煤矿综采工作面设备配套方法及装置

技术领域

本公开涉及煤矿综采技术领域，尤其涉及一种煤矿综采工作面设备配套方法及装置。

背景技术

综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。

传统的煤矿综采工作面设备布置通常依赖于二维平面图和数据，操作复杂且难以直观地了解设备的布置情况。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本公开第一方面实施例提出了一种煤矿综采工作面设备配套方法，包括：

构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座；

在所述综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从所述煤矿用设备数据库确定目标选型结果，所述目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型；

将所述目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场；

基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验所述目标选型结果对应的三机设备是否满足所述作业现场的尺寸匹配要求；

若满足所述尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对所述三机设备进行模拟操作。

本公开第二方面实施例提出了一种煤矿综采工作面设备配套装置，包括：

构建模块，用于构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座；

确定模块，用于在所述综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从所述煤矿用设备数据库确定目标选型结果，所述目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型；

展示模块，用于将所述目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场；

校验模块，用于基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验所述目标选型结果对应的三机设备是否满足所述作业现场的尺寸匹配要求；

模拟模块，用于若满足所述尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对所述三机设备进行模拟操作。

本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本公开第一方面实施例提出的煤矿综采工作面设备配套方法。

本公开第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本公开第一方面实施例提出的煤矿综采工作面设备配套方法。

本公开提供的煤矿综采工作面设备配套方法、装置及电子设备，存在如下有益效果：

本公开实施例中，通过数字孪生技术将煤矿综采工作面及设备数字化，在三维场景中实现综采工作面的真实比例还原，通过预设煤层厚度、倾角、硬度、工作面长度、走向长度以及日产量、日平均作业时长等数据，自动计算并选配设备库中满足要求的三机设备，并对设备在端头段、端尾段、机头过渡段、机尾过渡段、中间段的不同作业状态进行数据测量与检测验证。通过三维可视化技术将分析后的数据以三维立体的形式呈现，为设备选型、布局和结构配套提供科学依据，最终实现高产高效的煤炭生产。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本公开实施例所提供的一种煤矿综采工作面设备配套方法的流程示意图；

图2为本公开实施例所提供的又一种煤矿综采工作面设备配套方法的流程示意图；

图3为本公开实施例所提供的一种煤矿综采工作面设备配套装置的结构框图；

图4示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

下面参考附图描述本公开实施例的煤矿综采工作面设备配套方法、装置、计算机设备和存储介质。

本公开实施例所提出的煤矿综采工作面设备配套系统，(1)通过建立三维模型并融合相关数据，使得煤矿管理人员可以直观地查看和调整设备的位置和布置，提高设备布置的合理性。(2)煤矿综采工作面设备优化是提高生产效率和保证安全的关键。本发明采用预设的算法对煤矿综采工作面进行优化，以确保设备布置的合理性和效率性。通过优化算法，可以自动调整设备布置方案，提高煤炭采集率和作业效率。(3)煤矿生产管理人员需要及时了解煤矿综采工作面设备的布置情况和工作效率。本发明提供了生成配套报告的步骤，将三维场景、设备布置图以及相关数据输出为配套报告，提供给煤矿生产管理人员参考和使用，使其可以更好地了解和分析设备的配套情况。

需要说明的是，本公开实施例中的煤矿综采工作面设备配套方法的执行主体为煤矿综采工作面设备配套装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在任意电子设备中。

图1为本公开第一实施例所提供的煤矿综采工作面设备配套方法的流程示意图。

如图1所示，该煤矿综采工作面设备配套方法可以包括以下步骤：

步骤101，构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座。

可选的，可以首先构建煤矿用设备管理数据库，煤矿用设备数据库包括设备模型数据库和设备信息数据库，之后通过设置煤层厚度、煤层硬度、工作面长度、走向长度和进风巷宽度和高度、回风巷宽度和高度、日产量、日作业时长，以构建综采工作面三维场景底座。

具体的，构建煤矿综采工作面设备管理库可以提高设备管理的效率和准确性。在进行设备信息数据库的构建时，可以确定需要存储的设备参数信息，例如设备型号、规格、生产厂家、购买日期、维护记录等。创建设备信息数据库，并为每个参数定义相应的字段。将设备参数信息储存至设备信息数据库中。在进行设备模型数据库的建立时，可以首先确定需要建立模型的设备类型，例如采煤机、液压支架、输送机等，使用相应的建模软件(如CAD或SolidWorks)创建设备的三维模型，创建设备模型数据库，并将每个设备的模型文件存储在其中。

