岩石可钻性分级表及分级研究

岩石可钻性分级表及分级研究

（参考岩芯钻探技术规程）

姓名：刘海声

中国地质大学（武汉）工程学院

1 影响因素

岩石可钻性不是岩石固有的性质，它不仅取决于岩石的特性，而且还取决于采用的钻进技术工艺条件：

(1)岩石的特性

包括岩石的矿物组分、组织结构特征、物理性质和力学性质。其中直接影响因素是岩石的力学性质，而岩石的物理性质、矿物组分和组织结构特征等主要是通过影响其力学性质而间接影响可钻性的。在影响岩石可钻性的力学性质中，起主要作用的是岩石的硬度、弹塑性和研磨性。岩石硬度影响钻进初始的碎岩难易程度；弹塑性影响碎岩工具作用F岩石的变形和裂纹发展导致破碎的特征；研磨性决定了碎岩工具的持久性和机械钻速(纯钻进时间内的单位时间进尺，m／h)的递减速率。一般规律是岩石可钻性随压入硬度和研磨性的增大而降低，随塑性系数的增大而提高

(2)钻进技术工艺条件

包括钻进切削研磨材料、钻头类型、钻探设备、钻探冲洗介质、钻进工艺的完善程度，以及钻孔的深度、直径、倾斜度等。

2 分级

在一定的技术工艺条件下，岩石按被钻头破碎的难易程度的分级。根据钻进方法的不同，岩石可钻性分别有岩心钻探的岩石可钻性、手动回转钻进的岩石可钻性、螺旋钻进的岩石可钻性、钢丝绳冲击钻进的岩石可钻性、冲击振动钻进的岩石可钻性和石油钻井的岩石可钻性等。中国冶金工程钻探采用岩心钻探的岩石可钻性。岩心钻探的岩石可钻性分为12级。为1958年中国地质部颁布的《岩石十二级分级表》，此表是以对于在规定的设备、工具和技术规程的条件下进行实际钻进所获得的大量资料的统计分析为定级基础的。随着对岩石物理力学性质的深入研究、测试技术方法和仪器的进步、钻探设备和工艺技术的发展，为适应金刚石钻探工艺应用的需要，并使岩石可钻性分级更趋科学、准确、合理，1984年中国地质矿产部颁布了《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级表》。该分级表采用了以岩石压入硬度为主，同时考虑摆球回弹次数、塑性系数、微钻速度和声波穿

透速度等的综合分级法，将岩石仍分为12级，列为以压入硬度、摆球硬度和统计效率为指标的(表2)、以微钻速度为指标的(表3)和以声波穿透速度为指标的分级表。实际应用时互相参照，使岩石可钻性定级更符合实际情况。

3 分类

为使用方便，常把1～3级称为“软岩石”；4～6级称为“中硬岩石”；7～9级称为“硬岩石”；10～12级称为“坚硬岩石”。

岩石的可钻性，是指钻进时岩石抵抗压力和破碎的能力；也表示进尺效率的高低。因此，岩石的可钻性是岩石各种特性的综合，是衡量岩石钻进难易程度的主要指标。一般用单位时间的进尺数来表示可钻性的高低。按照这个分级方法，常把岩石的可钻性，划分为十二个等级。

由于各种岩石具有不同的物理力学性质,对钻进速度有不同的影响。在实际钻进过程中，在一定的技术条件下，测定出的各种岩石的钻进速度，通称为岩石的可钻性，也就是岩石被钻头破碎的难易程度。岩心钻探时岩石的可钻性分级如下：

一级：松散土

松软疏散的---代表性岩石为：次生黄土、次生红土、松软不含碎石及角砾的砂土、硅藻土、不含植物根的泥炭质腐殖层。（可钻性：7.50 m/h，一次提钻长度：2.80 m/次）

二级：较软松散岩

较松软疏散的---代表性岩石为：黄土层、红土层、松软的泥炭层、含10%-20%砾石、碎石的黏土质和砂土质、松软的高岭土类、含植物根的腐殖层。（可钻性：4.00 m/h，一次提钻长度：2.40 m/次）

三级：软岩

软的---代表性岩石为：强风化页岩、板岩、千枚岩和片岩，轻微胶结的砂层，含20%砾石、碎石的砂土，含20%礓结石的黄土层，石膏质土层，泥灰岩，滑石片岩、贝壳石灰岩、褐煤、烟煤。（可钻性：2.45 m/h，一次提钻长度：2.00 m/次）

四级：稍软岩

稍软的---代表性岩石为：页岩、砂质页岩、油页岩、炭质页岩、钙质页岩、砂页岩互层，较致密的泥灰岩、泥质砂岩。块状石灰岩、白云岩、强风化的橄榄岩、纯橄榄岩、蛇纹岩和磷灰岩、中等硬度煤层、岩盐、结晶石膏、高岭土层、火山泥灰岩、冻结的含水砂层。（可钻性：1.60 m/h，一次提钻长度：1.70 m/次）

五级：稍硬岩

稍硬的---代表性岩石为：卵石、碎石及砾石层、崩级层、泥质板岩，绢云母绿泥石板岩、千枚岩和片岩、细粒结晶灰岩、大理石、较松软的砂岩、蛇纹岩、纯橄榄岩、风化的角闪石斑岩和粗面岩、硬烟煤、无烟煤、冻结的粗粒砂、砾层、冻土层。（可钻性：1.15 m/h，一次提钻长度：1.50 m/次）

六级-七级：中硬岩

中等硬度的---代表性岩石为：绿泥石、云母、绢云母板岩、千枚岩、片岩、轻微硅化的灰岩、方解石、绿帘石、钙质胶结的砾岩，长石砂岩、石英砂岩、石英粗面岩、角闪石斑岩。透辉石岩、辉长岩、冻结的砾石层。（可钻性：0.82 m/h，一次提钻长度：1.30 m/次）

石英、角闪石、云母、赤铁矿化板岩、千枚岩、片岩，微硅化的板岩、千枚岩、片岩、长石石英砂岩、石英二长岩，微片岩化的钠长石斑岩，粗面岩，角闪石斑岩，砾石、碎石层，微风化的粗粒花岗岩、正长岩、斑岩、辉长岩及其他火成岩，硅质灰岩，燧石灰岩等。（可钻性：0.57 m/h，一次提钻长度：1.10 m/次）

八级--九级:硬岩

硬岩---代表性岩石为:硅化绢云母板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、绿帘石岩，含石英的碳酸岩石，含石英重晶石岩石，含磁铁矿和赤铁矿的石英岩，钙质胶结的砾岩，玄武岩，辉绿岩，安山岩，辉石岩，石英安山斑岩，中粒结晶的钠长斑岩和角闪石斑岩，细粒硅质胶结的石英砂岩和长石砂岩，含大块燧石灰岩，轻微风化的花岗岩、花岗片麻岩、伟晶岩、闪长岩、辉长岩等。（可钻性：0.38 m/h，一次提钻长度：0.85 m/次）

