【正文】 車 第二節(jié) 鉆眼機(jī)械和鉆眼工具 2022/6/23 28 風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)可分為 低頻 、 中頻和高頻 。 10cf ??? 我國(guó)煤炭系統(tǒng)按巖石堅(jiān)固性將煤巖分類為： 軟煤： f ＝ 1～ 硬煤： f ＝ 2～ 3 軟巖： f ＝ 2～ 3 中硬巖： f ＝ 4～ 6 硬巖： f ＝ 8～ 10 堅(jiān)硬巖石： f ＝ 12～ 14 最堅(jiān)硬巖石： f ＝ 15～ 20 存在問(wèn)題： 這一分類主要考慮的是巖石試件 強(qiáng)度 （ 單軸抗壓強(qiáng)度 ） ， 圍巖應(yīng)力 、 巖體的 完整性 、 巖體結(jié)構(gòu)特征 等在分類中沒(méi)有表達(dá)出來(lái) ， 因此不能正確地評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定性 。因此，提出了巖石工程分級(jí)與巖體工程分類問(wèn)題 。 2022/6/23 24 三、巖石的工程分級(jí) ? 按 成因 不同，將巖石分為 巖漿巖 、 沉積巖 、 變質(zhì)巖 三類。 2022/6/23 23 （ 二 ） 長(zhǎng)條藥包的爆破特點(diǎn) 炮眼利用率 ： 實(shí)際爆落深度 與 炮眼深度 之比。 ?θ— 爆破漏斗 張開(kāi)角 ，也叫頂角。 很大： 破碎區(qū) —— 裂隙區(qū) —— 震動(dòng)區(qū) ⑵ 最小抵抗線 變?。? 破碎區(qū) —— 裂隙區(qū) —— 震動(dòng)區(qū) —— 拉斷區(qū) 再小： 破碎區(qū) —— 裂隙區(qū) —— 拉斷區(qū) （裂隙與拉斷區(qū)貫通， 松動(dòng)漏斗 或者 爆破漏斗 、拋擲漏斗 ） ② 單個(gè)裝藥接近于自由面時(shí)的爆破作用 2022/6/23 21 爆破漏斗幾何要素 ?W— 最小抵抗線 ，裝藥中心到自由面的垂直距離，即藥包的埋置深度，也即倒圓錐的高度； ?r— 爆破漏斗半徑 ，漏斗底圓中心到該圓邊上任意點(diǎn)的距離，即倒圓錐底圓半徑； ?R— 爆破作用半徑 ，藥包中心到爆破漏斗底圓邊緣上任意點(diǎn)的距離。 ?破裂區(qū) ：應(yīng)力波 ―― 徑向壓力和切向拉力 —— 裝藥半徑的 10~15倍以上 ?震動(dòng)區(qū) ：聲波 ① 、 單個(gè)裝藥在無(wú)限體中的爆破作用－爆破的內(nèi)部作用 二、爆破作用下巖石的破壞機(jī)理 2022/6/23 20 最小抵抗線 ：藥包中心到自由面的 垂直距離 。 鑿測(cè)器圖 1釬頭； 2承擊臺(tái)； 3銷 釘； 4導(dǎo)向桿； 5落錘； 6卡套； 7轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 2022/6/23 19 （ 一 ） 集中藥包爆破巖石的破壞機(jī)理 ?粉碎（壓縮）區(qū) ：沖擊波壓縮作用。 2． 釬刃磨鈍寬度 ：即巖石的 磨蝕性 ，量出釬刃兩端向內(nèi) 4㎜ 處的 磨鈍寬度，以 b表示，單位為㎜。 1． 鑿碎比功 ：即破碎單位體積巖石所作的功。 ? 當(dāng) ρ 2CP2ρ 1CP1時(shí)，交界面既有透射壓縮波又有反射拉伸波，也能破碎巖石。 ? ②當(dāng) ρ 2CP2ρ 1CP1時(shí)， σ r0， σ t0，說(shuō)明交界面上既有透射波，又有反射波。