进一步的，可以使用设备规格型号作为主Key，将设备信息数据库和设备模型数据库进行关联，确保两个数据库之间的数据一致性，例如通过设备型号字段进行匹配和验证，设计合适的查询和更新操作，以便管理人员能够方便地访问和更新设备信息。

可选的，构建煤矿用设备管理数据库，包括：

通过可视化技术和数字孪生技术，将煤矿综采工作面多类主用大型生产运输设备转换成各个三维设备模型，以构建设备模型数据库，其中，三维设备模型至少包括有采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机和胶带输送机，并基于热更新技术对设备模型数据库进行更新，基于煤矿综采工作面多类主用大型生产运输设备的设备参数信息，构建设备信息数据库。

也即是说，可以将煤矿综采工作面设备管理数字化，分别构建设备信息数据库、设备模型数据库，以设备规格型号为主Key将各表进行关联。

需要说明的是，利用可视化技术和数字孪生技术将煤矿综采工作面各类主要设备转换成三维模型，并建立设备模型数据库，可以提供更直观、实时的设备管理和监测。

其中，煤矿综采工作面通常需要多种主用大型生产运输设备来进行煤炭开采和运输。以下是一些常见的设备类型：

采煤机(Shearer)：采煤机是综采工作面的核心设备，用于割取煤炭，并将其送入刮板输送机进行运输。根据采煤方式的不同，采煤机分为长壁采煤机、短壁采煤机、细分区采煤机等。

液压支架(Hydraulic Support)：液压支架是用于支撑综采工作面的煤层和顶板的设备。它通过液压系统提供支撑力，保证采煤机安全稳定地运行。

刮板输送机(Scraper Conveyor)：刮板输送机是综采工作面的主要运输设备，用于将采取的煤炭从工作面运输到下方的煤矸石堆放区或转运点。它由刮板链板、驱动装置和导向装置组成。

煤炭运输车(Coal Hauler)：煤炭运输车是用于将采煤机割取的煤炭从综采工作面运输到井口或其他地方的设备。它通常是轨道式或轮胎式，具有较大的载重能力。

煤炭提升机(Coal Hoist)：煤炭提升机用于将煤炭从井口或地下转运点提升到地面。它通常是卷筒式提升机，可实现高效的煤炭提升。

输送带系统(Conveyor System)：输送带系统是将煤炭从综采工作面运输到地面或其他目的地的主要设备。它由多个输送带、滚筒、驱动装置和支撑结构组成。

首先可以进行设备模型的创建，使用相应的建模软件(如CAD或SolidWorks)创建每个设备的三维模型，每个设备的模型应该包括尺寸、形状、部件结构等详细信息，然后创建一个设备模型数据库，用于存储各类设备的三维模型文件，为每个设备类型创建相应的表，用于存储对应设备的模型文件路径、规格参数等信息，之后可以使用热更新技术，确保设备模型库的资源始终保持最新状态，当有新的设备模型可用时，将其添加到模型库中，并更新相关的数据库记录。在设备管理系统中，使用可视化技术将设备模型呈现出来，以实现直观的展示效果，根据用户需求，设计用户界面，允许用户通过设备模型进行交互，查询设备信息、监测设备状态。

具体的，可以允许用户自定义设置煤层厚度、煤层硬度、工作面长度、走向长度、进风巷宽度与高度、回风巷宽度与高度等环境信息。创建一个场景数据库，用于存储用户录入的场景信息。为每个场景创建相应的表，用于存储场景信息，例如煤层厚度、环境参数、日产量、日作业时长等。使用相应的建模软件创建综采工作面的三维模型。根据用户录入的场景信息，自动生成巷道、煤壁等环境模型，构建综采工作面三维场景底座。在设备管理系统中，使用可视化技术将场景呈现出来，以实现直观的展示效果。根据用户需求，设计用户界面，允许用户通过场景模型进行交互，查询设备信息、监测设备状态等。

步骤102，在综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从煤矿用设备数据库确定目标选型结果，目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型。

可选的，可以通过基于三机配套选型计算筛选模块，从煤矿用设备数据库确定满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型和刮板输送机模型。

