岩石分级的理论与实践

本文在介绍国际上的两个分级系统和国内的三个单项岩石分级及岩石三性综合分级的基础上，结合实例阐述了岩石分级理论和应用的新进展，并进一步讨论了岩石分级课题在深度和广度两个方面扩展的问题。     

桌子山地区岩石分级

国内外研究岩石分级的方法虽不同，但大体可概括为两类，一是实测可钻性分级法，或模拟生产过程对岩石分级。这种方法较结合生产实际，但随生产条件技术条件变化而变化，有其时间上和条件上的局限性。另一种是从研究岩石的各种属性入手，按岩石的固有物理机械性质分级。它不随生产条件改变而改变。但岩石可钻性，是其各种属性在钻进过程中的综合反映，而任何一种测定方法，都无法囊括岩石所有的性质，只是选择一种或几种主要性质对岩石分级，这就是此种分级法的真实性和相对性。我们是通过测定岩石的动力硬度及抗压强度进行岩石分级的，沿用国内习惯，     

岩石凿碎比功的可钻性分级

我院岩石破碎研究室长期以来研究了一种以岩石凿碎比功为基础的可钻性分级，它是针对冶金矿山钻眼工作的。1980年6月，冶金部对这种方法作了鉴定，认为它可作为冶金矿山岩石可钻性分级的暂行标准，兹介绍如下：     

岩石可钻性多因素分级

研究岩石可钻性是为了制定生产定额，衡量钻探工作的技术经济效果以及为钻探设备、钻头、钻具的设计提供设计基础数据。1958年我国颁布了适合于硬质合金钻进和钻粒钻进的岩石可钻性十二级分级表。随着金刚石钻探的全面推广，这一分级表越来越不能适应需要。1984年地矿部探矿工程装备工业公司颁布了《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》（试行），标     

SDY-1型微钻试验机

微钻机是一种用小尺寸钻头进行模拟钻进的钻机，是进行岩石破碎和可钻性研究的必要手段。1984年地矿部频布的《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》（试行）中将微钻指标列为岩石可钻性分级的指标之一，因此微钻机就成为岩石可钻性分级的主要设备之一。由于微钻要求稳定的钻压和转速，且要求将较短时间内的钻进参数和钻进指标准确无误地记录下来，因此微钻机必须能稳定加压并正确测试各钻进参数和钻进指标。我们在完成岩石可钻性分级研究课题的过程中，研制了较为适用的SDY-1型微钻机，用其钻进了400余块岩样。现将该微钻机简要介绍如下。     

钻探岩石分级方法的回顾和建议

回顾探矿工程发展的历史，最早提出工程技术方面岩石分级表的当推苏联M.M.普罗托吉可诺夫（Протдъяконов）教授，时间为1926年。他第一次提出以“岩石坚固性系数”分级，这就是根据岩石物理力学性质进行岩石分级的开端。1927年，B.F.蒂尔森（Tillson）在美国采矿工程学会哥伦比亚大学会议上提出了“可钻性”术语。E.D.加登纳（Gardner）赞成应用这个术语，同时指出：岩石的硬度和韧性与实际的钻进速度没有一定的内在联系。测定钻进速度的唯一可靠方法就是实际钻进试验。这就是根据实际测定岩石的“可钻     

在微型机上用逐步回归方法求钻速方程

一、前言在岩心钻探工程中，机械钻速对于确定岩石的可钻性是一个重要的参数。我国岩心钻探岩石十二级分级表就是在生产现场进行大量实际标定后所制定出来的。以机械钻速为主要指标的岩石可钻性分级表。这种用现场实际生产效果来度量岩石可钻性的办法，在钻探生产发展过程中逐渐暴露出许多缺点。当前关于岩石可钻性研究的一种趋向是利用岩石多种物理力学性质指标来表示岩石的可钻性。尽管如此，机械钻速毕竟是一个同时受到技术条件、人为因素和岩石可钻性综合影响的复杂指标，它有直观反映     

切槽法金刚石钻进岩石可钻性分级

本文提出了岩石可钻性分级的主要观点，提出了测定金刚石钻进岩石可钻性的新方法——切槽法。切槽法的破岩实质与孕镶金刚石钻头钻进相似。该法在一次测定中同时取得△d和△W两项指标，可综合反映钻进岩石的难易程度和岩石的研磨性。在此基础上，提出了按△d、△W综合分级的8级4类分级方案，并对岩性特征、钻头使用范围作了分析。在实验室和现场测定中证明所测岩石可钻性与钻孔效果之间有良好的相关性。独创性地研究了“JZ-1型岩石可钻性测定仪”，它既可用于实验室，又可用于现场。经室内外试验初步证明，该仪器简单、性能稳定、使用方便、     

岩石可钻性的测定与计算

本文是我局１９９２年立项研究岩可钻性分级应用方面的研究成果，反映了我局主要勘查矿区的地层岩石的可钻性级别，推出了主要矿区的岩石可钻性分级表。该文具有较高的理论意义和实践意义。对各野外队了解钻探定额，制定经济责任制、预算承包费用有很好的指导作用。     

