本文首先分析了现在采煤生产中常用的滚筒式采煤机的破碎机理及其存在的缺陷,由此结合煤的岩石材料的性质,提出了冲击式采煤的理论,根据此理论设计制造了冲击式采煤机,并进行了工业性试验,取得了预期的效果。理论和实践都证明了采用冲击式采煤机可以很好地解决煤矿生产中存在的问题。 为了更加完善冲击式采煤的理论,从而指导完善冲击式采煤机的改进和应用,本文着重研究了应力波在煤体材料中的传播,详细地分析了应力波在煤体中传播的三个阶段以及每一个阶段中煤体中应力波的传播规律和煤体内部质点的应力状态,从中得到了任一时刻质点的应力大小和冲击应力的关系,并得出可能产生最大应力的时刻和原因。文中还指出,如果选择合适的应力波波形,则会产生更加大的应力集中现象。另外本文还研究了冲击破煤过程中的能量耗散,冲击劈裂宽度以及有用能量和冲击力的关系等问题。最后,运用有限元方法通过ANSYS/LS-DYNA对冲击采煤过程进行了数值模拟,得出了符