煤礦開采機械設備參數設計及優化分析

王槐俊

摘 要：煤礦開采機械設備是確保采煤工作順利開展的基礎條件，也是提高采煤效率的關鍵要素，如果煤礦開采機械設備出現問題，將會影響到采煤工作的質量，因此，保障煤礦開采設備的質量有著重要作用。實際情況中，我國煤礦開采機械設備雖然有了較大進步，相應技術也不斷革新，但是在人為因素機外部因素的影響下，依舊存在較多問題。目前煤礦開采機械設備的參數設計還存在一定問題，所以做好優化工作至關重要。文章主要對煤礦開采機械設備參數設計及優化進行分析，提出了一些建議。

關鍵詞：煤礦開采機械設備；參數設計；優化

在社會經濟的推動下，我國采煤事業有了較大進步，各類新型的采煤設備也不斷涌現，較好滿足了采煤需求。隨著采煤工作漸趨深入，對開采設備的可靠性、穩定性提出了更高的要求，在這種情況下，只有合理引入先進技術，優化設備參數，做好相應的維修養護工作，以更好提高采煤設備的質量。良好的機械設備能夠有效提高煤礦產量，增強采煤安全性，因此，技術人員必須結合實際情況做好采煤設備的參數優化工作，從多方面著手，以更好確保采煤效果。

1 煤礦開采機械設備概要

在采煤作業中，包含多種開采設備，主要包括電牽引采煤機、液壓支架、刮板輸送機等設備[1]。液壓支架主要在采煤工作面對礦山壓力進行控制，以維護采煤工作的安全性，在多種復雜的采煤環境中都能起到較好作用，適應性較強。我國的電牽引采煤機有了較大發展，相應的電牽引采煤技術也有了較大進步，大都實現了采煤機的無線作業，在采煤工作中具有一定的穩定性和可靠性。刮板輸送機主要對煤炭和物料進行運輸，只有當刮板輸送機穩定運作時，才能確保采煤工作面的正常工作。

2 煤礦開采機械設備參數設計流程分析

一般在對煤礦開采機械設備參數進行設計時，相應的流程主要為參數計算、參數初選、參數校核，之后便可獲取相應的設計參數。參數的設計計算包含多方面，主要包括強度計算、穩定性計算、剛度計算，只有做好相應的參數計算工作，才能對機械設備設計的可靠性進行有效驗證，這也是確保采煤工作順利開展的基礎條件[2]。在設計過程中，相應的設計依據主要為設計手冊、實踐經驗以及相關圖表，計算出設備參數的取值范圍，結合工程實際確定參數的初選值，之后再對最終的參數值進行設計。在對各項參數值進行校驗時，若不符合設計條件，則需重新進行選擇；若符合相應設計條件，即可用于相應的設計方案，之后再對各元件的參數進行校驗，合格即可。從整個設計流程可看出，這種設計方式雖然能夠對各項參數進行校驗，但是缺乏參數的優化選項，整體而言依舊存在一定缺陷。因此，為了更好提高煤礦開采機械設備的質量，需對各項設計進行優化，以滿足采煤作業的需求。

在對相關參數進行設計時，需要反復進行校核，所以為了提高設計效率和準確性，可對計算機自動處理方式進行應用，設計人員需設計好參數的結束條件，之后再結合相關參數輸入相應的計算機系統中，便可通過計算機形成相應的最優參數設計方案。參數設計流程中需具有一定的結束條件，這對參數的精確度和優化效果有著較大影響，所以技術人員需設計好相應的結束條件，主要包括優化次數的指定、優化時間的指定、優化直至收斂等結束條件[3]。實際情況中，若忽略了優化直至收斂這項結束條件，將難以取得相應的最優參數，所以對優化直至收斂這項結束條件進行應用至關重要。以往在對掘進機的參數進行設計時，缺乏一定的規范度，致使初選參數的準確度不足，而且設計人員大都只依靠自身經驗進行選擇，難以確保參數的優化設計效果。因此，設計人員可對掘進機實例推理方式進行應用，以掘進機產品數據庫、實例庫以及相應的初選推理機制為依據，之后再應用計算機程序模塊集成推理機制，以確保初選效果。優化參數主要包括區間型參數以及枚舉型參數，這樣分類能夠較好對優化設計的時間進行縮短，并提高分析效率。區間型參數屬于取值范圍較大的優化設計參數，主要包括傳動部件尺寸等數據；枚舉型參數則為取值范圍較小的優化設計參數，這樣分類為離散規則的總結帶來了便利。

