[发明专利]金属矿、非金属矿及煤矿掘巷，露天矿开采时，降尘方法

权利要求书

1.在金属矿，非金属矿及煤矿掘巷，露天矿开采时，利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料，利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料，这些岩石有，岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，煤可用无烟煤、烟煤、褐煤，按照中国国家标准GB5751-2009《中国煤炭分类》将煤进行分类，有关巷道的内容可参照井巷工程，王猛主编，吉林大学出版社，2012年3月，ISBN-7-5601-8163-9，将岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石作为降尘及吸尘材料，可将岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石制作成颗粒体或粉粒体，颗粒通常指固体粒子，但是乳浊液中的液滴，液体中的气泡也属颗粒的范畴，所以颗粒包括固，液，气三相物质，由1mm以下颗粒组成的集合体为粉粒体，由1mm以上颗粒组成的集合体为颗粒体，1mm是1毫米，粉粒体及颗粒体的制作方法见《矿物加工颗粒学》，ISBN 7-81040-264-1，中国矿业大学出版社，2001.5，中国版本图书馆CIP数据核字(2001)第045249号，研究生教学用书，教育部研究生工作办公室推荐，此书还说明了将岩石制作成颗粒体或粉粒体后，便可产生降尘及吸尘性质的可行性及必然性，研究岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石颗粒小于1微米的降尘及吸尘性质，上述岩石制成颗粒或粉粒后，可对颗粒或粉粒表面改性，使上述岩石具有降尘或吸尘性质，上述岩石中，若把粒径教大的岩石变成粒径教小的或变成粉粒，可进行破碎，研磨，可把上述岩石制成纳米级材料，纳米材料指颗粒尺寸为纳米级超细材料，其尺寸介于分子，原子与块状材料之间，泛指1到100nm范围内的微小固体粉末，即此微小固体粉末尺寸大小为(10-ⁿ米，n＝7)到(10-ⁿ米，n＝9)之间，将上述各种岩石制备成纳米级超细材料可用机械粉碎法，气体蒸发法，溶液法，激光合成法，等离子体合成法，射线辐照合成法，溶胶-凝胶法等，上述各种岩石矿物颗粒在粉碎过程中，机械力可诱发上述各种岩石矿物颗粒产生一系列物理化学性质的变化，(1)分散度的变化，表征某一岩石矿物颗粒分散度的方法是测量此岩石矿物体系的比表面积，开始磨此岩石矿物时颗粒的分散度与磨矿时间成线性关系，之后此岩石矿物颗粒的比表面积和磨矿时间呈指数关系，再后，此岩石矿物颗粒的分散度增量为负值，此岩石矿物颗粒表面出现不饱和力场及带电的结构单元，使此岩石矿物颗粒处于不稳定的高能状态，在比较弱的引力作用下就团聚，使颗粒变粗了，细磨，超细磨所引起的晶体结构，物理化学性质及化学反应等一系列机械力化学现象主要发生在这一阶段，(2)溶解度与溶解速率，此岩石矿物固体颗粒细化后，此岩石矿物的溶解度与溶解速率增大，此岩石矿物颗粒细化后，对此岩石矿物的机械活化作用也有影响(3)密度变化，干法磨此岩石矿物颗粒，此岩石矿物矿物密度减小，湿法磨此岩石矿物颗粒，此岩石矿物矿物密度减小，(4)此岩石矿物颗粒的电性变化，机械力化学作用改变此岩石矿物颗粒导电性，表面电行为及半导体性质(5)此岩石矿物颗粒表面的吸附能力，此岩石矿物颗粒被粉碎，在断裂面上出现不饱和键和带电的结构单元，导致此岩石矿物颗粒处于不稳定的高能状态，从而增加此岩石矿物颗粒活性，提高表面吸附能力，机械活化作用促进此岩石矿物矿物表面吸附性的提高(6)引起此岩石矿物颗粒矿物离子交换或置换能力的改变(7)引起此岩石矿物颗粒表面自由能的变化，上述各种岩石矿物是岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，此岩石矿物固体颗粒在机械力作用下，引起此岩石矿物颗粒物质化学性质的变化，机械力与光，电，磁，热，辐射等形式的能量一样，也可以引起物质化学性质的变化，这种机械力诱发的物质的化学反应，称为机械力化学反应，对此岩石矿物进行机械力可对此岩石矿物进行破碎及研磨，对此岩石矿物进行破碎及研磨可在此岩石矿物矿生产现场，选矿厂，此岩石矿物降尘及吸尘生产工厂或实验室中实施，对此岩石矿物使用机械力的设备有粗碎机，颚式破碎机，双肘板布莱克破碎机，单肘板颚式破碎机，旋回破碎机，对煤进一步破碎可使用的设备有，园锥破碎机，盘式旋回破碎机，Rhonda破碎机，辊式破碎机，冲击式破碎机，巴马克破