作为每一个钎具使用者都希望花最小的成本来获取最大的利润，钎具的使用寿命既决定于钎具的制造质量，也决定于规范合理的使用；一个高技术的钻机操作手可以为钻机节省不少耗材成本，所以钎具生产者和使用者应该紧密配合，为提高凿岩钻杆的使用寿命共同出谋划策。
一、钎杆分类
（一）露天凿岩钻车钎杆
常用规格如下表：
（二）隧道掘进台车钎杆
常用规格如下表：
（三）地下采矿台车钎杆
常用规格如下表：
二、钎杆使用过程中常见的失效方式及原因分析
故障描述
故障原因
推荐处理方法
位置1钻杆连接处退刀槽部位断裂
位置2杆体中间部位断裂
原材料的缺陷（组织中存在缩孔、夹杂、尖角）而造成该部位出现了应力集中，产生微裂纹，裂纹进一步延伸扩展导致杆体断裂。
位置3在螺纹连接部位螺纹尾端断裂，典型的突变故障
孔偏移
使用导正孔装置或系统
螺纹或连接套磨损
更换磨损部件，不使用磨损的连接套装在新钻杆上
过量给进造成弯曲
监测给进力并根据岩层状况调整
偏离导致弯曲
开孔后，使用校正工具检测孔的方向，一旦孔偏离，更换给进导轨板。
提钻杆时回转过快
调整压力
使用钝的钎头导致反向力增加使回转负荷过大
当磨损平面达到1/3修磨钎头，当渗碳高度不足弃用该钻头
工况不良，遇到空穴、夹层或断层
调整压力，适应岩层状况
当钻杆卡住时继续使用冲击
使用带防卡功能的钻机，降低给进和冲击压力
位置4表面应力或剪切力太高，在1/3螺纹处断裂
螺纹磨损或表面磨坏
更换磨损部件
使用维护不当造成螺纹表面缺口或凹痕
钻杆提上来存放在储钎器里，不随意摆放
位置5钻杆螺纹端部破碎
链接部位（连接套）自由度太大，由于连接套螺纹或桥磨损导致钻杆连接不当
更换磨损部件
直接冲击钻杆尾端
使用拆卸板松开连接
位置3-5钻杆螺纹表面出现烧（点）蚀坑
未使用的冲击能反馈到钻机（空打）
调整钻机压力，适应岩层状况
钎头太钝
当钎头磨损平面达到1/3时修磨钎头，当合金层高度不够弃用该钎头
位置6连接部位截面断裂
孔偏离或给进偏离孔的方向
使用直孔导引装置
给进压力低
监测给进压力并调整适应工矿
钎头太钝，回转负载太重
当磨损平面达到1/3修磨钎头，当渗碳高度不足弃用该钻头
钻杆表面缺口或凹痕（应力集中）
避免冲击到连接部分，使用拆卸板松开连接
位置7连接套或快接口端部碎块/裂开或张开
内外螺纹不匹配没有落座
使用同一供应商的标准产品，确保合适的螺纹公差，不混合使用和匹配
新旧螺纹配合使用
使用新的内外螺纹连接配合部件
给进（推进）不当
维护保养设备
连接套出现过热
连接套最高最高使用温度是摄氏度
内外螺纹连接部位刚接触端面时开始冲击或回转
在外螺纹末端没用进入内螺纹接口（连接套）前不要开始冲击或回转
三、钎尾使用过程中常见的失效方式及原因分析
故障描述
故障原因
推荐处理方法
位置1冲击痕迹，碎边角，蘑菇状尾端
衬套磨损，致使冲击偏向
更换磨损部件
活塞损坏
更换磨损部件
位置2距离打击面大约25mm处断裂
驱动卡盘磨损
更换磨损部件
水封凹槽处疲劳破坏
进一步检测分析
位置3花键顶部断裂
缺少润滑
定期润滑钻机
给进力（推进力）过大
监测连接套温度并根据推荐值调整给进压力
驱动卡盘或前衬套磨损
更换磨损部件
位置4花键截面断裂
驱动卡盘磨损
更换磨损部件
回转扭矩（回转压力）太大
调整钻机压力
缺少润滑
定期为钻机加黄油润滑
超期使用钎头磨损平面过大和球齿突出距离不够
当钎头球齿磨损平面超过1/3时需修磨钎头，渗碳层高度不足时弃用钎头。检查和选择突出距离和外形合适的钎头使用以降低钻探成本
给进力（推进力）不当
监测连接套温度，参照推荐值调整给进压力
位置5花键凸台底部磨损
提升钻杆时过度回转
