用凿岩机具在矿岩中钻凿炮眼或炮孔的工序称之为凿岩。目前主要用机械凿岩法，根据钻具动作方式分冲击式、旋转式和旋转冲击式。

　　特点是钻具以冲凿方式破岩，包括冲凿、回转和清渣三个主要过程。用凿岩机钻浅炮眼和小直径深炮孔，用潜孔钻机和钢绳冲击钻机钻大直径深炮孔。1813年英国人特罗蒂克(R.Treuithick)发明蒸汽冲击式钻机。1855年法国人方丹莫罗（Fontainmoreau）取得气动冲击式凿岩机专利。此后凿岩机具不断发展，使冲击凿岩技术发生了根本变化。

　　适于在中硬以上岩石中凿岩,炮眼直径通常为35～65mm,深度一般不超过15m。按动力分气动、液压、电动和内燃四种。目前以气动凿岩机(图1)应用最广,后两者应用很少。液压凿岩机钻速快、动力消耗少、噪声低，正在一些国家推广应用。凿岩机的钻具由钎头、钎杆和钎尾组成。钻浅眼时通常钎尾与钎杆为一整体，钎杆上安活动钎头。钎头、钎杆和钎尾成一整体的钎子已很少应用。钻深孔时,钎尾、钎杆、钎头分开制做，随炮孔加深将钎杆逐根接长。凿岩机装在气腿上、钻架上或凿岩台车上钻眼。

　　十字型、X型钎头:适用具有较大冲击功凿岩机的条件下，钻凿裂缝性岩层和磨蚀性

　　球齿型钎头:在具有较大冲击功凿岩机的条件下，比片状镶块钎头适用性强，凿岩速

　　目前广泛应用锒片状或柱状硬质合金(​http:​\/​​\/​.hudong​\/​wiki​\/​%E7%A1%AC%E8%B4%A8%E5%90%88%E9%87%91\o硬质合金​)的钎头(图2)。钻浅眼多用一字形片状合金钎头,钻深孔或在裂隙发育的岩石中钻浅眼，多用十字形或丁字形钎头。柱状合金钎头适用于大冲击功、低转速的凿岩机，钻直径大于40mm的炮孔。钎杆用以传递冲击能量和转矩，由六角形或圆形中空合金钢(​http:​\/​​\/​.hudong​\/​wiki​\/​%E5%90%88%E9%87%91%E9%92%A2\o合金钢\t_blank​)制成。钎尾直接承受活塞冲击作用，形状与尺寸随凿岩机型号而定。钎尾、钎杆和钎头都需根据使用条件和材质进行热处理，提高使用寿命。

　　凿岩形成的岩粉通过从钎杆中心孔射出的压力水自眼底不断排出眼外。及时清除岩粉,可提高凿岩速度,减少粉尘量，改善环境卫生。

　　凿岩工作对钎头的要求是：形状、结构合理，凿岩速度快，耐磨性强，有足够的机械强度，排粉性能好，使用寿命长，制造和修磨方便及成本低廉。目前所使用的钎头主要有：一字姓钎头、三刃钎头、十字形钎头、球齿形钎头及硬质合金复合片齿钎头其中最后一种适应范围比较广泛，目前是较优秀的钎头。

　　目前，瑞典、日本、美国等国家使用的钎头材料主要是低碳或碳铬钼镍、硅锰铬钼镍合金钢等材料。我国50年代以来一直采用45、55、40号Cr钢，在使用中发现，钎头体耐磨性差，其破坏形势分为刀体部断、涨、裂等，为提高钎头的使用寿命，保证钎头壳体头部的固片刚度、耐磨性和焊缝强度，借鉴国外钎头材质的选择经验，考虑到钎头体的钎焊与热处理的关系，对钎头体的材质进行了改进。目前选用以下钢种：

　　钎刃材质选用高硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、膨胀系数小的硬质合金，我国矿用硬质合金主要有：YG4C/YG6/YG8/YG8C/YG10C/YG11C/YG15/YG105/YJD等。

