入巖作業(yè)中鉆頭必須得到重點(diǎn)關(guān)注

在巖石的力學(xué)性能中，抗壓能力最強，抗拉伸、剪切、彎曲能力差得多，而地下鉆孔作業(yè)機具受作業(yè)空間限制很難直接對巖石進(jìn)行直接的拉伸、剪切、彎曲。這就需要通過(guò)鉆頭將設備提供的壓力和扭矩轉化為對巖石的拉伸、剪切、彎曲。要使鉆頭有效鉆進(jìn)巖層，應從以下5個(gè)方面解決問(wèn)題。

1、鉆頭結構與布齒：鉆頭結構與布齒決定能鉆出什么形狀的自由面、自由面的大小、自由面多少。從下圖四、圖五、圖六可以看出，鉆頭前期鉆進(jìn)為后期鉆進(jìn)提供了自由面。

先期鉆進(jìn)的鉆頭為下一個(gè)鉆進(jìn)的鉆頭制造了巖體破碎的自由面。巖體受力后，無(wú)拘束的自由面為小巖塊運行提供了空間，從圖四看刀具上的壓力已被轉化成剪切力、拉伸力或彎矩，巖體在這些力的作用下從大巖體上剝離。兩種以上的鉆頭交替作業(yè)能互相提供自由面。使鉆進(jìn)效率大大提高，從而提高了破巖能力，降低了對主機過(guò)大的功率需求。對入巖而言，不同的巖層性質(zhì)要有針對性地配用鉆頭，鉆頭的結構、鉆頭上刀具的形狀（截齒、斗齒等）和布置（疏密、空間角度）要根據巖體強度、節理的發(fā)育程度、節理的傾斜角、孔隙比、結構間距、巖體抗剪強度的內聚力和摩擦角等巖石性質(zhì)針對性設置，萬(wàn)能作業(yè)鉆頭是不存在的。

2、巖屑的運動(dòng)：巖屑對鉆頭在孔內鉆進(jìn)有阻礙作用，巖屑的阻力小，設備能力用于做有效功。用螺旋鉆頭、嵌巖筒鉆、撈渣斗等鉆頭配合鉆孔中，一般運用螺旋輸送原理輸送和引導渣屑運動(dòng)和排出。渣屑流動(dòng)順暢的鉆頭鉆進(jìn)較省力。

3、齒的失效形式：齒是直接作用于巖石的刀具，在使用中主要失效形式大致有四種：

其一，摩擦熱過(guò)大，齒與巖層接觸面逐層軟化（甚至熔化）被巖石擠壓、摩擦發(fā)生流動(dòng)；

其二，耐磨性差；其三，一個(gè)鉆頭上同時(shí)作業(yè)的鉆齒少而超負荷作業(yè)；

其四，沖擊載荷過(guò)大斷齒。其它還有硬質(zhì)合金過(guò)軟、硬質(zhì)合金與胎體焊接不合格等。過(guò)熱軟化而失效的截齒屬于胎體材料熱強性差；胎體上出現大的犁溝，說(shuō)明胎體硬度遠低于磨料硬度；硬質(zhì)合金出現可見(jiàn)的犁溝，為硬質(zhì)合金太軟；硬質(zhì)合金脫落原因為釬焊質(zhì)量差；少數齒超負荷作業(yè)為鉆頭布齒不規矩。目前，齒失效最大原因是齒質(zhì)量太差，首先是專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家生產(chǎn)的截齒在市場(chǎng)上占有率低，非專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家基本不了解什么性能的齒能滿(mǎn)足使用要求；其次，用戶(hù)買(mǎi)齒時(shí)圖便宜，不考慮性?xún)r(jià)比。

4、幾種鉆頭的配合使用：幾種鉆頭的配合使用的目的在于交互提供利于巖石破碎的自由面，將巖石破碎后，再把破碎了的巖石取出。這就涉及二個(gè)問(wèn)題，

第一，鉆頭的結構交互提供利于巖石破碎的自由面的可能性；

第二，每種鉆具鉆進(jìn)深度的掌握。用旋挖鉆頭入巖最常用的鉆頭配合模式有適合硬巖（15≤Ra≤200MPa）的模式：錐螺旋鉆頭＋嵌巖筒鉆＋硬巖撈砂斗＋其它工具（如大塊石打撈鉆頭）和適合軟巖（5≤Ra≤20MPa）的模式：平頭螺旋鉆頭＋硬巖撈砂斗。還有旋挖鉆機配反循環(huán)工法和旋挖鉆機配大口徑氣動(dòng)潛孔錘工法等，但這二種工法均不能體現旋挖鉆機的優(yōu)勢，在此不多說(shuō)明。

5、如何撈取大塊巖石：用鉆桿帶鉆頭直接撈取孔內脫落的大塊石是旋挖工法中撈取大塊巖石的最有效辦法。操作者要會(huì )感知大塊巖石已經(jīng)從巖體上脫落，大塊巖石從巖體上脫落后還要根據巖石的特性判斷是破碎后撈渣還是整體打撈?，F在市場(chǎng)上缺少從孔內整體打撈大塊巖石工具。但必須解決在深孔撈取大塊巖石問(wèn)題，大塊巖石不能撈出鉆進(jìn)就無(wú)法繼續進(jìn)行。