煤礦設備選型畢業(yè)設計開題報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上山 東 科 技 大 學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目 濟寧唐口煤礦機電設備選型設計 學 院 名 稱 機械電子工程學院 專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化 （定單）072 學生姓名 信聰 學 號 1 指 導 教 師 王亮 填表時間： 2011 年 4 月 20 日填表說明1.開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。2.此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期完成，經(jīng)指導教師簽署意見、相關系主任審查后生效。3.學生應按照學校統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式，用A4紙打印。4.參考文獻不少于8篇，其中應有適當?shù)耐馕馁Y料（一般不少

2、于2篇）。5.開題報告作為畢業(yè)設計（論文）資料，與畢業(yè)設計（論文）一同存檔。窗體頂端設計（論文）題目采煤工作面設備選型設計設計（論文）類型（劃“”）工程設計應用研究開發(fā)研究基礎研究其它 一、 本課題的研究目的和意義課題的來源和背景：近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對礦山資源需求的高速增長，機械化采煤在煤礦生產(chǎn)中所占比重越來越大，因此對礦山機電設備選型設計也提出了越來越高的要求。本設計即針對淄礦集團濟寧唐口進行煤礦機電設備選型設計。課題的研究目的：礦井機電設備為礦山進行生產(chǎn)活動的關鍵設備，其技術的發(fā)展對促進礦井生產(chǎn)效率的提高和安全作業(yè)，無疑具有極其重大的影響。歷經(jīng)幾十年發(fā)展，我國的礦井機設備技術

3、取得了不少的進步，但與美國、德國等世界發(fā)達國家相比，依然存在著很大的差距。目前發(fā)達國家的礦井提升技術已全面實現(xiàn)了全數(shù)字控制，而國內(nèi)絕大多數(shù)中小煤礦的礦井提升機效率低下，安全隱患多，嚴重制約著我國礦山產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，急需大規(guī)模的技術改造和更新。要實現(xiàn)高產(chǎn)高效的采煤，必須進行正確的機電設備選型設計。在煤礦機電設備中，綜合機械化采煤工作面的裝備以采煤機、液壓支架和刮板輸送機為代表，提升運輸設備以皮帶輸送機、電機車和主副井提升設備為主，決定著煤的運輸提升量。通風和排水設備在煤礦生產(chǎn)中的作用更是異常重要，必須保證完全可靠的工作。本課題以煤礦原始資料為依據(jù)，以實現(xiàn)高產(chǎn)高效機械化采煤為目標，驗證所學理論，這

4、有助于我們熟練掌握相關的技術以及礦山機電設備選型注意的問題，可以盡快融入以后的工作，為我國煤炭事業(yè)的發(fā)展做出應有的貢獻。 二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）一.采掘部分設計選型：1.研究礦井基本情況、水文地質(zhì)情況、生產(chǎn)能力、開采方式、頂板類型等。2.采煤工作面所需要的設備類型。3.采煤機的類型及適應性、選型原則及主要技術要求、總體尺寸、傳動系統(tǒng)、截個機構、牽引機構、附屬機構、開口方式等。4.支護設備的選型原則和適應性、支護設備的性能參數(shù)、支護設備型號和主要技術參數(shù)等。5.刮板輸送機選型原則、型號及主要技術參數(shù)、使用要求等。6.乳化液泵站的要求、參數(shù)的計算、型號及主要技術參數(shù)、工作原理，液壓系統(tǒng)

5、的設計等。7.采煤工作面設備之間的配套使用二.運輸部分選型設計：1.設計的原始數(shù)據(jù)和工作環(huán)境條件2.運輸生產(chǎn)率3.設備型式、布置與功率匹配4.輸送帶速度、寬度、帶型確定計算5.基本參數(shù)的確定計算6.各區(qū)段阻力計算7.輸送帶關鍵點張力計算與帶強驗算8.傳動滾筒牽引力與電動機功率9.拉緊力與拉緊行程計算10.制動（逆止）力矩計算三.通風部分選型設計1.計算風源必須產(chǎn)生的風量和負擔2.選擇風機3.確定工況4.確定風機臺數(shù)5.選擇電動機6.選擇風機型號，確定相關參數(shù)7.計算平均年電耗四.排水部分選型設計1.確定工作水泵必須的排水能力2.選定水泵的相關參數(shù)3.確定水泵的臺數(shù)和水管的趟數(shù)4.計算水管內(nèi)徑和