由于已经创建煤矿用设备数据库，用于存储各类设备的信息，包括采煤机、液压支架、刮板输送机等。进一步的，可以基于三机配套选型计算筛选模块，根据生产要求和场景信息，设定相应的选型指标，例如产能要求、安全要求、适应性要求等，根据设备数据库中的设备信息和选型指标，进行选型计算和筛选，比如可以使用合适的算法和模型，对数据库中的设备进行评估和匹配，找到满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型和刮板输送机模型。之后，可以将选型结果呈现给用户，显示满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型和刮板输送机模型。提供详细的设备信息，包括规格参数、性能指标等，以便用户进行选择和决策。

可选的，可以从设备模型数据库中选取第一参数满足第一生产要求的采煤机模型，其中，第一生产要求包含有采高要求、硬度要求、生产周期要求。

需要说明的是，可以根据采高、硬度、生产周期等要求，从设备库选取采高、功率、牵引速度等主要参数满足要求的采煤机，采煤机应满足工作面开采生产能力的要求,其生产能力要大于工作面设计能力。

可选的，可以基于第二参数，确定满足第二生产要求的液压支架模型，其中，第二参数至少包括回风巷宽度、进风巷宽度、工作面长度、工作面承压以及中间部槽间隙。

需要说明的是，可以根据支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式确定液压支架的规格型号，根据回风巷宽度、进风巷宽度、工作面长度、工作面承压以及中间部槽间隙等参数，确定预定数量的液压支架。

可选的，可以基于第三参数，确定满足第三生产要求的刮板输送机模型，其中，第三参数至少包括过煤量、工作面长度和运输距离，其中，刮板输送机模型要满足所选采煤机链轮和所选刮板输送机销排类型相配。

需要说明的是，可以根据过煤量、工作面长度、运输距离等数据进行计算，选取满足要求的刮板输送机，同时所选刮板输送机要满足所选采煤机链轮和所选刮板输送机销排类型相配。

也即是说，对于采煤机，有以下第一生产要求：

采高要求：根据工作面的采高要求，可以选择具有相应采高范围的采煤机型号。

功率要求：根据工作面的硬度和生产周期，选择具有足够功率以满足生产能力要求的采煤机。

牵引速度要求：根据工作面的生产节奏和运输需求，选择具有适当牵引速度的采煤机。

对于液压支架，有以下第二生产要求：

支护阻力要求：根据初撑力和额定工作阻力要求，选择具有适当支护能力的液压支架。

支架结构参数：根据工作面的尺寸和支护要求，选择具有适当结构参数的液压支架，包括立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等。

阀组性能和操作方式：根据工作面的操作需求，选择具有适当阀组性能和操作方式的液压支架。

对于刮板输送机，有以下第三生产要求：

过煤量要求：根据工作面的过煤量要求，选择具有足够输送能力的刮板输送机。

工作面长度和运输距离要求：根据工作面的长度和煤炭运输距离，选择具有适当长度和输送能力的刮板输送机。

与采煤机的配合：确保所选刮板输送机的链轮和销排类型与所选采煤机相配。

步骤103，将目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场。

需要说明的是，可以将经过计算自动选取的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型加载至综采工作面三维场景中，并按位置关系进行相应位置的部署，在三维场景中真实还原综采工作面设备选配、部署方案。

步骤104，基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验目标选型结果对应的三机设备是否满足作业现场的尺寸匹配要求。

需要说明的是，通过三机配套选型验证模块进行匹配校验可以确保所选设备在生产能力和尺寸匹配方面满足要求。该验证模块可以通过输入所选采煤机、液压支架和刮板输送机的参数，结合作业现场的尺寸要求，进行综合计算和校验，可以考虑如下几个方面：

采煤机的工作面开采能力与液压支架的支护能力的匹配：根据采煤机的生产能力和液压支架的支护能力，验证二者是否匹配，确保液压支架能够支持采煤机的工作面开采生产能力要求。