高硅化的板岩、千枚岩、灰岩、砂岩；粗粒的花岗岩、花岗闪长岩、花岗片麻岩、正长岩、辉长岩、粗面岩；微风化的：石英粗面岩、伟晶花岗岩、灰岩、

硅化的凝灰岩、角页岩化凝灰岩、细粒石英岩、石英质磷灰岩、伟晶岩。（可钻性：0.25 m/h，一次提钻长度：0.65 m/次）

十级--十一级：坚硬岩

坚硬岩---代表性岩石为：细粒的花岗岩，花岗闪长岩，花岗片麻岩，流纹岩，微晶花岗岩，石英粗面岩，石英钠长斑岩，坚硬的石英伟晶岩，燧石岩。（可钻性：0.15 m/h，一次提钻长度：0.50 m/次）

刚玉岩，石英岩，碧玉岩，块状石英，最坚硬的铁质角页岩，碧玉质的硅化板岩，燧石岩。（可钻性：0.09 m/h，一次提钻长度：0.32 m/次）十二级：最坚硬岩

最坚硬岩---代表性岩石为：未风化极致密的石英岩、碧玉岩、角页岩、纯钠辉石刚玉岩，石英，燧石，碧玉。（可钻性：0.045 m/h，一次提钻长度：0.16 m/次）

岩石可钻性的测定

岩石可钻性的测定 一、实验目的 1．了解岩石的可钻性； 2．掌握岩石可钻性的测量方法。 二、实验原理 1．实验设备 实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图 1 所示。设备的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。 图1 岩石可钻性测试仪 2．测量原理 使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC 钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N ±20NPDC 钻头为500N ±10N ）和转速（55r/min ±1r/min ）在岩样上钻三个特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm ，PDC 钻头为3mm ），取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时（t d ），对t d 取以2 为底的对数值作为该岩样的可钻性级值K d 计算公式如下所示： K d =log 2 t 求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1 所示）进行定级。 表1 岩石可钻性分级对照表

三、实验步骤 1. 试样用石油钻井所取井下岩心或地面采的岩石，岩样制备成圆柱体（直径40-100mm，高度30-80mm）或长方体（长宽各100mm，高度20-100mm），端面平行度公差值≤0.2mm，试验前将试样放在温度设定为105-110℃的干燥箱内烘烤24 小时； 2. 将手轮上移至最上端，取下岩心支架、钻头和接屑盘并清扫干净； 3. 装上接屑盘，将所选的微型钻头安装在花键轴上端（注意：钻头上键槽应对准花键轴上端的键！），安装好钻头后，将岩心支架回归原位； 4. 关闭所有钻进模式（牙轮模式和PDC 模式），打开总电源，打开相应的钻进模式开关（牙轮模式或PDC 模式，开关如图2 所示），打开电机调速器上的电机开关，开动电机，调电机至规定转速55 转/分（注意：教师进行此项调速 操作，学生请不要调电机转速，避免产生危险！），然后关闭电机开关； 图2 钻进模式开关示意图 5. 选择好相应的钻压砝码（牙轮钻头用两个砝码，PDC 钻头只用一个下部 大砝码），放在砝码支架上； 6. 将准备好的试样放在岩心支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻 头高出岩心支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉液 压系统压力（注意：要确保岩样的钻进面一定为平面！）。 7. 转动手摇泵给活塞缸和储能器加压，先使钻头上移顶在岩样底面上，后 顶砝码至最高点（注意：该过程中应特别注意观察压力表，不能使压力表超过 0.9MPa），然后，回摇手摇泵，使砝码下行，观察压力表，停摇手摇泵后，压力 能够反弹至试验规定值后即可； 8. 待压力稳定后，按清零按钮，待位移、时间清零后，再按清零按钮复位； 9. 打开电机开关进行实验； 10. 当位移显示至规定值（牙轮钻头模式2.6mm，PDC 钻头模式4mm），电

岩石硬度分级标准

岩石硬度分级标准 岩石级别坚固程度代表性岩石 Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他 各种特别坚固的岩石。(f=20) Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固 的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿 脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁 矿，不坚固的花岗岩。(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6) Ⅳa比较坚固砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5) Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾 石。(f=4) Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3) Ⅵ比较软软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏， 无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤.(f=2) Ⅵa比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎 石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=1.5) Ⅶ软软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。(f=1) Ⅶa软软砂质粘土、砾石，黄土。(f=0.8) Ⅷ土状腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=0.6)

Ⅸ松散状砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤. (f=0.5) Ⅹ流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A 表示矿岩的坚固性的量化指标. 人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。 坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2) 式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。 通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。 如： ① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等） ② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等） ④ 不坚固岩石 f=0.8～3 （如黄土、仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。 强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。

土壤及岩石(普氏)分类表

土壤及岩石(普氏)分类表 一、人工土石方 1、1、土壤分类：详见“土壤、岩石分类表”。表列Ⅰ、Ⅱ类为定额中一、二类土壤（普 通土）；Ⅲ类为定额中三类土壤（坚土）；Ⅳ类为定额中四类土壤（砂砾坚土）。人工挖土方、地槽、地坑定额深度最深为6M，超过6M时，可另作补充定额。 2、2、人工土方定额是按干土编制的，如挖湿土时，人工乘以系数1.18。干湿土的划分， 应根据地质勘测资料以地下常水位为准划分，地下常水位以上为干土，以下为湿土。 人工土方定额，深度在8M以内时，按6M 以内的相应项目基价乘系数1.15；深度在10M 以内时，乘系数1.30。 3、3、本定额未包括地下水位以下施工的排水费用，发生时另行计算。 4、4、本定额未包括工作以外运输路面维修、养护、城区环保清洁费、挖方、填方区的障 碍清理，铲草皮、挖淤泥、堰塘排水等内容，发生时应另行计算。 5、5、在有挡土板支撑下挖土方时，按实挖体积，人工乘以系数1.43。 6、6、挖桩间土方时，按实挖体积（扣除桩体占用体积），人工乘以系数1.50。 7、7、场地按竖向布置挖填土方时，不再计算平整场地的工程量。 8、8、石方爆破定额是按炮眼法松动爆破编制的，不分明炮、闷炮。但闷炮的履盖材料应 另行计算。 9、9、石方爆破定额是按电雷管导电起爆编制的，如采用火雷管爆破时，雷管应换算，数 量不变。 扣除定额中的胶质导线，换为导火索，导火索的长度按每个雷管2.12M计算。 二、机械土石方 1、1、岩石分类，详见“土壤、岩石分类表”。表列Ⅴ类为定额中松石；Ⅵ—Ⅷ类为定额 中次坚石；Ⅸ、Ⅹ、类为定额中普坚石；Ⅺ、Ⅻ类为物坚石。 2、2、推土机推土、推石碴，铲运机铲运土重车上坡时，如果坡度大于5%时，其运距按坡 算。 4、4、机械挖土石方工程量，按施工组织设计分别计算机械和人工挖土工程量。无施工组 织设计时可按机械挖土方90%，人工挖土方10%计算，（人工挖土部分按相应定额项目人工乘系数2.0）。 5、5、土壤含水率定额是按天然含水率为准确定：含水率大于25%时，定额人工、机械乘 以系数1.15，若含水率大于40%时另行计算。 6、6、推土机推土或铲运机铲土土层平均厚度小于300MM时，推土机台班用量乘以系数 1.25；铲运机台班用量乘以系数1.17。 7、7、挖掘机在垫板上进行作业时，人工、机械乘以系数1.25，定额内不包括垫板铺设所 需的工料、机械消耗。 8、推土机、铲运机，推、铲未经压实的积土时，按定额项目乘以系数0.73。 9、机械土方定额是按三类土编制的，如实际土壤类别不同，定额中机械台班量乘以下列

