王槐俊

摘 要：煤矿开采机械设备是确保采煤工作顺利开展的基础条件，也是提高采煤效率的关键要素，如果煤矿开采机械设备出现问题，将会影响到采煤工作的质量，因此，保障煤矿开采设备的质量有着重要作用。实际情况中，我国煤矿开采机械设备虽然有了较大进步，相应技术也不断革新，但是在人为因素机外部因素的影响下，依旧存在较多问题。目前煤矿开采机械设备的参数设计还存在一定问题，所以做好优化工作至关重要。文章主要对煤矿开采机械设备参数设计及优化进行分析，提出了一些建议。

关键词：煤矿开采机械设备；参数设计；优化

在社会经济的推动下，我国采煤事业有了较大进步，各类新型的采煤设备也不断涌现，较好满足了采煤需求。随着采煤工作渐趋深入，对开采设备的可靠性、稳定性提出了更高的要求，在这种情况下，只有合理引入先进技术，优化设备参数，做好相应的维修养护工作，以更好提高采煤设备的质量。良好的机械设备能够有效提高煤矿产量，增强采煤安全性，因此，技术人员必须结合实际情况做好采煤设备的参数优化工作，从多方面着手，以更好确保采煤效果。

1 煤矿开采机械设备概要

在采煤作业中，包含多种开采设备，主要包括电牵引采煤机、液压支架、刮板输送机等设备[1]。液压支架主要在采煤工作面对矿山压力进行控制，以维护采煤工作的安全性，在多种复杂的采煤环境中都能起到较好作用，适应性较强。我国的电牵引采煤机有了较大发展，相应的电牵引采煤技术也有了较大进步，大都实现了采煤机的无线作业，在采煤工作中具有一定的稳定性和可靠性。刮板输送机主要对煤炭和物料进行运输，只有当刮板输送机稳定运作时，才能确保采煤工作面的正常工作。

2 煤礦开采机械设备参数设计流程分析

一般在对煤矿开采机械设备参数进行设计时，相应的流程主要为参数计算、参数初选、参数校核，之后便可获取相应的设计参数。参数的设计计算包含多方面，主要包括强度计算、稳定性计算、刚度计算，只有做好相应的参数计算工作，才能对机械设备设计的可靠性进行有效验证，这也是确保采煤工作顺利开展的基础条件[2]。在设计过程中，相应的设计依据主要为设计手册、实践经验以及相关图表，计算出设备参数的取值范围，结合工程实际确定参数的初选值，之后再对最终的参数值进行设计。在对各项参数值进行校验时，若不符合设计条件，则需重新进行选择；若符合相应设计条件，即可用于相应的设计方案，之后再对各元件的参数进行校验，合格即可。从整个设计流程可看出，这种设计方式虽然能够对各项参数进行校验，但是缺乏参数的优化选项，整体而言依旧存在一定缺陷。因此，为了更好提高煤矿开采机械设备的质量，需对各项设计进行优化，以满足采煤作业的需求。

在对相关参数进行设计时，需要反复进行校核，所以为了提高设计效率和准确性，可对计算机自动处理方式进行应用，设计人员需设计好参数的结束条件，之后再结合相关参数输入相应的计算机系统中，便可通过计算机形成相应的最优参数设计方案。参数设计流程中需具有一定的结束条件，这对参数的精确度和优化效果有着较大影响，所以技术人员需设计好相应的结束条件，主要包括优化次数的指定、优化时间的指定、优化直至收敛等结束条件[3]。实际情况中，若忽略了优化直至收敛这项结束条件，将难以取得相应的最优参数，所以对优化直至收敛这项结束条件进行应用至关重要。以往在对掘进机的参数进行设计时，缺乏一定的规范度，致使初选参数的准确度不足，而且设计人员大都只依靠自身经验进行选择，难以确保参数的优化设计效果。因此，设计人员可对掘进机实例推理方式进行应用，以掘进机产品数据库、实例库以及相应的初选推理机制为依据，之后再应用计算机程序模块集成推理机制，以确保初选效果。优化参数主要包括区间型参数以及枚举型参数，这样分类能够较好对优化设计的时间进行缩短，并提高分析效率。区间型参数属于取值范围较大的优化设计参数，主要包括传动部件尺寸等数据；枚举型参数则为取值范围较小的优化设计参数，这样分类为离散规则的总结带来了便利。

