【文章內(nèi)容簡介】 以及鉆頭噴嘴吹向孔底帶走巖屑。 ? 鉆頭上的沖擊力使得鉆頭旋轉(zhuǎn)破巖的效率大大提高。這種輪流的沖擊，使得空氣錘能夠以較低的鉆壓鉆進(jìn)。 第二節(jié) 液動(dòng)和氣動(dòng)沖擊器 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 0、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭的特點(diǎn) ? 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭剛體承受沖擊荷載、軸向靜載和扭矩，剛體材料強(qiáng)度要高于普通鉆頭 ——40Cr、 45CrNi合金鋼； ? 取心沖擊鉆頭壁厚較普通取心鉆頭厚，一般壁厚 10~20mm，鉆頭體長度較長 (140mm)；而氣動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆頭壁厚更大或多采用全面鉆進(jìn)型式； ? 鉆頭體的外形多呈多邊形，以增大通水、通氣面積； ? 為使鉆頭切削具承受大沖載，多采用 YGl5或粗粒 YG11C硬質(zhì)合金切削具，多采用圓柱狀、八角狀和球齒形狀。 ? 切削具的出刃形式多為平底形，且出刃量較大。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 一 、液動(dòng) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 （ 1）普通大八角硬合金鉆頭 ? 可帶肋骨或不帶肋骨。肋骨厚 3mm以增大通水面積，內(nèi)、外出刃 3mm，底出刃 5mm，刃尖角90186。~100186。， ? 適于鉆進(jìn) 5～ 8級中硬巖石。 （ 2）長片狀肋骨式硬合金鉆頭 ? 鉆頭內(nèi)肋骨與鋼體成一體。外肋骨厚 4mm，外出刃 ，內(nèi)出刃 1mm，底出刃 5mm，沖擊刃角 110186。 ? 適用于低頻大沖擊功液鉆進(jìn)中硬巖石。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 （ 3）異形硬合金鉆頭 ? 利用異形截面鉆頭體增大液流斷面，減少流阻背壓和巖心堵塞。 ? 鑲焊 6粒硬質(zhì)合金，內(nèi)、外出刃各 1mm，底出刃 ~3mm，合金刃尖角 90186。~100186。， ? 適于在 5~7級中硬巖石中使用。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 2. 金剛石鉆頭 ? 液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)金剛石鉆頭主要是孕鑲?cè)⌒你@頭，常用在堅(jiān)硬“打滑 ”地層常用高頻低沖擊功的液動(dòng)沖擊器。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1) (2) (3) 因金剛石單晶抗沖擊韌性與粒度成反比，故粒度不要太大，可選 70~80目金剛石，金剛石濃度 75% (4) 要有足夠的胎體強(qiáng)度和硬度，避免沖擊破裂，一般選中硬 硬胎體，唇面形狀以平底形、圓弧形和同心圓尖齒形為好； (5) 由于沖洗液量大，鉆頭的過水面積應(yīng)增大，除主水口外增設(shè)副水口，加長加深鉆頭鋼體內(nèi)壁水槽，適當(dāng)增大胎體外徑。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 二、風(fēng)動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（潛孔錘）鉆頭 ? 多為全面鉆頭 —— 整體式和分體式。 ? 根據(jù)碎巖材料可分為硬質(zhì)合金型和金剛石加強(qiáng)型。 ? 切削刃形狀 —— 分為刃片型、柱齒型和片柱混裝型。 1. 硬質(zhì)合金柱齒 ? 硬質(zhì)合金牌號： K4012A， “K” 表示礦產(chǎn)開采用， “40”表示半球形柱齒， “12”表示直徑為 12mm， “A”表示高度。 ? 半球齒強(qiáng)度最高，錐球齒次之，楔形齒最低；但鑿巖效率相反。 ? 鉆鑿極堅(jiān)硬和堅(jiān)硬、磨蝕性強(qiáng)的巖石采用半球齒，鉆鑿中硬或堅(jiān)硬、性脆的巖石采用錐球齒，鉆進(jìn)軟巖時(shí)宜采用楔形齒。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 ? 硬合金柱齒耐磨性較低，鉆進(jìn)堅(jiān)硬磨蝕性巖石時(shí)周邊柱齒磨損嚴(yán)重，最好的辦法是采用金剛石加強(qiáng)柱齒。 