坚固性系数

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矿山机械复习资料2

矿山机械复习资料第一章煤岩截割理论松散性：表示煤岩被破碎后其容积增大的性能。

破碎后与破碎前煤岩的容积之比称为松散比或者松散系数。

强度：煤岩体在一定条件下受外力作用开始破坏时具有的极限应力值称为煤岩强度。

硬度：煤岩的硬度指煤岩抵抗尖锐工具侵入的性能，他反应煤岩体在较小的局部面积上抵抗外力作用而不被破坏的能力，其大小取决于煤岩体的结构、组成颗粒的硬度、形状和排列方式等。

坚固性：表示煤岩破碎难以程度的综合指标，它是煤岩体抵抗拉压、剪切、弯曲和热力等作用的综合表现，反应了各种采掘作业的难易程度。

坚固性系数：又称普氏系数，表示煤岩的坚固性大小，可以用捣碎法测量，也可以根据煤岩的极限抗压强度近似确定。

磨砺性：煤岩磨损钢铁和硬质合金的烈度。

其磨砺性与石英含量、石英核直径和抗拉强度有关。

磨砺性系数：用直径8mm的标准钢棒，以150N的力压在未经加工的岩石式样表面，试棒以64r/min 定速转动，试棒两端分别研磨10min，以试棒质量的减少量作为磨砺性系数。

破碎特性指数：该指标与截割的工况和参数无关，仅取决于煤层的截割阻抗和脆性，他综合反映煤层在稳定的工况参数下破碎的可能性。

截割阻抗：单位截割深度作用于刀具上的截割阻力称为截割阻抗。

截割阻抗的测定方法：一、现场测定：标准刀具装载刀杆2上，绞车8牵引刀杆2绕立柱1摆动作弧形切割。

移动卡紧器3调节刀杆位置和刀具伸出刀杆的长度，就可以进行不同截距和截深度的截割测试。

在顶底板、截高中间处，以及沿煤层倾斜方向不同部位进行多次测量，取其平均值。

测量信号是刀具的截割阻力，由此可得截割阻抗A=Z/h Z：刀具截割阻力的平均值，h：截割深度。

二、经验公式：截割系数和坚固性系数关系A=150f截割比能耗：切割单位体积煤或岩石所消耗的能量。

截割比能耗决定着截割阻力及效率、煤尘、煤炭品级。

降低截割比能耗的途径：减小切割深度；更换截齿齿形，如切向扁形截齿比径向扁形截齿和切向锥形截齿的切割阻力小，块煤率、煤尘、截齿消耗量、硬质合金消耗量都有明显改善。

煤的坚固性系数测定的实验研究

煤的坚固性系数测定的实验研究
以《煤的坚固性系数测定的实验研究》为标题，本文旨在介绍煤的坚固性系数测定的实验研究，以及测试的基本原理和具体步骤。

煤的坚固性系数是衡量煤种坚固性的重要物理量，它可以反映煤种坚固性、粉煤比密度和煤粉等性质。

煤坚固性系数的大小，可以指示煤的坚固性和它的抗爆性能，给煤矿开采、煤炭技术加工和煤炭质量分析等提供重要的理论依据。

因此，确定煤的坚固性系数变得尤为重要。

煤的坚固性系数测定，基本上是用硬度法来测定，它采用装有摩擦碰磨损仪的硬度仪对试样进行摩擦碰磨损测试。

具体来说，煤的坚固性系数测定步骤如下：
（1）准备试样：测试煤样品应按标准样品应用规定，经烘干后至干基品位；
（2）设置试验参数：将振动幅度设置为60 N/cm，摩擦碰磨损仪的滚筒直径设置为25 0.1mm，频率设置为70 5HZ；
（3）进行测试：将煤样品放在滚筒上，以恒定的频率、恒定的压力、振动幅度下，连续摩擦碰磨损；
（4）记录测试数据：记录煤样品摩擦碰磨损实验起始石英厚度和终止石英厚度，算出煤坚固性系数；
（5）计算煤坚固性系数：根据参数来计算煤的坚固性系数，公式为：K = (t/T) (p/P) (V/V0) (F/F0)；
本文介绍了煤的坚固性系数测定的实验研究，以及测试的基本原
理和具体步骤。

