普氏指數是指巖石的堅固性系數 由俄羅斯學者于1926年提出的巖石堅固性系數(又稱普氏系數)至今仍在礦山開采業和勘探掘進中得到廣范應用。
巖石的堅固性區別于巖石的強度,強度值必定與某種變形方式(單軸壓縮、拉伸、剪切)相聯系,而堅固性反映的是巖石在幾種變形方式的組合作用下抵抗破壞的能力。因為在鉆掘施工中往往不是采用純壓入或純回轉的方法破碎巖石,因此這種反映在組合作用下巖石破碎難易程度的指標比較貼近生產實際情況。巖石堅固性系數f表征的是巖石抵抗破碎的相對值。因為巖石的抗壓能力最強,故把巖石單軸抗壓強度極限的1/10作為巖石的堅固性系數,即 (1-19) 式中: --巖石的單軸抗壓強度,MPa。 f是個無量綱的值,它表明某種巖石的堅固性比致密的粘土堅固多少倍,因為致密粘土的抗壓強度為10MPa。巖石堅固性系數的計算公式簡潔明了,f值可用于預計巖石抵抗破碎的能力及其鉆掘以后的穩定性。根據巖石的堅固性系數(f)可把巖石分成10級(表1-9),等級越高的巖石越容易破碎。為了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ級的中間加了半級。考慮到生產中不會大量遇到抗壓強度大于200MPa的巖石,故把凡是抗壓強度大于200MPa的巖石都歸入Ⅰ級。 這種方法比較簡單,而且在一定程度上反映了巖石的客觀性質。
但它也還存在著一些缺點:
(1) 巖石的堅固性雖概括了巖石的各種屬性(如巖石的鑿巖性、爆破性,穩定性等),但在有些情況下這些屬性并不是完全一致的。
(2) 普氏分級法采用實驗室測定來代替現場測定,這就不可避免地帶來因應力狀態的改變而造成的堅固程度上的誤差。表1-9 按堅固性系數對巖石可鉆性分級表 巖石 級別 堅固 程度 代 表 性 巖 石 f Ⅰ 最堅固 最堅固、致密、有韌性的石英巖、玄武巖和其他各種特別堅固的巖石。 20 Ⅱ 很堅固 很堅固的花崗巖、石英斑巖、硅質片巖,較堅固的石英巖,最堅固的砂巖和石灰巖。 15 Ⅲ 堅 固 致密的花崗巖,很堅固的砂巖和石灰巖,石英礦脈,堅固的礫巖,很堅固的鐵礦石。 10 Ⅲa 堅 固 堅固的砂巖、石灰巖、大理巖、白云巖、黃鐵礦,不堅固的花崗巖。 8 Ⅳ 比較堅固 一般的砂巖、鐵礦石 6 Ⅳa 比較堅固 砂質頁巖,頁巖質砂巖。 5 Ⅴ 中等堅固 堅固的泥質頁巖,不堅固的砂巖和石灰巖,軟礫石。 4 Ⅴa 中等堅固 各種不堅固的頁巖,致密的泥灰巖。 3 Ⅵ 比較軟 軟弱頁巖,很軟的石灰巖,白堊,鹽巖,石膏,無煙煤,破碎的砂巖和石質土壤。 2 Ⅵa 比較軟 碎石質土壤,破碎的頁巖,粘結成塊的礫石、碎石,堅固的煤,硬化的粘土。 1.5 Ⅶ 軟 軟致密粘土,較軟的煙煤,堅固的沖擊土層,粘土質土壤。 1 Ⅶa 軟 軟砂質粘土、礫石,黃土。 0.8 Ⅷ 土 狀 腐殖土,泥煤,軟砂質土壤,濕砂。 0.6 Ⅸ 松散狀 砂,山礫堆積,細礫石,松土,開采下來的煤。 0.5 Ⅹ 流沙狀 流沙,沼澤土壤,含水黃土及其他含水土壤。
責任編輯: 中國能源網