介質(zhì)密度和波速的乘積，表征介質(zhì)對(duì)于應(yīng)力波的阻尼作用。 P ⑵ 巖石在動(dòng)荷載作用下的變形特征 2022/6/23 15 表面波 (勒夫波 ) ：沿介質(zhì) 邊界 傳播 c； 體積波 ：在介質(zhì) 內(nèi)部 傳播，分為橫波和縱波； 橫波 ：介質(zhì)振動(dòng)方向和波的傳播方向 垂直 ，產(chǎn)生剪切變形 b； 縱波 ：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向 一致 ，產(chǎn)生 壓縮 、 拉伸 變形 a； 瑞利波 ：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為 橢圓 的波，為地震波的主要形式 d。爆破破巖和機(jī)械破巖巖石承受的外力都是一種動(dòng)載荷（沖擊載荷），隨時(shí)間變化。 堅(jiān)硬巖石破碎后 塊度較大 且 排列整齊 時(shí)碎脹系數(shù)較小，反之較大。 2022/6/23 12 1= VKV碎脹性： 巖石破碎以后碎塊總體積比整體狀態(tài)下體積增大的性質(zhì)稱為巖石的碎脹性。 ④ 軟化性： 巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)。 1cwccRR? ??⑤ 膨脹性和崩解性： 膨脹性 是指巖石 浸水后體積增大 和 壓力增大 的性能； 崩解性 是指 浸水后 發(fā)生 解體 的現(xiàn)象。與 地下水 、 巖體應(yīng)力 、 孔隙度 、 孔隙大小 及其 連通程度 有關(guān)。 gG?＝? 巖石吸水率大小取決于巖石中的 孔隙 、 裂隙數(shù)量 和 大小 、 開(kāi)裂程度 及其分布情況，并且與試驗(yàn)條件有關(guān)，時(shí)間和尺寸均有影響。 ? 隨著孔隙度增大，一方面 消弱 了巖石的 整體穩(wěn)定性 ，使其 密度 和 強(qiáng)度降低 ， 透水性增大 ；另一方面會(huì) 增加風(fēng)化速度 ，進(jìn)一步 降低力學(xué)強(qiáng)度 和 增大透水性 。取決于 礦物成分 、 孔隙度 和 含水量 ，與 埋深 也有關(guān)。分為 干密度 和 濕密度 。 ?巖體 ＝ 巖塊 （巖石材料）＋ 弱面 （層理、節(jié)理、斷層） 2022/6/23 8 ① 、相對(duì)密度（比重） ：巖石固體實(shí)體積的質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之比值，取決于組成巖石的 礦物 的相對(duì)密度 。 ?基巖 ：表土以下 固結(jié)性巖石 的統(tǒng)稱。例如：巖體壓縮時(shí)，破壞是沿著已存在的弱面發(fā)生的；在拉伸時(shí)，由于弱面的存在，強(qiáng)度很小 。 ?巖體 ：指巖石工程周圍較大范圍內(nèi)的 自然地質(zhì)體 。是不分巖體和巖塊的一種泛稱。 （ 2） 井巷支護(hù) :泛指井筒 、 巷道和硐室的支護(hù) 。 2022/6/23 4 ? ? （ 1） 井巷掘進(jìn) ： 進(jìn)行井巷開(kāi)挖及臨時(shí)支護(hù)的作業(yè) 。 ?全書(shū)內(nèi)容： 巖體工程分級(jí)；破巖原理與爆破技術(shù)；巷道斷面設(shè)計(jì)；巖巷與煤巷的施工與支護(hù)技術(shù)；井筒與硐室施工；松軟巖層巷道施工及巷道的修復(fù)； 前言 1— 課程 主要內(nèi)容 ： 2022/6/23 3 ? 