利用弹性波传播速度对岩石进行可钻性分级的探讨

目前，在地质钻探工作中有的根据莫氏硬度，有的利用摆球硬度结合岩石的实际情况进行分级。影响实际可钻性的因素很多，因此，很难避免级别划分上的不一致。制定一个简单且比较合理的，可以定量或最少可以准定量的岩石可钻性分级方法，是我们地质工作者的一项重要任务，也是当务之急。     

岩石脆韧性对爆破影响的探讨

我队在某金矿区连续施工两条不同标高的探矿巷道，岩石都为硅质板岩、砂质板岩、蚀变硅质板岩，岩石普氏分级均为f=8—10。但这2条巷道的岩石脆韧性不一样。生产实践表明，岩石的脆韧性对爆破有一定的影响，主要表现在以下几个方面。     

岩石可爆性的效果测度分级

应用效果测量分析方法，可在完成岩石可爆性相对分级的同时，也完成了岩石可爆性的系统因素分析，是一种计算简捷快速、应用灵活、适用性强的信息数据分析方法。     

金刚石钻进微钻法岩石可钻性分级的探讨

岩石可钻性的分级是确定生产定额、设计钻头和选择最佳参数的依据。本文论述了作者在实验台上用微钻法进行岩石分级的研究成果。该实验台是自行设计并可以同时自动记录9个钻进参数的一种装置,微钻法可以很好地表示在两向力同时作用下,岩石破碎过程的主要力学特征。岩石抗破碎阻力是岩石机械性质的综合反映,因此,以往用单一的性质来进行分级并不完善,用微钻法进行分级、经野外实践,符合率可达85％以上。     

岩石力学性质及可钻性分级研究

岩石力学性质和可钻性是分析和评价岩石抵抗破碎和钻进的基本性质，也是合理选择碎岩工具和工艺的基础。因此，对岩石力学性质和可钻性的深入研究，采用能够反映某种碎岩方式实质的综合力学性质指标评定岩石可钻性，应用数理统计学原理，依据岩石力学性质和可钻性指标，建立表示岩石可钻性的数学模型，并以此模型进行岩石可钻性分级，可及满足岩土工程施工生产的急需。     

矿区钻探难易程度综合评判的模糊数学方法

为了加强矿区勘探工作的科学管理、正确地选用设备和器材、合理地制订生产及材料消耗定额、正确地估算矿区勘探的投资,对一个勘探矿区进行岩芯钻探难易程度的综合评判是十分必要的. 以往国内外地质勘探部门在对岩石分级的研究中,多只限于岩石可钻性的研究,即提出各种岩石按可钻性分级的方案.这种分级仅考虑岩石机械破碎的难易程度,而未考虑地质复杂、孔壁     

金刚石钻进岩石可钻性分级新方法

一种特殊设计的装置(包括一个装在小杆上的孕镶金刚石钻头),可在衡压下对岩石进行刻槽,用以确定岩石的可钻性并进行分级。由于刻槽深度,即岩心直径尺寸的变化量是岩石硬度的函数;金刚石的磨损量是岩石研磨性的函数,故该法可用作金刚石钻进的岩石分级。     

关于TBM施工隧洞围岩分类方法的研究

本文针对TBM施工隧洞中的围岩分类问题，通过分析研究国内外大量TBM施工实例和一些现场及室内岩石力学试验结果，指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性，充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素，提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上，依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A（好）、B（一般）、C（差）3个级别的围岩分类新方法，并将该方法应用于掌鸠河引水供水工程TBM施工段工程实践，取得了良好的效果。     

塑性系数计算方法探讨与T1—59可编程序计算器的应用

我部探矿工程装备工业公司于去年二月颁发的《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》（试行）中，压入硬度也是主要指标。苏联学者史依涅耳在测定压入硬度时，同时测定压深得出了塑性系数指标，并按塑性系数将岩石分为三类六级，如表1。     

用声波进行钻探岩石分级的研究

声波检测技术是近十几年发展起来的一种新的检测方法，应用领域不断扩大。从一九八一年开始，地质矿产部地质博物馆和水文、工程地质技术方法研究队协作，在河北、山东、浙江、黑龙江、陕西等省，开展了岩心声波检测的试验研究工作，利用纵波速度进行钻探岩石分级、定级；又开始了横波速度检测，求取岩石动弹性力学参数，与岩石可钻性找相关关系，均取得初步的实用效果。     

模糊综合评判法在岩石可钻性分级中的应用

将传统的岩石物理力学性质测试方法与模糊理论中的模糊综合评判法相结合,总结出一种相对简单但有效的岩石可钻性分级模型.结合实际钻进的岩石,确定分级模型的影响因素分别是为压入硬度、摆球塑性系数、金刚石钻进时效;以正态分布函数作为隶属函数来计算模型的评价矩阵,通过模型确定岩石的可钻性等级.运用Matlab软件将计算过程实现程序化,模型计算结果表明该方法能够对岩石可钻性作出较客观精确的分析.