岩石可钻性分级研究进展

岩石可钻性分级研究进展 要文内综述介绍了近三十年来的国际岩石可钻性研究概况。对一些典型的分级方法做了介绍，对于深人开展我国创造性的岩石可钻性研究应当有所裨益。 关键词岩石可钻性分级 1 石可钻性及可钻性分级研究概况 岩石可钻性是在某种规定的指标和技术下，以一定量度来表示岩石破碎的难易程度，也即是岩石对钻头破碎岩石的一种阻抗程度。岩石可钻性不仅取决于岩石自身的物理力学性质，还与钻进的工艺技术措施有关，所以它是岩石在钻进过程中显示出来的综合性指标。根据岩石本身固有抗钻能力的大小,结合不同碎岩方式，可对岩石可钻性做出定量划分。可钻性级值是指导地质分层及钻头选型工作的重要参数，也是提高机械钻速、降低钻井成本的重要途径，岩石的可钻性是决定钻进效率的基本因素。近几十年来，国内外对岩石可钻性研究的进程比较缓慢，仍然不能确切评价如何选取和设计钻头，不能充分挖掘钻头的使用潜力和提高地质钻探效率。岩石可钻性是极其复杂的，不可能单一的根据岩石的种类来确定它们的可钻性。在地质钻探过程中，岩石的可钻性评价通常方式主要分为传统法和统计法两大类，前者是在室内通过测试岩石试样的物理力学性能，此方法有滞后性、周期长、费用高等缺陷；后者是采用实际机械钻速表示，影响因素主要有地层岩石性质、钻头类型等。 2 现有的岩石可钻性分级方法 现有的岩石可钻性分级方法种类繁多,较有代表性的有下述几种。

2.1 传统法 2.1.1压入硬度法 压入硬度法是利用压入硬度计测出岩石的压入硬度值作为岩石的可钻性指标。压入硬度法是测定岩石的某点或有限点抵抗外力入侵的能力,而岩石是由大大小小不规则的矿物颗粒组成的。矿物颗粒在空间的排列是任意的,颗粒间存在很多空洞和缝隙,岩石结构上的这种特殊性决定了岩石各点的压入硬度值有很大的差异,整块岩石的可钻性不应该也不可能由某点或某几点的压入硬度值来确定。 2.1.2点载法 点载法是由点载仪测得的,用点载强度系数作为衡量岩石的可钻性指标。点载强度系数由岩石样品在三向应力状态下产生破坏时的点载决定。点载法不能从可钻性上把岩石分开。这是因为岩石在三向应力状态下,产生张性破坏,而各种岩石都存在许多缝隙,岩石破坏是由于在缝隙处产生应力集中。这样点载法的测定结果实际上是岩石裂隙发育程度的反映。2.1.3 微钻头钻进法 微钻头钻进法是在室内运用可钻性测定仪确定岩石的可钻性，利用穿孔速度和牙轮磨损情况，压痕试验中确定的压痕器指数，以及抗压强度试验结果，对岩石的可钻性进行综合评定。这是一种很直观的方法，利用取自于地层的岩心测试能够真实的反映地层的可钻性范围，为钻头的选型及地质分层提供了强有力的参数，也是检验其它计算地层可钻性级值准确性的依据。 微钻头实验，要求从软到硬岩中的钻头性能是足够的，但对必须使用硬

岩石可钻性分级

岩石的可钻性，是指钻进时岩石抵抗压力和破碎的能力；也表示进尺效率的高低。因此，岩石的可钻性是岩石各种特性的综合，是衡量岩石钻进难易程度的主要指标。一般用单位时间的进尺数来表示可钻性的高低。按照这个分级方法，常把岩石的可钻性，划分为十二个等级。 由于各种岩石具有不同的物理力学性质,对钻进速度有不同的影响。在实际钻进过程中，在一定的技术条件下，测定出的各种岩石的钻进速度，通称为岩石的可钻性，也就是岩石被钻头破碎的难易程度。岩心钻探时岩石的可钻性分级如下： 一级：松散土 松软疏散的---代表性岩石为：次生黄土、次生红土、松软不含碎石及角砾的砂土、硅藻土、不含植物根的泥炭质腐殖层。（可钻性：7.50 m/h，一次提钻长度：2.80 m/次） 二级：较软松散岩 较松软疏散的---代表性岩石为：黄土层、红土层、松软的泥炭层、含10%-20%砾石、碎石的黏土质和砂土质、松软的高岭土类、含植物根的腐殖层。（可钻性：4.00 m/h，一次提钻长度：2.40 m/次）三级：软岩 软的---代表性岩石为：强风化页岩、板岩、千枚岩和片岩，轻微胶结的砂层，含20%砾石、碎石的砂土，含20%礓结石的黄土层，石膏质土层，泥灰岩，滑石片岩、贝壳石灰岩、褐煤、烟煤。（可钻性：2.45 m/h，一次提钻长度：2.00 m/次） 四级：稍软岩

