Твердость и крепость горных пород.

Твердость – несмотря на многочисленные исследования, достаточно неопределенное понятие и характеризует сопротивление породы режущему инструменту.

Твердость определяют путем выполнения различных операций на разных приборах и по разным методикам. Поэтому при характеристике твердости указывают метод (твердость по Шору) [кгс/мм²]. На практике понятие твердости применяют, например, для определения предельных нагрузок на долото при бурении.

Установлено, что с увеличением всестороннего давления (до 1000 атм) твердость горных пород увеличивается в 2-2,5 раза. Следовательно, по мере увеличения глубины залегания при прочих равных условиях твердость, также как и прочность, плотность, предел текучести, увеличивается.

Кроме того, твердость горных пород зависит от:

1) пористости (с увеличением пористости уменьшается),

2) сцементированности породы (с увеличением карбонатности – увеличивается),

3) водонасыщенности (с увеличением в породе содержания воды уменьшается).

Крепость – в отличие от твердости, характеризует разрушение породы по отношению к конкретному виду воздействия, а именно:

1) внедрение долота;

2) скалывание;

3) резание;

4) дробление и т. д.

Все горные породы делятся по крепостям на 5 групп:

1) весьма крепкие,

2) крепкие,

3) ломкие,

4) мягкие,

5) рыхлые и сыпучие.

Численно крепость характеризуют коэффициентом крепости:

f= [ ],

где A – работа разрушения горной породы, V – объем разрушения.

В Башкирии, например, коэффициент крепости лежит в пределах:

0,2<f<15 .

Наиболее крепкие породы – известняки и доломиты, наиболее слабые – песчаники.