调整给进压力（推进压力）
位置6花键底部故障
提升钻杆时过度回转
调整给进压力（推进压力）
位置7水孔（气孔）处断裂
应力最集中
水压交变，容易腐蚀与气蚀，微裂纹
位置8钎尾前端故障（导向支撑区）
前衬套磨损偏向（导向支撑套磨损偏向）
更换磨损部件
导向支撑套缺少润滑
定期给钻机加黄油润滑
位置9螺纹上端退刀槽处故障
钻孔时给进（推进）偏向
开孔后，使用校正工具监测孔的方向，一旦孔偏离，更换给进导轨板
孔偏离
使用直孔导正装置或系统
给进压力过大
监测连接套温度并参照标准值调整给进压力
位置10螺纹基体故障（螺纹中部断裂）
螺纹不匹配
使用同一厂家身缠的纯正部件
缺少润滑
定期加黄油润滑钻机
连接套间隙太大，由于螺纹磨损接头连接不当
更换磨损部件，不使用磨损连接套连接新钎杆，更换新连接套配合使用新的钎尾
过度咬合
避免过度拧紧，如果连接不能松开，应检查螺纹，可能造成螺纹太紧的因素有：1、钎头太钝；2、钻杆或连接套螺纹磨损或转得太紧；
3、不正确或过紧装配；4、润滑不够
位置11螺纹底部故障（螺纹底部断裂）
冲击压力过大
钻孔时监测连接套温度；调整冲击压力
钻杆损坏
更换钻杆
连接套（螺纹连接处）磨损
更换磨损部件，不使用磨损的连接套来连接新的钻杆；连接套与钻杆一起更换
位置12螺纹末端碎裂
钎尾端面与钻杆连接部位端面接触不良
更换损伤或磨损的连接套或钎尾
钻杆端部（螺纹连接处）损坏继续使用
更换新的部件
位置13螺纹烧蚀和磨伤
超期使用钎头，磨损平面过大和球齿突出距离不够
当钎头球齿磨损平面超过1/3时需要修磨钎头，当渗碳层高度不足就弃用该钻头；检查和选择突出距离和外形合适的钎头使用降低成本
缺少润滑
定期加黄油润滑钻机
给进力不当（推进力不当）
监测连接套温度并参照推荐值调整给进压力
位置14花键上烧蚀和磨伤
缺少润滑
定期加黄油润滑钻机
在松软或易碎地层回转过大
调整钻机压力
位置15花键凸台顶磨损过大
给进力过大
监测连接套温度并参照推荐值调整给进压力
缺少润滑
定期加润滑油润滑钻机
四、钎具损耗原因分析
（1）钎具组不同心
钎尾、连接套、钻杆三者之间不同心造成钎具的弯曲变形，产生应力，导致钎具组联接处不配合，引起连接部位松动。
（2）推进压力不匹配
①压力过低，使凿岩穿透效率降低，引起组合松动，使钎具组传递的能量损失，引起很大的应力，造成接触结合端面的瞬间接触与分离。推进压力不足的表现为钎具发热，联接处“咯哒”作响，过热使螺纹磨损超常，出现熔蚀坑。
②压力过高，钻头转动速度低，有卡钻危险，同时钻杆弯曲应力增大。
（3）冲击压力
如果冲击压力调整不当，将直接影响回转速度、转进凿岩效率以及钎具寿命。
（4）回转速度
回转速度应与钻头直径和凿岩机的冲击频率相匹配。钻头越大，回转速度越低，回转速度过高会损坏钻头的周边。
（5）回转压力
正常的回转压力是非常重要的，它不但可以给钻杆提供适当的防卡保护，还是确保一定的回转压力的前提。回转压力的增量是保持钎具组紧度的关键因素，紧度不够，往往造成联接部位发热，螺纹表面剥落，螺纹早期磨损甚至是断裂。
（6）使用方法不当
使用后的钎具组合，若与新的钎具配合使用会缩短钻具的使用寿命，另外接杆时不对中，螺纹上有泥沙，螺纹连接时不抹润滑油也容易损坏钻具。“空打”损坏钻具最严重，应尽量避免。
五、钻机凿岩参数与凿岩效果的关系：
（一）冲击压力：压力越高，活塞速度越高且产生的能量越大，当钻头和完整的硬岩很好的接触时，冲击波能量可以得到最大利用。反之，当钻头和岩石接触不好时，能量不能离开钻具传递到岩石，而作为张力波反射回钻具链。只有在足够硬的岩石上钻孔时，每次冲击最大的能量才能被利用。在钻凿软岩时为了减少能量反射，冲击压力或能量必须要降低。给定的任何冲击压力越大，钻杆截面的应力就越大。为使钎杆、钎尾的使用寿命尽可能的长，必须保证任何时候工作压力都要和钻具链匹配。
