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履带式螺旋钻机螺旋钻头的工作原理以及对卸压钻孔要求(一)、环保挤密桩机螺旋钻头的工作原理
钻进过程中，在钻压下，位于芯轴管底端的中心齿在孔底中心“掏槽”，形成破碎自由面，位于螺旋锥片上的切削具跟进，形成锥形的钻孔，钻进中钻齿形成的轨迹线在孔底的投影是一组同心圆。岩屑和土、石等沿螺旋叶片反向上升，充满螺旋叶片之间后，被提钻带出孔，或落入孔中后，用捞砂钻斗捞出。
短螺旋钻头的主要参数有螺距、螺旋线长度、螺旋钻头锥角、切削具布齿间距、切削具布齿到径的螺旋线回转角度、钻齿的布齿角度及长度、合金头的大小等。
单锥单螺短螺旋钻头布齿相对较少，一般钻进胶结较松的卵砾石层，特别是卵砾石较多较大的地层和风化岩层。由于单锥单螺钻头叶片间距较大，提钻过程岩屑、土块和碎石易掉落孔中，需要用捞砂斗进行捞砂清底，一般是一钻螺旋钻头，一钻捞砂钻斗，交替进行。很多时候螺旋钻头起到的是破碎或搅松孔底风化层或胶结砾石层的作用。
双锥双螺短螺旋钻头是双锥片布齿，布齿数量是单锥单螺短螺旋钻头的1.5～2倍，一般适合钻进风化岩层和卵砾石较小的砾石层。钻进中是双钻齿同时刻划，钻进效率高，钻进较平稳。
如果两组引导螺旋叶片相间布齿，那么双锥双螺短螺旋钻头的钻进轨迹线比单锥单螺短螺旋钻头相对较密，适宜在大钻压下下钻进。双锥双螺钻头比双锥单螺钻头的导向性和携带岩土好一些，由于叶片间距较小，易被岩土挤紧，但是对于取出尺寸较大的砾石不利。
履带式钻机钻头锥角的锥角是螺旋钻头的重要指标，一般锥角较大，螺旋线的回转角度较小，布齿相对较少，钻头的制造成本也较低，可满足强风化和砾石层钻进。但对于中风化、弱风化等坚硬地层，则要采用小锥角钻头，大钻压进行钻进。
钻齿的布齿技术对钻头的钻进性能也有影响，一般钻进岩层较硬风化岩层，钻齿的下偏角（齿和水平方向的夹角）和出刃（伸出）量宜小，而钻进胶结较松的砾石层，钻齿的下偏角和出刃（伸出）量可大一些，提高钻进效率。
(二)、履带钻机对卸压钻孔的要求
强冲击倾向型煤层卸压对卸压钻孔的要求，常规要求卸压为工作巷道高度的7倍就可，该矿巷道高度4米，但是矿方要求30米卸压孔，此为将导致卸压钻机装机功率极大，整机外形尺寸势必为庞大。受到煤矿井下运输条件与巷道尺寸条件的制约，因此该钻机采用分体式布局是解决高功率装备工况条件下设备与井下工作局限之间矛盾的主要形式。为此，在总体方案设计中，为了提高卸压钻机煤矿井下适应性，提高长螺旋桩机运输与设备移动的便捷性，同时兼顾高功率于窄机身的设计需要，采用分体布局结构，将钻机工作机构和液压动力泵站分别布置在两个车体平台上，可提高钻机在煤矿井下适应性。液压动力控制单元采用远程与近程双操作方式，分别在近程操作台控制钻机位姿，调整完毕后，人员撤离到原理卸压钻孔工作点处的远程操作台，控制钻机工作单元，卸压孔钻制过程中保证人员。同时该布局方式为了便于钻机的操作与紧凑型窄机身布局需要，采用全液压驱动设计，各执行工作单元、阀控单元和动力泵之间通过矿用耐高压油管连接。设计中充分考虑到煤矿罐笼尺寸和井下巷道单轨吊运输实际条件，钻车底盘宽度尺寸设计为1600mm窄机身，基本满足绝大多数煤矿的实际运输要求。为了提高卸压钻孔钻制效率，减少接换钻次数，将原ZDY4000型钻机钻杆长度1000mm，1200mm推进行程增加到1600mm钻杆长度与1800推荐行程，为了实现该参数要求，摒弃原有油缸推进而采用液压马达推荐，较大程度减少初始长度尺寸。采用四根控制的撑地油缸支腿式调角装置，调角灵活且操作简便，缩短了辅助位姿调整时间，提高工作效率。通过对原全液压钻式采煤机工作实际与国内外现有坑道钻机液压系统特点的分析，结合强冲击倾向型煤层现场实际工况要求，应用恒功率、负载敏感、电比例先导控制等先进液压控制方案，全新设计适合大孔径卸压履带钻机液压系统，实现了与钻机驱动方案与现场施工相匹配的功能实现，达到高可靠性与显著的节能目的；同时配套设计了功能完善的各种功能保护回路与监测系统，降低了钻机故障概率，钻机实施工况可视，操作简单，维护方便；通过前后虎钳、保持框与v型托架的配套使用实现纯机械控制的钻杆拆卸作业。
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