6、管路的壁厚5.計算管路特性6.確定工況點7.驗算排水時間8.計算電機的容量9.計算耗電量三、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展） 21世紀前期是我國經(jīng)濟、社會發(fā)展的重要機遇期。石油、天然氣、煤炭和核能在21世紀將繼續(xù)發(fā)揮各自的優(yōu)勢，可再生的水能、太陽能、風能、地熱能、海洋能等的開發(fā)利用，仍將繼續(xù)受到重視。但由于資源條件和能源科技發(fā)展水平?jīng)Q定，在未來相當長的時間內(nèi)，世界范圍內(nèi)的新能源、可再生資源及核電的發(fā)展尚不能普遍取代礦物燃料。因此，相當時期內(nèi)礦物燃料仍將是人類的主要能源。隨著現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，尤其是世界經(jīng)濟對能源的旺盛需求，世界煤炭開采技術也得到迅猛的發(fā)展。20世紀末期以來，在新技術革

7、命的帶動下，煤礦開采技術與設備迅猛發(fā)展。先進采煤國家積極應用機電一體化和自動化技術，研制開發(fā)了高生產(chǎn)能力、高性能的開采技術設備，廣泛應用計算機技術實現(xiàn)了礦井生產(chǎn)過程自動化控制，實現(xiàn)了對礦井的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。 煤炭是我國的主要能源，也是世界的主要能源。再一次能源使用和消費中占主導地位，我國正處于全面建設小康社會的現(xiàn)代化進程中，經(jīng)濟的快速發(fā)展對煤炭的需求快速增長。據(jù)不完全統(tǒng)計，2007年我國煤炭產(chǎn)量初步統(tǒng)計為27億噸，2010年中國煤炭產(chǎn)量需求將超過30多億噸，2020年將達到2830億噸.我國是能源生產(chǎn)和消費大國，富煤、少氣、缺油的資源特點及經(jīng)濟發(fā)展水平和經(jīng)濟實力，決定了我國以煤炭為主的能源結構在

8、相當長的時期內(nèi)是不會改變的.據(jù)介紹，紅火的煤炭市場急切想把產(chǎn)量提高到最高水平。據(jù)現(xiàn)場工作條件來說，很多煤炭企業(yè)都難以依靠現(xiàn)有的條件大規(guī)模的提高產(chǎn)量。因此，新增煤炭生產(chǎn)能力成為目前迫切需要解決的問題。近20年來，特別是2000年后，隨著工作面單生產(chǎn)水平的大幅提高，各個國家的“一井一面”和“一井兩面”的高產(chǎn)高效大型和特大型礦井比例越來越高，要求工作面的“三機”（采煤機、液壓支架、刮板輸送機）必須向大功率、大運量、強力型、高可靠性和高產(chǎn)高效方向發(fā)展。然而“三機”的選型需要考慮的因素很多，如煤層賦存和開采條件及采煤工藝等?？偛迷O備選型是實現(xiàn)綜合機械化采煤生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效和安

9、全生產(chǎn)的關鍵。 近十年間，以長壁高效綜采為代表的煤炭地下開采技術取得前所未有的突破性進展。高效綜采發(fā)展主要體現(xiàn)以下的三個方面:一是綜采工作面的生產(chǎn)能力大幅度提高，采區(qū)范圍不斷擴大，出現(xiàn)“一礦一面”年產(chǎn)量數(shù)千萬噸煤炭的高產(chǎn)高效和集約化的生產(chǎn)模式。二是高效綜采設備和開采工藝不斷完善，完善推廣適用范圍不斷擴大，中厚煤層開采，厚煤層一次采全高開采和薄煤層全自動化生產(chǎn)技術和工藝取得巨大成功。三是高效綜采設備的研制開發(fā)取得新的技術突破，國產(chǎn)成套設備的年生產(chǎn)能力已達到三百萬噸以上，并實現(xiàn)綜采工作面的生產(chǎn)過程自動化。鑒于我國以煤炭為主的能源結構和當前煤炭生產(chǎn)需求快速增長，高效綜采裝備制造業(yè)也將成為能源開采技術

10、重要的競爭領域。 采掘機械化是煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量、提高勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件、保障安全生產(chǎn)的必要技術手段，也是煤炭生產(chǎn)過程中節(jié)約能源、人力和減少原材料消耗的有效技術措施。綜合機械化采煤工作面的裝備以采煤機、液壓支架和刮板輸送機為代表。經(jīng)過幾十年的艱苦努力，我國已掌握了緩傾斜中厚和厚煤層綜合機械化采煤成套設備的設計、研究和制造技術，部分薄煤層適用的采煤機、液壓支架和刨煤機也研制成功?！叭洝保ㄜ涰敯?、軟底板、軟煤層）和“三硬”煤層、55°以下大傾角和急傾斜煤層等困難條件下使用的綜采成套設備也先后問世。今后的發(fā)展方向除進行采煤方法、采煤工藝的研究與創(chuàng)新外，對于采煤裝備來說，還要研制機電一

