辛 亮

（山西西山煤電晉興公司斜溝煤礦， 山西 呂梁 033602）

引言

煤炭開采中自動化以及機械化設(shè)備的應用是煤礦高效開采的重要標志[1]。綜采工作面設(shè)備的“三機”是根據(jù)采煤的實際情況進行相應的設(shè)計以及配套[2]。對于綜采工作面設(shè)備配套設(shè)計來說，一方面要對安裝結(jié)構(gòu)配套方面的問題進行解決；另一方面需要對采煤的設(shè)備故障、生命周期以及生產(chǎn)能力進行評估[3]。“三機”利用SolidWorks軟件進行三維實體模型的建立，能夠有效地解決以往采用二維工程圖帶來的設(shè)計不直觀，立體感不強等一些缺點[4-5]。

1 綜采設(shè)備的選型原則

1.1 液壓支架的選型原則

對于“三機”來說，最為重要的部分是液壓支架。液壓支架的選型主要是對煤層的強度、煤層的傾角、底板的型號以及特性、截深以及煤層的采高以及老頂來壓的等級和直接頂?shù)念愋偷鹊取?/p>

1.2 采煤機的選型原則

采煤機在綜采工作面的成套設(shè)備中屬于相當重要的設(shè)備，整個設(shè)備的生產(chǎn)能力在配套設(shè)備正常的情況下主要是由采煤機決定，因此，在實際的選型過程中，要重點考慮開采的條件以及實際的工作能力。

1.3 刮板輸送機的選型原則

刮板輸送機選型的原則主要遵從開采環(huán)境以及選型的成本和安全方面的情況，同時還要考慮到與其他兩個方面（液壓支架以及采煤機）之間的配合程度。

2 綜采設(shè)備配套

綜采工作面要想提高其生產(chǎn)能力就必須對液壓支架、采煤機以及刮板輸送機三者之間的關(guān)系進行相應的設(shè)計，確保優(yōu)化參數(shù)性能，提高各個方面的操作，使三個設(shè)備能夠相互協(xié)調(diào)的進行工作。

2.1 “三機”幾何關(guān)系的配套

如圖1所示為綜采設(shè)備之間的配套圖，通過圖1可以看到液壓支架、刮板輸送機以及采煤機之間的關(guān)系。在實際的操作過程中，安全是擺在第一位的，因此通過圖1可以發(fā)現(xiàn)無立柱的距離越小，安全的性能越高。

圖1 綜采設(shè)備之間的配套圖

對“三機”壽命配套來說，應保證三個設(shè)備的生命周期處在一個程度，如果不在一個階會導致對整個系統(tǒng)的生產(chǎn)能力減弱，嚴重還會導致安全事故。

2.2 工作面中部“三機”幾何配套

工作面中的設(shè)備配套關(guān)系主要是液壓支架以及刮板輸送機和采煤機這三個設(shè)備之間的關(guān)系，在實際的應用過程中都會采用中部配套斷面進行相應的表述。如圖2所示為綜采工作面“三機”中部配套斷面圖，圖2中的主要內(nèi)容涉及了不同設(shè)備的尺寸以及配套的關(guān)系，同時在圖中也可以看到不同設(shè)備之間的布置。

3 綜采工作面三維實體模型的建立

圖2 綜采工作面“三機”中部配套斷面圖

如下頁圖3所示為綜采工作面設(shè)備配套三維模型，整個三維模型是通過SolidWorks軟件的集成功能各個部分集成的。通過該圖可以有效直觀地看到不同設(shè)備之間的關(guān)系以及配置情況，同時能夠滿足現(xiàn)場的操作人員對整個設(shè)備的認知。

圖3 綜采工作面設(shè)備配套三維模型

在以往的實際生產(chǎn)過程中，綜采工作面的中部設(shè)備配套圖基本都是采用二維的設(shè)計方法進行相應的設(shè)計，這一設(shè)計主要是依靠AotoCAD軟件進行相應的設(shè)計，而對于SolidWorks軟件來說，其設(shè)計的三維實體模型能夠根據(jù)實際的需要轉(zhuǎn)換成二維的工程圖進行應用，而且轉(zhuǎn)換的速度快，并且保證了極高的準確性，同時原有的三維實體模型也可以保留，有效地保證了二維工程圖與三維實體模型之間的全關(guān)聯(lián)性。如圖4所示為綜采工作面中部設(shè)備配套圖。

圖4 綜采工作面中部設(shè)備配套圖（單位：mm）

4 綜采工作面自動配套系統(tǒng)的建立

二維工程圖與二維設(shè)計、三維設(shè)計相比，具有全相關(guān)性的優(yōu)點，全相關(guān)性實質(zhì)就是零部件、裝配體、工程圖相關(guān)性。當一個裝配體在SolidWorks程序中打開時，相關(guān)零部件也隨之被打開。在SolidWorks軟件中建立新的工作界面來建立三維模型時，不需要先建立各個裝配體的零部件再利用裝配關(guān)系來進行裝配。如圖5所示為綜采工作面設(shè)備配套模型的刮板輸送機中部槽新三維模型，其主要是將SolidWorks軟件以及VB軟件進行結(jié)合，通過VB軟件進行程序編寫，使整個綜采工作面能夠自動的進行參數(shù)設(shè)計。

如圖6所示，為菜單編輯器。利用SolidWorks軟件，在打開整個三維實體模型后，就可以利用菜單編輯器對相應的參數(shù)進行設(shè)計，輸入相應的參數(shù)后，單擊改變，然后整個實體模型的參數(shù)就會自動改變，整個綜采工作面的三維實體模型也會隨著參數(shù)的改變產(chǎn)生變化，進而能夠?qū)崿F(xiàn)對整個工作面的更新。

圖5 刮板輸送機中部槽新三維模型

圖6 菜單編輯器