　　一字型钎头：我国最早、最多使用的凿岩工具，工作部位为一字型硬质合金刀片。实践证明：一字型钎头结构简单，易于加工，成本较低，适用于有韧性的整体岩石的凿岩，因此在凿岩工程中应用比较广泛。

　　1、钎头强度低，径向磨损较快，易卡钎头，经常出现刀体部断裂、崩刃、脱片、碎片、整体变形等损坏形势。

　　2、钎头工作部分为一个带圆弧型的整体刀刃，刃弧半径和片高过大，一旦发生脱片、碎片就会造成早期报废。凿岩过程中，钎头旋转，刀片的两外端起着主要作用，其中部几乎不破岩，且钻出的炮孔易出现易出现三角形形状。

　　4、排粉系统不良，大小端直径相差太小，排粉通道不畅，易堵塞、卡钻，固钻速低、磨损快，钎头易出现倒锥现象。

　　5、钎头重磨周期短，可重磨次数少，刀片没有得到合理的充分利用，相对增加了生产成本，生产效率不高。

　　三刃钎头：一字型钎头基础上发展起来的钎头，与一字型钎头相比，三刃钎头的凿碎点多，工作质量好，硬质合金刀头可得到充分利用，几何形状比较好，径向耐磨性好，钻速快，不易卡钎头，重磨周期长，重磨次数多，寿命长。实践证明，三刃钎头的最佳直径是32~40mm，主要适用于脆性、整体及裂隙性岩石。

　　十字钎头：已成为钎头产品的主要产品之一，其直径为32~48mm。十字钎头的刀片是在三刃的基础上增加了一片，按十字形排列，耐磨性比一字形钎头提高了30%~50%。该钎头几何形状稳定，加工比较简单，固片质量好，钎刃凿碎点多，操作方便，对凿岩的条件适应力强。这种钎头主要适用于有韧性、裂隙及磨蚀性岩石。

　　球齿形钎头：是随着大功率液压凿岩机的迅速发展，为适应提高生产率和减小工人劳动强度的需要而发展起来的。

　　球齿形钎头将硬质合金刀片的形状及它在钎头上的位置分布进行了新的设计。钎头所使用的硬质合金齿型主要有球形、锥球形和圆锥形。球齿形的强度和耐磨性最高，锥球形次之，圆锥形齿最低，但凿岩效率完全相反，因此，要根据不同的凿岩机选择不同齿形的球齿钎头。在工作时，边齿承担着主要的凿岩任务，球头的失效形式是边齿碎裂，所以，一般在中软岩层中选用圆锥齿钎头；在中硬岩层中选用边齿为球齿、中齿为圆锥齿钎头；在硬岩层中选用球齿钎头。

　　根据齿数的不同，球齿形钎头有多种类型，球齿数目与钎头的直径、结构形式和承受冲击功的大小有密切关系。

　　硬质合金复合片钎头：吸取了上述几种钎头的优点而研制设计出的一种较新型的钎头。克服了片状刃和球齿刃的缺陷，即把凿岩能力强的片刃分布在钎头的边缘：

　　凿岩效率高的锥球形球齿分布在钎头的中部，从而集中了三刃、十字和球齿形钎头的凿岩优点。硬质合金复合片钎头同传统的一字形、三刃形、十字形、球齿形钎头相比，具有转速快、寿命长、修磨少、质量稳定、节省合金和钢材、成本低等优点，其主要技术、经济指标都超过了传统的片状和球齿系列钎具。

　　1、开钻凿眼稳定性好，钻孔速度快(平均钻速是一字形的1.4倍左右)，且随着修磨次数的减少，优势更明显。

　　2、钎头的全磨寿命大约是一字形钎头、三刃钎头、十字钎头、球齿形钎头的2~4倍。

　　3、凿眼成本比同直径的一字形钎头或球齿形钎头仅高1/5~1/3，且操作方便。

　　排粉：湿式排粉，利用轴向供水系统，水经过柄体上的给水接头和水道进入水针，水针插入钎子中心内，水经由钎子中心孔进入钻眼的眼底。注水与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间的 间隙流出孔外。