11、體化、自動化煤礦開采技術裝備，主要包括以下幾種。1.年產(chǎn)800萬1000萬t綜采工作面配套技術。 主要有大功率高性能系列電牽引采煤機、大采高電液控制強力液壓支架、刮板輸送機、軟啟動帶式輸送機和3.3kv供電技術。針對綜采工作面生產(chǎn)設備和配套技術存在的問題，主要解決以下關鍵技術：大功率交流電牽引采煤機變頻調(diào)速四象限運行控制技術；大功率重型工作面刮板輸送機的軟啟動技術；大功率、大運力順槽帶式輸送機的軟啟動、中間驅(qū)動和制動技術；綜采工作面大型設備3.3kv供電及配套技術；綜采工作面的設備故障診斷和綜合檢測系統(tǒng)可視化的完善提高；高產(chǎn)高效綜采工作面和掘進巷道前方地質(zhì)綜合勘測與評估的安全保障系統(tǒng)；等等。2

12、.年進800010000m煤巷快速掘進成套技術。主要包括掘錨聯(lián)合機組、重型掘進機、重型掘進錨桿等方面內(nèi)容。完善提高現(xiàn)有掘進機、錨桿機，解決掘進過程中切割與支護的協(xié)調(diào)作業(yè)；改進懸臂式掘進機的截割傳動和電控系統(tǒng)，提高單進；研制輸出功率大、鉆進速度快、穩(wěn)定性好的新型單體錨桿鉆機使用的連續(xù)采煤機，使掘進和支護協(xié)調(diào)作業(yè)，縮短掘、鉆、支循環(huán)作業(yè)時間，提高掘進速度。3.先進、實用的工作面開采技術與裝備 主要包括放頂煤開采技術（高校、回收效率高、安全）、短壁和短工作面高校開采技術與裝備和適合中、小煤礦的實用配套技術。中、小型煤礦先進適用綜合配套技術以安全、高效、工藝改革為重點，研制和推廣經(jīng)濟、簡易和實用技術與

13、裝備。開發(fā)應用高效實用的采煤方法，研制經(jīng)濟使用靈活緊湊的采煤機、順槽可拐彎刮板輸送機等配套設備，逐步實現(xiàn)采、支、運機械化。 4.綜合機械化采煤工作面無人自動化生產(chǎn)技術 在工作面采煤機、刮板輸送機、液壓支架等設備實現(xiàn)單機自動控制功能的基礎上，采用紅外線引動、位置速度檢測、計算機集中控制等方式，使采煤機、刮板輸送機、液壓支架等設備自動完成割煤、運輸、液壓支架移設和頂板支護等生產(chǎn)流程，實現(xiàn)工作面自動化生產(chǎn)。工作面順槽計算機還可以通過礦井通訊線路、光纖等介質(zhì)經(jīng)網(wǎng)絡和礦井及上部管理層實現(xiàn)信息交流與通訊控制。 自動化采煤工作面關鍵技術包括液壓支架的電液控制技術、在薄煤層中實現(xiàn)刮板輸送機直線推進技術、巖層分

14、界及采煤機搖臂自動調(diào)高技術、薄煤層用電氣調(diào)速自動化刨煤技術、設備工況監(jiān)測與故障診斷技術、順槽集中控制技術等。 在帶式輸送機運輸方面，近年來，國內(nèi)外帶式輸送機向著長距離、大運量、高速度、低能耗方向發(fā)展。如北非撒哈拉大沙漠的磷礦石運輸采用10臺鋼絲繩芯膠帶輸送機組成輸送線，距離達到100km；美國的河湖膠帶運輸線達到169km；西德的萊茵褐煤礦山公司費爾圖納露天煤礦使用的目前世界上膠帶寬度最寬、運輸能力最大的膠帶運輸機，其寬度達到6.4m，運輸能力達到37500th。 為實現(xiàn)長距離無轉(zhuǎn)載連續(xù)運輸，在發(fā)展長運輸線的同時，單機長度也在不斷提高。如日本設計使用的一臺輸送機，單機長度達到15.5km。在德