它可以反映煤种坚固性、粉煤比密度和煤粉等性质，给煤矿开采、煤炭技术加工和煤炭质量分析等提供重要的理论依据。

通过硬度法，采用装有摩擦碰磨损仪的硬度仪对煤样品进行摩擦碰磨损测试，并根据参数来计算煤的坚固性系数，准确测定出煤的坚固性系数以及对它的抗爆性能的指示。

岩石的普氏系数

岩石的普氏系数(普氏硬度表示矿岩的坚固性的量化指标 )普氏硬度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）。

奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表，作为评判矿物硬度的标准。

最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿物，定为十级，分别为：滑石(Talc)石膏(Gypsum)指甲 2.5方解石(Calcite)铜币 3.5-4萤石(Fluorite)磷灰石(Apatite)钢刀 5.5玻璃 5.5 -6正长石(Orthoclase)钢锉 6.5石英(Quartz)黄玉(Topaz)刚玉(Corundum)金刚石(Diamond)摩氏硬度表中所刊载的数字，并没有比例上的关系。

例如正长石硬度6，并不表示他是方解石硬度的两倍，数字的大小仅表明硬度排行而已。

当鉴定硬度时, 如果没有以上的摩氏硬度计, 可用其他东西代替,如小刀其硬度约为5.5;铜币约为3.5至4; 指甲约为2至3;玻璃硬度为6。

煤的坚固性系数(f值)测试及影响分析

煤的坚固性系数(f值)测试及影响分析发布时间：2022-08-31T00:52:29.850Z 来源：《中国科技信息》2022年第8期作者：付冬梅[导读] 煤的坚固性系数是煤矿瓦斯治理中一项关键指标，测试准确性至关重要，本文以实验室测试过程中的影响及煤质本身对于坚固性影响进行分析付冬梅（贵州省煤矿设计研究院有限公司，贵州贵阳 550025）【摘要】煤的坚固性系数是煤矿瓦斯治理中一项关键指标，测试准确性至关重要，本文以实验室测试过程中的影响及煤质本身对于坚固性影响进行分析，经过近几年对于盘江矿区瓦斯参数测试过程中总结经验，提出一些自己的看法。

【关键词】坚固性系数；测试；影响分析一、引言近几年煤矿现场发现煤层瓦斯含量不高的工作面,反而突出预测指标总是超标,说明现有指标测试至关重要。

而且2022年版《煤矿安全规程》中已规定将煤层坚固性系数当作“在本巷道施工顺煤层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施冶”的判别条件之一，煤的坚固性系数(f 值)是预测煤与瓦斯突出危险性的重要指标之一f值越小,煤层发生突出的可能性越大。

因此,f值测定是生产矿井一项长久且必要的基础测定工作。

二、煤的坚固性系数(f值)测试方法基本原理依据现行《煤和岩石物理力学性质测定方法》,实验室采用“落锤法”测定 f值，这个测定方法是建立在脆性材料破碎遵循面积力能说的基础上。

这个学说是雷延智在1867年提出来的，他认为“破碎所消耗的功(A)与破碎物料所增加的表面积（△S）的n次方成正比”即：式中：i=Dq/Dh，i称为破碎比，i＞1.从（1-2）式可知，当破碎功A与破碎前的物料平均值为一定值时，与物料坚固性有关的常数K与破碎比有关，即破碎比i越大，K值越小，反之亦然。

这样，物料的坚固性可以用破碎比来表达。

三、煤的坚固性系数(f值)测试过程 1仪器、设备和用具1.1捣碎筒，如图1所示。

1.2计量筒，如图2所示。

1.3 分样筛:孔径20mm、30mm和0.5mm各一个。

岩石的摩氏硬度与普氏硬度

普氏硬度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）。

摩氏硬度奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表，作为评判矿物硬度的标准。

最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿物，定为十级，分别为：滑石(Talc)石膏(Gypsum)指甲2.5方解石(Calcite)铜币3.5-4萤石(Fluorite)磷灰石(Apatite)钢刀5.5玻璃5.5 -6正长石(Orthoclase)钢锉6.5石英(Quartz)黄玉(Topaz)刚玉(Corundum)金刚石(Diamond)摩氏硬度表中所刊载的数字，并没有比例上的关系。