碎机，滚筒破碎机，在对此岩石矿物研磨或磨细的过程中，所用机械设备有，各种磨机，转筒磨机，棒磨机，球磨机，自磨机，振动磨机，离心式粉碎机，塔式磨机，搅拌磨，搅拌介质沉砂磨机，辊压机，悬辊式磨机，对此岩石矿物固体颗粒施加光，电，磁，热，辐射等形式的能量，引起此岩石矿物颗粒物质化学性质的变化，引起此岩石矿物颗粒分子结构发生变化，引起此岩石矿物颗粒原子结构发生变化，引起此岩石矿物颗粒晶体结构发生变化，使变化后的此岩石矿物颗粒孔隙率与空隙体积增大具有降尘及吸尘性质，对此岩石矿物颗粒施加光强度达到10cd以上光强度简称光强，国际单位是candela(坎德拉)简写cd，对此岩石矿物颗粒施加电强度达10V/m或10N/C以上，单位伏每米(V/m)或牛每库(N/C)，对此岩石矿物颗粒施加磁强度达10GS或10T以上磁感强度单位有高斯(GS)，毫特(mT)，特斯拉(T)，此岩石矿物颗粒施加热强度达100Kcal以上，或1(kw)以上，大卡(Kcal)，吨蒸发量(t)，瓦(w)，千瓦(kw)，对此岩石矿物颗粒施加辐射强度达10W/m²以上，辐射力是指单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射出去的全部波长的辐射能的总量，它的常用单位是W/m²，对此岩石矿物施加光强度的设备有，固态激光陀螺仪，高气压微波等离子体激励装置，对此岩石矿物施加电强度的设备有，增强悬浮性能液体施加电荷设备，对此岩石矿物施加磁强度的设备有，磁粉探伤机施加磁场强度的方法和周向磁化，对此岩石矿物施加热强度的设备有，高周波加热设备，高周波是利用高频电磁场使物料内部分子间互相激烈碰撞产生高温，对此岩石矿物施加辐射强度的设备有，改变X射线辐射的局部强度的设备，该设备包括带有多个可填充以铁磁流体的吸收室，X射线滤波器，吸收室，在X射线辐射方向上堆叠地布置，此外，X射线滤波器包括多个其内可存储铁磁流体的存储容器，上述此岩石矿物指岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，在此岩石矿物磨的过程中，所用机械设备有，各种磨机，转筒磨机，棒磨机，球磨机，自磨机，振动磨机，离心式粉碎机，塔式磨机，搅拌磨，搅拌介质沉砂磨机，辊压机，悬辊式磨机，在此岩石矿物筛分过程中用的筛子有，震动筛，斜筛，格条筛，平面筛，共振筛，脱水筛，组合筛，莫根桑筛，高频筛，再生矿浆筛，固定筛，棒条筛，滚筒筛，螺旋筛，滚轴筛，张弛筛，圆振筛，弧形筛，线性筛，各种筛面，螺栓固定筛面，拉张筛面，自法式金属筛面，张拉橡胶垫和聚氨脂垫筛面，组装筛面，编织金属筛网筛面，在此岩石矿物分级过程中，所用机械设备有，用各类分级机，水力分级机，水平分级机，圆锥分级机，机械分级机，粑式分级机，螺旋分级机，水力旋流器，利用重选法处理此岩石矿物，所用设备有跳汰机，以解离此岩石矿物粒与教重矸石组成的原此岩石矿物，用尖缩溜槽和圆锥选矿机，用螺旋溜槽，摇床，风力摇床，双层选矿机，离心选矿机，选矿方法有，跳汰选矿，重介质选矿，浮游选矿，摇床选矿，水介质旋流器选矿，斜槽选矿，螺旋槽选矿，干扰床分选机选矿，复合式干法选矿，上述此岩石矿物指岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，用岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤中的一种或两种以上制作成的降尘或吸尘材料可喷射在有尘的地方，可将上述所制成的降尘或吸尘材料放入机械设备内向有尘的地方喷射，喷射设备有，引射器，射流真空泵，射流真空喷射器，水喷射器，真空喷射器，也可撒向有尘的地方，可机械撒也可人工撒，也可撒向有尘的地方，可机械撒也可人工撒，如用直升飞机撒，在露天采矿时可用，如空间有限，可用遥控小飞机撒，可将喷射设备放在采矿机，采煤机，掘进机上，随巷道向前掘进同时向前并向周围矿尘喷射，可将喷射设备放在巷道顶板轨道上，随巷道向前掘进同时向前并向周围矿尘喷射，可将喷射设备放在巷道底板轨道上，随巷道向前掘进同时向前并向周围矿尘喷射，可用喷射设备将上述所制成的降尘或吸尘材料喷向露天金属矿及露天煤矿有矿尘及煤尘的地方，也可喷向露天金属矿及露天煤矿其它有尘的地方，随着此岩石矿物粒度的减小，则此岩石矿物颗粒表面活性也随之提高，此岩石矿物细化颗粒具有高表面活性是多方面的，有高化学反应性，高吸附能力，高凝聚性，研究此岩石矿物细化颗粒的吸附性质，研究此岩石矿物颗粒固体与固体两相界面上的吸附性质，此岩石矿物颗粒固体称吸附剂，被吸附的其他固体颗粒称吸附质，吸附分为物理吸附和化学吸附，两者的本质区别是吸附质和吸附剂之间有无电子转移，研究此岩石矿物颗粒的物理吸附与化学吸附，研究此岩