（矿山井巷）钻眼爆破与井巷支护技术

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2、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第一篇钻眼爆破与井巷支护技术—’—第一章岩石性质与工程分级第一节矿山岩石的基本概念岩石是组成地壳的基本物质，它由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律（通过结晶联结或借助于胶结物粘结）组合而成。自然状态下的岩石，按其固体矿物颗粒之间的结合特征，可以分为固结性岩石、粘结性岩石、散粒状岩石、流动性岩石（如流砂）等。所谓固结性岩石是指造岩矿物的固体颗粒之间成刚性联系，破碎后可以保持其一定形状的岩石。在煤矿中

3、遇到的大多是固结性岩石，常见的有砂岩、石灰岩、砂质页岩、泥质页岩、泥岩、粉砂岩等，比较少见的有砾岩、泥灰岩等。所以对于采矿工程，重点是研究固结性岩石的有关性质。按照岩石的力学强度和坚实性，常把矿山岩石分为坚硬岩石和松软岩石。一般将饱水状态下单向抗压强度大于!"#$的岩石叫做坚硬岩石，而把低于该值的胶结岩石（如泥岩，泥质页岩，泥灰岩，硅化粘土等）称为松软岩石（实践中又往往把单向抗压强度小于%&"#$的岩石看作是松软岩石）。松软岩石具有结构疏松，视密度小，孔隙率大，强度低，遇水易于膨胀及有明显流变性等特点。从矿压控

4、制的角度来看，这类岩石往往会给采掘工作造成很大困难。按照岩石的构成特征，可以区分出岩石的结构和岩石的构造这两个概念。岩石的结构是指决定岩石组织的各种特征的总合，通常是指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。组成岩石的物质颗粒大小差异程度，决定着岩石的非均质性。颗粒愈均匀，岩石的力学性质也愈均匀。颗粒大小也影响到岩石的力学性质，一般来说，组成岩石的物质颗粒愈小，则该岩石的强度愈大。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：—

5、)—最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范实用手册（!）砾状结构———指由粒径大于"##的岩石碎屑胶结而成的碎屑结构类型，如砾岩；（"）砂质结构———指粒径变化在"$%&%’##之间的碎屑结构类型，如砂岩；（(）粉砂质结构———指粒径变化在%&%’$%&%%’##之间的碎屑结构类型，如粉砂岩、页岩等；（)）泥质结构———指粒径小于%&%%’##的碎屑结构类型，如泥岩、粘土岩等。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。从矿山岩石力学观点来看，最重要的是以下几种构造：（

6、!）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；（"）多孔状构造———岩石颗粒彼此相接并不严密，颗粒之间有许多小空隙（微孔）；（(）层状构造———岩石颗粒互相交替，表现出层次叠置现象（层理）。岩石的构造特征对其力学性质有明显影响，如层理的存在常使岩石具有明显的各向异性。在垂直于层理面的方向上，岩石承受拉力的性能很差，沿层理面的抗剪能力也很弱。受压时，则随加载方向与层理面交角的不同，强度有较大差别。在大多数岩石力学文献中，所谓岩石一般是指小块岩石，有时称之为岩块，以表示区别于自然状态下的岩体

7、。所以，岩块是指从岩体中取出的、尺寸不大的岩石，如实验室试验过程中所用的岩石试件就属于岩块。第二节岩石的物理性质一、岩石的密度岩石的（真）密度是指单位体积的岩石（不包括空隙）的质量，可表示为：+实（!-!）!*,式中———岩石的密度，./0#(；!第一篇钻眼爆破与井巷支护技术—6—!实———岩石实体的质量，"#；&。$———岩石实体的体积，%岩石密度的大小取决于组成岩石的矿物密度，而与岩石的空隙和吸水多少无关。一般来说，岩石的密度接近于岩石矿物成分的密度。例如，硅质胶结的石英砂岩的密度接近于石英（’()*）的密

8、度，而石灰岩的密度接近于方解石（+,+)&）的密度。所以矿物的密度愈大，则岩石的密度也愈大。岩石的密度一般在*-./01&&左右，煤矿中常见岩石的密度见表030。"#2%表030煤矿中常见岩石的密度和视密度岩石种类密度（"#2%&）视密度（"#2%&）砂岩（*-45*-.6）/01&（*5*-4）/01&页岩（*-6.5*-..）/01&（*5*-7）/01&石灰岩（*-785*-86