用鑿巖機具在礦巖中鑽鑿炮眼或炮孔(見爆破)的工序。目前主要用機械鑿巖法,根據鑽具動作方式分衝擊式、旋轉式和旋轉衝擊式。

  衝擊式鑿巖法 特點是鑽具以沖鑿方式破巖,包括沖鑿、回轉和清渣三個主要過程。用鑿巖機鑽淺炮眼和小直徑深炮孔,用潛孔鑽機和鋼繩衝擊鑽機鑽大直徑深炮孔。1813年英國人特羅蒂克(R.Treuithick)發明蒸汽衝擊式鑽機。1855年法國人方丹莫羅(Fontaainmoreau)取得氣動沖擊式鑿巖機專利。此後鑿巖機具不斷發展,使沖擊鑿巖技術發生瞭根本變化。

  鑿巖機(風鉆) 適於在中硬以上巖石中鑿巖,炮眼直徑通常為35~65mm,深度一般不超過15m。按動力分氣動、液壓、電動和內燃四種。目前以氣動鑿巖機(圖1)應用最廣,後兩者應用很少。液壓鑿巖機鉆速快、動力消耗少、噪聲低,正在一些國傢推廣應用。鑿巖機的鉆具由釬頭、釬桿和釬尾組成。鉆淺眼時通常釬尾與釬桿為一整體,釬桿上安活動釬頭。釬頭、釬桿和釬尾成一整體的釬子已很少應用。鉆深孔時,釬尾、釬桿、釬頭分開制做,隨炮孔加深將釬桿逐根接長。鑿巖機裝在氣腿上、鉆架上或鑿巖臺車上鉆眼(見巖巷掘進)。

圖1 鑿巖機

  目前廣泛應用鋃片狀或柱狀硬質合金的釬頭(圖2)。鉆淺眼多用一字形片狀合金釬頭,鉆深孔或在裂隙發育的巖石中鉆淺眼,多用十字形或丁字形釬頭。柱狀合金釬頭適用於大沖擊功、低轉速的鑿巖機,鉆直徑大於40mm的炮孔。釬桿用以傳遞沖擊能量和轉矩,由六角形或圓形中空合金鋼制成。釬尾直接承受活塞沖擊作用,形狀與尺寸隨鑿巖機型號而定。釬尾、釬桿和釬頭都需根據使用條件和材質進行熱處理,提高使用壽命。

圖2 釬頭

  鑿巖形成的巖粉通過從釬桿中心孔射出的壓力水自眼底不斷排出眼外。及時清除巖粉,可提高鑿巖速度,減少粉塵量,改善環境衛生。

  潛孔鉆機 特點是沖擊器隨鉆頭潛入孔底鑿巖。優點是無鉆桿傳遞沖擊功的能量損失,炮孔深度對鉆孔速度的影響小,鑿巖噪聲低。在中硬以上礦巖中,鉆鑿直徑為80~250mm的深孔時是經濟有效的設備。在井下深孔崩礦和中小型非煤露天礦中應用較廣。潛孔鉆機的鉆孔機構包括沖擊器、鉆頭和鉆桿。沖擊器產生沖擊作用,鉆頭直接安在沖擊器上,鉆桿將沖擊器送入孔內並由孔外的回轉機構帶動其旋轉。從鉆桿射出的壓氣或高壓水將巖粉排出孔外。鉆孔時隨炮孔加深將鉆桿接長。潛孔鉆機常用柱狀合金鉆頭。目前潛孔鉆機有采用高風壓、大沖擊功和低沖擊頻率沖擊器的趨向。

  旋轉式鑿巖法 鉆頭在推壓和旋轉作用下壓入,並連續切削巖石,適用於煤層、粘土、軟和中硬以下的巖石。19世紀80年代開始使用手持式電鉆,以後相繼出現帶推進機構的架式電鉆和露天礦用旋轉鉆機。旋轉鑿巖的鉆具包括鉆頭、鉆桿和鉆尾三部分。鉆頭切削礦巖,螺旋形鉆桿傳遞轉矩和排除巖粉。

  旋轉沖擊式鑿巖 露天礦使用的牙輪鉆機利用牙輪鉆頭的旋轉沖擊對巖石產生碾壓、沖鑿和切削作用破碎巖石,並用壓氣排出巖粉。牙輪鉆機的鉆具包括鉆頭和鉆桿。三牙輪鉆頭應用最廣,結構見圖3。

圖3 三牙輪鉆頭

  此外還有火力鑿巖法,利用火焰噴射器在礦巖中鉆炮孔。僅適於在含石英高的特硬巖石中鑿巖(見露天礦穿孔)。