岩石的力学性能中，抗压能力最强，抗拉伸、剪切、弯曲能力差得多，而地下钻孔作业机具受作业空间限制很难直接对岩石进行直接的拉伸、剪切、弯曲。这就需要通过钻头将设备提供的压力和扭矩转化为对岩石的拉伸、剪切、弯曲。要使钻头有效钻进岩层，应从以下5个方面解决问题。

1钻头结构与布齿钻头结构与布齿决定能钻出什么形状的自由面、自由面的大小、自由面多少。从下图四、图五、图六可以看出，钻头前期钻进为后期钻进提供了自由面。先期钻进的钻头为下一个钻进的钻头制造了岩体破碎的自由面。岩体受力后，无拘束的自由面为小岩块运行提供了空间，从图四看刀具上的压力已被转化成剪切力、拉伸力或弯矩，岩体在这些力的作用下从大岩体上剥离。两种以上的钻头交替作业能互相提供自由面（如图六）使钻进效率大大提高，从而提高了破岩能力，降低了对主机过大的功率需求。对入岩而言，不同的岩层性质要有针对性地配用钻头，钻头的结构、钻头上刀具的形状（截齿、斗齿等）和布置（疏密、空间角度）要根据岩体强度、节理的发育水平、节理的倾斜角、孔隙比、结构间距、岩体抗剪强度的内聚力和摩擦角等岩石性质针对性设置，万能作业钻头是不存在

2岩屑的运动：岩屑对钻头在孔内钻进有阻碍作用，岩屑的阻力小，设备能力用于做有效功。用螺旋钻头、嵌岩筒钻、捞渣斗等钻头配合钻孔中，一般运用螺旋输送原理输送和引导渣屑运动和排出。渣屑流动顺畅的钻头钻进较省力。

3齿失效形式：齿是直接作用于岩石的刀具，使用中主要失效形式大致有四种：其一，摩擦热过大，齿与岩层接触面逐层软化（甚至熔化）被岩石挤压、摩擦发生流动；其二，耐磨性差；其三，一个钻头上同时作业的钻齿少而超负荷作业；其四，冲击载荷过大断齿。其它还有硬质合金过软、硬质合金与胎体焊接不合格等。过热软化而失效的截齿属于胎体资料热强性差；胎体上出现大的犁沟，说明胎体硬度远低于磨料硬度；硬质合金出现可见的犁沟，为硬质合金太软；硬质合金脱落原因为钎焊质量差；少数齿超负荷作业为钻头布齿不规矩。目前，齿失效最大原因是齿质量太差，首先是专业厂家生产的截齿在市场上占有率低，非专业厂家基本不了解什么性能的齿能满足使用要求；其次，用户买齿时图便宜，不考虑性价比。

4几种钻头的配合使用：几种钻头的配合使用的目的于交互提供利于岩石破碎的自由面，将岩石破碎后，再把破碎了岩石取出。这就涉及二个问题，第一，钻头的结构交互提供利于岩石破碎的自由面的可能性；第二，每种钻具钻进深度的掌握。用旋挖钻头入岩最常用的钻头配合模式有适合硬岩（15≤Ra≤200MPa模式：锥螺旋钻头＋嵌岩筒钻＋硬岩捞砂斗＋其它工具（如大块石打捞钻头）和适合软岩（5≤Ra≤20MPa模式：平头螺旋钻头＋硬岩捞砂斗。还有旋挖钻机配反循环工法和旋挖钻机配大口径气动潜孔锤工法等，但这二种工法均不能体现旋挖钻机的优势，此不多说明。

5如何捞取大块岩石：用钻杆带钻头直接捞取孔内脱落的大块石是旋挖工法中捞取大块岩石的最有效办法。操作者要会感知大块岩石已经从岩体上脱落，大块岩石从岩体上脱落后还要根据岩石的特性判断是破碎后捞渣还是整体打捞。现在市场上缺少从孔内整体打捞大块岩石工具。但必须解决在深孔捞取大块岩石问题，大块岩石不能捞出钻进就无法继续进行。