3 煤矿开采机械设备参数设计及优化

实际在对煤矿开采设备参数进行设计时，需结合实际情况，对采煤工作的需求进行合理分析，选择适宜的设计流程，有效引进各项先进技术，从多方面优化各项参数，以更好提高开采设备的质量，确保后期开采工作的顺利进行。煤矿开采设备参数设计及优化的方式如下：

3.1 采煤设备数据设计分析

在对煤矿开采机械设备的数据进行设计时，需明确多项基础条件，主要包括约束范围、状态变量、设计变量等条件，结合相应的设计手册、基础设计数据，对各项数据的范围进行有效规划。技术人员需有效应用实例库、知识库，做好设计参数值的初选工作，对可能浮动的范围进行明确，以更好获取相应的数据范围。在对取值范围进行缩小时，可对中间值试探法进行应用，遵循离散原理，对初选的优化参数值进行离散，形成相应的具体数据，并做好相应的记录工作，这样能够更好提高数据的优化设计效率以及精确度。在制定好相应的数据记录表后，技术人员可结合煤矿开采机械设备的设计方式、设计依据对各项参数进行试验，并记录下相应的函数关系和状态。在试验完毕后，对最优函数值以及相应的参数进行选择，满足相应的设计条件即可。

3.2 采煤设备结构设计分析

在对采煤设备的结构进行设计时，可从多方面着手，主要包括安全可靠性、造型、摩擦学设计等方面。

在安全可靠性方面，由于煤矿井下开采作业的环境较为恶劣，稍不注意便可能出现多种安全隐患，所以只有确保各采煤机械设备的安全可靠性，才能更好维护采煤作业的安全性，避免对工作人员的生命健康造成威胁。安全性、可靠性属于煤矿机械设备的重要指标，决定了预设目标的完成情况。实际在设计安全性和可靠性时，需记录好相应的模糊变量，主要包括荷载、几何尺寸等变量，之后在对相应的参数进行计算，做好优化工作，这样才能更好提高采煤设备的安全性和可靠性。

在造型设计方面，实际在对采煤机械设备的造型结构进行设计时，需要考虑到采煤设备的功能以及美观度，而不是仅仅考虑实用性。由于采煤环境大都较为恶劣，对相应的开采设备提出了较高的技术要求，在对设备的温度、色彩进行设计时，需遵循以本为本的原则，让操作人员在使用相应设备时能够方便快捷。

在摩擦学设计方面，由于采煤事业不断深入，社会对煤量的需求逐渐增加，所以很多煤矿企业都是持续进行采煤作业，在这种情况下，相应的采煤设备得不到充分的休养，很容易出现磨损问题，进而影响到设备的应用质量和寿命，因此，为了确保采煤作业的顺利开展，需做好相应的摩擦学设计，尽量减少设备中各元件之间的摩擦，以提高采煤效率。

4 结束语

以往在对煤矿开采机械设备参数进行设计时，大都依据经验或设计手册，没有对实际采煤过程进行深入考虑，在这种情况下，相应的数据参数难以满足实际采煤需求。因此，设计人员必须对实际情况进行合理分析，对设计流程进行优化，准确设计各项设备参数，并做好相应的试验工作，反复进行校核，确保合格后才可投入使用，以更好提高采煤设备的质量，为采煤工作的顺利开展准备条件。

参考文献

[1]张宁.对煤矿开采机械设备及自动化技术的分析[J].内蒙古煤炭经济，2015（4）：41，61.

[2]马春旭.浅谈煤矿轴类机械设备的维修[J].中国科技博览，2012（25）：32.

[3]胡贵祥.煤矿开采机械设备参数设计研究[J].化工管理，2016（15）：155.