稍软的---代表性岩石为：页岩、砂质页岩、油页岩、炭质页岩、钙质页岩、砂页岩互层，较致密的泥灰岩、泥质砂岩。块状石灰岩、白云岩、强风化的橄榄岩、纯橄榄岩、蛇纹岩和磷灰岩、中等硬度煤层、岩盐、结晶石膏、高岭土层、火山泥灰岩、冻结的含水砂层。（可钻性：1.60 m/h，一次提钻长度：1.70 m/次） 五级：稍硬岩 稍硬的---代表性岩石为：卵石、碎石及砾石层、崩级层、泥质板岩，绢云母绿泥石板岩、千枚岩和片岩、细粒结晶灰岩、大理石、较松软的砂岩、蛇纹岩、纯橄榄岩、风化的角闪石斑岩和粗面岩、硬烟煤、无烟煤、冻结的粗粒砂、砾层、冻土层。（可钻性：1.15 m/h，一次提钻长度：1.50 m/次） 六级-七级：中硬岩 中等硬度的---代表性岩石为：绿泥石、云母、绢云母板岩、千枚岩、片岩、轻微硅化的灰岩、方解石、绿帘石、钙质胶结的砾岩，长石砂岩、石英砂岩、石英粗面岩、角闪石斑岩。透辉石岩、辉长岩、冻结的砾石层。（可钻性：0.82 m/h，一次提钻长度：1.30 m/次）石英、角闪石、云母、赤铁矿化板岩、千枚岩、片岩，微硅化的板岩、千枚岩、片岩、长石石英砂岩、石英二长岩，微片岩化的钠长石斑岩，粗面岩，角闪石斑岩，砾石、碎石层，微风化的粗粒花岗岩、正长岩、斑岩、辉长岩及其他火成岩，硅质灰岩，燧石灰岩等。（可钻性：0.57 m/h，一次提钻长度：1.10 m/次） 八级--九级:硬岩

适合于金刚石钻机的岩石可钻性分级表

适合于金刚石钻机的岩石可钻性分级表 点击次数：804 发布时间：2009-4-17 11:07:35 众所周知，地质钻探工程的六项质量指标是：岩矿心的采取与整理、钻孔弯曲、校正孔深、简易水文观测、原始报表和封孔。在这六项质量指标中，岩矿心的采取排在首位，可见它在钻探工程中的重要地位。 一、岩矿心采取的基本要求 1、岩矿心采取率 岩矿心采取率即实际自孔内取上的岩矿心长度与实际进进尺之比值。对于岩矿心一般要求：岩心不低于65%，矿心不低于75%，如果不足，应进行补取。 2、完整性 要求取上的岩矿心保持原生结构和原有品位，以便划分矿石类型，观察矿物原生结构和共生关系；尽量避免人为破碎、颠倒和扰动。 3、纯洁性 要求取上的岩矿心不受外物的浸蚀、污染和渗进，以免影响矿石的品位、品级和物理性质。如煤心混入粘土将使样品的灰分增加，滑石混入泥浆将使二氧化硅含量提高等。 4、避免选择性磨损 矿心的选择性磨损，会使其内在物质成分发生变化，造成矿物人为贫化和富集，歪曲原品位和品级。 5、取心部位准确 要求取上岩矿心的位置准确，为了得到岩矿层准确的埋藏深度、厚度和产状，以准确地计算矿产储量和确定其地质构造。 二、影响岩矿心采取率与品质的因素 1、自然因素 影响取心数量和质量的自然因素是所钻岩石的物理力学性质和岩矿层的结构、构造。钻进坚硬、致密、均质完整的岩矿层时采取率高，岩矿心不怕冲刷、不怕振动，易于得到完整的能保持原生结构的岩矿心；钻进松散、破碎、节理发育、胶性差和软硬夹层的岩矿层时，取出的岩矿心多成块状、粒状、片状，不仅原生结构遭到破坏，而且采取率低，甚至取不出岩矿心。 2、人为因素 2.1钻进方法选择不合理 钢粒钻进时振动大、孔壁间隙大、钻出的岩矿心细，对岩矿心的磨损作用最大；硬质合金钻

土壤及岩石分类表

说明 一、人工土石方 1、1、土壤分类：详见“土壤、岩石分类表”。表列Ⅰ、Ⅱ类为定额中一、 二类土壤（普通土）；Ⅲ类为定额中三类土壤（坚土）；Ⅳ类为定额中四类土壤（砂砾坚土）。人工挖土方、地槽、地坑定额深度最深为6M，超过6M时，可另作补充定额。 2、2、人工土方定额是按干土编制的，如挖湿土时，人工乘以系数。干湿土 的划分，应根据地质勘测资料以地下常水位为准划分，地下常水位以上为干土，以下为湿土。人工土方定额，深度在8M以内时，按6M 以内的相应项目基价乘系数；深度在10M以内时，乘系数。 3、3、本定额未包括地下水位以下施工的排水费用，发生时另行计算。 4、4、本定额未包括工作以外运输路面维修、养护、城区环保清洁费、挖方、 填方区的障碍清理，铲草皮、挖淤泥、堰塘排水等内容，发生时应另行计算。 5、5、在有挡土板支撑下挖土方时，按实挖体积，人工乘以系数。 6、6、挖桩间土方时，按实挖体积（扣除桩体占用体积），人工乘以系数。 7、7、场地按竖向布置挖填土方时，不再计算平整场地的工程量。 8、8、石方爆破定额是按炮眼法松动爆破编制的，不分明炮、闷炮。但闷炮 的履盖材料应另行计算。 9、9、石方爆破定额是按电雷管导电起爆编制的，如采用火雷管爆破时，雷 管应换算，数量不变。 扣除定额中的胶质导线，换为导火索，导火索的长度按每个雷管计算。 二、机械土石方 1、1、岩石分类，详见“土壤、岩石分类表”。表列Ⅴ类为定额中松石；Ⅵ —Ⅷ类为定额中次坚石；Ⅸ、Ⅹ、类为定额中普坚石；Ⅺ、Ⅻ类为物坚石。 2、2、推土机推土、推石碴，铲运机铲运土重车上坡时，如果坡度大于5% 不再另行计算。 4、4、机械挖土石方工程量，按施工组织设计分别计算机械和人工挖土工程 量。无施工组织设计时可按机械挖土方90%，人工挖土方10%计算，（人工挖土部分按相应定额项目人工乘系数）。 5、5、土壤含水率定额是按天然含水率为准确定：含水率大于25%时，定额 人工、机械乘以系数，若含水率大于40%时另行计算。 6、6、推土机推土或铲运机铲土土层平均厚度小于300MM时，推土机台班用 量乘以系数；铲运机台班用量乘以系数。 7、7、挖掘机在垫板上进行作业时，人工、机械乘以系数，定额内不包括垫 板铺设所需的工料、机械消耗。 8、推土机、铲运机，推、铲未经压实的积土时，按定额项目乘以系数。

