Горные породы состоят из минеральных частиц, связанных между
собой силами молекулярного взаимодействия или цементирующим
материалом.
По степени связанности горные породы делят на:
- скальные породы - отличаются большой силой сцепления между частицами. К ним относятся кристаллические породы (гранит, кварцит, мрамор и др.) и обломочные сцементированные породы (конгломераты, песчаники и др.). В свою очередь, скальные породы делят на хрупкие; хрупкопластичные; пластичные (на разрушение этих пород затрачивается больше работы, чем на разрушение хрупких).Скальные породы могут быть монолитные (стенки скважины устойчивы) и трещиноватые (стенки скважины неустойчивы);
- связные породы - характеризуются изменяющимися силами сцепления между частицами в зависимости от их влажности (глинистые породы, мел и др.). Разбуриваются эти породы сравнительно легко. Стенки скважины устойчивы, за исключением отдельных глин, которые, впитывая воду, увеличиваются в объеме и вызывают сужение ствола скважины;
- рыхлые (сыпучие) породы - это скопление частиц различной формы и размеров (пески, гравий и др.), силы сцепления между которыми практически отсутствуют. Стенки скважины неустойчивы, склонны к обвалам и требуют обязательного крепления;
- плывучие породы - состоят из частиц очень малых размеров (илы) и насыщены водой. Они требуют обязательного закрепления стенок скважины.
Эффективность бурения зависит от следующих свойств горных пород:
- механической прочности (способность горной породы сопротивляться внешней нагрузке);
- пористости (наличие в породе пространства, не заполненного твердым веществом). Эту пористость называют абсолютной или физической. Различают также эффективную пористость, определяемую наличием пор, сообщающихся между собой;
- твердости (способность горной породы сопротивляться проникновению в нее другого более жесткого твердого тела, не получающего остаточных деформаций);
- абразивности (способность горной породы изнашивать в процессе трения разрушающий ее инструмент).
По устойчивости горные породы делят на:
- устойчивые (изверженные, метаморфические и плотные осадочные породы). Они
не размываются промывочной жидкостью, не требуют
крепления стенок скважины; - слабоустойчивые (породы с недостаточно прочной связью между зернами, а также трещиноватые, раздробленные);
- с изменяющейся устойчивостью (породы, в которых связь между частицами изменяется при воздействии на них воды), например, глинистые породы, каменная соль и др.;
- неустойчивые породы, не имеющие связи между зернами (песок, гравий и др.).
Не все физические свойства пород необходимо учитывать при
выборе технологических процессов горных и буровых работ. Для успешной горной
разведки необходимо знать методы определения горнотехнологических свойств пород. Знание
горнотехнологических свойств пород также необходимо и при разработке разведанных
месторождений. Таким образом, при разведке месторождений горнотехнологические
свойства пород определяются не только для решения проблем, связанных с
проведением разведочных выработок и бурения, но и используются при последующей
эксплуатации месторождений, например, при проектировании горных
предприятий.