石矿物颗粒表面改性，使此岩石矿物颗粒吸附力增强，研制此岩石矿物颗粒表面改性剂，研究此岩石矿物颗粒改性方法，研制此岩石矿物颗粒改性装置，利用低能初级粒子，如，光子，电子，离子，与此岩石矿物颗粒表面相互作用，产生散射或发射出次级粒子，通过分析射出粒子的能谱，质谱或光谱，可得到此岩石矿物颗粒有关的表面信息，利用表面谱学分析技术，可以揭示此岩石矿物颗粒表面的成分，离子价态和化学键等许多信息，用静态二次离子质谱与扫描探针方法相结合，探测此岩石矿物粒子的吸附标本，利用聚醚型非离子分散剂，采用X光电子能借加氩离子刻蚀器，测量此岩石矿物颗粒和添加剂作用前后表面特征原子价态和能量变化，并根据仪器的特征，推算表面上分散剂吸附膜的厚度，此岩石矿物表面改性的方法有(1)表面包覆改性法，即借助粘附力，将改性剂(有机物或无机物)覆盖于此岩石矿物粒子的方法，用天然或合成橡胶处理作填料用的高岭土，云母，球土，或用酚醛树脂或呋喃树脂涂覆在煤颗粒表面，可提高煤的粘结性，许多无机氧化物或氢氧化物，如，TiO₂，SiO₂，Al(OH)₂都有各自的零点PH值。通过控制溶液的PH值，吸附表面活性剂使此岩石矿物颗粒表面改性，(2)还可用表面化学改性法，利用改性剂和矿物表面某些官能团进行化学反应或化学吸附，达到此岩石矿物颗粒表面改性的目的，在这类改性方法中，此岩石矿物颗粒和改性剂之间是借助较强的键力(如共价键)发生作用，(3)还可用机械力化学改性法，即通过粉碎，磨碎，磨擦等机械方法，使矿物晶格结构，晶型等发生变化，体系内能增大，温度升高，促使粒子熔解或分解或产生游离基或离子，增强此岩石矿物颗粒表面活性，促使此岩石矿物粒子和其它物质发生化学反应或相互附着，达到表面改性的目的，(4)可用沉淀反应改性法，以无机物作为改性剂时，该方法利用改性剂之间的沉淀反应，在此岩石矿物颗粒表面上沉积一层或多层改性层，以改变此岩石矿物颗粒表面性质，(5)外膜层改性(胶囊)法，即在此岩石矿物颗粒表面包上一层其它物质的薄膜，，所包上的外膜层是均匀的，形如胶囊，它具有保护核心物质，调节，放出芯物质的机能，并用胶囊化改变此岩石矿物颗粒的外表形态和性质，胶囊式制备法主要有喷涂包覆，喷雾干燥，界面聚合，相分离和溶解分散冷却法，作胶囊壁的材料除有机聚合物外，无机物质有TiO₂，AL₂O₃，Fe₂O₃，ZnO和硅酸盐类，胶芯物质有碳酸镁，硅酸铝，保险粉或其它气态，液态物质(6)高能表面改性法，利用等离子体，电晕放电，紫外线等手段对此岩石矿物颗粒表面进行改性，此岩石矿物表面改性装置有(1)粉粒体混合机，有混合搅拌装置，包括容器旋转型，容器固定型及气流混合型等(2)高速气流冲击式粉体改性装置，该系统由混合机，计量系统，主机，产品收集装置，控制系统所组成，主机由高速旋转的转子，定子和循环回路等部件组成，定子和转子间有夹套，冷却或加热转子用，转子内有翼片(3) 表面改性兼粉碎装置，对此岩石矿物颗粒表面改性效果的评定，对此岩石矿物颗粒进行若干物理化学性质和表面特性的测量，比较改性前后此岩石矿物颗粒降尘吸附指标的变化，达到评价改性效果的目的，基本方法有(1)湿性(2)分散性(3)红外光谱，只要此岩石矿物表面存在某种官能团或键，在矿物谱图中就有相应的特征吸收峰，所以，对改性前后以及改性后经各种处理的此岩石矿物颗粒样品进行红外光谱分析，根据对应特征峰的变化，便可揭示表面改性剂的作用和机理，(4)X光衍射，研究此岩石矿物颗粒固体物质结构及此岩石矿物中混合物固体物质结构，可用X光衍射方法，对此岩石矿物多晶样品可用来作物相鉴定和晶格参数测定，对单晶体用X光作结构测定和晶体完善性研究(5)热分析，热分析包括差热和热量分析，差热分析用于考察此岩石矿物颗粒在加热过程中，达到某温度时，由于相变或某些化学反应产生的热效应，在分析曲线上出现放热峰或吸收峰，峰面积的大小反映了热效应的强弱，热重分析可测量作为温度或时间函数的物质质量的变化，在进行热分析时，通常将两种热分析方法联用，(6)利用固体表面分析技术，利用表面谱学分析技术，可以揭示此岩石矿物颗粒表面的成分，离子价态和化学键等许多信息，用静态二次离子质谱与扫描探针方法相结合，探测此岩石矿物粒子的吸附标本，利用聚醚型非离子分散剂，采用X光电子能借加氩离子刻蚀器，测量此岩石矿物颗粒和添加剂作用前后表面特征原子价态和能量变化，并根据仪器的特征，推算表面上分散剂吸附膜的厚度，此岩石矿物表面改性剂有偶联剂，表面活性剂，聚合物类及无机表面改性剂，偶联剂为含硅或金属原子的有机化合物，按中心原子不同，有硅烷系，钛酸酯系，铝酸酯系，锡酸酯系，铝锆酸酯系等系列，此岩石矿物指岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，煤可用无烟煤、烟煤、褐煤，

