Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Крепость горной породы
Крепостью горной породы принято считать ее сопротивляемость разрушению. В 1926 г. профессором М.М. Протодъяконовым (старшим) все типичные горные породы были объединены в 10 категорий с подразделениями по крепости (табл.2.10).
Классификация горных пород проф. М.М. Протодъяконова
Таблица 2.10
| Категория | Степень крепости | Породы | Коэффициент крепости |
| I | В высшей степени крепкие породы | Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты. Исключительные по крепости другие породы | 20-25 |
| II | Очень крепкие породы | Очень крепкие гранатовые породы. Кварцевый порфир, очень крепкий гранит, кремнистый сланец. Менее крепкие, нежели указанные выше кварциты. Самые крепкие песчаники и известняки | 15-18 |
| Ш | Крепкие породы | Кранит (плотный) и гранитовые породы, очень крепкие песчаники и известняки, кварцевые рудные жилы, крепкий конгломерат, очень крепкие железные руды | 10-12 |
| IIIa | То же | Известняки (крепкие), некрепкий гранит, крепкие песчаники, крепкий мрамор, доломит, колчеданы | 8 |
| IV | Довольно крепкие породы | Обыкновенный песчаник, железные руды | 6 |
| IVa | То же | Песчанистые сланцы, сланцеватые песчаники | 5 |
| V | Средние породы | Крепкий глинистый сланец, некрепкий песчаник и известняк, мягкий конгломерат | 4 |
| Va | То же | Разнообразные сланцы (некрепкие), плотный мергель | 3 |
| VI | Мягкие породы | Мел, уголь, твердый грунт | 2-1,6 |
| VII | Мягкие | Глина плотная, мягкий каменный уголь, глинистый грунт | 1 |
| VIII | Землистые | Песчанистые, глинистые слабосвязанные породы | 0,6 |
| IX | Сыпучие | Пески | 0,5 |
| X | Плывучие | Плывуны | 0,3 |
Эта классификация основана на положении, что сопротивляемость горной породы любым видам разрушения (бурению различными
способами, взрыванию и др.), а также степень ее устойчивости при проведении в ней горной выработки (в том числе и скважины) могут быть выражены определенным числом - коэффициентом крепости пород /. Крепость горной породы - комплексная характеристика породы, определяемая целым рядом ее физико-механических свойств, оказывающих влияние на процесс ее разрушения при бурении. Крепость горной породы есть величина постоянная, не зависимая от способа бурения. Ориентировочно коэффициент крепости / может быть принят равным 0,01 от предела прочности породы при одноосном сжатии.
Буримость горной породы
Совокупность физико-механических свойств горных пород определяет их буримость, т.е. способность горных пород сопротивляться проникновению в них породоразрушающего инструмента.
Для определения категории горной породы по литологическому признаку в бурении используется классификационный ряд типичных представителей горных пород (табл. 2.11).
Таблица 2.11
Классификация типичных горных пород по буримости для вращательного механического бурения
| Категория буримости | Физико- механические свойства | Примерная механическая ско- гшсть. м/ч | Породы | |
| Твердость р * , Н/мм2 | р ** | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| I | 100 | - | 30-23 | Торф и растительный слой без корней. Рыхлые: лёсс, пески (не плывуны), супеси без гальки и щебня. Ил и иловатые грунты. Суглинки лессовидные. Трепел. Мел слабый. |
| II | 100-250 | - | 11-15 | Торф и растительный слой с корнями или с небольшой примесью мелкой гальки и щебня. Супеси и суглинки с примесью до 20% мелкой гальки или щебня. Пески плотные. Суглинок плотный. Лёсс. Мергель рыхлый. Плывун без напора. Лед. Глины средней плотности. Мел. Диатомит. Каменная соль (галит). Железная руда охристая |
· * Твердость по ДА. Шрейнеру.