　　钎刃：端面为一字型做成曲率为18㎜的弧型，球齿钎头周边齿向外倾斜30°～35°；

　　钎头材料：除硬质合金片外的钎头部分称为钎头体，合金钢。镶嵌在钎头上的硬质合金为钨钴类合金。炭化钨高硬度、高耐磨性、高抗压强度，钴韧性好。

　　中空钢材是制造凿岩钎杆的主要原材料，其质量优劣直接影响钎杆的使用寿命。80年代以来，随着采掘设备机械化程度的提高，以及凿岩机械向大型化、液压化、高速化发展的趋势，中空钢材制作的钎杆所承受的冲击载荷也在不断增加。但从目前市场上中空钢类型来看，结构尺寸仍然是19～51 mm范围内，而65 mm、76 mm、89 mm圆形大孔径中空钢用量较少。

　　国内生产中空钢的主要工艺有“铸管-热轧”法、“热穿孔-热拔(轧)”法、“热穿孔-冷拔(轧)”法以及“机械钻孔-热轧”法，以“铸管-热轧法”的产量最大。

　　由于中空钢材的市场需求量仅数万吨(约3万t)，故国内企业没有专业化中空钢轧钢机组，采用横列式轧机+短应力线轧机相配合的生产方式，轧制道次、孔型变形量分配都不十分理想，使“热轧”法生产的中空钢芯孔及外观形状难以控制。而“”热穿孔”法是采用生产无缝管的斜纵轧方式得到中空坯后，再进一步加工。在穿孔过程中形成的螺旋线，对中空钢材在高冲击、大扭矩的工作状况下，以高频应力波形式传递能量的细长杆件工具的使用寿命也是不利因素之一。我国中空钢材与国际上先进水平的同类产品相比，仍然存在较大的差距。

　　瑞典Sandvik公司是世界上生产中空钢质量较好的厂商之一。近几年来，其年产量一直在6～8万t，产品除供钻具公司使用外，在国际市场上也大量销售。该厂采用“电炉冶炼—真空脱气处理—连铸—开坯—圆坯表面扒皮—钻孔装芯—进入专业化轧机”的生产模式。现在采用可逆式2辊轧机，3辊轧机中间轧制，7机架平立辊交替短应力线轧机精轧成型。中空钢采用专用孔型系统，合理分配道次，保证变形量均匀。再加上完整的控制系统和在线检测装置，使钢材在整个生产过程中始终处于受控状态，形成了较理想的生产体系。

　　国外生产厂家对中空钢生产工艺过程及钢材构造性能的研究十分重视，并在加强产品质量方面采取了一系列措施：

　　在冶炼工艺中精确控制化学成分，减少或不含有害元素，使钢的性能稳定和合金用量经济合理；

　　二次精炼(喷粉、钢包精炼、真空脱气处理等)，以减少钢中气体及夹杂物含量，提高钢的纯净度；

　　采用高速深孔钻削设备加工钢坯芯孔，使钢坯钻孔速度达到120 mm/min以上。提高钻孔内表面加工光洁度，改善中空钢内壁质量；

　　采用激光在线检测、控轧控冷，使钢材几何尺寸、机械性能和组织结构达到规模要求。

　　凿岩机械在岩石中钻凿炮孔时，可分为3种凿岩形式。即：回转凿岩、冲击式凿岩和冲击-回转式凿岩。每种凿岩方式都有相应的凿岩机械及工具。国内所说的“凿岩钎具”是指冲击回转式凿岩中所采用的凿岩工具。

　　凿岩钎具按照钻凿炮孔的直径和炮孔深度，可分为小孔径(D≤51 mm)、中孔径(51 mm＜D≤76 mm)和大孔径(D＞76 mm);以及浅孔(≤6 m)、中深孔(6 m～15 m)和深孔(＞15 m)等若干种凿岩方式，每种方式都要配用不同的凿岩机械和凿岩钎具。

