Класификация горных пород
На основании фактических данных, полученных при вдавливании штампа в образцы многочисленных горных пород, оказалось возможным дать несколько классификационных шкал по отдельным показателям механических свойств.
Все породы по твердости по штампу разделены на три группы: мягкие, средние, твердые. Каждая группа в свою очередь разделена на четыре категории, т.е. всего принято двенадцать категорий твердости (табл.2.)
Таблица 2. Классификация горных пород по твердости по штампу
Группа |
Категория |
Твердость по штампу Рш МРа |
І
ІІ
ІІІ |
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12 |
<100 100-250 250-500 500-1000
1000-1500 1500-2000 2000-3000 3000-4000
4000-5000 5000-6000 6000-7000 >7000
|
К І группе (1-4 категории) преимущественно относятся породы высокопластичные и сильнопористые. Из пород, встречаемых при бурении нефтяных и газовых скважин, сюда относятся глины, аргиллиты и наиболее пористые разновидности алевролитов, песчаников и известняков, имеющие твердость по штампу до 1000 МПа.
Ко ІІ группе (5-8 категории) по твердости относятся в основном породы из класса пластично- хрупких, в частности, алевролиты, известняки, ангидриты, доломиты и песчаники, имеющие твердость по штампу 1000-4000 МПа.
К III группе (9-12 категория) по твердости относятся породы пре имущественно из класса хрупких. Это в основном изверженные и метаморфические породы. Из класса пород, встречаемых при бурении нефтяных и газовых скважин, в эту группу входят кремни, кварциты, а также окремнелые разновидности известняков и доломитов, имеющие твердость свыше 4000 МПа.
По модулю Юнга все горные породы разделены на восемь категорий:
Категория ……. 1 2 3 4
Е 10-2, МПа……. < 25 25-50 50-100 100-250
Категория ……….. 5 6 7 8
Е 10-2, МПа……250-500 500-750 750-1000 >1000
По величине коэффициента пластичности все горные породы разделены на шесть категорий:
Категория …….. 1 2 3 4 5 6
………………...1
1-2 2-3 3-4 4-6 6-
К первой категории относятся хрупкие горные породы, со второй по пятую- пластично- хрупкие, а к шестой – высокопластичные и сильнопористые.
Средние значения основных механических свойств некоторых горных пород приведены в табл. 4.
Таблица 4
Основные свойства пород
Горные породы |
Твердость Рш, МПа |
Предел текучести σт, МПа |
Модуль упругости Е·10-4, МПа |
Коэффициент пластичности Кпл |
Удельная контактная работа Аs 105, Дж/м2 |
Аргиллиты и сланцы глинистые |
480 |
280 |
0,7 |
2,3 |
0,2 |
Мрамор |
1120 |
680 |
3,5 |
2,6 |
1,3 |
Гранит |
3350 |
2600 |
4,5 |
1,6 |
2 |
Сиенит |
5700 |
4800 |
8,5 |
2,2 |
14,5 |
Роговик |
8000 |
5800 |
10 |
2,5 |
8,5 |
Лекция 13