Известно более ста физико-механических параметров пород. Из­мерить такое количество их для всех видов и разновидностей пород нет необходимости. С целью анализа и классификации выделяется ограниченная группа параметров, являющаяся минимально необходи­мой и достаточной для характеристики породы как физического и гео­логического тела.

Сопротивление горных пород разрушению в процессе бурения наиболее полно характеризуется показателями механических и абра­зивных свойств пород: плотностью, объемной массой, прочностью на одноосное сжатие, твердостью и др.

Плотность горной породы р_Г (кг/м³) - масса единицы объема твердой фазы минерала или породы:

                                                                                                                   (2.6)

     где m - масса образца породы в чистом и сухом виде, кг; V - объем пор и пустот в горной породе, м³; V₂ - общий объем породы (объем твердого минерального скелета в данном объеме, м³.

Значение р_Т некоторых пород приведены в табл.2.2.

Объемная масса горных пород рп (кг/м³ ) - масса единицы объема сухой породы при данной пористости в ее естественном состоянии (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Прочность на одноосное сжатие σсж (МПа) — напряжение, при котором горная порода начинает разрушаться, существенно зависит от минералогического и петрографического составов породы. От величи­ны  σсж зависит энергия, расходуемая на разрушение породы.

Предел прочности на сжатие σсж (Н/см ) испытываемого образца вычисляется по формуле:

                             (2.6)

где F-площадь поперечного сечения образца перед испытанием, см²

Значение σсж (МПа) некоторых пород приведены ниже^

Весьма крепкие и вязкие кварциты................................................................ 294-490       294-490

Весьма крепкие и плотные базальты и мелкозернистые граниты...................235               235

Очень крепкие граниты, диабазы, диориты....................................................... ..216              216

Базальты, порфиры, амфиболиты, граниты........................................... .......... ..196              196

Гнейсы, сиениты, порфириты................................................................................ ..177               177

Песчаники, известняки, крепкие магнетиты, сланцы............................... ....118-137      118-137

Мраморы, доломиты, известняки, сидериты................................. ,…....... ...... 98                     98

Известняки, песчаники.............................................................................................. 78,5             78,5

Гипсы.............................................................................. ……………………..…….49                 49

Песчаные сланцы................................................................................................... ……………39                          39 39

Каменная соль............................................................................... ………. 20-40

Каменные угли................................................................................................. ……..20                   20

Прочность на скалывание (сдвиг) определяется методом одно­стороннего среза на приборе Гарановича. Прочность на скалывание σ_ск (Н/см² ) определяется как:

                                                       (2.8)

где Fcр - площадь среза образца после испытания. Предел прочности на скалывание у большинства пород составляет от 6 до 10% предела прочности на сжатие. Поэтому желательно, чтобы породоразрушающий инструмент производил в основном скалывание породы.

Твердость породы р_ш (МПа). По методу вдавливания штампа ха­рактеризует локальную прочность породы при вдавливании в нее дру­гого более твердого тела. Влияет на величину внедрения в них режу­щих элементов долот.

Классификация горных пород по р_ш и σ_ск предложенная JI.A. Шрейнером, приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4