岩石岩浆岩

也称火成岩，来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石，当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩，常见的火山岩有玄武岩，安山岩和流纹岩等，当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩，花岗岩，辉长岩，闪长岩是典型的深成岩，花岗斑岩，辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩，根据化学组分又可将火成岩分为超基性岩(SiO2，小于45％)，基性岩(SiO2，45％～52％)，中性岩(SiO2，52％～65％)，酸性岩(SiO2，大于65％)和碱性岩(含有特殊碱性矿物，SiO2，52％～66％)，火成岩占地壳体积的64.7％，地球内部的温度和压力都很高，所有组成物质(指矿物质)都呈现熔融状态的流体，名为岩浆岩，火成岩即由于岩浆侵入地壳内部，或流出地表面造成熔岩，再经冷却凝固而造成，如玄武岩及花岗岩等都是，火成岩是所有岩石中最原始的岩石，变质岩原来的火成岩或沉积岩，再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响，可以改变其原来岩石的结构或组织，或使部分矿物消失，而产生他种新的矿物，因而成为另外一种与原岩不同的岩石，称为变质岩，如大理岩变自石灰岩，板岩变自页岩，石英岩变自砂岩等，典型的变质岩存在于前寒武纪或造山带区域，常有区域构造相关之劈理，或矿物的变化，岩石的种类很多，但并不是每一种岩石都可以使用，这里除了审美的观点之外，更重要的是石头中的化学成分是否会影响水质，从而带来负面影响，

