普氏岩石硬度系数知识aust采矿工程

普氏岩石硬度系数知识

由俄罗斯学者于1926年提出的岩石坚固性系数（又称普氏系数）至今仍在矿山开采业和勘探掘进中得到广范应用。岩石的坚固性区别于岩石的强度，强度值必定与某种变形方式（单轴压缩、拉伸、剪切）相联系，而坚固性反映的是岩石在几种变形方式的组合作用下抵抗破坏的能力。

1. 普氏系数又称岩石的坚固性系数、紧固系数，数值是岩石或土壤的单轴抗压强度极限的1/100，记作f，无量纲。

f=Sc/100，式中：Sc的计量单位为kg/cm²。

2.因为在钻掘施工中往往不是采用纯压入或纯回转的方法破碎岩石，因此这种反映在组合作用下岩石破碎难易程度的指标比较贴近生产实际情况。岩石坚固性系数f表征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强，故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数，即f=R/10

式中： R是岩石的单轴抗压强度，MPa。

f是个无量纲的值，它表明某种岩石的坚固性比致密的粘土坚固多少倍，因为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。

根据岩石的坚固性系数(f)可把岩石分成10级（见下表），等级越高的岩石越容易破碎。为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。

这种方法比较简单，而且在一定程度上反映了岩石的客观性质。但它也还存在着一些缺点：

(1) 岩石的坚固性虽概括了岩石的各种属性（如岩石的凿岩性、爆破

性，稳定性等），但在有些情况下这些属性并不是完全一致的。

(2) 普氏分级法采用实验室测定来代替现场测定，这就不可避免地带来因应力状态的改变而造成的坚固程度上的误差。

极硬（f＝20）、很硬（f＝15）、坚硬（f＝8～10）、较硬（f＝5～6）、普通（f＝3～4）、较软（f＝～2）、软层（f＝～1）、松软（f＜1）等8类。

额分类普氏分类土壤及岩石

名称天然湿度下

平均容重

极限压碎强

度

用轻钻孔机

钻进1m

开挖方法及

工具

紧固系数Kg/m3Kg/cm2min f

四类土壤Ⅳ土含碎石重

粘土，其中包

括石炭纪、侏

罗纪的硬粘

土1950－－用尖锹并同

时用镐和撬

棍开挖

~

含有碎石、卵

石、建筑碎料

和重达25kg

的顽石（总体

积10%以内）

等杂质的肥

粘土和重壤

土

1950

冰碛粘土，含

有重量在

50kg以内的

巨砾，其含量

为总体积10%

以内

2000

泥板岩2000不含或含有

重量达10kg

的顽石

1950

松石Ⅴ含有重量在

50kg以内的

巨砾（占体积

10%以上）的

冰碛石2100小于200－部分用手凿

工具、部分用

爆破米开挖

~

矽藻岩和软

白垩岩

1800

胶结力弱的

砾岩

1900各种不坚实

的版岩

2600石膏2200

次坚石Ⅵ 凝灰岩、和浮

石1100200~400用风镐的爆

破法来开挖

2~4

灰岩多孔和

裂隙严重的

石灰岩和介

质石灰岩

1200

中等硬变的

片岩

2700

中等硬变的

泥灰岩

2300

Ⅶ石灰石胶结

的带有卵石

和沉积岩的

砾石2200400~600用爆破方法

开挖

4~6

风化的和有

大裂缝的粘

土质砂岩

2000

坚实的泥板

岩

2800

坚实的泥灰

岩

2500

Ⅷ砾质花岗岩2300600~800用爆破方法

开挖6~8

泥灰质石灰

岩

2300

粘土质砂岩2200砂质云片岩2300硬石膏2900

普坚石Ⅸ严重风化的

软弱的花岗

岩、片麻岩和

正长岩2500800~1000 用爆破方法

开挖

8~10

滑石化的蛇

纹岩

2400

致密的石灰

岩

2500

含有卵石、沉

积岩的碴质

胶结的砾岩

2500

砂岩2500

砂质石灰灰

质片岩

2500 [2]

定额分类普氏分类土壤及岩石

名称天然湿度下

平均容重

极限压碎强

度

用轻钻孔机

钻进1m

开挖方法及

工具

紧固系数Kg/m3Kg/cm2min f

一、二类土壤Ⅰ砂1500－－用尖锹开挖~砂壤土1600

腐殖土1200

泥炭600

Ⅱ轻壤土和黄

土类土

1600－－用锹开挖并

少数用镐开

挖

~潮湿而松散

的黄土，软的

盐渍土和碱

土

1600

平均15MM以

内的松散而

软的砾石

1700

含有草根的

密实腐殖土

1400－－用尖锹开挖

并少数用镐

开挖

~~

含有直径在

30MM以内根

类的泥炭和

腐殖土

掺有卵石、碎

石和石屑的

砂和腐殖土

含有卵石、或

碎石杂质的

胶结成块的

填土

含有卵石、碎

石和建筑料

杂质的砂壤

土

三类土壤Ⅲ肥粘土其中

包括石炭纪、

侏罗纪的粘

土和冰粘土1800－－用尖锹并同

时用镐和撬

棍开挖（30%）

~

重壤土、粗砾

石、粒径为

15-40MM的碎

石或卵石

1750干黄土和掺1790