岩石可钻性

岩石可钻性 岩石可钻性(drillability of rock) 钻进时岩石抵抗机械破碎能力的量化指标。岩石可钻性是工程钻探中选择钻进方法、钻头结构类型、钻进工艺参数，衡量钻进速度和实行定额管理的主要依据。 影响因素岩石可钻性不是岩石固有的性质，它不仅取决于岩石的特性，而且还取决于采用的钻进技术工艺条件：(1)岩石的特性。包括岩石的矿物组分、组织结构特征、物理性质和力学性质。其中直接影响因素是岩石的力学性质，而岩石的物理性质、矿物组分和组织结构特征等主要是通过影响其力学性质而间接影响可钻性的。在影响岩石可钻性的力学性质中，起主要作用的是岩石的硬度、弹塑性和研磨性。岩石硬度影响钻进初始的碎岩难易程度；弹塑性影响碎岩工具作用F岩石的变形和裂纹发展导致破碎的特征；研磨性决定了碎岩工具的持久性和机械钻速(纯钻进时间内的单位

时间进尺，m／h)的递减速率。一般规律是岩石可钻性随压入硬度和研磨性的增大而降低，随塑性系数的增大而提高。(2)钻进技术工艺条件。包括钻进切削研磨材料、钻头类型、钻探设备、钻探冲洗介质、钻进工艺的完善程度，以及钻孔的深度、直径、倾斜度等。 分级在一定的技术工艺条件下，岩石按被钻头破碎的难易程度的分级。根据钻进方法的不同，岩石可钻性分别有岩心钻探的岩石可钻性、手动回转钻进的岩石可钻性、螺旋钻进的岩石可钻性、钢丝绳冲击钻进的岩石可钻性、冲击振动钻进的岩石可钻性和石油钻井的岩石可钻性等。中国冶金工程钻探采用岩心钻探的岩石可钻性。岩心钻探的岩石可钻性分为12级。表1为1958年中国地质部颁布的《岩石十二级分级表》，此表是以对于在规定的设备、工具和技术规程的条件下进行实际钻进所获得的大量资料的统计分析为定级基础的。随着对岩石物理力学性质的深入研究、测试技术方法和仪器的进步、钻探设备和工艺技术的发展，为适应金刚石钻探工艺应用的需要，并使岩石可钻性分级更趋科学、准确、合理，1984年中国地质矿产部颁布了《金刚石岩心钻探岩石可钻性分级

岩石硬度分级

岩石硬度分级 岩石级别坚固程度代表性岩石 I 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其它各种特别坚固的岩石。（f=20） II 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的石英岩、最坚固的砂岩和石灰岩。（f=15） III 坚固致密的花岗岩、很坚固的砂岩和石灰岩、石英矿脉、坚固的砾岩、很坚固的铁矿石。（f=10） IIIa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理石、白云岩、黄铁矿、不坚固的花岗岩。（f=8） IV 比较坚固一般的砂岩、铁矿石。（f=6） IVa 比较坚固砂质页岩、页岩质砂岩。（f=5） V 中等坚固坚固的泥质页岩、不坚固的砂岩和石灰岩、软砾石。（f=4）Va 中等坚固各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩。（f=3） VI 比较软软弱页岩、很软的石灰岩、白垩、盐岩、石膏、无烟煤、破碎的砂岩和石质土壤。（f=2） VIa 比较软碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。（f=1.5） VII 软软致密粘土、较软的煤、坚固的冲击土层、粘土质土壤。（f=1） VIIa 软软砂质粘土、砾石，黄土。（f=0.8） VIII 土状腐殖土，泥煤，软沙质土壤，湿砂。（f=0.6） IX 松散的砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。（f=0.5） X 流沙状流沙，沼泽土壤，含水黄土和其它含水土壤。（f=0.3）人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难以破碎，难以破碎的岩石一般也难以凿岩，难以爆破，则它们的硬度也比较大，概括地说就是比较坚固。因此人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。 坚固性大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数（f值）。 坚固性系数f=R/100(R单位Kg/cm2) R-岩石标准试样的单向极限抗压强度值。如： ①极坚固岩石f=15~20（坚固的花岗岩、石英岩、石灰岩等） ②坚固岩石f=8~10（不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等） ③中等坚固岩石f=4~6（普通砂岩，铁矿等） ④不坚固岩石f=0.8~3（如黄土，仅为0.3） 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。强度是指矿岩 抗压缩、拉伸、弯曲及剪切等单向作用的性能，而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力（如抵抗锹、镐、机械破碎，炸药的综合作用力）。 莫氏硬度 陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序，不表示软硬的程度。后面的矿物可以划破前面矿物的表面。一般莫氏硬度按10级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。 维氏硬度 在陶瓷材料的研究中，精确测定材料的硬度，通常在维氏显微硬度计上进行。

岩石可钻性

中国石油大学钻井工程实验报告 实验日期：2014.10.15 成绩： 班级：石工11-10 学号：姓名：教师： 同组者：李雪鹏、白国强、赵春平、邢志辉 岩石可钻性的测定 一、实验目的 1．了解岩石的可钻性； 2．掌握岩石可钻性的测量方法。 二、实验原理 1．实验设备 实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图1 所示。设备 的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。 图1 岩石可钻性测试仪 2．测量原理 使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC 钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N ±20N，PDC 钻头为500N±10N）和转速（55r/min±1r/min）在岩样上钻三个特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm，PDC 钻头为3mm），取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时（t d），对t d取以2 为底的对数值作为该岩样的可钻性级值K d，计算公式如下所示： K d =log2t 求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1 所示）进 行定级。

表1 岩石可钻性分级对照表 三、数据处理 根据实验中测得的钻进时间，结合实验原理中岩石可钻性的计算方法及分 级标准，计算岩石可钻性并将结果填入表2 中 岩石可钻性试验记录表 平均钻进时间t=(35+46+38)/3=39.67s ，可钻性级值K d ===22log log 39.67 5.3t 查表1得，可钻性级值为5级。 四、思考题 1．实验过程中哪些步骤对测量结果精度影响较大，如何操作才能提高测量 结果的精度？ 答：夹持岩样的过程中选择不同的钻进岩石面可能会使钻进时间差别较大，应该尽量选用同一个岩石面。 2．调研并简要介绍岩石可钻性是如何应用于工程实践？思考岩石可钻性的 其它应用？