岩石沉积岩

也称水成岩，在地表常温，常压条件下，由风化物质，火山碎屑，有机物及少量宇宙物质经搬运，沉积和成岩作用形成的层状岩石，沉积岩由颗粒物质和胶结物质组成，颗粒物质是指不同形状及大小的岩屑及某些矿物，胶结物质的主要成分为碳酸钙，氧化硅，氧化铁及粘土质等，按成因可分为碎屑岩，粘土岩和化学岩(包括生物化学岩)，常见的沉积岩有砂岩，凝灰质砂岩，砾岩，粘土岩，页岩，石灰岩，白云岩，硅质岩，铁质岩，磷质岩等，沉积岩占地壳体积的7.9％，但在地壳表层分布则甚广，约占陆地面积的75％，而海底几乎全部为沉积物所覆盖，沉积岩有两个突出特征，一是具有层次，称为层理构造，层与层的界面叫层面，通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老，二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存，活动的痕迹，称化石，它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料，

岩石变质岩

原有岩石经变质作用而形成的岩石，根据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类，动力变质岩，接触变质岩，区域变质岩，混合岩和交代变质岩，常见的变质岩有糜棱岩，碎裂岩，角岩，板岩，千枚岩，片岩，片麻岩，大理岩，石英岩，角闪岩，片粒岩，榴辉岩，混合岩等，变质岩占地壳体积的27.4％，火成岩、沉积岩、变质岩三者可以互相转化，火成岩经沉积作用成为沉积岩，经变质作用成为变质岩，变质岩也可再次成为新的沉积岩，沉积岩经变质作用成为变质岩，沉积岩、变质岩可被熔化，再次成为火成岩，岩石具有特定的比重，孔隙度，抗压强度和抗拉强度等物理性质，是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素，也是各种矿产资源赋存的载体，不同种类的岩石含有不同的矿产，以火成岩为例，基性超基性岩与亲铁元素，如铬、镍、铂族元素，钛，钒，铁等有关，酸性岩与亲石原素如钨，锡，钼，铍，锂，铌，钽，铀有关，金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中，铬铁矿多产于纯橄榄岩中，中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床，燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌，钽，铍矿床，石油和煤只生于沉积岩中，前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性，许多岩石本身也是重要的工业原料，如北京的汉白玉(一种白色大理岩)是闻名中外建筑装饰材料，南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材，即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料，许多岩石还是重要的中药用原料，如麦饭石(一种中酸性脉岩)就是十分流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素，世界上的名山，大川，奇峰异洞都与岩石有关，我们祖先从石器时代起就开始利用岩石，在科学技术高度发展的今天，人们的衣、食、住、行、游、医无一能离开岩石，研究岩石，利用岩石，藏石，玩石，爱石已不再是科学家的专利，而逐渐变成广大群众生活的组成部分，对岩石进行成分分析，成分分析一般采用光谱(紫外、红外、核磁)；色谱(气相色谱、液相色谱、离子色谱)；质谱(质谱仪、气质连用、液质连用)；能谱(荧光光谱、衍射光谱)；热谱(热重分仪、示差扫描量热仪)对样品进行综合解析，通过多种分离和分析方法的联合运用，对样品中的各组分进行定性和定量分析，从而确定组分的结构，对样品有个全面的了解，

常见岩石的成分、结构及其他主要特征

岩石的主要特征一般包括矿物成分，结构和构造三方面，岩石的结构是指岩石中矿物颗粒的结晶程度，大小和形状，及其彼此间的组合方式等特征，岩石的构造则是指岩石中矿物的排列和填充方式以及空间分布的情况，不同类型的岩石，由于它们生成的地质环境和条件的不同，就产生了各种不同的结构和构造，

(一)岩石的成分

(1).岩浆岩的矿物成分，主要决定于岩浆的化学成，组成岩浆岩的最主要的矿物，石英，正长石，斜长石，云母，角闪石，辉石和橄榄石等，

(2).沉积岩的组成物质，沉积岩的物质组成是原先形成的三大类岩石的碎屑和溶解物质，共有四类，第一类是碎屑物质，大部分是原岩经风化后继承下来的抗风化能力强的物质，如石英，白云母等矿物颗粒，一部分是岩石的碎屑，还有其他方式产生的一些物质，如火山喷发产生的火山灰等，第二类是含铝硅酸盐类的原岩经过化学风化作用后产生的粘土矿物，如高岭石等，第三类是化学沉积矿物，从溶液中沉淀结晶形成的矿物，如方解石，白云石，石膏等，第四类是有机质和生物残骸，如贝壳，泥炭及其他有机质等，此外，还有把沉积物颗粒胶结起来的胶结物，胶结物的性质对沉积岩的抗水性和力学强度以及抗风化能力有很大影响，常见的有，硅质的(SiO₂)，钙质的(CaCO₃)，铁质的(FeO或Fe₂O₃，黄褐色或砖红色)和泥质的(粘土矿物)，这四种胶结物中以硅质胶结的硬度最大，抗风化力最强，钙质，铁质次之，泥质胶结物硬度最小，且遇水后很容易软化，

