⅲ坚固的岩石致密的花岗岩类;极坚硬的砂岩
3、及石灰岩;石英质矿脉,坚硬的砾岩;坚硬的铁矿石10Ⅲa坚硬的石灰岩;不坚硬的花岗岩;坚硬的砂岩;坚硬的大理岩;白云岩;黄铁矿8Ⅳ相当坚固的岩石普通的砂岩;中等坚硬的铁矿石6Ⅳa砂质页岩;层状砂岩5Ⅴ坚固性中等的岩石坚硬的页岩;不坚硬的砂岩及石灰岩;软的砾岩4Ⅴa各种(不坚固的)页岩;致密的泥灰岩3Ⅵ相当软的岩石软的页岩;很软的石灰岩;岩盐;石膏;冻土;无烟煤;普通泥灰岩;破碎的砂岩;碎石;多石块的土2Ⅵa碎石土;破碎的页岩;堆放的碎砾石;坚硬的烟煤;硬化的粘土1.5Ⅶ软岩黏土(致密的);软煤;坚硬的表土层1.0Ⅶa微砂质粘土;黄土;细砾石0.8Ⅷ土质岩
4、石腐植土;泥炭;微砂质粘土;湿砂0.6Ⅸ松散岩石砂岩屑;小的细砾石;填方土;采下的煤0.5Ⅹ流沙状岩石流砂;沼泽土;含水黄土及其他含水土壤0.3(二)围岩分类为了合理选择井巷锚喷联合支护类型及支护参数,我国《煤矿井巷工程锚杆、喷浆、喷射混凝土支护设计试行规范》根据支护设计的需要,考虑煤矿岩性特点、构造情况和断面尺寸,将围岩划分为五类。围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩的稳定状态(3~5m)跨度岩种举例类别名称Ⅰ稳定岩层1.完整坚硬岩层,Rb>60MPa,不易风化2.层状岩层层间胶结好,无软弱夹层围岩稳定,长期不支护无碎块掉落现象完整的玄武岩,石英质砂岩,奥
5、陶纪灰岩Ⅱ稳定性较好岩层1.完整比较坚硬岩层,Rb=40~60MPa2.层状岩层,胶结较好3.坚硬块状岩层,裂隙面闭合,无泥质充填物,Rb>60MPa围岩基本稳定,较长时间不支护会出现小块掉落胶结好的砂岩、砾岩Ⅲ中等稳定岩层1.完整的中硬岩层,Rb=20~40MPa2.层状岩层以坚硬岩层为主,夹有少数软岩层3.比较坚硬的块状岩层,Rb=40~60MPa能维持一个月以上稳定,会产生局部岩块掉落砂岩,砂质页岩,粉砂岩,石灰岩,硬质凝灰岩Ⅳ稳定性较差岩层1.较软的完整岩层,Rb<20MPa2.中硬的层状岩层3.中硬的块状岩层,Rb=20~40MPa围岩的稳定
6、时间仅有几天页岩,泥岩,胶结不好的砂岩,硬煤Ⅴ不稳定岩层1.易风化潮解剥落的松软岩层2.各类破碎岩层围岩很容易产生冒顶片帮炭质页岩,花斑泥岩,煤,破碎的各类岩石第二节钻眼爆破一、钻眼机具(一)冲击式凿岩机1、气腿式凿岩机:YT-23/24/26(数字表示机器重量)2、向上式凿岩机:锚杆机,YSP-453、导轨式凿岩机:凿岩台车用。YGP-28/35等。凿岩机的动力:(1)风动凿岩机:压缩空气(2)电动凿岩机:以电为动力(3)液压凿岩机:高压油为动力(液压凿岩台车)(二)旋转式钻眼工具主要动力有电动、风动、液压驱动三种。主要是电动。1、煤电钻:MZ-12
7、,MZ-12S。煤电钻由电动机、减速器、手柄、散热风扇和外壳组成。煤电钻适用于f<4的软岩中钻眼。2、岩石电钻由电动机、减速箱、牵引装置、机壳、供水装置组成。3、钻杆(1)煤电钻:中空麻花钻杆和空心钻头。(2)岩石电钻:六角中空钢或中空圆钢。CGJ220.2型掘进凿岩台车二、爆破材料(一)矿用炸药分类:煤矿许用炸药;岩石炸药;露天炸药。1、煤矿许用炸药:共分5级多个型号。1、2级用于低瓦斯矿;3级用于高瓦斯矿;4级用于突出矿井;5级用于溜煤眼或石门揭煤。(1)煤矿水胶炸药:坚硬岩石深孔爆破时使用。(2)煤矿乳化炸药:软岩和煤层中使用。(3)离子交换炸药
8、:硬岩或中硬岩中使用。2、岩石炸药:无瓦斯煤尘爆炸危险的井巷掘进。3、露天炸药:露天矿使用。(
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