· ** Объединенный показатель
Продолжение таблицы 2.11
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| III | 250 | 2-3 | 5,7-10 | Суглинки и супеси с примесью свыше 20% мелкой кальки или щебня. Лёсс плотный. Плывун напорный. Глины. Алевролиты глинистые. Алевролиты глинистые, слабо сцементированные. Песчаники слабо сцементированные глинистым, известковистым цементом. Мергель. Из- вестняк-ракушечник. Мел плотный. Гипс. Каменный уголь слабый. Бурый уголь. Сланцы: тальковые, разрушенные, всех разновидностей. Марганцевая руда. Бокситы глинистые. |
| IV | 500-1000 | 3,0-4,5 | 3,5-5,0 | Галечник, состоящий из мелких галек осадочных пород. Мерзлые водоносные пески, ил, торф. Алевролиты плотные, глинистые. Песчаники глинистые. Мергель плотный. Неплотные известняки и доломиты. Магнезит плотный. Пористые известняки и туфы. Гипс кристаллический. Ангидрит. Калийные соли. Каменный уголь средней плотности. Каолин. Сланцы: глинистые, песчано-глинистые, горючие, углистые, апевролитовые. Серпентиниты сильно выветре- лые, оталькованные. Апатит кристаллический. Железная руда мягкая. Бокситы. |
| V | 1000-1500 | 4,5-6,75 | 2,5-3,5 | Галечно-щебенистые грунты. Галечник мерзлый, связанный глинистым или песчано-глинистым материалом с ледяными прослойками. Мерзлые: песок крупнозернистый, дресва, ил плотный, глины песчанистые. Песчаники на известкови- стом и железистом цементе. Алевролиты, Аргиллиты. Известняки плотные. Мрамор. Доломиты мергелистые. Ангидрит плотный. Каменный уголь твердый. Антрацит. Сланцы: клинбисто-слюдяные, слюдистые, хлоритовые, серицитовые. Филлиты. Дуниты, затронутые выветриванием |
| VI | 1500-2000 | 6,75-10,1 | 1,5-2,5 | Ангидриты плотные. Глины плотные мерзлые. Конгломерат осадочных пород на известковом цементе. Песчаники :полевош-патовые, кварце- во-известковистые. Известняки плотные, доло- митизированные, скарнированные. Доломиты плотные. Сланцы кварцево-серицитовые, квар- цево-слюдяные, кварцево-хлоритовые. Аргиллиты слабо окремненные. Дуниты. Перидотиты. Амфиболиты. Тальково-карбонатные породы. Апатиты. Скарны. Гематито-мартитовые руды. Бурые железняки. Сидериты |
| VII | 2000 | 10,0-15,2 | 1,9-2,0 | Галечник изверженных и метаморфических пород. Щебень мелкий. Конгломераты с галькой (до 50%) изверженных пород на песчано- глинистом цементе. Песчаники кварцевые. Доломиты весьма плотные. Окварцованные известняки. Фосфоритовая плита. Каолин ангальмато- лмтопый Опоки крепкие, плотные. |
Продолжение таблицы 2.11
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| VII | 2000-3000 | 10,1-15,2 | 1,9-2,0 | Сланцы слабоокремненные: амфибол- магнетитовые, роговообманковые, хлорито- роговообманковые. Слаборассланцованные альбитофиры, кератофиры, порфиры, порфирита, диабазовые туфы. Затронутые выветриванием порфириты. Крупно- и средне- зернистые затронутые выветриванием граниты, сиениты, диориты, габбро и другие изверженные породы. Пироксениты, пироксениты рудные. Кимберлиты базальтовые. Скарны кальцитеодержащие авгито-гранатовые. Кварцы пористые (трещиноватые, ноздреватые, охристые). Бурые железняки ноздеватые, пористые. Хромиты. Сульфидные руды. Мартито-сидеритовые и гематитовые руды. Амфибол-магнетитовые руды. Аргиллиты кремнистые. |
| VIII | 3000-4000 | 15,2-22,8 | 1,3-1,9 | Конгломераты изверженных пород на известко- вистом цементе, доломиты окварцованные. Ок- ремненные: известняки доломиты. Фосфориты плотные, пластовые. Сланцы окремненные: кварцево-хлоритовые, кварцево-серицитовые, слюдяные, кварцево-хлорито-эпидотовые. Гнейсы. Среднезернистые альбитофиры и кератофиры. Базальты выветрелые. Диабазы. Порфиры и порфириты. Андезиты. Диориты, не затронутые выветриванием. Лабрадориты, перидотиты. Мелкозернистые, затронутые выветриванием граниты, сиениты, габбро. Затронутые выветриванием гранито-гнейсы, пегматиты, кварц- и среднезернистые кристаллические: авгито- гранатовые, авгито-эпидотовые. Эпидозиты. Кварцево-карбонатные и кварцево-баритовые породы. Бурые железняки пористые. Гидромаги- ститовые руды плотные. Кварциты: гематитовые, магнетитовые. Колчедан плотный. Бокситы диаспоровые. |
