凿岩工具是矿山开采、能源建设、基础工程、交通道路建设等施工领域不可或缺的工具产品。由于凿岩工具是与凿岩机械配套的工具产品，因此种类繁多、规格型号齐全，使用方法也各有不同。根据岩土钻掘工程所用钻机类型，配套钻机包括顶锤凿岩工具、潜孔钻具、矿用岩芯钻具、反冲凿岩工具、机械切削凿岩工具以及地质勘探凿岩工具。

凿岩钻头作为凿岩工具的关键部件，在凿岩过程中起着至关重要的作用。常见的凿岩钻头有潜孔钻头、锥形钻头、螺纹球齿钻头、球齿钻头等。之前我们介绍了什么是球齿钻头，今天，我将为大家介绍一下潜孔钻头。

什么是DTH钻头？

潜孔钻头是一种通过连接冲击器和凿岩钻头花键来引导和传递冲击力的旋转的钻进工具，凿岩钻头和潜孔钻头冲击器一起潜入孔内破碎岩石。潜孔钻头包括高、中、低压潜孔钻头。主要用于大型露天矿山、地下矿石开采、锚固工程、采石、建筑工程以及大型工程建设。

了解了潜孔钻头的基本定义之后，它的内部结构是如何支撑这些功能的呢？我们先从主要结构来分析一下。

钻头的主要结构

DTH钻头包括硬质合金钻头按钮、排气孔、头部、花键和冲击端面。

硬质合金按钮：   硬质合金球齿    ar锤子的高频应力波，将其直接传输到岩石上以切割岩石。

排气孔：钻孔过程中潜孔钻头和硬质合金球齿的磨损取决于裙体/硬质合金材料特性以及孔底岩屑尺寸/流速。

头部： DTH 钻头冠形状（两翼、三翼、四翼）多种多样，可根据现场条件、孔深和直径进行选择。

花键： DTH 钻头通过冲击和旋转来破碎岩石，钻杆通过钻头末端的花键提供扭矩。

冲击端面：   硬质合金球齿   DTH钻头的排列取决于端面形状，直接影响能量传递效率和钻头强度。

结构设计中的关键参数，如潜孔钻头端面的设计，直接决定了凿岩钻头的分类和适用场景。

DTH钻头端面的设计

凸面：适用于坚硬、高磨蚀性岩层。潜孔钻头的钢制主体不易磨损。其钻孔速度快，但炮孔偏差控制较困难。

凹面：适用于各种岩层，在中硬、岩性均匀的岩层中效果最佳。炮孔偏差小，排渣性能好。

平面：适合在高气压下钻探极其坚硬和高磨蚀性的岩层。

双面齿形：适用于高气压条件下钻进极硬岩层，钻进速度快，潜孔钻头体磨损相对较小。

中沉式：适用于中低气压条件下钻进松软、破碎岩层。此时可实现较高的凿岩速度和较低的爆破孔偏差率。

除了根据钻头端面设计进行分类外，还有哪些其他分类方法？我们一起来看看。

DTH钻头的分类

根据与潜孔冲击器配套的规格型号不同，即凿岩钻头的柄端不同，潜孔钻头可分为高压潜孔钻头、中压潜孔钻头、低压潜孔钻头三种。

高压潜孔钻头

高压潜孔钻头一般与高压潜孔冲击器配套使用，该类钻头的齿数为8~16个，不同系列的尾长虽然不尽相同，但一般都在260mm以上。

中压潜孔钻头

中压潜孔钻头一般与中压潜孔冲击器配套使用。该类型钻头的齿数比较均匀，均为6个，尾长变化不大，从163mm到165mm不等。由于其配套的潜孔冲击器外径一般不超过4英寸，因此其配套的潜孔钻头均为小规格凿岩钻头。

低压潜孔钻头

低压潜孔钻头一般与低压潜孔冲击器配套使用。该系列凿岩钻头的齿条数量较少，一般为4~6条。

可见，不同压力的潜孔钻头主要区别在于齿条数量和尾部长度，一般压力越高，齿条数量越多，尾部长度越长。

接下来我们来了解一下DTH钻头的工作原理，以及钻头合金的形状和用途。

DTH钻头的工作原理

潜孔钻头工作时，调压机构推进，不断推动钻具，使钻头与孔底岩石保持接触。旋转机构使钻具不断旋转。同时，在气压作用下，安装在钻杆前端的冲击活塞不断冲击钻头，钻头冲击后获得能量，潜入孔底，产生挤压岩石的冲击力。凿岩钻具的旋转使钻头避免反复冲击相同的钻进轨迹，并产生刮削孔底岩石的剪切力。在冲击活塞的冲击力和旋转机构的剪切力作用下，岩石不断被压碎、剪断。气压经气接头进入，经空心钻杆到达孔底，将切渣从钻杆与孔壁之间的环形空间吹向孔外，从而形成爆破孔。