（二）推进压力：推进的目的是使钻头和岩石紧密的接触，同时钻头还能够回转。推进力必须和冲击压力合理匹配。正确的推进力可使钻孔最经济；推进压力过低造成穿透速度降低并使钻具螺纹连接部位松动；连接套过热并产生咯咯的噪音预示着太低的推进压力设定；如果连接部分松动后继续钻孔，会使能量损失加大，连接套温度过高，从而造成钻具螺纹联接部分烧蚀和断裂；如果推进力过大，转速会降低，穿透率也降低并且带来卡钻的危险；另外还会产生钻孔偏斜的危险，因为推进力过大同时使钻具链产生弯曲倾向。
（三）回转速度：回转的目的是将钻头转到一个新的位置进行下一次冲击，转速必须根据冲击频率和钻头直径的变化而调整；钻头直径越大转速应越低，过高的转速会造成钻头边齿的过度磨损。
六、常见液压凿岩机械的使用环境及基本参数
1、阿特拉斯D9（T40），用于露天凿岩
压力类型
冲击范围
一般数值
冲击压力
高冲
～bar
bar
低冲
～bar
bar
推进压力
高推
70～90bar
80bar
低推
40～50bar
40bar
回转压力
-----
40～60bar
50bar
缓冲压力
-----
40～60bar
45bar
钻凿速度
软岩有夹层，钻机使用钻杆为MFT51*3.66,单支杆子钻进速度3min/支（一分钟钻进1.2米）
综合下来，一个班8小时可钻凿～米。
2、古河9DS，用于露天凿岩
冲击压力
～bar
推进压力
20～40bar
回转压力
50bar
钻凿速度
（1）硬岩，钻机使用钻杆MFT45*3.66，单支杆子钻进速度5min/支,一分钟钻进0.73米，一个班9～10h，可钻进米左右
（2）软岩，钻机使用钻杆MFT45*3.66，单支杆子钻进速度3min/支,一分钟钻进1.2米，一个班9～10h，可钻进米左右
3、阿特拉斯E凿岩钻车（HD凿岩机），用于隧道掘进
冲击压力
高冲：bar；低冲：～bar
推进压力
高推：70～75bar；低推：45～70bar
回转压力
50bar
缓冲压力
70bar
4、阿特拉斯Simba（凿岩机Cop+、CopHE、CopME）
用于井下采矿。
压力类型
冲击范围
一般数值
冲击压力
高冲
～bar
bar
低冲
～bar
bar
推进压力
高推
35～70bar
80bar
低推
30～35bar
40bar
回转压力
-----
30～60bar
50bar
缓冲压力
-----
≦bar
----
岩石硬度
普氏硬度系数铁矿石f=14～16，岩石f=8～14
钻凿速度
所用钻杆为MFT45*1.,中深孔接杆式凿岩，3min/1.米（每分钟打0.5米）
5、山特维克DX（凿岩机HL），用于露天凿岩
冲击压力
bar
推进压力
80～bar
回转压力
50bar
缓冲压力
50bar
6、常见使用过程中的凿岩参数设定
（1）在实践中，钻机手根据岩石设定冲击压力，然后根据相应的冲击频率和钻头直径设定转速。当钻孔开始后，进行推进压力设定使回转均匀稳定。假如设定结果不理想，如钎尾寿命短，应该逐渐减少冲击压力直到回转均匀稳定为止。可以用检查钎尾连接套的温度方法来保证凿岩参数的正确设定。开始钻孔后立即检查连接套的温度，在水介质冲洗状态下应该是40度左右，空气介质排渣时60度左右。
（2）钻孔出现的问题，主要是因为连接套部分松动所致，不管使用任何凿岩参数都可能发生。为了钻孔时拧紧连接部位，钻头接触孔底的摩擦力必须增加。这可以通过提高推进力，增加回转速度或更换钻头来达到目的。