本課程的重點(diǎn)包括 鉆眼爆破 及 井巷設(shè)計(jì)與施工 的基本知識(shí)以及 施工組織管理 等內(nèi)容 ， 以 巖石平巷 、 煤巷及 半煤巖巷 為重點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)闡述 ， 對(duì)其它類型工程則以介紹特點(diǎn)為主 。礦山巷道施工 教 師： 李星亮 E－ mail： Tel ： 13772509372 2022/6/23 2 ? 井巷工程： 是研究地層中井筒 、 巷道 、 硐室設(shè)計(jì)和施工基本原理 、 方法和技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科 。 在礦井建設(shè)總工程量中占 50%－ 70%。 □ 前言 2— 基本要求 ： ?平時(shí)成績(jī) 30％（作業(yè)、上課等）； ?考試成績(jī) 70％。 (破巖 、 裝 巖 、 運(yùn)巖 )。 ? 緒論 2022/6/23 5 第一章 鉆眼及爆破技術(shù) ? 第一節(jié) 巖石的可鉆性和可爆性 ? 第二節(jié) 鉆眼機(jī)械和鉆眼工具 ? 第三節(jié) 炸藥和爆炸理論 ? 第四節(jié) 電雷管起爆法 ? 第五節(jié) 爆破技術(shù) 2022/6/23 6 第一節(jié) 巖石的可鉆性和可爆性 ? 一、巖石的可鉆性和可爆性 ? (一）巖石的概念及其基本特性 ?巖石 ：是由一種或多種礦物在 地質(zhì)作用 下按一定規(guī)律形成的 自然地質(zhì)體 。 ?巖塊 ：從地殼巖層中切取出來(lái)的小塊體，通常是指 巖石材料 。 2022/6/23 7 ?巖石材料 的性質(zhì)對(duì)巖體性質(zhì)影響很小，而 弱面控制 著巖體的性質(zhì)。 ?表土 ：指覆蓋在地殼上部的 第四紀(jì)沉積物 ，如黃土、粘土、流砂、淤泥、礫石等。 ?煤系地層中最常遇到的是各種 沉積巖 ，如砂巖，頁(yè)巖等。 VGVGc 1?? ??dcwGV ??＝1）巖石的比重與密度 ② 、密度（容重） ：巖石單位體積的質(zhì)量，（ kN/m3） 。 ③ 、說(shuō)明： 巖石由 固體 、 空氣 和 水 組成；干濕密度的區(qū)分對(duì) 粘土類 礦物意義重大。 (二）巖石的物理性質(zhì) 2022/6/23 9 ? 孔隙性：指巖石的 裂隙 和 孔隙發(fā)育 的程度，用 孔隙度 n和 孔隙比 e來(lái)表示。 %1001 ??????????????wccdVVVn??1?????cwcc dVVVe??2）巖石的孔隙性 2022/6/23 10 ① 吸水率 ：巖石試件在大氣壓力下吸入水的質(zhì)量 g與試件烘干質(zhì)量 G之比值。 ② 透水性： 巖石能 被水透過(guò) 的性能。 3）巖石的水理性質(zhì) 2022/6/23 11 ③ 溶蝕性： 由于 水化學(xué)作用 而把巖石中某些 物質(zhì)帶走 的現(xiàn)象。 軟弱巖石 所表現(xiàn)出的特征。 軟化系數(shù) ：水飽和巖石試件的單向抗壓強(qiáng)度與干燥巖石試件單向抗壓強(qiáng)度之比。 巖石碎脹系數(shù)與巖石的 物理性質(zhì) 、破碎后 塊度大小 及其排列狀態(tài) 等因素有關(guān)。 4）巖石的碎脹性 2022/6/23 13 ⑴ 動(dòng)荷載的特點(diǎn) 變形 和 破壞 是巖石在載荷作用下的兩個(gè)發(fā)展階段。 2