岩石的性质与分级.ppt

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1、2021/8/231授课人:沈国桂副教授巷道施工技术2021/8/232井巷工程的重要性井巷工程的要求本课程的主要内容绪论授课时间安排周次授课时数章节和内容摘要1~212第一章岩石的性质与分级第二章井巷地压第三章钻眼机具3~412第四章爆破材料与爆破原理53第五章巷道断面设计66第六章矿用工程材料7~812第七章巷道掘进爆破技术第八章掘进通风和防尘9~1012第九章　装岩与调车第十章巷道支护11~1212第十一章巷道施工组织与管理第十二章采区巷道和采区煤仓施工136第十三章硐室及交岔点第十四章特殊条件下的巷道施工146第十五章立井施工156第十六章立井井筒延深166复习、

2、考试、机动2021/8/234第一章　岩石的性质与分级§1.1岩石的物理性质§1.2岩石的力学特征§1.3岩石分级和围岩分类2021/8/235破碎岩石和防止岩石破碎就成为井巷工程中要解决的一对主要矛盾。首先应了解岩石的性质，制订出科学的岩石分级和围岩分类方法，以此作为选择破岩和井巷维护方法的依据。§1.1岩石的物理性质2021/8/236§1.1岩石的物理性质一、概述（一）岩体的组成从煤矿采掘角度来看，岩体包括以下三部分：1．岩石2．地下水3．瓦斯2021/8/237§1.1岩石的物理性质1．岩石岩石是指颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理、裂隙，并由各种造岩矿物颗粒组成的

3、集合体。岩石是组成整体地壳的自然材料而非经搬运后的一块巨石。矿物是组成岩石的细胞，它是地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素或化合物。岩石的特性，很大程度上取决于它的矿物成分。组成岩石的矿物称为造岩矿物，分原生矿物和次生矿物两大类，常见的主要造岩矿物仅30多种。2021/8/238§1.1岩石的物理性质2．地下水地下水充填于岩石的孔隙、层理、节理、裂隙、断层甚至溶洞之中。地下水可使岩质软化，强度降低，不仅对井巷工程的设计方案、施工方法与工期、工程投资以及工程长期使用，有着密切的关系，而且若对地下水处理不当，还可能产生不良影响，甚至发生工程事故。在地下水中进行井巷工程施

4、工时必须采取排水措施。2021/8/239§1.1岩石的物理性质3．瓦斯瓦斯是指从井下煤体和围岩中涌出以及生产过程中产生的各种有害气体的总称。在煤系地层中，瓦斯主要是指沼气(CH4)，瓦斯易积聚于巷道顶部，易扩散，渗透性强，它产生于煤层而又扩散到附近岩体的裂隙或孔洞中。瓦斯爆炸是煤矿主要灾害之一，国内外已有不少由于瓦斯爆炸造成人员伤亡和严重破坏的惨痛教训。所以，必须很好地掌握瓦斯爆炸的发生、发展规律及其预防措施，杜绝此类事故，确保安全生产。2021/8/2310§1.1岩石的物理性质(二)岩石的生成及结构、构造1．岩石的生成岩石按其生成原因不同，可分为岩浆岩、沉积岩和变质

5、岩三大类。煤系地层多属沉积岩，只有局部地段才有岩浆岩的侵入。常见的沉积岩有角砾岩、砾岩、砂岩、泥岩、页岩和石灰岩等。沉积岩是由沉积物经过压紧、胶结等作用而形成的岩石，是一种经过一系列地质作用的产物。建井工程中常把上述这些固结性岩石，统称为基岩；把覆盖在基岩上的松散性沉积物称为表土，如黄土、粘土、砂砾等。自然界长期暴露在地表的多种岩石，由于受到各种物理、化学风化和剥蚀等破坏作用，成为碎石、细砂、泥土及溶解于水的物质。这些风化剥蚀的产物，被流水或风搬运到海洋、湖泊及地表其他低洼地带沉积下来，称为沉积物。随着地壳不断地沉降，沉积物由下而上，逐层逐层地堆积起来而不断增厚，经过压实

6、、脱水、胶结等固结成岩作用，松散的沉积物就形成了坚硬的沉积岩。沉积岩是煤矿井下最常见的岩石，煤层本身就是由植物遗体转变而成的沉积岩。煤层的顶板和底板多是由沉积岩组成的，煤矿的井巷工程绝大多数都布置在沉积岩中。因此，沉积岩与煤矿顶板管理关系极为密切。2021/8/2311§1.1岩石的物理性质(二)岩石的生成及结构、构造2．岩石的结构和构造(1)岩石的结构。岩石的结构是指决定岩石组织的各种特征的总合，即岩石中矿物颗粒的结晶程度，矿物或岩石碎屑颗粒的形状和大小，颗粒之间相互连结的状况，以及胶结物的胶结类型等特征。对于煤矿中常见的碎屑沉积岩来说，根据岩石结构可分为以下几种：①砾

7、状结构：指粒径大于2mm的岩石碎屑胶结而成的碎屑结构类型，如砾岩；②砂质结构：指粒径变化在2~0.05mm之间的碎屑结构类型，如砂岩；③粉砂质结构：指粒径变化在0.05~0.005mm之间的碎屑结构类型，如粉砂岩、页岩等；④泥质结构：指粒径小于0.005mm的碎屑结构类型，如泥岩、粘土岩等。(2)岩石的构造。岩石的构造是指岩石中矿物颗粒集合体之间，以及它与其他组成部分之间的排列方式和充填方式。常见的岩石构造有下列三种：①整体构造：岩石的颗粒互相严密地紧贴在一起，没有固定的排列方向；②多孔状构造：岩石颗粒彼此相接并不严密，颗粒之