液压支架与刮板输送机的尺寸匹配：根据液压支架的尺寸和作业现场的尺寸要求，验证液压支架与刮板输送机的安装和运行是否符合要求，确保二者之间有足够的空间进行作业。

刮板输送机的过煤量与采煤机的产量匹配：根据刮板输送机的过煤量和采煤机的产量，验证二者是否匹配，确保刮板输送机能够及时、有效地输送采煤机产出的煤炭。

通过三机配套选型验证模块进行匹配校验，可以帮助确保所选设备在生产能力和尺寸匹配方面都满足要求，从而提高生产效率和安全性。

步骤105，若满足尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对三机设备进行模拟操作。

其中，三机设备为采煤机、液压支架和刮板输送机。

需要说明的是，综采工作面模拟作业操作可以帮助验证所选设备的配套是否满足实际生产作业需求，并评估整个综采系统的运行效果。

采煤机的模拟操作：模拟采煤机在综采工作面进行斜切进刀、割三角煤、双向割煤以及完整割一刀的操作过程。通过模拟操作可以评估采煤机在实际作业中的工作效率和适用性。

液压支架的模拟操作：模拟液压支架在工作面进行推溜、拉架等支护操作，验证液压支架的稳定性和适用性。

刮板输送机的模拟操作：模拟刮板输送机在工作面进行煤炭的输送和清理作业，评估其输送效率和清理效果。

通过综采工作面模拟作业操作，可以全面验证所选设备在实际作业场景中的适用性和配合效果，发现潜在的问题并进行调整和改进。这有助于确保选型配套满足实际生产作业需求，提高生产效率和安全性。

需要说明的是，本发明还提供了一种基于三维可视化的煤矿综采工作面设备配套系统，包括煤矿综采工作面设备数据库、煤矿综采工作面设备配套选型部分、煤矿综采工作面设备仿真模拟部分，煤矿综采工作面设备数据库部分包含设备模型数据库、设备信息数据库，煤矿综采工作面设备配套选型部分包含煤矿综采工作面场景编辑模块、三机配套选型计算筛选模块、三机配套选型验证模块，煤矿综采工作面设备仿真模拟部分包含综采工作面模拟作业模块。

本公开实施例中，首先构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座，之后在所述综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从所述煤矿用设备数据库确定目标选型结果，所述目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型，然后将所述目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场，之后基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验所述目标选型结果对应的三机设备是否满足所述作业现场的尺寸匹配要求，最后若满足所述尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对所述三机设备进行模拟操作。通过数字孪生技术将煤矿综采工作面及设备数字化，在三维场景中实现综采工作面的真实比例还原，通过预设煤层厚度、倾角、硬度、工作面长度、走向长度以及日产量、日平均作业时长等数据，自动计算并选配设备库中满足要求的三机设备，并对设备在端头段、端尾段、机头过渡段、机尾过渡段、中间段的不同作业状态进行数据测量与检测验证。通过三维可视化技术将分析后的数据以三维立体的形式呈现，为设备选型、布局和结构配套提供科学依据，最终实现高产高效的煤炭生产。

图2为本公开第二实施例所提供的煤矿综采工作面设备配套方法的流程示意图。

如图2所示，该煤矿综采工作面设备配套方法可以包括以下步骤：

步骤201，构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座。

步骤202，在综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从煤矿用设备数据库确定目标选型结果，目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型。

步骤203，将目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场。

步骤204，在综采工作面三维场景中选取多个特定位置，通过模型截面发射射线计算各部位的间距，以获取测量数据，其中，测量数据是分端口段、过渡段、中间段三种状态测量获取的，并根据煤机模型的位置进行分别展现，并将测量数据与预设阈值进行比较，以对不满足尺寸要求的部位与参数进行告警提示。

可选的，可以根据实际场景和设备参数，使用三维建模软件创建采煤机、液压支架、刮板输送机等设备的三维模型，并将其放置在实际场景中。在三维建模软件中设置截面平面，并通过模型截面发射射线计算各部位的间距。可以通过编程自动化实现批量测量。对测量数据进行分类整理，包括端口段、过渡段、中间段三种状态。可以使用数据库或电子表格软件进行管理。进一步的，可以根据煤机模型的位置进行分别展现，可以通过三维建模软件实现视角的移动和切换。对测量数据与预设阈值进行比较，如果有不满足尺寸要求的部位与参数，则进行告警提示。可以使用编程语言实现此项功能，并与三维建模软件进行集成。

