本文针对目前在水电、冶金等反井工程施工过程中,存在的滚刀破岩效率低、使用寿命短、钻进成本高等问题,对新型镐形刀齿在中硬及硬岩层中的破碎效果进行了试验和理论研究。由单齿压入试验对比分析了锥形齿与两种新型镐形刀齿的破岩效果,得出了压力与侵入深度和功比耗及刀齿间距对破岩效果的影响关系,提出了镐形镶齿滚刀在中硬及硬岩钻进破岩过程中合理的刀齿布齿方案及钻进参数控制;进行了镶齿滚刀复合模拟破岩试验,验证了单齿压入试验中得出的镐形刀齿布齿方案的合理性;经溪洛渡电站现场工程应用,验证了镐形镶齿滚刀在中硬及硬岩层中的实际破岩效果。通过分析新型镐形刀齿的破岩机理,为其在中硬及硬岩层中钻进提供了可靠的试验和理论依据,加快了反井钻机在水电、冶金行业的推广和应用。同时,论文建立了一套适用于刀齿破岩机理研究的合理技术路线与试验方法。