岩石硬度分类

围岩分类参考表 围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩 稳定状态（3-5米 跨度）岩种举例 类别名称 I 强稳定 岩层1．坚硬、完整、 整体性强、不 易风化，R b＞ 60Mpa 2．层状岩层，胶 结较好，无软 弱夹层 围岩稳定，长期不 支护无碎块掉落 现象 玄武岩、石英岩、 石英质砂岩、奥陶 纪石灰岩、茅口石 灰岩 II 稳定岩 层1．比较坚硬， Rb=40-60Mpa 2．层状岩层，胶 结较好 3．坚硬块状岩 层，裂隙面闭 合无泥质充 填物，Rb＞60 Mpa 围岩基本稳定，较 长时间不支护技 出现小块掉落 胶结好的砂岩、砾 岩、石灰岩 III 中等稳 定岩层1．中硬岩层， Rb=20-40 Mpa 2．层状岩层以 坚硬层为主， 夹有少量软 岩层 3．软坚硬的块 状岩层， Rb=40-60Mpa 能维持一个月以 上稳定，会产生局 部岩块掉落 砂岩、砂质泥岩、 粉砂岩、石灰岩等 IV 弱稳定 岩层1．较软岩层，R b ＜20Mpa 2．中硬层状岩层 3．中硬块状岩 层， Rb=20-40Mpa 围岩的稳定时间 仅有几天 泥岩、胶结不好的 砂岩、硬煤 V 不稳定 岩层1．高风化、潮解 的松软岩层 2．各类破碎岩层 围岩很容易产生 冒顶片帮 泥岩、软质灰岩， 破碎砂岩等 注：引自《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213-1990。

1．岩层描述将岩层分为完整、层状、块状、破碎4种：（1）完整岩层：层理和节理裂隙间距大于1.5米 （2）层状岩层：层与层间距小于1。5米 （3）块状岩层：节理裂隙间距小于1。5米，大于0。3米（4）破碎岩层：节理裂隙间距小于0。3米。 2．当地下水影响围岩的稳定时，应考虑降级。 3．R b为岩石的饱和抗压强度。

普氏岩石硬度系数知识

. 普氏系数是单轴抗压强度除以10 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＝1.5～2）、 软层（f＝0.8～1）、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/m3 Kg/cm2 min 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 1.0~1.5 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 1950

. 土 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 1.5~1.2 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1100 200~400 3.5 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2200 400~600 6.0 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

岩石的分类

岩石的分类 自然界有各种各样的岩石，按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。 一、岩浆岩 岩浆岩的形成： 地壳下部，由于放射性元素的集中，不断地蜕变而放出大量的热能，使物质处于高温（1000"C 以上）、高压（上部岩石的重量产生的巨大压力）的过热可塑状态。成分复杂，但主要是硅酸盐，并含有大量的水汽和各种其他的气体。当地壳变动时，上部岩层压力一旦减低，过热可塑性状态的物质就立即转变为高温的熔融体，称为岩浆。岩浆内部压力很大，不断向地壳压力低的地方移动，以致冲破地壳深部的岩层，沿着裂缝上升。上升到一定高度，温度、压力都要减低。当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。 岩浆的成分： 主要有SiO2、TiO2、A1203、Fe203、FeO、MgO、MnO、CaO、K2O、Na2O等。 依其含SiO2量的多少，分为： 基性岩浆：特点是富含钙、镁和铁，而贫钾和钠，粘度较小，流动性较大。 酸性岩浆：富含钾、钠和硅，而贫镁、铁、钙，粘度大，流动性较小。 岩浆岩的分类：（成岩的地质环境） （1）深成岩： 岩浆侵入地壳某深处（约距地表3km）冷凝而成的岩石。由于岩浆压力和温度较高，温度降低缓

慢，组成岩石的矿物结晶良好。 （2）浅成岩： 岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝而成的岩石。由于岩浆压力小，温度降低较快，组成岩石的矿物结晶较细小。 （3）喷出岩： 岩浆沿地表裂缝一直上升喷出地表，这种活动叫火山喷发，对地表产生的一切影响叫火山 作用，形成的岩石叫喷出岩。在地表的条件下，温度降低迅速，矿物来不及结晶或结晶较差。肉眼不易看清楚。 岩浆岩的产状： 是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征。由于岩浆本身成分的不同，受地质条件的影响，岩浆岩的产状大致有下列几种： 岩基： 深成巨大的侵入岩体，范围很大，常与硅铝层连在 一起。形状不规则，表面起伏不平。与围岩成不谐和接 触，露出地面大小决定当地的剥蚀深度。 岩株： 与围岩接触较陡，面积达几平方公里或几十平方公

岩石可钻性测试实验

中国石油大学（岩石可钻性的测定）实验报告 实验日期： 2014.10.21 成绩： 班级： 石工11-11 学号：11021525 姓名： 徐银亮 教师： 郭辛阳 同组者： 夏平 张栋 杜顺明 刘磊 岩石可钻性的测定 一、实验目的 1、了解岩石的可钻性； 2、掌握岩石可钻性的测量方法。 二、实验原理 1、实验设备 实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图1所示。设备的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。 2、测量原理 使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC 钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N±20N ，PDC 钻头为500N±10N ）和转速（55r/min±1r/min ）在岩样上钻三个特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm ，PDC 钻头为3mm ），取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时（d t ），对d t 取以2为底的对数值作为该岩样的可钻性级值d K ，计算

公式如下所示： t K d 2l o g 求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1所示）进行定级。 测量原理详见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。 三、实验步骤 1、试样用石油钻井所取井下岩心或地面采的岩石，岩样制备成圆柱体（直径40-100mm ，高度30-80mm ）或长方体（长宽各100mm ，高度20-100mm ），端面平行度公差值≦0.2mm ，试验前将试样放在温度设定为105-110℃的干燥箱内烘烤24小时； 2、将手轮上移至最上端，取下岩心支架、钻头和接屑盘并清扫干净； 3、装上接屑盘，将所选的微型钻头安装在花键轴上端（注意：钻头上键槽应对准花键轴上端的键！），安装好钻头后，将岩心支架回归原位； 4、关闭所有钻井模式（牙轮模式和PDC 模式），打开总电源 ，打开相应钻进模式开关（牙轮模式或PDC 模式，开关如图2所示），打开电机调速器上的电机开关，开动电机，调电机至规定转速55转/分（注意：教师进行此项调速操作，学生请不要调电机转速，避免产生危险！），然后关闭电机开关； 5、选择好相应的钻压砝码（牙轮钻头用两个砝码，PDC 钻头只用一个下部大砝码），放在砝码支架上； 6、将准备好的试样放在岩心支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻头高出岩心支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉液压系统压力（注意：要确保岩样的钻井面一定为平面！）。 7、转动手摇泵给活塞缸和储能器加压，先使钻头上移顶在岩样底面上，后顶砝码至最高点（注意：该过程中应特别注意观察压力表，不能使压力表超过0.9MPa ！），然后，回摇手摇泵，使砝码下行，观察压力表，停摇手摇泵后，压力能够反弹至试验规定值后即可； 8、待压力稳定后，按清零按钮，待位移、时间清零后，再按清零按钮复位；