其中，测量数据包含以下：

采煤机牵引链轮中心线到煤机滚筒内侧水平距离；

采煤机牵引链轮与刮板输送机销排啮合中心线到支腿滑靴底部垂直距离；

截割滚筒的直径；

截割滚筒的宽度；

采煤机牵引链轮的中心线到支腿滑靴内侧水平距离；

采煤机牵引链轮中心线到牵引部外侧水平最大距离；

采煤机机腿到滑靴的高度；

采煤机机身的高度；

液压支架顶梁前端到推拉孔中心线水平距离；

液压支架推移步距；

液压支架顶梁长度；

液压支架最大支护高度与最小支护高度；

液压支架立柱顶梁支撑点到顶梁与掩护梁铰接孔中心线水平距离；

液压支架推移头销孔中心线到支架前脚距离；

液压支架立柱支点到支架前脚水平距；

液压支架立柱直径；

刮板输送机销排中心线到溜槽中心线的水平距离；

刮板输送机销排与采煤机牵引链轮啮合中心线到地面垂直距离；

溜槽中心线到溜槽推拉孔下孔的中心线水平距离；

销排中心线到工作面槽帮水平距离；

销排中心线到挡煤板内侧水平距离；

铲煤板上表面到地面高度；

挡煤板到地面高度；

槽帮到地面高度；

溜槽中心线到挡煤板外侧距离。

步骤205，基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验目标选型结果对应的三机设备是否满足作业现场的尺寸匹配要求。

步骤206，若满足尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对三机设备进行模拟操作。

需要说明的是，步骤201、202、203、205、206的具体实现方式可以参照上述实施例，在此不进行赘述。

本公开实施例中，首先构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座，之后在综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从煤矿用设备数据库确定目标选型结果，目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型，然后将目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场，之后在综采工作面三维场景中选取多个特定位置，通过模型截面发射射线计算各部位的间距，以获取测量数据，其中，测量数据是分端口段、过渡段、中间段三种状态测量获取的，并根据煤机模型的位置进行分别展现，并将测量数据与预设阈值进行比较，以对不满足尺寸要求的部位与参数进行告警提示，然后基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验目标选型结果对应的三机设备是否满足作业现场的尺寸匹配要求，最后若满足尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对三机设备进行模拟操作。由此，在生产能力、尺寸的参数均满足要求后，通过综采工作面模拟作业模块进行模拟操作，包含采煤机斜切进刀、割三角煤、双向割煤完整割一刀、液压支架推溜、拉架等模拟操作。通过综采工作面模拟作业操作进行最后的验证工作，以保证选型配套满足实际生产作业需求。

传统的煤矿综采工作面设备布置通常依赖于二维平面图和数据，操作复杂且难以直观地了解设备的布置情况。本发明通过建立三维模型并融合相关数据，使得煤矿管理人员可以直观地查看和调整设备的位置和布置，提高设备布置的合理性。煤矿综采工作面设备优化是提高生产效率和保证安全的关键。本发明采用预设的算法对煤矿综采工作面进行优化，以确保设备布置的合理性和效率性。通过优化算法，可以自动调整设备布置方案，提高煤炭采集率和作业效率。煤矿生产管理人员需要及时了解煤矿综采工作面设备的布置情况和工作效率。本发明提供了生成配套报告的步骤，将三维场景、设备布置图以及相关数据输出为配套报告，提供给煤矿生产管理人员参考和使用，使其可以更好地了解和分析设备的配套情况。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种煤矿综采工作面设备配套装置。

图3为本公开第三实施例所提供的煤矿综采工作面设备配套装置的结构框图。

如图3所示，该煤矿综采工作面设备配套装置300可以包括：

构建模块310，用于构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座；

确定模块320，用于在所述综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从所述煤矿用设备数据库确定目标选型结果，所述目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型；

展示模块330，用于将所述目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场；

校验模块340，用于基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验所述目标选型结果对应的三机设备是否满足所述作业现场的尺寸匹配要求；

模拟模块350，用于若满足所述尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对所述三机设备进行模拟操作。

可选的，所述构建模块，包括：

第一构建单元，用于构建煤矿用设备管理数据库，所述煤矿用设备数据库包括设备模型数据库和设备信息数据库；

第二构建单元，用于通过设置煤层厚度、煤层硬度、工作面长度、走向长度和进风巷宽度和高度、回风巷宽度和高度、日产量、日作业时长，以构建综采工作面三维场景底座。

可选的，所述第一构建单元，具体用于：

通过可视化技术和数字孪生技术，将煤矿综采工作面多类主用大型生产运输设备转换成各个三维设备模型，以构建所述设备模型数据库，其中，所述三维设备模型至少包括有采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机和胶带输送机，并基于热更新技术对所述设备模型数据库进行更新；