高效的工作原理依赖于优质的材料支撑。那么，如何根据岩层硬度和钻孔强度选择合适的材料呢？我来简单介绍一下。

DTH钻头材质的选择

潜孔钻头材料选择时，应选择表面硬度较高，以增强耐磨性；芯部韧性较好，以增强抗冲击性。为避免脆性断裂和疲劳断裂，材料应具有良好的断裂韧性、疲劳强度和断裂强度。

淬透性高，有利于提高表面屈服强度和孔对硬质合金齿的紧固力，同时提高心部的屈服强度和韧性。

能抵抗地下岩层中遇到气体、液体时的腐蚀。

在高温下，材料硬度稳定，不易软化。

具有优良的工艺性能，如良好的可锻性等。    

冶金质量高，组织均匀性好，杂质少，特别是磷含量低，碳化物均匀。

综上所述，潜孔钻头材料的选择应具有较高的动载强度和优异的耐磨性。其结构应有利于加压空气的 引入孔底，冷却钻头并清除岩渣。形状简单，易于制造。钻头重量与活塞重量之比应接近1，以提高冲击能量的传递效率。

从潜孔钻头的结构设计到工作原理、材质选择，都赋予了它独特的优势。其核心优势概括如下。

DTH钻头的核心优势

DTH钻头采用优质原材料，并采用先进的热处理工艺，具有优异的硬度和耐磨性，并通过严格的质量控制，确保钻孔作业高效顺畅，显著提高施工效率。

针对不同岩层，采用凹、平、凸三种DTH钻头端面设计，适应多样复杂的地质环境。无论坚硬岩层还是松软土层，都能实现高效的凿岩，为工程建设提供全方位的支持。

采用优良的合金镶嵌工艺，防止潜孔钻头在正常使用过程中硬质合金球齿脱落，同时选用合适尺寸的优质硬质合金，确保潜孔钻头合金使用寿命的稳定性。

这些优势在实际项目中是如何体现的？不同行业如何根据自身需求选择合适的凿岩钻头类型？接下来，我们将介绍其应用场景。

DTH钻头的应用

采石

潜孔钻头是采石场常用的钻具。对于个体采石场来说，成本是关键考虑因素。由于低压潜孔钻头价格相对较低，个体采石场一般选择使用，能够满足小型个体采石场、开采强度较低的作业需求。而对于建筑采石场，由于项目规模较大，经济效益相对较高，对石材产量和质量要求较高，因此通常使用中高压潜孔钻头。

矿业

在采矿业中，采用台阶采矿法时，高压潜孔钻头发挥着重要作用。台阶采矿法通常涉及开采更深的矿层，需要钻进能力强的潜孔钻头来满足深孔凿岩的要求。高压潜孔钻头与高压潜孔冲击器配合使用，可以产生更大的冲击力，使潜孔钻头能够在坚硬的矿石中高效钻进。在地下采矿中，面对复杂的地质条件和狭窄的作业空间，高压潜孔钻头的精准钻孔能力可以有效减少对周围岩层的扰动，保障采矿作业的安全。

隧道

潜孔钻头直径大、钻孔深度深，非常适合隧道施工中的深孔凿岩作业。潜孔钻头可一次性完成深孔凿岩，减少钻孔次数，降低施工人员的劳动强度。同时，深孔凿岩可以更精确地控制岩石破碎范围，减少对围岩的破坏，提高隧道的稳定性。     隧道的  你的圆形岩石。

水电项目

水电工程对钻孔效率和精度要求较高，常选用中高压潜孔钻头。中高压潜孔钻头能够更好地控制钻孔深度和精度，确保加固设施的安装质量。在水电站引水隧洞施工中，中高压潜孔钻头还可对隧洞周边岩体进行预裂爆破。通过精准的钻孔爆破，可以减少对围岩的扰动，确保隧洞的成洞质量和稳定性。

结论

在实际凿岩工程中，不同的应用场景对潜孔钻头的要求也有所不同。想要获得最佳效果，前提是选择合适的潜孔钻头。由于潜孔钻头通常与潜孔冲击器配合使用进行岩石钻进，企业可以根据岩石状况（硬度、磨损程度）和钻头类型（高风压、低风压）选择合适的潜孔钻头。不同的硬质合金钻齿和钻齿分布方式适用于不同的岩石钻进。总之，当钻头的各方面都符合工况要求时，才能提高钻进速度和钻头的使用寿命。