直接用於礦物開采和富選等作業的機械，包括采礦機械和選礦機械。探礦機械的工作原理和結構與開采同類礦物所用的采礦機械大多相同或相似，廣義說也是一種礦山機械。礦山作業中還應用大量的起重機、輸送機、通風機和排水機械。
一、采礦機械
采礦機械是直接開采有用礦物和采準工作所用的機械設備，包括：開采金屬礦石和非金屬礦石的采掘機械；開采煤炭用的采煤機械；開采石油用的石油鑽采機械。第一台風動圓片采煤機是由英國工程師沃克設計的，約於1868年製造成功。19世紀80年代，美國有數百口油井用蒸汽為動力的衝擊鑽鑽鑿成功，1907年，又用牙輪鑽機鑽鑿油井和天然氣井，並從1937年起，將它用於露天礦鑽進。
二、采掘機械
用於井下和露天礦山開采的采掘機械有：鑽炮孔用的鑽孔機械；挖裝礦岩用的挖掘機械和裝卸機械；鑽鑿天井、豎井和平巷用的掘進機械。
三、鑽孔機械
分為鑿岩機和鑽機兩類，鑽機又有露天鑽機和井下鑽機之分。
（1）鑿岩機：用於在中硬以上的岩石中鑽鑿直徑為20～100毫米、深度在20米以內的炮孔。按其動力不同可分為風動、內燃、液壓和電力鑿岩機，其中風動鑿岩機應用最廣。
（2）露天鑽機：按破碎礦岩的工作機構不同，分為鋼繩衝擊鑽機、潛孔鑽機、牙輪鑽機和旋轉鑽機。鋼繩衝擊鑽機因效率低，已逐漸被其他鑽機代替。潛孔鑽機用鑽杆帶動風動衝擊器和鑽頭一起旋轉，利用風動衝擊器的活塞衝擊鑽頭破碎礦岩，通常用在中小型礦山中鑽直徑80～250毫米的炮孔。牙輪鑽機用牙輪鑽頭的輾壓作用來破碎礦岩，適於在硬礦岩上鑽直徑150～440毫米的孔，它具有效率高、勞動強度小的優點，在大中型露天金屬礦中得到廣泛應用。潛孔（或牙輪）鑽機由衝擊器（或鑽頭）、回轉機構、提升機構、加壓裝置、行走機構、排渣係統、鑽架和鑽杆組成。旋轉鑽機隻適於鑽較軟的礦岩和煤。
（3）井下鑽機：鑽鑿孔徑小於150毫米的井下炮孔時，除應用鑿岩機外還可應用80～150毫米的小直徑潛孔鑽。在煤或較軟礦岩中鑽直徑70毫米以下的炮孔時，一般用電力鑽或風鑽，由電動機（或氣動馬達）帶動鑽杆鑽孔，鑽出的岩（煤）屑經鑽杆上的螺旋槽排出。
四、掘進機械
利用刀具的軸向壓力和回轉力對岩麵的輾壓作用，直接破碎礦岩的成巷或成井機械設備。所用刀具有盤形滾刀、楔齒滾刀、球齒滾刀和銑削刀具。按掘進巷道的不同，分為天井鑽機、豎井鑽機和平巷掘進機。①天井鑽機：專門用於鑽鑿天井和溜井，一般不需進入天井操作，用牙輪鑽頭先鑽導向孔，用盤形滾刀組成的擴孔器向上擴孔。天井孔徑一般為500～2500毫米。②豎井鑽機：專門用於一次鑽鑿成井，由鑽具係統、回轉裝置、井架、鑽具提升係統和泥漿循環係統組成。直徑9米的豎井鑽機為直徑9米的豎井鑽機，成井直徑為7.5米。③平巷掘進機：它是將機械破岩與排渣等工序結合起來並連續進掘的綜合機械化設備，主要用於煤巷、軟礦中的工程隧道和中等硬度以上礦岩的中平巷掘進。
五、采煤機械
采煤作業已由20世紀50年代的半機械化發展到80年代的綜合機械化。綜合機械化采煤廣泛應用淺截深式雙（單）滾筒聯合采煤機（或刨煤機）、可彎曲刮板輸送機和液壓自移支架等設備，使回采工作麵的破碎落煤、裝煤、運輸、支護等環節實現全麵的綜合機械化。
雙滾筒采煤機是落煤機械。電動機經截割部分減速機把動力傳遞給螺旋滾筒落煤，機器的移動靠電動機經牽引部分傳動裝置來實現。牽引方式基本上有兩種，即錨鏈牽引和無錨鏈牽引。錨鏈牽引借助牽引部分的鏈輪與固定在運輸機上的錨鏈齧合而實現。無錨鏈牽引則借助齒輪與固定在運輸機上的齒條齧合實現，具有較好的防滑性能。由於采煤機具有兩個可調高滾筒，可以適應頂底板煤層變化，一次可采全高。可彎曲刮板輸送機不僅是回采工作麵的運煤設備，也是采煤機的軌道，供采煤機在其上牽引運行，同時它還是液壓支架自移時的支點。
液壓自移支架在采煤時用支柱撐起頂梁，使支架架體撐緊頂板。在推移輸送機時，則以支架架體為支點，推出推移千斤頂使輸送機移動一定的距離，然後再將支柱收起縮回頂梁，使架體與頂板脫離。這時以輸送機為支點縮回推移千斤頂，則架體被拉向輸送機旁。然後再升起支柱，撐起頂梁支撐頂板，至此完成一個推移過程。