劈山機械的工作對象是煤和巖石,工作機構破碎煤巖礦體是采掘機械最主要的功能. 煤巖破碎理論是研究機械破落煤巖過程中,刀具與煤、巖體相互作用的有關能I轉換、劈山機理和受力分析等問題的一門學科。研究煤巖破碎理論,對設計、制造和使用采掘機械起著理淪指導作用。 煤、巖是非均質、非連續和各向異性的脆性物料,賦存地下的煤、巖體內部還受地應力的作用.機械破落煤、巖有擠壓、沖擊、彎折、勢裂和研磨等多種方法.在具體的破落過程中,往往是多種破落方法共同起作用.這取決于所采用的破落器具。 為了提高劈山機效果.還可采用高頻電磁波、超聲波、熱力和水射流等輔助手段.自20世紀50年代后期起,一些國家相繼開展高壓水射流輔助破落煤、巖的研究,并曾在全斷面掘進機、懸鉀式掘進機、刨煤機和鑿巖機上進行過試驗。存在的主要問題是:比能耗較高,經濟性較差 高壓水射流發生裝R、回轉接頭和管道等制造技術要求高,使用壽命短. 劈山機械的結構和參數對破落過程的影響主要研究:破落機構的結構和參數對載荷、比能耗、破碎塊度分布規律、粉塵生成率、刀具使用壽命以及運轉平祖性等的影響.現已能根據給定的工作條件和破落機構的結構參數估算這些影響,并可據此進行優化設計。 煤巖破碎理論研究方法主要有:①現場試驗法??傻玫阶罱咏鼘嶋H的數據,一般只能側量最纂本的項目,如功率等。②?;囼灧?在實驗室內用試驗臺按相似理論的要求進行試驗和處理試驗結果,費用較少,并可深人進行研究.但是.需要有較高的試驗技術.才能保證試驗過程與實際破落過程達到相似。③“純”化試驗法.把煤、巖的力學特性單純化的試驗方法,劈山機主耍用于研究煤、巖破碎過程的機理.如用光彈試驗方法觀察密實核或裂紋的形成和發展,研究應力波的傳播等。 試驗是研究煤、巖機械破落過程的主要手段。采用正交設計優化試驗方案,用統計相關分析處理試驗結果,比較適合離散性較強的煤、巖破落過程的研究.用力學原理分析煤、巖破落過程。 可以定性判斷載荷的性質和破落的結果.但因煤、巖材料常數的離散度很大,不符合彈性條件.而刀具施加于煤、巖體的載荷是局部的動態載荷,所以它不能定最說明問題.