岩石硬度表

A.A 土石方工程 说明 一、一般说明 （一）土壤及岩石的分类见表A.A-1。 表A.A-1土壤及岩石（普氏）分类表

（二）土石方体积应按挖掘前的天然密实体积计算。如需按天然密实体积折算时，应按表A.A-2系数计算。 表A.A-2土石方体积折算系数表 （三）挖土方平均厚度应按自然地面测量标高至设计地坪标高间的平均厚度确定。基础土方、石方开挖应按基础垫层底表面标高至交付施工场地标高确定；无交付施工场地标高时，应按自然地面标高确定。 （四）“土石方回填”项目中的“夯填”适用于沟槽回填、室内回填。 （五）土石方场外运输应按本章有关项目计算。 （六）桩间挖土方工程量不扣除桩所占体积，按每根桩增加普工0.6工日计算。 （七）土石方均未包括在地下水位以下施工的排水费用。 二、土方工程

（一）建筑物场地厚度≤±30cm的挖、填、运、找平，应按A.A.1中平整场地项目计算。厚度＞±30cm的竖向布置挖土或山坡切土，应按A.A.1中挖土方项目计算，按竖向布置（超过30cm的挖、填土方，用方格网控制挖填至设计标高就叫按竖向布置挖填土方）进行挖填土方时，不得再计算平整场地的工程量。 （二）挖基础土方包括带形基础、独立基础及设备基础、人工挖孔桩等的挖方，满堂基础按挖土方项目计算。 （三）挖土方、沟、槽定额均按干湿土综合编制。 （四）沟槽、基坑深度超过6m时，按深6m定额乘以系数1.2计算；超过8m以外者，按深6m定额乘以系数1.6计算。 （五）机械挖运淤泥时，按机械挖运土方定额乘以系数1.5。 （六）有关项目的说明 1．“平整场地”项目适用于建筑场地厚度≤±30cm的挖、填、运、找平。应注意： （1）可能出现厚度≤±30cm的全部是挖方或全部是填方，需外运土方或借土回填时，在工程量清单项目中应描述弃土运距（或弃土地点）或取土运距（或取土地点），这部分的运输不包括在“平整场地”项目内。 （2）不论机械或人工平整场地，均按本项目计算。 2．“挖基础土方”项目适用于基础土方沟槽、坑开挖。应注意： 深基础的支护结构，如钢板桩、H钢桩、预制钢筋混凝土板桩、钻孔灌注混凝土排桩挡墙、预制钢筋混凝土排桩挡墙、人工挖孔灌注混凝土排桩挡墙、旋喷桩地下连续墙和基坑内的水平钢支撑、水平钢筋混凝土支撑、锚杆拉固、基坑外锚、排桩的圈梁、H钢桩之间的木挡土板以及施工降水等，应按有关措施项目计算。 3．挖土方（包括大开挖）深度超过6m时，按“挖土方”项目乘以系数1.3。 三、石方工程

岩石可爆性和可钻性

第一节影响岩石爆破性的因素 岩石是爆破的对象，金属矿山的绝大部分、非金属矿及煤矿等矿山的不少矿岩都采用爆破方法进行破碎和采掘。为了取得良好的爆破效果，必须了解和掌握岩石的爆破性。 岩石的爆破性是岩石自身物理力学性质和炸药、爆破工艺的综合反映，它不仅是岩石的单一固有属性，而且是岩石一系列固有属性的复合体，,在爆破过程中表现出来，并影响着整个爆破效果。 影响岩石爆破性的主要因素，一方面是岩石本身的物理力学性质的内在因素 (见表1.1); 表1.1 几种典型岩石的物理力学特性 另一方面是炸药性质、爆破工艺等外在因素。前者决定于岩石的地质生成条件、矿物成分、结构和后期的地质构造，它表征为岩石密度或容重、孔隙性、碎胀性、弹性、塑性、脆性和岩石强度等物理力学性质;后者则取决于炸药类型、药包形式和重量、装药结构、起爆方式和间隔时间、最小抵抗线与自由面的大小、数量、方向以及自由面与药包的相对位置等等。此外，还包括对爆破块度、爆堆形式以及抛掷距离等爆破效果的影响。显然，岩石本身的物理力学性质是最主要的影响因素。

炸药爆炸对岩石的爆破作用主要有两个方面，其一是克服岩石颗粒之间的内聚力，使岩石内部结构破裂，产生新鲜断裂面;其二是使岩石原生的、次生的裂隙扩张而破坏。前者取决于岩石本身的坚固程度;后者则受岩石裂隙性所控制。因此，岩石的坚固性和岩石的裂隙性是影响岩石爆破性最根本的影响因素。 一、岩石的结构（组分）、内聚力和裂隙性对岩石爆破性的影响 岩石由固体颗粒组成，其间有空隙，充填有空气、水或其它杂物。当岩石受外载荷作用，特别是在受炸药爆炸冲击载荷作用下，将引起物态变化，从而导致岩石性质的变化。 矿物是构成岩石的主要成分，矿物颗粒愈细、密度愈大，愈坚固，则愈难于爆破破碎。矿物密度可达4g/cm3以上，岩石的容重不超过其组成矿物的密度。岩石容重一般为1.0～3.5g/cm3。随着密度增加，岩石的强度和抵抗爆破作用的能力增大，同时，破碎或抛移岩石所消耗的能量也增加，这就是一般岩浆岩比较难以爆破的原因。至于沉积岩的爆破性，除了取决于其矿物成分之外，很大程度受其胶结物成分和颗粒大小的影响。例如，沉积岩中细粒有硅质胶结物的，则坚固，难爆破;含氧化铁质胶结物的次之;含有石灰质和粘土质胶结物的沉积岩不坚固，易爆破。变质岩的组分和结构比较复杂，它与变质程度有关。一般变质程度高、质量致密的变质岩比较坚固，难爆;反之则易爆破。 岩石又是由具有不同化学成分和不同结晶格架的矿物以不同的结构方式所组成。由于矿物成分的化学键各不相同，则其分子的内聚力也各不相同。于是，矿物晶体的强度便取决于晶体分子之间作用的内力、晶体结构和晶体的缺陷。通常，晶体之间的内聚力，都小于晶体内部分子之间的内聚力。并且，晶粒越大，内聚力越小，细粒岩石的强度一般比粗粒岩石的大。又因为晶体之间的内聚力小于晶体内的内聚力，所以，破坏裂缝都出现在晶粒之间。 岩石中普遍存在着以孔隙、气泡、微观裂隙、解理面等形态表现出来的缺陷，这些缺陷都可能导致应力集中。因此，微观缺陷将影响岩石组分的性质，大的裂隙还会影响整体岩石的坚固性，使其易于爆破。 岩体的裂隙性，不但包括岩石生成当时和生成以后的地质作用所产生的原生裂隙，而且包括受生产施工、周期性连续爆破作用所产生的次生裂隙。它们包括断层、褶曲、层理、解理、不同岩层的接触面、裂隙等弱面。这些弱面对于爆破性的影响有两重性:一方面，弱面可能导致爆生气体和压力的泄漏，降低爆破能的作用，影响爆破效果;另一方面，这些弱面破坏了岩体的完整性，易于从弱面