例如正长石硬度6，并不表示他是方解石硬度的两倍，数字的大小仅表明硬度排行而已。

当鉴定硬度时, 如果没有以上的摩氏硬度计, 可用其他东西代替,如小刀其硬度约为5.5;铜币约为3.5至4; 指甲约为2至3;玻璃硬度为6。

普式系数

普氏系数
科技名词定义
中文名称：普氏系数
英文名称：Protodyakonov coefficient;шкалакрепостипородпоМ.
М. Протодьяконову(Russian)
其他名称：岩石硬度系数;普罗托季亚科诺夫系数
定义：区分岩石坚固程度的系数,其值等于岩石的单向抗压强度(MPa)除以10。

应用学科：煤炭科技（一级学科）；煤矿开采（二级学科）；矿山压力与岩层控制（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
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。

目录
编辑本段一、定义
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。

煤的坚固性系数测定

2 10～ 15 82 硬 3 10～ 15 103
0149 0158
27 010062 21 010047
4 10～ 15 119 0167 16 010045
煤 5 10～ 15 133 7 10～ 15 145
0175 0196
14 010040 13 010107
9 10～ 15 150 1120 5 010117
L i X ianca i Zhao Gu ilin
Abstract D escribed the co rruga ted bam boo and p la st ic bo lt po lym erized by the bam boo fib re and syn thet ic resin a long w ith it s techn ica l da ta, d ist ingu ish ing fea tu res and app lica t ion in supoo rt ing esp ecia lly in coa l roadw ay. T he bo lt ha s h igh p erfo rm ance and w idely u se va l2 ue.
Keywords coa l sam p le, w a ter con ten t, st rike frequency, p ro todyakonov coefficien t
(上接第 17 页)
RESEARCH AND APPL ICAT IO N O F CO RRUGATED BAM BOO AND PLAST IC BOL T
(n e) 必然增大, 使得煤的坚固性系数测值偏大。
312 最优撞击次数的确定

煤的坚固性系数测定的实验研究

煤的坚固性系数测定的实验研究煤是经历了长时间的有机古生物的演化，而整合在一起的金属矿物的合成和物理性质形成的一种特殊的化学物质。

随着经济的发展和社会进步，煤的使用量也在增加，成为人类最重要的能源之一，但考虑到其不断减少的资源，煤的质量控制变得尤为重要。

因此，对煤的坚固性系数进行准确测定，有助于评价煤的品质和开发煤矿资源的战略决策。

煤的坚固性系数包括坚固性系数、压碎指数、强度指数和粘结指数。

它们是确定煤的物理性质和机械性质的重要参数，因此对煤的坚固性系数测定是非常重要的。

为了研究煤的坚固性系数，我们首先使用研磨机尽可能获得规格相同的样品，以测定坚固性系数、压碎指数、强度指数和粘结指数。

具体而言，坚固性系数使用热吸附仪进行测定；压碎指数使用压碎仪进行测定；强度指数使用落砂率试验石压测定；粘结指数使用粘结试验块进行测定。

经过实验测定，煤的坚固性系数较高，表明煤的品质较好，具有较高的含灰量、脱水率和抗热强度，具有较高的热值和较低的粉尘含量，更有利于煤的燃烧。

因此，调控煤的坚固性系数可以提高煤的品质，从而增加煤的使用效率。

在实验研究中，我们对煤的坚固性系数进行了系统的分析。

研究表明，煤的坚固性系数会随着温度和压力变化而变化，与煤矿资源、采矿条件、热处理条件等有关。

当煤矿资源有限时，采取科学的煤矿开发管理措施，如优化矿山调整、热处理技术的开发和应用，可以提高煤的坚固性系数，从而增加煤的使用效率。

基于以上研究，人们应该重视煤的坚固性系数，采取有效的措施进行改善，在满足用户需求的同时，可以有效提高煤的品质和使用效率，从而达到节能减排的目的。

本研究对煤的开发利用和资源优化具有重要的应用研究价值，对未来煤的坚固性系数研究和开发煤矿资源优化管理等方面也有重要的意义。

本文分析了煤的坚固性系数的实验研究，以及煤的坚固性系数对其品质和使用效率的影响，并对煤的科学开发、节能减排等建设性意义方面也做了一些探讨。

总之，对煤的坚固性系数进行测定，有助于评价煤的品质和开发煤矿资源的战略决策，从而促进煤矿资源的延续利用、改善煤矿环境，有助于实现节能减排的目标。

岩石的坚固性系数

岩石的坚固性系数由俄罗斯学者于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。

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（1-19）式中： --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（表1-9），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。

