Технология и техника бурения в 2 частях Часть Горные породы

TL, T
cLc, TsLs ).
Точки, находящиеся на прямой СВ, соответствуют минималь-
ному углублению за один оборот. Наклон линии СВ в 3 раза мень-
ше, чем наклон рабочей кривой СА. Если увеличение удельной осе-
вой нагрузки не повышает величину проходки за один оборот, то 
процесс бурения идет при неудовлетворительной очистке забоя, и 
точки на диаграмме располагаются ниже линии СВ.
В горнодобывающей промышленности много шкал буримо-
сти, основывающихся на технологических производственных по-
казателях. Все они, как правило, имеют ведомственный характер и 
предназначены, главным образом, для ударного (перфораторного) 
бурения. Наибольший интерес представляют классификации, ко-
торые базируются на механических свойствах пород.

---

2. Физико-механические и технологические свойства горных пород 
111
В горной промышленности широко распространена классифи-
кация пород по крепости М.М. Протодъяконова (старшего). Коэф-
фициент крепости он определяет по формуле
f =
V
сж
,
(2.37)
100
где 
V
сж 
— предел прочности породы на одноосное сжатие; 100 — еди-
ница крепости породы, т.е. порода, для которой 
V
сж
= 100 кГ/см
2
, 
имеет f = 1.
Шкала Протодъяконова имеет 10 категорий крепости с коэф-
фициентами от 0,3–0,5 (песок и грунт) до 20 (плотные кварциты и 
базальты).
Между коэффициентами крепости по М.М. Протодъяконову и 
сопротивлением горных пород разрушению в различных техноло-
гических процессах хотя и имеется некоторая корреляция, все же 
эта классификация не подходит для условий разрушения горных 
пород при бурении.
В процессе бурения в одних случаях основным, а в других —
определяющим видом деформации является вдавливание, тогда 
как классификация Протодъяконова построена на сопротивлении 
пород одноосному сжатию, т.е. на деформации, в меньшей степени 
характеризующей процесс разрушения пород буровыми долотами.
Кроме того, классификация по какой-либо одной механической 
характеристике не может дать полного представления о поведении 
горных пород при разрушении в различных технологических про-
цессах. 
В настоящее время в практике бурения существует деление по-
род на мягкие, средние, твердые, крепкие и очень крепкие. Одна-
ко такое деление является весьма условным и не отражает факти-
ческой буримости горных пород. Не случайно поэтому в каждом 
районе проведения буровых работ есть крепкие и очень крепкие 
породы. Если же сравнить (при прочих равных условиях) механи-
ческие свойства крепких пород, разбуриваемых в одном районе, с 
породами под таким же названием в другом районе, то можно легко 
убедиться в необоснованности такого деления. Кроме того, величи-
ны крепости пород в таких случаях не совпадают с коэффициента-
ми по М.М. Протодъяконову.
Согласно современным научным представлениям любое твер-
дое тело, в том числе и горная порода, обладают не крепостью, а 

---

112 
I. Основные физико-механические свойства горных пород
прочностью, соответствующей определенному виду деформации 
(напряженного состояния). В частности, твердость породы — это 
не что иное, как прочность на вдавливание.
В основу классификации горных пород применительно к про-
цессам разрушения при бурении Л.А. Шрейнер положил следую-
щие принципиальные предпосылки.
При бурении, как и при всяком другом технологическом про-
цессе, на разрушение единицы объема горной породы затрачива-
ется определенное количество энергии, которая, в свою очередь, 
определяется не одной какой-либо механической характеристикой, 
а совокупностью всех механических свойств горных пород.
Об энергоемкости разрушения горной породы можно судить, 
если известны основные механические характеристики: твердость 
(прочность на вдавливание), упругость и пластичность. Зная их, 
можно определить с достаточной для практических целей точно-
стью общую работу А
общ
, затрачиваемую до разрушения.