土壤、岩石级别分类

土壤及岩石(普氏)分类表 摘自中国工程爆破协会网协会副理事长周家汉的（《全国统一爆破工程消耗量定额》编制工作会议上的讲话） 岩体类别 在编写原则中，关于岩土爆破工程的土壤及岩石分类仍按建设部《全国统一建筑工程基础定额》中的土壤及岩石（普氏）分类表执行。 在露天、地下、硐室、水下等石方爆破工程中，都有岩体分类问题。在过去的爆破定额中，均采用前苏联的土壤及岩石分类表（普氏岩石强度系数）把土壤和岩石共划分为五级：Ⅰ-Ⅳ为土壤类；Ⅴ为松石（软石）；Ⅵ-Ⅷ为次坚石；Ⅸ- X为普坚石；Ⅺ-ⅩⅥ为特坚石，每一级都有土壤岩石名称和物理力学性质指标。在爆破工程的预算定额中过去均采用后四段，即松石、次坚石、普坚石和特坚石，而且已往已有较多的定额参考资料。2003年颁布实施的国家标准《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2003规定采用的就是上述《土壤及岩石分类表》，1988年《全国统一城镇控制爆破工程、硐宝大爆破工程预算定额》也是采用此分类表。因此，编制全国统一爆破工程消耗量定额也决定采用该分类表。该表已为国内建筑工程与爆破界所公认，不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易程度，而且可以作为计算承包工程单价、编制招投标的依据。 建国以来，我国科技工作者对岩石在分类分级进行过大量工作。如东北工学院，科学院工程地质研究所等。东北大学进行了岩石可爆性与稳定性的研究，提出了分级方法。其中岩石的可爆性分级是以能量平衡为准则，根据标准条件下爆破漏中体积、大块率、小块率、平均合格率试验数据以及岩石波阻抗，计算出岩石可爆性指数，提出分级表。共分为：易爆、中等可爆、难爆、很难爆、极端难爆五个等级。虽经过冶金部组织通过技术鉴定，但未成为全国公认的分级表，未能推广纳入爆破定额。但可供研究参考。 我国工程地质科学工作者（科学院地质所等）为了建立统一评价工程岩爆稳定性的分级标准，为岩土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，经过多年研究并制定颁布了我国工程岩体分级标准（GB50218-94）。不仅可以确定爆破岩体的

岩石的形成与分类

天然石料：天然岩石经机械或人工开采、加工（或不经加工）获得的各种块料或散粒状石材。 岩石的形成与分类 岩石由于形成条件不同可分为：岩浆岩（火成岩） 沉积岩（水成岩） 变质岩 一、岩浆岩 1. 岩浆岩的形成与分类 岩浆岩是由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成的。 1）深成岩：岩浆在地壳深处，在上部覆盖层的巨大压力下，缓慢且比较均匀地冷却而形成的岩石。 特点：矿物全部结晶，多呈等粒结构和块状构造，质地密实，表观密度大、强度高、吸水性小、抗冻性高。 建筑上常用的深成岩主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩等。 2）喷出岩：岩浆喷出地表时，在压力急剧降低和迅速冷却的条件下形成的。 特点：岩浆不能全部结晶，或结晶成细小颗粒，常呈非结晶的玻璃质结构、细小结晶的隐晶质结构及个别较大晶体嵌在上述结构中的斑状结构。 建筑上常用的喷出岩主要有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。 3）火山岩：火山岩也称火山碎屑岩，是火山爆发时喷到空中的岩浆经急速冷却后形成的。 常见的有火山灰、火山砂、浮石及火山凝灰岩等。 2. 岩浆岩的主要矿物成分 1）石英：结晶状态的SiO2 强度高、硬度大、耐久性好。 常温下基本不与酸、碱作用。 温度达575℃以上时，石英体积急剧膨胀，使含石英的岩石，在高温下易产生裂缝 岩浆岩分为：酸性岩石(SiO2>65%) 中性岩石(65%≥SiO2≥55%) 碱性岩石（SiO2<55%） 2）长石：强度、硬度及耐久性均较低（与石英相比） 正长石（K2O·Al2O3·6SiO2） 斜长石钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）

钙长石（CaO·Al2O3·2SiO2） 干燥条件下耐久性高， 温暖潮湿的条件下较易风化，特别遇CO2，更易于被破坏。风化后主要生成物是高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）。 3）云母：含水的铝硅酸盐，柔软而有弹性的成层薄片。 白云母 黑云母 云母含量较多时，易于劈开，降低岩石的强度和耐久性，且使表面不易磨光。 4）暗色矿物：角闪石、辉石、橄榄石等着色深暗的铁镁硅酸盐类矿物，统称为暗色矿物。 特点：密度特别大（3～4）g/cm3。 与长石相比，强度高，冲击韧性好，耐久性也较高。 在岩石中含量多时，能形成坚固的骨架。 其它：黄铁矿（FeS2）， 特征：岩石表面具有锈斑。 黄铁矿遇水，易氧化成硫酸，腐蚀其它矿物，加速岩石风化。 二、沉积岩 1. 沉积岩的形成与分类 位于地壳表面的岩石，经过物理、化学和生物等风化作用，逐渐被破坏成大小不同的碎屑颗粒和一些可溶解物质。这些风化产物经水流、风力的搬运，并按不同质量、不同粒径或不同成分沉积而成的岩石，称为沉积岩。 特点：有明显的层理，较多的孔隙，不如深成岩密实。 1）化学沉积岩：原岩石中的矿物溶于水，经聚集沉积而成的岩石。 常见：石膏、白云岩、菱镁矿及某些石灰岩。 2）机械沉积岩：原岩石在自然风化作用下破碎，经流水、冰川或风力的搬运，逐渐沉积而成。 常见：页岩、砂岩、砾岩。 3）有机沉积岩：由海水或淡水中的生物残骸沉积而成。 常见：石灰岩、贝壳岩、白垩、硅藻土等。 2. 沉积岩的主要矿物成分 1）方解石：结晶的CaCO3， 强度中等，硬度较低，微溶于水，在含有CO2的水中，易于形成Ca(HCO3)2，而使溶解度急剧增大，遇稀盐酸会立即分解出CO2。