15、國已經(jīng)有15ms的高速膠帶機等。在電機車運輸方面，電機車正向著大型化、高速化、能爬大坡度、高度自動化控制方面發(fā)展。如瑞典、美國、波蘭等國家已經(jīng)開始研制和實用能自動裝、卸載，無人駕駛運行的全自動化控制的電機車運輸設備。四、 擬解決的關鍵問題一、 綜采工作面的主要設備布置綜采工作面主要設備有以下布置關系： 工作面可彎曲刮板輸送機要靠近煤壁，煙工作面全長布置在底板上。可彎曲刮板輸送機的機頭、機尾應盡量伸入工作面兩端的區(qū)段平巷內(nèi)；否則滿足不了采煤機自切開口的需要。在可彎曲刮板輸送機煤壁側的槽幫邊上設有鏟煤板，用于清理底板上的浮煤。在刮板輸送機的采空區(qū)側設有擋煤板，擋煤板的上側有電纜槽，用于采煤機鏈式電

16、纜夾板的拖移運行。為防止可彎曲刮板輸送機的機頭、機尾的翻翹和下滑，在機頭和機尾處設有錨固裝置。1. 采煤機騎在可彎曲刮板輸送機上，為防止采煤機掉槽應設有導向裝置。2. 液壓支架是綜采工作面主要設備之一，其關系到工作面的安全生產(chǎn)和工作面的高產(chǎn)高效實現(xiàn)液壓支架位于工作面可彎曲刮板輸送機的采空區(qū)側，沿工作面全長直線布置，支撐于工作面頂?shù)装逯g。二.綜采工作面主要設備的選型 綜采設備選型的主要要求：能夠滿足綜采設備配套要求，使綜采配套設備在采煤、支護、運輸幾個重要環(huán)節(jié)之間達到最佳匹配效果，煤礦工作環(huán)境要求安全、協(xié)調(diào)、可靠地工作。1. 采煤機的選型2. 液壓支架選型3. 刮板輸送機選型 三.綜采設備的幾

17、何尺寸配套關系 為了保障安全生產(chǎn)的前提下充分發(fā)揮綜采工作的最大生產(chǎn)能力，采煤機、液壓支架、刮板輸送機之間在工作面空間尺寸方面，也必須相互協(xié)調(diào)，才能從根本上保證適應采煤生產(chǎn)的需要。 四.運輸部分選型設計 1.設備型式、布置和功率配比 2.各區(qū)段阻力計算 3.拉緊力與拉緊行程計算 五.通風排水部分選型設計 1.選擇合適的風機和水泵2.確定工況點 3.確定管路設計4.計算耗電量五、 研究思路和方法一. 熟悉課題 設計任務書下達后，首先了解課題名稱、課題來源，設計任務書，提供的原始數(shù)據(jù)，要求達到的經(jīng)濟和技術指標。根據(jù)相同的原始數(shù)據(jù)資料進行分析設計，了解設計的基本思路。二. 搜集資料和工廠實習 圍繞課題

18、，搜集有關中外資料，查閱相關資料及技術文件，或與設計題目相關的生產(chǎn)現(xiàn)場了解實際使用情況。根據(jù)設計任務的需求，到生產(chǎn)現(xiàn)場實習和調(diào)查研究。三. 確定最佳方案 對本課題有充分的認識后，提出解決問題的幾種方案，并對方案進行分析，提出優(yōu)、缺點和操作的可能性。最后講個方案進行比較、總結，按實際條件選出最佳方案。四. 設計內(nèi)容 包括：1.采掘面的設備選型；2.運輸部分的設計選型；3.通風部分的選型設計；4.排水部分的選型設計。五. 繪制圖樣六. 撰寫說明書1. 目錄與前言：前言主要對本設計進行簡要的概述。2. 設計簡介：應扼要敘述設計內(nèi)容和要求，以及設計的原理和方法，要求文字精煉。3. 方案確定與設計。包括：總體方案的說明及其原理論述以及方案的實體設計。4. 參考文獻：標明設計所參閱的資料名稱、作者、出版單位等。七. 謄寫設計說明書 說明書草稿編寫好后，應送交老師審閱，然后，按照規(guī)定的設計說明書格式謄寫。設計說明書一律按照統(tǒng)一的畢業(yè)設計紙打印，經(jīng)指導老師簽字后和畢業(yè)設計書等一律裝訂成冊。八. 準備答辯六、 本課題的進度安排1 明確畢業(yè)設計及實習任務，制定計劃，閱相關資料 第 1 周2畢業(yè)實習 第27周3開題報告 第34周4 畢業(yè)設計 第815周1采煤機、支護設備和刮板輸送機的選型設計 第9周2繪制采煤工作面三機配套圖和工作面布置圖 第10周3帶式輸送機選型設計 第11周