(3).变质岩的矿物成分，组成变质岩的矿物有两类，第一类是与岩浆岩或沉积岩共有的矿物，如石英，长石，云母，角闪石，辉石和方解石等，第二类是变质岩特有的矿物，如滑石，绿泥石，蛇纹石等，它们是在变质过程中新产生的变质矿物，

(二)岩石的结构

(1).岩浆岩的结构，岩浆岩的结构特征是岩浆成分和岩浆冷凝时物理环境的综合反映，按照矿物的结晶程度，颗粒大小和均匀程度，可将结构分为三类，

全晶质结构，岩石全部由结晶的矿物颗粒组成，其中同一种矿物的结晶颗粒大小近似者，称为等粒结构，如结晶颗粒大小悬殊，则称为似斑状结构，全晶质结构主要为深成岩和浅成岩的特征，

半晶质结构，岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成，结晶的矿物如颗粒粗大，晶形完好，就称为斑状结构，半晶质结构主要为浅成岩所具有，在部分喷出岩中有时也能看到，

非晶质结构，又称为玻璃质结构，岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成，非晶质结构为部分喷出岩所具有，

(2).沉积岩的结构，沉积岩按其组成物质，颗粒大小及其形状一般可分为碎屑结构，泥质结构，结晶结构和生物结构，

碎屑结构，是由碎屑物质被胶结物胶结而成的一种结构，通常按碎屑的大小，形状和胶结形式可细分为各种碎屑岩，如火山角砾岩，凝灰岩，砾岩，砂岩，粉砂岩等，

泥质结构，是主要由小于0.005mm的粘土矿物组成的，比较均一致密的，质地较软的结构，是泥岩，页岩等粘土岩的主要结构，

结晶结构，由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构，由沉淀生成的晶粒极细，经重结晶作用晶粒变粗，但一般多小于1mm，结晶结构为石灰岩，白云岩等化学岩的主要结构，

生物结构，由生物遗体或碎片所组成，如贝壳结构，珊瑚结构等，是生物化学岩所具有的结构，

(3).变质岩的结构，大多数变质岩是经过重结晶作用后形成的岩石，几乎都含有结晶的颗粒，因此其结构常与岩浆岩的晶粒结构相似，所以其结构命名上加“变晶”一词以示区别，根据变质作用进行的程度，可以分为变晶结构和变余结构，

变晶结构，它是变质岩最常见的结构，一般分为，等粒变晶结构，它与岩浆岩的等粒结构近似，如大理岩和石英岩等，斑状变晶结构，它与岩浆岩的斑状结构近似，如片麻岩等，鳞片变晶结构，它是由鳞片状矿物沿一定方向平行排列而形成的，各种片岩都具有这种结构，变余结构，由于变质作用进行不彻底，在变质岩中的个别部分残留着原来岩石的结构，

(三)岩石的构造

(1).岩浆岩的构造，岩浆岩的构造特征，主要取决于岩浆冷凝时的环境，最常见的构造有，

块状构造，岩石中矿物晶粒无定向排列，不显层次，呈致密块状。具有等粒结构和斑状结构的岩石常呈块状构造，如花岗岩、花岗斑岩等深成岩石或浅成岩石，

流纹状构造，岩石中有不同颜色的条纹，或有拉长气孔以及有长条状矿物沿着一定方向排列所形成的外貌特征，称为流纹状构造，这是因为喷出地表的岩浆是在缓慢流动过程中迅速冷凝而成的，这种构造仅出现于喷出岩中，如流纹岩，

气孔状构造，岩石中分布有许多大小不同的圆形或椭圆形的气孔，称为气孔状构造，这是岩浆喷出地表降压时，由于其表层散热迅速而凝成硬壳，遂使部分气体无法逸出而占据空间形成的，气孔状构造常为玄武岩等喷出岩所具有，

杏仁状构造，岩石中气孔若在后期为硅，钙等物质充填，便形成了杏仁状构造，如某些玄武岩和安山岩等喷出岩的构造，气孔状构造和杏仁状构造多分布于熔岩的表面，

(2).沉积岩的构造，沉积岩最显著的特征是具有层理构造，它是在不同时期或不同条件下先后沉积下来的物质在颗粒大小，形状，物质成分，颜色和排列方式等方面的差异而显示出来的成层现象，沉积岩的层理构造反映了沉积岩的形成环境，这是沉积岩区别于其他岩类的最明显的特征之一，

