Увеличение объемов добычи различных полезных ископаемых на основе всемерного роста производительности труда рабочих горных предприятий — непременное условие интенсификации экономического развития предприятий и различных горнодобывающих отраслей страны. Выполнение его теснейшим образом связано с оснащением предприятий современной высокопроизводительной и надежной горной техникой.
Горные предприятия используют большую номенклатуру машин различного функционального назначения, которые относят к следующим группам: собственно годные машины, предназначенные для добычи полезных ископаемых и проведения горных выработок, горно-транспортные машины и стационарные машины.
Широкая вариация физико-механических свойств, условий залегания полезных ископаемых и горных пород, наличие подземного и открытого способов добычи предопределили многообразие конструктивных типов машин в пределах каждой группы.
Горные машины подразделяют на машины, производящие разрушение полезных ископаемых и пород, их погрузку (навалку) на транспортные средства, выдающие полезное ископаемое или породу за пределы очистного или проходческого забоя, а также осуществляющие крепление в подземных условиях очистных и проходческих выработок.
В связи с выполняемыми функциями различают: бурильные машины, выемочные (добычные и проходческие) горные машины, погрузочные машины и крепи (индивидуальные и механизированные).
К выемочным горным машинам относятся очистные и проходческие комбайны, угольные струги, одно- и многоковшовые экскаваторы, бульдозеры, скреперы, гидромониторы, земснаряды и драги.
Большинство указанных машин комбинированные, производящие не только разрушение полезных ископаемых и пород, но также и их погрузку на транспортные средства. При этом указанные операции могут выполняться последовательно (буропогрузочные машины и одноковшовые экскаваторы) или, что более прогрессивно, совмещаться во времени (очистные и проходческие комбайны, угольные струги, многоковшовые экскаваторы, земснаряды, драги).
Ряд горных машин производят не только разрушение, но и транспортирование или погрузку и транспортирование горной массы на значительные расстояния (бульдозеры, скреперы, погрузочно-транспортные машины).
Наибольшую производительность при добыче полезных ископаемых и проведении горных выработок (вскрышных работ при открытой добыче полезных ископаемых) обеспечивает комплексное использование машин различного функционального назначения, увязанных конструктивными и режимными параметрами и одновременно выполняющих свои рабочие функции по механизации основных и вспомогательных операций технологического процесса добычи полезного ископаемого (проведения горной выработки).
На угольных шахтах широкое применение получили очистные комбайновые и струговые комплексы, имеющие в своем составе очистной узкозахватный комбайн или угольный струг, поставочную машину (забойный скребковый конвейер) и гидрофицированную механизированную крепь. На открытых горных работах используют комплексы машин непрерывного действия, имеющие в своем составе мощные многоковшовые (роторные) экскаваторы и ленточные магистральные конвейеры.
В Советском Союзе впервые в мире были созданы угледобывающие агрегаты для выемки угля без постоянного присутствия людей в очистном забое. В агрегатах осуществляется более жесткая, чем в комплексах, конструктивная увязка отдельных функциональных органов, что делает их работу более организованной, сокращает число операций очистного забойного оборудования и упрощает процесс его автоматизации.
Горные транспортные машины, выполняющие большие объемы работ по выдаче на поверхность из подземного пространства или за пределы карьера (в том числе в отвал, расположенный в зоне выработанного пространства карьера) полезных ископаемых и пород, включают большую номенклатуру машин единого функционального назначения, но отличающихся весьма существенно по конструкции и принципу действия.
К таким машинам относятся различные средства конвейерного транспорта (скребковые, ленточные, ленточно-цепные и пластинчатые конвейеры), средства рельсового транспорта (локомотивы, вагонетки, большегрузные вагоны), самоходные вагонетки, большегрузные автосамосвалы, средства канатного и трубопроводного транспорта.
Для откачивания воды из горных выработок, подачи воздуха в подземные выработки и вентиляции глубоких карьеров применяют различные конструктивные типы насосов и вентиляторов. На горных предприятиях, где работают машины, использующие энергию сжатого воздуха, используют различные конструктивные типы компрессоров.
Насосы, вентиляторы, компрессоры, а также машины и оборудование шахтного подъема составляют группу машин, называемых стационарными.
Все выше перечисленные группы машин, работающих на горных предприятиях, а в большинстве случаев и машины, относящиеся к одной группе, имеют не только различные основополагающие принципы и теоретические предпосылки обоснования и выбора их основных конструктивных и режимных параметров, но и отличаются многообразием конструктивных решений, поэтому в данной книге, предназначенной для учащихся средних специальных заведений, обучающихся по специальности "Горное машиностроение" даны основы классификации, изложены принципы действия и особенности конструкций: бурильных машин и установок, горных машин и комплексов для подземной добычи полезных ископаемых; горнопроходческих машин и комплексов; горных машин и комплексов для открытой добычи полезных ископаемых; средств гидромеханизации горных работ; горно-транспортных машин; машин шахтного водоотлива, вентиляции и компрессорных установок; шахтного подъема.
Показана область применения различных машин, достаточно полно даны их основные технические данные, изложены методы оценки производительности различной горной техники.
Отражены наиболее прогрессивные конструкторские решения, используемые при создании горных машин.