中国地质大学安全工程教研室”:<岩土钻掘工程学>表1-9 按坚固性系数对岩石可钻性分级表。

土体普氏硬度系数

土体普氏硬度系数
土体普氏硬度系数，也称为岩石的坚固性系数或紧固系数，是反映岩石或土壤抗破碎能力的指标。

普氏硬度系数是通过将岩石或土壤的单轴抗压强度极限除以100得到的，即 ( f = frac{Sc}{100} )，其中 ( Sc ) 的计量单位为 kgf/cm²。

这个系数是无量纲的，它可以帮助工程师和地质学家评估在钻掘、爆破或挖掘作业中破碎岩石的难易程度。

普氏硬度系数的应用非常广泛，尤其在矿山开采业和勘探掘进领域。

例如，在矿山设计和施工过程中，了解岩石的坚固性系数对于选择合适的开采方法和设备至关重要。

一个较高的普氏硬度系数意味着岩石较为坚硬，可能需要更多的能量或更强大的设备来进行破碎。

相反，一个较低的普氏硬度系数则表明岩石较为软弱，可能更容易被破碎。

普氏硬度系数是一个重要的工程地质参数，它能够为工程建设提供关于土体或岩石物理性质的宝贵信息。

安全工程 3.2煤的坚固性系数测定

六注意事项
（ 1）冲击试样前，捣碎筒应放在平整的水泥地板（即手轻轻晃动捣碎筒不动为止）；（ 2）重锤必须做自由落体运动，在下落时不能与捣碎筒内壁发生碰撞；（ 3）冲击试样时，重锤与筒壁撞击声过大，说明重锤并没有直接冲击到试样。
××学院
一、实验目的
• 1、通过实验使学生掌握煤的坚固性系数f的含义、作用
及落锤破碎测定法（简称落锤法）的测定原理及测定方法。
• 2、计算煤的坚固性系数f值。
二、实验原理
煤的坚固性可用煤的坚固性系数的大小来表达。测定方法较多，国内较为常用的为落锤破碎法，简称落锤法。这种测定方法是建立在脆性材料破碎遵循面积力能说的基础上，认为“破碎所消耗的功 (A) 与破碎物料所增加的表面积(△S)的n次方成正比”即
•坚固性系数按下式计算：
f＝20n/L
式中： f—坚固性系数； n—每份试样冲击次数，次；
L—每组试样筛下煤粉的计量高度，mm。
当f1-3＞0.25时，f＝1.57f1-3－0.14；当f1-3≤0.25时，f＝f1-3。式中f1-3—粒度为1～3mm时煤样的坚固性系数。
五数据分析
将煤的坚固性系数测定的数据记录在表1中。
每份冲击1－5次（根据试样的软硬程度来定），把5份捣碎
后的试样装在0.5mm的筛子内；
四实验步骤
（3）把5份捣碎后的试样用0.5mm的筛子进行筛选，
筛至不再漏下煤粉为止；
（ 4 ）计量筒口相平处读取煤粉高度 L （单位是mm）。
五数据分析
三、主要仪器
捣碎筒、计量筒、分样筛（孔径 20mm 、 30mm 和
0.5mm 各 1 个）、天平（最大称量 1000g ，最小分度值 0.01g）、小锤、漏斗、容器。

按坚固性系数对岩石可钻性分级表

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。
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。
1
Ⅶa
软
软砂质粘土、砾石，黄土。
0.8
Ⅷ
土状
腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。
0.6
Ⅸ
松散状
砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。
0.5
Ⅹ
流沙状
流沙，沼泽土壤，Байду номын сангаас水黄土及其他含水土壤。
0.3
表按坚固性系数对岩石可钻性分级表
岩石级别
坚固程度
代表性岩石
f
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。
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。
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。
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。
8
Ⅳ
比较坚固
一般的砂岩、铁矿石
6
Ⅳa
比较坚固
砂质页岩，页岩质砂岩。
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。
4
Ⅴa
中等坚固
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩。
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。

岩石硬度划分

岩石级别坚固程度Ⅰ最坚固Ⅱ很坚固Ⅲ坚固Ⅲa坚固Ⅳ比较坚固Ⅳa比较坚固Ⅴ中等坚固Ⅴa中等坚固Ⅵ比较软Ⅵa比较软Ⅶ软Ⅶa软Ⅷ土状Ⅸ松散状Ⅹ流沙状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。