3 煤礦開采機械設備參數設計及優化

實際在對煤礦開采設備參數進行設計時，需結合實際情況，對采煤工作的需求進行合理分析，選擇適宜的設計流程，有效引進各項先進技術，從多方面優化各項參數，以更好提高開采設備的質量，確保后期開采工作的順利進行。煤礦開采設備參數設計及優化的方式如下：

3.1 采煤設備數據設計分析

在對煤礦開采機械設備的數據進行設計時，需明確多項基礎條件，主要包括約束范圍、狀態變量、設計變量等條件，結合相應的設計手冊、基礎設計數據，對各項數據的范圍進行有效規劃。技術人員需有效應用實例庫、知識庫，做好設計參數值的初選工作，對可能浮動的范圍進行明確，以更好獲取相應的數據范圍。在對取值范圍進行縮小時，可對中間值試探法進行應用，遵循離散原理，對初選的優化參數值進行離散，形成相應的具體數據，并做好相應的記錄工作，這樣能夠更好提高數據的優化設計效率以及精確度。在制定好相應的數據記錄表后，技術人員可結合煤礦開采機械設備的設計方式、設計依據對各項參數進行試驗，并記錄下相應的函數關系和狀態。在試驗完畢后，對最優函數值以及相應的參數進行選擇，滿足相應的設計條件即可。

3.2 采煤設備結構設計分析

在對采煤設備的結構進行設計時，可從多方面著手，主要包括安全可靠性、造型、摩擦學設計等方面。

在安全可靠性方面，由于煤礦井下開采作業的環境較為惡劣，稍不注意便可能出現多種安全隱患，所以只有確保各采煤機械設備的安全可靠性，才能更好維護采煤作業的安全性，避免對工作人員的生命健康造成威脅。安全性、可靠性屬于煤礦機械設備的重要指標，決定了預設目標的完成情況。實際在設計安全性和可靠性時，需記錄好相應的模糊變量，主要包括荷載、幾何尺寸等變量，之后在對相應的參數進行計算，做好優化工作，這樣才能更好提高采煤設備的安全性和可靠性。

在造型設計方面，實際在對采煤機械設備的造型結構進行設計時，需要考慮到采煤設備的功能以及美觀度，而不是僅僅考慮實用性。由于采煤環境大都較為惡劣，對相應的開采設備提出了較高的技術要求，在對設備的溫度、色彩進行設計時，需遵循以本為本的原則，讓操作人員在使用相應設備時能夠方便快捷。

在摩擦學設計方面，由于采煤事業不斷深入，社會對煤量的需求逐漸增加，所以很多煤礦企業都是持續進行采煤作業，在這種情況下，相應的采煤設備得不到充分的休養，很容易出現磨損問題，進而影響到設備的應用質量和壽命，因此，為了確保采煤作業的順利開展，需做好相應的摩擦學設計，盡量減少設備中各元件之間的摩擦，以提高采煤效率。

4 結束語

以往在對煤礦開采機械設備參數進行設計時，大都依據經驗或設計手冊，沒有對實際采煤過程進行深入考慮，在這種情況下，相應的數據參數難以滿足實際采煤需求。因此，設計人員必須對實際情況進行合理分析，對設計流程進行優化，準確設計各項設備參數，并做好相應的試驗工作，反復進行校核，確保合格后才可投入使用，以更好提高采煤設備的質量，為采煤工作的順利開展準備條件。

參考文獻

[1]張寧.對煤礦開采機械設備及自動化技術的分析[J].內蒙古煤炭經濟，2015（4）：41，61.

[2]馬春旭.淺談煤礦軸類機械設備的維修[J].中國科技博覽，2012（25）：32.

[3]胡貴祥.煤礦開采機械設備參數設計研究[J].化工管理，2016（15）：155.