由于形成层理的条件不同，层理有各种不同的形态类型，常见的有水平层理，斜层理，交错层理等，根据层理可以推断沉积物的沉积环境和搬运介质的运动特征，层与层之间的界面称为层面，在层面上有时可以看到波痕，雨痕及泥面干裂的痕迹，不同沉积岩的层面之间的厚度，按其形成的条件，相差可能很悬殊，例如石灰岩的单层厚度可达一米，而页岩的层厚一般仅为一至二厘米，

在沉积岩中有时还可以看到许多化石，它们是经石化作用保存下来的动植物的遗骸和遗迹，如三叶虫，树叶等，常沿层理面平行分布，根据化石可以推断岩石形成的地理环境和确定岩层的地质年代，沉积岩的层理构造，层面特征和含有化石，是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征，

(3).变质岩的构造，主要是块状构造和片理构造，

块状构造，岩石中全是晶粒矿物，分布均匀，无定向排列，呈致密块状构造，如大理岩和石英岩等常具有这种构造，

片理构造，片理构造是变质岩特有的，是从构造上区别其他岩石的一个显著特征，最主要的片理构造有，(1)片麻状构造，岩石中由片状矿物，柱状矿物和粒状矿物相间排列所形成的深色和浅色相同的条带状构造，为片麻岩所特有，(2)片状构造，重结晶作用明显，片状矿物，柱状矿物和板状矿物沿片理面富集，平行排列，片理很薄，沿片理面易剥开呈不规则的薄片，如云母片岩等，(3)板状构造，重结晶作用不明显，颗粒细密，光泽微弱，沿片理面裂开则成厚度一致的板状，如板岩，

(4)千枚状构造，片理薄，颗粒细密，沿片理面有绢云母出现，呈丝绢光泽，容易裂开呈千枚状，如千枚岩，

岩石的物理力学性质

岩类

注：未注明为岩体的数据，均为岩石试验数据。

[2]重庆建筑工程学院 同济大学 岩体力学 中国建筑工业出版社 1981.10北京

[3]工程地质手册编写委员会 工程地质手册(第三版)中国建筑工业出版社1992.12北京

在井巷工程，王猛主编，吉林大学出版社，2012年3月，ISBN-7-5601-8163-9中，有关岩石的内容，岩石的工程分类，煤的分类，按照

(1)岩石按坚硬程度分类，《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)

(2)岩石按风化程度分类，国际《岩土工程勘察规范》(GB50021-2002)

(3)普氏分级法

此方法是按岩石坚固性进行分级的方法，是用一个综合性的指标{坚固性系数f}来表示岩石破坏的相对难易程度，称f为普氏岩石坚固性系数，f值可用岩石的单向抗压强度R(MPa)除以10(MPa)求得，即f＝R/10，根据f值的大小，可将岩石分为10个级共15种，

f＝20，石英岩，玄武岩，

f＝15，花岗岩类，石英斑岩，硅质片岩洞，石英岩，砂岩，石灰岩，

f＝10，石英质矿脉，砾岩，铁矿石，

f＝8，大理岩，白云岩，黄铁矿，

f＝6，砂岩，f＝5，砂质页岩，泥质砂岩，f＝4，页岩，砂岩，石灰岩，砾岩f＝3，页岩，泥灰岩，f＝2，白垩，岩盐，石膏，冻土，无烟煤，泥灰岩，砂岩，胶结卵石，粗砂粒，多石块的土，f＝1.5碎石土，页岩，烟煤，黏土，f＝1，表土层，f＝0.8黄土，细砾石，f＝0.6，腐殖土，泥煤，湿砂，f＝0.5，砂，松土，采下的煤，f＝＝0.3，流沙，沼泽土壤，饱含水的黄土，饱含水的土壤，