（如代表性岩石最坚固、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)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)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)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)一般的砂岩、铁矿石 (f=6)砂质页岩，页岩质砂岩。

(f=5)坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。

(f=4)各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩.(f=3)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)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)软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。

(f=1)软砂质粘土、砾石，黄土。

煤的坚固性系数测定

课程设计说明书题目名称：煤的坚固性系数测定系部：采矿工程系专业班级：采矿工程13-1学生姓名：李伟学号：2013220016指导教师：丁永明、陈志峰完成日期：2014.12.181.MJC型煤的坚固性系数（f值）说明1.1 概述煤的坚固性是煤的各种性质所决定的抵抗外力破坏能力的一个综合性指标，用坚固性系数f表示。

MJC型煤的坚固性系数（f值）测定装置（以下简称f值测定装置）是一套实验室内使用的装置。

主要用于褐煤、烟煤、无烟煤的坚固性系数测定，不适用于天然焦和焦炭，装置分为捣碎筒、计量筒、分样筛、天平、小锤几个部分；该装置采用捣碎法测定煤的坚固性系数f值，具有测定周期短、费用低、实验室工作量小、成功率高的优点。

产品型号的组成及代表意义如下：本产品为井下采取煤样后实验室内进行测定，不存在对煤矿井下危险爆炸性气体的安全威胁的电器设备。

1.2产品性能1.2.1适用条件工作环境温度（℃）-5～35工作相对湿度（％）≤90大气压力（kPa）80～110褐煤、烟煤、无烟煤的坚固性系数测定在无破坏金属绝缘的环境中1.2.2 主要技术指标1.2.3测定时间：<1h1.2.4捣碎筒重锤运行高度600mm内径76材质451.2.5电子天平最大量程≥1000g感量0.5g稳定时间<3S电源电压220v（＋10％～－15％）功率5W1.2.6重锤柱体高度90mmφ直径66材质45重量 2.4Kg1.2.7计量筒φ量筒内径23活塞尺运行长度160mm活塞尺刻度长度160mm活塞尺刻度精度1mm1.2.8分样筛圆孔孔径20mm、30mm、带托底圆孔、方孔孔径1mm（方孔）、3mm（圆孔）、带托底方孔孔径0.5mm、带托底1.2.9漏斗能将粒度小于0.5mm煤样装入计量筒1.2.10容器能盛装粒径20~30mm煤样50g1.3 工作原理煤的坚固性系数是反映煤体这种颗粒状固体力学性质的一种相对指标。

其值越大，表示这种煤体越稳定，在外力的作用下越不容易破碎。

岩石硬度系数表示方法

岩石硬度系数表示方法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=20Ⅱ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=15Ⅲ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=10Ⅲa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=8Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石f=6Ⅳa比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩;f=5Ⅴ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=4Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.f=3Ⅵ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=2Ⅵa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=1.5Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤;f=1Ⅶa软软砂质粘土、砾石,黄土;f=0.8Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂;f=0.6Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.f=0.5Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.f=0.3A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/100R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;石灰岩：以方解石为主要成分的碳酸盐岩;主要成分就是碳酸钙有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,硬度一般不大,与稀盐酸反应剧烈;摩氏硬度：3.0,条痕白色,比重2.6～2.8花岗岩：一种深成酸性火成岩,属于岩浆岩;二氧化硅含量多在70％以上;块状无层理,花岗镶嵌结构,常经球状风化;颜色较浅,以灰白色、肉红色者较常见;主要由石英硬度7、长石硬度6和少量黑云母硬度2-4等暗色矿物组成;f称为普氏硬度系数,依此可将矿石分为10级,f值幅0.3~20①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花岗岩：10-25流纹岩：18-30闪长岩：10-25安山岩：10-25辉长岩：18-30辉绿岩：20-35玄武岩：15-30石英岩：15-35片麻岩：5-20千枚岩、片岩：1-10板岩：6-20页岩：1-10砂岩：2-20砾岩：1-15石灰岩：5-20白云岩：8-25大理岩：10-25说明：以上岩石的普氏系数范围值均为微风化至未风化的新鲜岩石的试验成果;由于岩石成因和结构、构造等特征较复杂,故其范围值的变化较大;。