（3）钻孔操作和钻机维护注意要点
a、在钻孔时，推进梁应该牢牢地抵住岩石不能有任何移动，如果在钻孔中推进梁出现移动，将会产生弯曲应力，在极端的情况下，将会造成钻杆断裂。
b、在推进梁和钻头接触岩石前，不允许开动凿岩机的冲击功能。
c、凿岩机空打将损坏钻头，并造成连接部位松动。
d、开孔应该在低冲地推状态下进行，推荐钻头钻深达mm后再开启高冲功能。
e、任何时候只要有可能就要提供充足的冲渣介质，如果打开冲渣介质开关太迟，就可能造成卡钻和堵住钻头冲渣孔的危险。
d、只要进行钻孔作业，卡钎器就应该是闭合的，钎套和钎杆与钎套和卡钎器之间的间隙不应该太大，磨损的钎套必须要更换。
f、冲击力总是应该根据具体的岩石情况设定。如果岩石软或容易破碎，冲击压力必须降低。
g、要及时更换钎尾密封垫，如果密封垫损坏了润滑油会很快漏光，这样会很快的损坏钎尾驱动套以及钎尾本身，损坏了钎尾密封垫必须马上更换。
五、岩石硬度分级
（一）岩石硬度分级
Ⅰ
最坚固
最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩
和其他各种特别坚固的岩石。
f=20
Ⅱ
很坚固
很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩
f=15
Ⅲ
坚固
致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石
f=10
Ⅲa
坚固
坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩
f=8
Ⅳ
比较坚固
一般的砂岩、铁矿石
f=6
Ⅳa
比较坚固
砂质页岩，页岩质砂岩
f=5
Ⅴ
中等坚固
坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石
f=4
Ⅴa
中等坚固
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩
f=3
Ⅵ
比较软
软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤
f=2
（二）围岩分级
围岩级别
围岩或主体主要定性特征
Ⅰ
坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨厚层状结构
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构；较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状结构；较坚硬岩或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层结构
Ⅳ
坚硬岩，岩体破碎，碎裂结构；较坚硬岩，岩体较破碎-破碎，镶嵌碎裂结构；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整～岩体较破碎，中薄层状结构
Ⅴ
较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎～破碎；极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构
Ⅵ
软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土
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