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1、矿山压力与岩层控制矿山压力与岩层控制 第一章第一章矿山岩石和岩体的基本性质矿山岩石和岩体的基本性质矿山压力与岩层控制矿山压力与岩层控制主要内容主要内容 第一节第一节 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质 第二节第二节 岩石的强度和变形特性岩石的强度和变形特性 第三节第三节 岩石的破坏机理和强度理论岩石的破坏机理和强度理论 第四节第四节 岩体的基本特征和类型岩体的基本特征和类型 第五节第五节 岩体的基本力学性能与分级标准岩体的基本力学性能与分级标准 矿山压力与岩层控制矿山压力与岩层控制第一节第一节 岩石的基本物理性质岩石的基本物理性质qq岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的岩石：是
2、由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质和形态。和形态。和形态。和形态。qq 岩体岩块（岩石材料）岩体岩块（岩石材料）岩体岩块（岩石材料）岩体岩块（岩石材料）弱面（层理、节理、断层）弱面（层理、节理、断层）弱面（层理、节理、断层）弱面（层理、节理、断层）qq岩块：从地壳岩层中切取出岩块：从地壳岩层
3、中切取出岩块：从地壳岩层中切取出岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石来的小块体，通常是指岩石来的小块体，通常是指岩石来的小块体，通常是指岩石材料。材料。材料。材料。qq岩体：指岩石工程周围较大岩体：指岩石工程周围较大岩体：指岩石工程周围较大岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体范围内的自然地质体范围内的自然地质体范围内的自然地质体 。1、岩石、岩石的密度和体积力的密度和体积力密度（容重）：密度（容重）：密度（容重）：密度（容重）：kg/mkg/m3 3。分为天然密度、饱和密度和干。分为天然密度、饱和密度和干。分为天然密度、饱和密度和干。分为天然密度、饱和密度和干密度。密度。密度
4、。密度。煤矿常见岩石的相对密度等见表煤矿常见岩石的相对密度等见表煤矿常见岩石的相对密度等见表煤矿常见岩石的相对密度等见表1-11-1所示。所示。所示。所示。体积力：（体积力：（体积力：（体积力：（kN/mkN/m3 3）。）。）。）。说明：岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分说明：岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分说明：岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分说明：岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分对粘土类矿物意义重大。取决于矿物成分、孔隙度和含对粘土类矿物意义重大。取决于矿物成分、孔隙度和含对粘土类矿物意义重大。取决于矿物成分、孔隙度和含对粘土类矿物意义重大。取决于矿物成分、
5、孔隙度和含水量。与埋深也有关。水量。与埋深也有关。水量。与埋深也有关。水量。与埋深也有关。一、岩石的质量指标一、岩石的质量指标一、岩石的质量指标一、岩石的质量指标2、岩、岩石的相对密度石的相对密度相对密度（比重）：相对密度（比重）：相对密度（比重）：相对密度（比重）：取决于组成岩石的矿物的相对密度。取决于组成岩石的矿物的相对密度。取决于组成岩石的矿物的相对密度。取决于组成岩石的矿物的相对密度。指岩石裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度指岩石裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度指岩石裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度指岩石裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度n n和孔隙比和孔隙比和孔隙比和孔隙比e e来来来来表示。表
6、示。表示。表示。P8P8 随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，使其密度和强度降低，透水性增大；使其密度和强度降低，透水性增大；使其密度和强度降低，透水性增大；使其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风另一方面会增加风另一方面会增加风另一方面会增加风化速度。进一步降低力学强度和增大透水性。化速度。进一步降低力学强度和增大透水性。化速度。进一步降低力学强度和增大透水性。化速度。进一步降低力学强度和增大透水性。1 1、岩石的孔隙性、
7、岩石的孔隙性二、岩石的体积指标二、岩石的体积指标 2、岩石的碎胀性和压实性、岩石的碎胀性和压实性岩石名称岩石名称砂、砾岩砂、砾岩砂质粘土砂质粘土中硬岩石中硬岩石坚硬岩石坚硬岩石煤煤碎胀系数碎胀系数 k1.051.21.21.251.31.51.52.5300组合拱理论联合支护围岩变形在一般支护下无稳定期围岩松动圈分类有三个突出优点：围岩松动圈分类有三个突出优点：围岩松动圈分类有三个突出优点：围岩松动圈分类有三个突出优点：（1 1）绕过了地应力、围）绕过了地应力、围）绕过了地应力、围）绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓住了它们岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓
8、住了它们岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓住了它们岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标；（的影响结果，即松动圈是一个综合指标；（的影响结果，即松动圈是一个综合指标；（的影响结果，即松动圈是一个综合指标；（2 2）松动圈系实）松动圈系实）松动圈系实）松动圈系实测所得，未在重要方面作任何假设；（测所得，未在重要方面作任何假设；（测所得，未在重要方面作任何假设；（测所得，未在重要方面作任何假设；（3 3）松动圈大小很容）松动圈大小很容）松动圈大小很容）松动圈大小很容易用声测法获得，确定支护参数时直观简单，现场应用十分易用声测法获得，确定支护
9、参数时直观简单，现场应用十分易用声测法获得，确定支护参数时直观简单，现场应用十分易用声测法获得，确定支护参数时直观简单，现场应用十分方便。方便。方便。方便。煤巷围岩塑性区分布煤巷围岩塑性区分布 4.4.按围岩变形量分类按围岩变形量分类按围岩变形量分类按围岩变形量分类 陆士良教授根据围岩变形量的大小和维护的难易程度，将回陆士良教授根据围岩变形量的大小和维护的难易程度，将回陆士良教授根据围岩变形量的大小和维护的难易程度，将回陆士良教授根据围岩变形量的大小和维护的难易程度，将回采巷道围岩分为四类：采巷道围岩分为四类：采巷道围岩分为四类：采巷道围岩分为四类：巷道维护状况巷道维护状况围岩平均变形速度，围
10、岩平均变形速度，mm/d围岩变形量，围岩变形量，mm容易容易中等中等困难困难极难极难11224420020050050010001000中国煤炭科学研究院建井所段振西教授提出以围岩的中国煤炭科学研究院建井所段振西教授提出以围岩的中国煤炭科学研究院建井所段振西教授提出以围岩的中国煤炭科学研究院建井所段振西教授提出以围岩的变形量大小分类围岩的理论及方法变形量大小分类围岩的理论及方法变形量大小分类围岩的理论及方法变形量大小分类围岩的理论及方法5.按施工需要分类按施工需要分类19881988年，煤年，煤年，煤年，煤炭工业部根炭工业部根炭工业部根炭工业部根据全国据全国据全国据全国5858条条条条试验巷道的试验巷道的试验巷道的试验巷道的地质特征、地质特征、地质特征、地质特征、井巷开拓后井巷开拓后井巷开拓后井巷开拓后围岩的稳定围岩的稳定围岩的稳定围岩的稳定状态，共为状态，共为状态，共为状态，共为五类：五类：五类：五类：作作 业业 P39-40:5、9、15