煤炭开采过程中,综掘迎头区域巷道顶板冒落事故频发,严重影响掘进速度及工人的生命安全,目前煤矿综掘巷道的支护设备难以适应煤矿安全高效掘进的需要。本文结合国家自然科学基金项目“迈步式超前支护设备与掘进迎头顶板动力耦合机理研究(编号:51304107)”,提出一种集掘进机构、支护机构、锚固机构、装煤机构于一体的.迈步式掘支锚联合机组(以下简称“掘支锚机组”),并对其在巷道中的截割动力学特性及通过性进行了深入研究。本论文的主要研究工作如下:(1)依据综掘巷道顶板临时支护的需求,以及掘进和支护不能同步进行从而影响掘进效率的问题,提出一种集掘进机构、支护机构、锚固机构以及装煤机构于一体的迈步式掘支锚联合机组。阐述掘支锚机组的主要组成部分的具体机械结构,以及掘支锚机组的工作原理和推进方式,确定掘支锚机组整机的主要技术参数。(2)分别建立掘进机截割部和单组支撑工况下超前支护的动力学模型,整合后得到掘支锚机组的整机动力学模型,进而得到机身各部分的振动微分方程。根据已有的掘支锚机组振动微分方程,通过MATLAB/Simulink软件建立仿真分析模块图,输入相应参数后进行仿真,得到掘支锚机组在掘进和支护同时进行时机身各部分的振动情况。(3)根据影响掘支锚机组在巷道中通过性能的主要因素,提出掘支锚机组的通过性评价体系,并确定掘支锚机组几何参数通过性及驱动力通过性的评价指标,结合巷道底板的可行驶性,近似的给出掘支锚机组在巷道中的通过性判定方法。(4)基于Bekker力学理论及经典布辛涅斯克Boussinesq弹性力学理论,研究机组底座在底板的下陷深度与围岩力学参数之间的关系,考虑影响掘支锚机组通过性的因素并进行具体分析。对掘支锚机组的越障能力进行研究,分析掘支锚机组的越障过程,同时对掘支锚机组的整机重心分布位置进行优化。