　　一种常用于小孔径浅孔凿岩的钎具产品。通常采用19 mm、22 mm、25 mm六角中空钢制造。每支整体钎都有特定的长度和钎头直径，在钻凿不同深度的炮孔时，需要若干支不同钎头直径、不同长度杆体的钎杆组成的钎具组进行凿岩。在欧洲、澳大利亚、南非及南美等国的露天石场二次爆破、巷道回采时的凿岩中多采用整体钎。

　　我国的矿山及工程项目中使用整体钎较少。大部分钎具厂生产的整体钎用于出口，钎头形状主要为一字形；有时也生产一部分十字形或球齿形钎头整体钎，但数量很少。

　　整体钎具有钻速快，使用中传递能量效果好，钎头直径下限不受限制等特点，但关键在于钎杆和钎头寿命相互匹配，即：当钎头直径磨损到极限直径时，钎杆也要达到使用寿命极限。此外，整体钎的价格比较高，国内的一些钎具厂虽具备生产这种钎具的条件，但要在国内市场上大量推广使用，尚需作出更多的努力。

　　这种产品是目前国内产量最大的钎具产品之一，也是国内地下矿山和施工项目中大量使用的凿岩钎具。

　　与整体钎相比，锥体连接钎杆的锥体连接处存在着能量损耗。据资料介绍，冲击应力波在杆体中一次往返后的能量损耗，锥形钎比整体钎高5%左右。同时，钎杆的锥体连接部位是钎具组中的薄弱环节，如果加工或使用不当都会增加钎具的破坏性。

　　但是，一支锥体连接钎杆可配用多个钎头，钻凿不同孔径的炮孔；钎头磨损后钎杆不致报废，维修简单，价格较低；每米进尺钎具消耗费用少等。据统计，我国钎具行业现每年生产的锥体连接钎杆达600万m左右(3.03 kg/m-B22)。

　　我国锥体连接钎杆生产按现行的GB/T6481-94标准执行，产品种类以B22 mm六角钎杆为主。贵阳特殊钢有限责任公司生产的锥体连接钎杆占全国锥体连接钎杆总产量的60%～65%。

　　国内生产企业和科研单位从70年代开始，就对锥体连接钎杆进行了一系列的研究。在材质、锻钎技术、设备、热处理及工作载荷机理、破损分析等方面都取得了很大进展，90年代，这种凿岩钎具的市场需求已基本饱和。

　　螺纹钎杆包括接杆钎杆、轻型接杆钎杆、钻车钎杆和MF钎杆等。这类钎杆的特点是通过杆体上的螺纹将钎尾、钎杆、套管、钎头连接成一个凿岩钎具组。钎具组对连接螺纹的基本要求是：连接紧密、能量传递效果好、耐磨性强及拆卸方便等。目前常用的螺纹形式有波形螺纹和梯形螺纹两种。而复合螺纹很少采用。

　　国外钎具厂多数生产螺纹连接杆：B25 mm、B28 mm、B32 mm、B38 mm、B45 mm六角形钎杆和D32 mm、D38 mm、D45 mm、D51 mm圆形钎杆。采用的中空钢材大部分为Ni-Cr-Mo系合金钢。制钎工艺、机加工设备、热处理设备都比较先进，使用寿命也比较理想。据介绍，欧洲几家钎具厂生产的R32-H32-R38,长度5 525 mm的六角钎杆，配用凿岩钻车使用，在斯堪的纳维亚地区花岗岩的凿岩寿命均达到1 200～1 500 m。

　　70年代中期，我国使用螺纹钎杆种类最多的是R32 mm×1 200 mm井下采矿台车(钻架)用接杆钎杆。80年代，随着进口液压凿岩台车数量的增加，螺纹连接钎杆(主要是钻车用钎杆)的需求,量逐年增长。从90年代初开始，我国螺纹连接钎杆的产量开始有所增加，市场占有率也曾一度上升(螺纹连接钎杆在液压凿岩机下工作冲击功率高达15～18 kW，冲击频率3 600～6 000次/min，轴向推力12.5 kN)。