金剛石加強(qiáng)柱齒 ? 有聚晶型和孕鑲型 ——將金剛石層復(fù)合到硬質(zhì)合金柱齒頭部，利用硬質(zhì)合金良好的沖擊韌性。可延長鉆頭壽命，提高鉆速降低鉆進(jìn)成本。 ? 聚晶型柱齒在金剛石壓機(jī)上高溫高壓燒結(jié)而成。為克服金剛石聚晶層與硬質(zhì)合金基體的熱膨脹系數(shù)不同，彈性模量不同，在金剛石聚晶與硬質(zhì)合金基體間采用了兩層過渡層。 ? 孕鑲型柱齒在中頻爐上采用熱壓法燒結(jié)而成 ，金剛石含量為75%左右，采用了特殊配方和燒結(jié)工藝使金剛石層與硬合金基體牢固連接。 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第三節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭 2． 潛孔錘 柱齒鉆頭 ? 用冷壓方法在鉆頭體中嵌裝柱齒。 ? 鉆頭的柱齒在鉆進(jìn)過程中能自行修磨，使鉆速穩(wěn)定；柱齒損壞 20%時(shí)鉆頭仍可繼續(xù)工作，而 ? 可分為二翼形、三翼形和四翼形鉆頭。圖中 J200型四翼鉆頭宜用在中硬及中硬以下巖石 。近似于半球形的頭部（亦稱球齒形鉆頭）使邊齒傾斜角近 45176。提高鉆頭壽命。 ? 可分為平頭型、圓弧型、中凹型及中凸型等。圓弧型和中凸型鉆速較高。中凹型由于凸出的巖核起定心作用，所以能鉆較直的炮孔。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第四節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝 一、沖擊回轉(zhuǎn)破巖機(jī)理 ? 沖擊使接觸應(yīng)力瞬間達(dá)極大，應(yīng)力集中，巖石產(chǎn)生裂紋。沖擊速度 ↑ 巖石脆性 ↑ ，裂隙發(fā)育 ↑ ，不大的沖擊能（數(shù)十焦耳） ? 鉆頭上同時(shí)作用軸向靜載、沖擊力和回轉(zhuǎn)力矩。刃具具有沖擊碎巖和回轉(zhuǎn)碎巖兩者的特征。 ? 根據(jù)沖擊和回轉(zhuǎn)碎巖作用的主次，又將沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)分為沖擊 回轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn) 沖擊兩種碎巖形式。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 1. 沖擊 回轉(zhuǎn)碎巖 ? 主要以沖擊載荷碎巖為主，軸向靜壓力主要用來克服鉆具的反彈力，改善沖擊能的傳遞。 ? 回轉(zhuǎn)力矩主要是使切削具沿孔底剪切兩次沖擊間殘留的巖石脊峰。擬訂最佳回轉(zhuǎn)速度時(shí) ，應(yīng)能夠?qū)⒅虚g凸起的扇形巖脊剪碎。 ? 沖擊器具有低頻率，大沖擊功，風(fēng)動(dòng)潛孔錘即屬此類。 ? 利用這種沖擊剪崩和回轉(zhuǎn)剪切作用，造成脆性巖石大顆粒巖體的剝離。隨巖石脆性與硬度增大，碎巖效果愈顯著。 第四節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第四節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝 2. 回轉(zhuǎn) 沖擊碎巖 ? 回轉(zhuǎn) 沖擊碎巖是把高頻低沖擊功，加在一般回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的硬質(zhì)合金鉆頭或金剛石鉆頭上。主要用于小口徑鉆進(jìn)，液動(dòng)沖擊器即屬此類。 ? 破巖機(jī)理：巖石受高頻沖擊力后，一方面在刃具接觸處產(chǎn)生應(yīng)力集中，增大了破碎體積；另一方面巖石內(nèi)部分子被 迫振蕩而產(chǎn)生疲勞破壞并降低了強(qiáng)度，再加上軸向的靜壓和回轉(zhuǎn)切削，增加了破巖的效果。 3/11/2023 中國地質(zhì)大學(xué)勘查教研室 巖土鉆掘工程學(xué) 國家精品課程 第四節(jié) 沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝 二、影響沖擊回轉(zhuǎn)碎巖效果的因素 1. 沖擊能量對碎巖效果的影響 ? 并非沖擊器的沖擊能量越大越好。評定碎巖效果還必須考慮碎巖比功。無論單次或多次沖擊鉆進(jìn)， A和 a的關(guān)系分成 ? A＜ A0— 傷痕區(qū)，沖擊能小，巖石不產(chǎn)生破碎坑，巖