基于所述煤矿综采工作面多类主用大型生产运输设备的设备参数信息，构建所述设备信息数据库。

可选的，所述确定模块，具体用于：

从所述设备模型数据库中选取第一参数满足第一生产要求的采煤机模型，其中，所述第一生产要求包含有采高要求、硬度要求、生产周期要求；

基于第二参数，确定满足第二生产要求的液压支架模型，其中，所述第二参数至少包括回风巷宽度、进风巷宽度、工作面长度、工作面承压以及中间部槽间隙；

基于第三参数，确定满足第三生产要求的刮板输送机模型，其中，所述第三参数至少包括过煤量、工作面长度和运输距离，其中，所述刮板输送机模型要满足所选采煤机链轮和所选刮板输送机销排类型相配。

可选的，所述展示模块，还用于：

在所述综采工作面三维场景中选取多个特定位置，通过模型截面发射射线计算各部位的间距，以获取测量数据，其中，所述测量数据是分端口段、过渡段、中间段三种状态测量获取的，并根据煤机模型的位置进行分别展现，并将所述测量数据与预设阈值进行比较，以对不满足尺寸要求的部位与参数进行告警提示，

所述测量数据包含以下几种：

采煤机牵引链轮中心线到煤机滚筒内侧水平距离；

采煤机牵引链轮与刮板输送机销排啮合中心线到支腿滑靴底部垂直距离；

截割滚筒的直径；

截割滚筒的宽度；

采煤机牵引链轮的中心线到支腿滑靴内侧水平距离；

采煤机牵引链轮中心线到牵引部外侧水平最大距离；

采煤机机腿到滑靴的高度；

采煤机机身的高度；

液压支架顶梁前端到推拉孔中心线水平距离；

液压支架推移步距；

液压支架顶梁长度；

液压支架最大支护高度与最小支护高度；

液压支架立柱顶梁支撑点到顶梁与掩护梁铰接孔中心线水平距离；

液压支架推移头销孔中心线到支架前脚距离；

液压支架立柱支点到支架前脚水平距；

液压支架立柱直径；

刮板输送机销排中心线到溜槽中心线的水平距离；

刮板输送机销排与采煤机牵引链轮啮合中心线到地面垂直距离；

溜槽中心线到溜槽推拉孔下孔的中心线水平距离；

销排中心线到工作面槽帮水平距离；

销排中心线到挡煤板内侧水平距离；

铲煤板上表面到地面高度；

挡煤板到地面高度；

槽帮到地面高度；

溜槽中心线到挡煤板外侧距离。

本公开实施例中，首先构建煤矿用设备管理数据库和综采工作面三维场景底座，之后在所述综采工作面三维场景底座的基础上，基于三机配套选型计算筛选模块，从所述煤矿用设备数据库确定目标选型结果，所述目标选型结果为满足生产要求的采煤机模型、液压支架模型、刮板输送机模型，然后将所述目标选型结果加载至综采工作面三维场景中，以进行可视化展示还原作业现场，之后基于三机配套选型验证模块进行匹配校验，以校验所述目标选型结果对应的三机设备是否满足所述作业现场的尺寸匹配要求，最后若满足所述尺寸匹配要求，基于综采工作面模拟作业模块对所述三机设备进行模拟操作。通过数字孪生技术将煤矿综采工作面及设备数字化，在三维场景中实现综采工作面的真实比例还原，通过预设煤层厚度、倾角、硬度、工作面长度、走向长度以及日产量、日平均作业时长等数据，自动计算并选配设备库中满足要求的三机设备，并对设备在端头段、端尾段、机头过渡段、机尾过渡段、中间段的不同作业状态进行数据测量与检测验证。通过三维可视化技术将分析后的数据以三维立体的形式呈现，为设备选型、布局和结构配套提供科学依据，最终实现高产高效的煤炭生产。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现如本公开前述实施例提出的煤矿综采工作面设备配套方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种非临时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本公开前述实施例提出的煤矿综采工作面设备配套方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行如本公开前述实施例提出的煤矿综采工作面设备配套方法。

图4示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机设备的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc Read OnlyMemory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video Disc Read OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本公开各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本公开所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。