　　钎尾的作用是直接承受冲击力和扭力，承受和传递能量的部位，所以端面要平整光滑，硬度要适当，还须有较好的韧性。钎尾规格和淬火硬度对凿岩速度有很大的影响。

　　目前广泛应用锒片状或柱状硬质合金 (​http:​\/​​\/​.hudong​\/​wiki​\/​%E7%A1%AC%E8%B4%A8%E5%90%88%E9%87%91 \o 硬质合金 \t _blank​)的钎头。钻浅眼多用一字形片状合金钎头,钻深孔或在裂隙发育的岩石中钻浅眼，多用十字形或丁字形钎头。柱状合金钎头适用于大冲击功、低转速的凿岩机，钻直径大于40mm的炮孔。钎杆用以传递冲击能量和转矩，由六角形或圆形中空合金钢 (​http:​\/​​\/​.hudong​\/​wiki​\/​%E5%90%88%E9%87%91%E9%92%A2 \o 合金钢 \t _blank​)制成。钎尾直接承受活塞冲击作用，形状与尺寸随凿岩机型号而定。钎尾、钎杆和钎头都需根据使用条件和材质进行热处理，提高使用寿命。

　　凿岩形成的岩粉通过从钎杆中心孔射出的压力水自眼底不断排出眼外。及时清除岩粉,可提高凿岩速度,减少粉尘量，改善环境卫生。

　　特点是冲击器随钻头潜入孔底凿岩。优点是无钻杆传递冲击功的能量损失，炮孔深度对钻孔速度的影响小，凿岩噪声低。在中硬以上矿岩中，钻凿直径为 80～250mm的深孔时是经济有效的设备。在井下深孔崩矿和中小型非煤露天矿中应用较广。潜孔钻机的钻孔机构包括冲击器、钻头和钻杆。冲击器产生冲击作用，钻头直接安在冲击器上，钻杆将冲击器送入孔内并由孔外的回转机构带动其旋转。从钻杆射出的压气或高压水将岩粉排出孔外。钻孔时随炮孔加深将钻杆接长。潜孔钻机常用柱状合金钻头。目前潜孔钻机有采用高风压、大冲击功和低冲击频率冲击器的趋向。

　　DX系列冲击器是根据中国矿山及工程凿岩的实际情况，专为矿山及工程施工中的低风压钻机设计，吸改国际先进的技术设计制造的产品。

　　HD系列高风压冲击器是一种冲击凿岩工具，但他与其它凿岩工具不同的是，凿岩过程中它始终留在孔的底部，活塞直接冲击钻头。

　　压缩气体经过钻杆进入冲击器，而后从钻头排出，排出的废气被用来排碴。冲击器的回转运动由回转头提供，轴推力由推进器提供，通过钎杆传递到冲击器上。

　　潜孔冲击器是这样组成的：活塞、内缸、配气座、逆止阀和钻头附件等安装在细长的外缸内，外缸的上端装有带扳手口和联接螺纹的上接头，下端装有螺纹连接的卡钎套。卡钎套主要用于向钻头传递推进力和回转运动。卡环控制钻头的轴向运动，而逆止阀是当停止供应压气时，用来防止岩碴等杂物进入冲击器。钻进过程中，钻头被推进冲击器，并压在卡钎套上，此时活塞直接冲击钻头进行凿岩。当钻头提离孔底时，开始强吹。

　　达到破记录的空孔速度，鼎信矿冶中高压潜孔冲击器能将高风转化为前所未有的高穿孔速度。它可在0.56-2.46Mpa的风压状态下作业。

　　提高了部件寿命，鼎信矿冶中高压潜孔冲击器的设计原则是；努力延长使用寿命和减少维修工作量。例如，经硬化外理的耐磨外套管可以调头使用，因此可延长更换期。

　　可用时间最长，由于所用部件少，结构简单，加上使用耐磨损的部件，故可延长冲击器的工作时间。

　　每英尺钻孔成本降到了最低限度，穿孔速度的提高使单位燃油的进尺大增。由于部件结构简单和使用寿命长，所以维修费用降到了最低限度。在结构设计上采用现代理论，使应力波持续时间长，应力振幅较低，活塞寿命长。

　　潜孔冲击器钻孔直径范围一般在65毫米－200毫米，特殊的可以达到1500毫米。