| IX | 4000-5000 | 22,8-34,2 | 0,75- 1,2 | Базальты, не затронутые выветриванием. Конгломераты изверженных пород на кремнистом цементе. Известняки карстовые. Кремнистые песчаники, известняки. Доломиты кремнистые. Фосфориты пластовые окремненные. Сланцы кремнистые. Кварциты: магнетитовые и гематитовые топкополосчатые, плотные марито- магнетитовые. Роговики амфибол-магнетитовые Альбитофиры и кератофиры. Трахиты. Порфиры |
Продолжение таблицы 2.11
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| IX | 4000-5000 | 22,8-34,2 | 0,75-1,2 | Туфы окремненные, ороговикованные. Затронутые вывериванием: липариты, микрограниты. Крупно- и среднезернистые граниты, гранито- гнейсы, грано-диориты. Сиениты. Габбро- нориты, Пегматиты, Березиты. Скарны мелкокристаллические: авгито-эпидото-гранатовые, датолито-гранато-геденбергитовые. Скарно крупнозернистые гранатовые. Окварцован- ные:амфиболит, колчедан. Кварцево- турмалиновые породы, не затронутые выветриванием. Бурые железняки плотные. Кварцы со значительным количеством колчедана. Бариты плотные. |
| X | 5000-6000 | 34,2-51,2 | 0,5-0,75 | Песчаники кварцевые сливные. Джеспилиты, затронутые выветриванием, фосфорито- кремнистые породы. Кварциты неравномерно- зернистые. Роговики с вкрапленностью сульфидов. Кварцевые: альбитофиры и кератофиры. Липириты. Мелкозернистые: граниты, кранито- гнейсы, гранодиорит. Микрограниты. Пегматиты плотные, сильно кварцевые. Скарны мелкозернистые: гранатовые, датолито-гранатовые. Магнетитовые и мартитовые руды, плотные, с прослойками роговиков. Бурые железняки окремненные. Кварц жильный. Порфириты сильно окварцованные и ороговикованные. |
| XI | 6000-7000 | 51,2- 76-8 | 0,3-0,5 | Альбитофиры тонкозернистые, ороговикованные. Джеспилиты, не затронутые выветриванием. Сланцы яшмовидные, кремнистые. Кварциты. Роговики железистые очень твердые. Кварц плотный. Корундовые породы. Джеспилиты гематито-мартитовые и гематито- магнетитовые. |
| XII | 7000 | 76,8- 115,2 | 0,15- 0,25 | Совершенно не затронутые выветриванием мо- нолитносливные: джеспилиты, кремень. Яшмы, роговики, кварциты, эгириновые и корундовые породы. |
Буримость породы - это величина углубления скважины за единицу времени чистого бурения (механическая скорость бурения). Она оценивается в м/ч, см/мин или мм/мин, Буримость пород устанавливается опытным путем для определенных горных пород и породоразру- шающих инструментов при рациональных режимах бурения. Так как при различных способах бурения механизм разрушения горных пород различен, то и буримость одной и той же породы при различных способах бурения будет также различной.
Буримость характеризуется следующими показателями: механической скоростью бурения, величиной проходки до допустимого износа породоразрушающего инструмента и затрат времени на проходку одного метра скважины. Эти величины зависят не только от свойств пород, но и от вида и конструкции породоразрушающего инструмента и параметров режима бурения.
Критерием отнесения породы к той или иной категории по буримости является углубления скважины за 1 час чистого бурения при определенных условиях (типы и диаметры буровой коронки или долота, глубина скважин и др.). При отклонении от стандартных условий вводятся поправочные коэффициенты.
Определение буримости - необходимое условие правильного выбора способа бурения, породоразрушающего инструмента, нормативов трудовых и материальных затрат.
Современная технологическая практика бурения использует классификации горных пород по буримости различными способами.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 1124.