按照煤炭部对我国煤矿围岩分类，

稳定的岩层，完整的玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，

稳定性较好的岩层，胶结好的砂岩，砾岩，灰岩，

中等稳定的岩层，砂岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，

稳定性教差的岩层，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，

不稳定的岩层，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，岩石的分类

主要从以下两方面进行(1)按其成因可分为岩浆岩，沉积岩，变质岩，岩浆岩是指在内力地质作用下，地球内部的岩浆沿地壳裂隙侵入地壳或喷出地面冷凝而成的岩石，岩浆岩又称火成岩，其中，埋入地下深处或接近地表的称为侵入岩，喷出地表的称喷出岩，沉积岩是指岩石在外力地质作用下，经过风化，剥蚀成岩石碎屑，经流水，风等搬运作用搬运到低洼处沉积下来，而后再经过压紧或化学作用硬结而成的岩石，变质岩是指地壳的原岩(岩浆岩或沉积岩)因地壳运动，岩浆活动，在高温，高压和易发生化学反应的物质作用下，改变原岩的结构，构造和成分，形成的一种新的岩石，

(2)按其坚固性分为硬质岩石和软质岩石

硬质岩石是指饱和单轴极限抗压强度大于或等与30MPa(≥30MPa)，常见的硬质岩石有花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩等，软质岩石是指饱和单轴极限抗压强度小于30MPa(＜30MPa)，有页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩等

岩石的结构

(1)岩浆岩的结构

粉为四种结构，显晶质结构，隐晶质结构，玻璃质结构，斑状结构常见的岩浆岩包括，酸性，浅色的花岗岩，花岗斑岩和流纹岩，中性，浅色的正长岩，正长斑岩，中性，深色的闪长岩，玢岩和安山岩，基性，深色的辉长岩，辉绿岩和玄武岩，超基性，深色的橄榄岩和辉岩，

(2)沉积岩的结构

沉积岩分布广泛，约占地球表面积的75％，沉积岩的结构，按成因和组成物质不同，分为以下几种结构，即碎屑结构，砾状结构，竹叶状结构，砂状结构，泥质结构，结晶结构，胶状结构，生物结构，

沉积岩的种类包括屑岩，黏土岩，化学岩和生物化学岩，在屑岩中有砾岩，角砾岩，砂岩，凝灰岩，火山角砾岩，黏土岩包括泥岩，页岩，化学岩和生物化学岩包括石灰岩，泥灰岩，

(3).变质岩的结构包括变晶结构，变余结构和压碎结构，变质岩有块状的大理岩和石英岩，板状的板岩，片状的云母片岩，绿泥石片岩，滑石片岩，片麻状的片麻岩，

岩石的组成

对于岩浆岩，其中最常见矿物成分包括浅色矿物，石英，正长石，斜长石，白云母等，还包括深色矿物，黑云母，角闪石，辉石，橄榄石等，在酸性岩中，含有大量的游离的二氧化硅，在其中进行采掘作业时，有产生矽肺病的可能，沉积岩的成分，包括矿物和胶结物，矿物中有石英，长石，云母等原生矿物和方解石，白云石，石膏，黏土矿物等次生矿物，胶解物按其硬度与抗风化力大小，有硅质(二氧化硅SiO2)，钙质(碳酸钙CaCO3)，铁质(氧化铁FeO或三氧化二铁Fe2O3)和泥质四种，变质岩的矿物成分，除石英，长石，云母，方解石等矿物外，还具有特异的矿物滑石，绿泥石，蛇纹石和石榴石等，对采掘影响较大，这些矿物光滑柔软，且多呈片状，因而稳定性极差，不少矿山常因此而冒顶片帮，在金属矿，非金属矿及煤矿掘巷，露天矿开采时，利用正在掘进的巷道或已掘进好的巷道所处岩层的岩石作为降尘及吸尘材料，利用露天矿各地层岩石及矿石底板岩石作为降尘及吸尘材料，这些岩石有，岩浆岩，沉积岩，变质岩，花岗岩，石灰岩，石英岩，闪长岩，玄武岩，石英砂岩，硅质砾岩，花岗片麻岩，页岩，泥岩，绿泥石片岩，云母片岩，玄武岩，石英质砂岩，奥陶纪灰岩，茅口灰岩，大冶厚层灰岩，砂岩，砾岩，灰岩，砂质页岩，粉砂岩，石灰岩，硬质凝灰岩，页岩，泥岩，胶结不好的砂岩，硬煤，碳质页岩，花班泥岩，软质凝灰岩，煤，破碎的各类岩石，煤可用无烟煤、烟煤、褐煤，以及硅胶，活性炭，硅藻土，活性氧化铝，沸石，其它特殊类型的分子筛中制成颗粒或粉粒，及纳米级颗粒带电正负性与矿尘或煤尘带电正负性相反，或与矿尘或煤尘所带磁性相反，这样便可达到吸附及降尘作用。