1、完整版山东科技大学开题报告规范山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告许厂煤矿机电设备选型机械电子工程学院级机械设计制造及自动化（定） 08-2付新超号 0801041404姜雪填表时间：2012 年6月11日填表说明设计（论文）题目许厂煤矿机械设备选型设计（论文）工程设计应用研究开发研究基础研究其它类型（划“ /）V本课题的研究目的和意义煤炭是我国的基本能源。在相当长的时期内，煤炭仍将是我国能源的主要组成部分。在我国的国民经济中，工业、农业、交通运输业都离不开煤炭。煤炭在国民经济中占有极其重要的地位。本次毕业设计的目的:1、根据许厂煤矿矿的资料，全面考虑，从而得到一个最优的采掘、运输提升、通
2、风排水设备选型及布置方式。提高自己的设计能力的同时，也掌握了各设备的基本原理，使用要求及注意事项，运转情况及其维修情况;2、煤矿是一个整体，要把开采技术条件、水文地质情况、煤层厚度、巷道开 拓方式、采区划分情况、采煤工艺、通排情况等等互相结合，最终才可以得到一 个完美的采掘、运提、通排结合；3、学会举一反三，不同的问题不同对待。与身边的同学互相探讨，互相帮助, 认真对待每一个细节；4、通过设计培养锻炼自己查阅资料、手册、编制基本文件等基本技能，熟悉 国家关于煤炭工业建设的方针政策。本次毕业设计的意义:1、通过本次毕业设计，可以对煤矿有一个深入的了解， 同时对所学知识的一 个汇总，理论同实际相结
3、合，相得益彰，互为补充；2、本次课程设计专门针对了煤矿的采掘设备的选型设计，使我们能了解到工 作面的情况，产能如何才能达到最大化，使采掘设备与运输设备完美的结合，秉 承“安全第一”的原则，尽可能实现高产高效。同时也是对我们以往所学知识的 总结，将机械制图，采煤概论，流体机械，采掘与支护设备，矿山运输与提升设备等课程统一的结合，第一次真正的独立解决问题，并且大胆思考，对以往的不 足进行改进，将自己置身于实际来考虑这些问题。3、我们更要把这次课程设计当成一次考验，在工作之前发现自己的不足之处,勇于改正，为我们将来更好的立足于煤炭行业打下一个坚实的基础，成为一名合 格的工作者。本课题的主要研究内容（
4、提纲）.工作面机电设备设计选型:1.研究矿井基本情况、水文地质情况、生产能力、开采方式、顶板类型等;2.采煤工作面所需要的设备类型；3.采煤机的类型及适应性、选型原则及主要技术要求、总体尺寸、传动系统、截个机构、牵引机构、附属机构、开口方式等;4.支护设备的选型原则和适应性、支护设备的性能参数、支护设备型号和主要技术参数等;5.刮板输送机选型原则、型号及主要技术参数、使用要求等;6.乳化液泵站的要求、参数的计算、型号及主要技术参数、工作原理，液压系统 的设计等；7.采煤工作面设备之间的配套使用。.排水机械选型设计1.确定工作水泵必须的排水能力;2.选定水泵的相关参数；3.确定水泵的台数和水管的
5、趟数;4.计算水管内径和管路的壁厚;5.计算管路特性;6.确定工况点；7.验算排水时间;8.计算电机的容量;9.计算耗电量。三.通风机械选型设计1.计算风源必须产生的风量和负担;2.选择风机;3.确定工况;4.确定风机台数;5.选择电动机;6.选择电动机;7.计算平均年电耗。四.运输机械选型设计:1.设计的原始数据和工作环境条件;2.运输生产率；3.设备型式、布置与功率匹配；4.输送带速度、宽度、带型确定计算;5.基本参数的确定计算;6.各区段阻力计算；7.输送带关键点张力计算与带强验算;8.传动滚筒牵引力与电动机功率;9.拉紧力与拉紧行程计算；10.制动（逆止）力矩计算。五.提升机械选型设计
6、1.确定提升方案；2.对提升机进行选型;3.容器，钢丝绳，提升机的计算选择;4.提升机位置的确定计算;5.提升系统变位质量计算;6.提升运动学计算;7.防滑计算；文献综述（国内外研究情况及其发展）煤炭是我国的主要能源，在一次能源使用和消费中占主导地位。我国正处于全面建设小康社会的现代化进程中，经济的快速发展对煤炭的需求快速增长。据 不完全统计，2007年我国煤炭产量初步统计为27亿吨，2010年中国煤炭产量需 求将超过30多亿吨，2020年将达到2830亿吨.我国是能源生产和消费大国, 富煤、少气、缺油的资源特点及经济发展水平和经济实力，决定了我国以煤炭为主的能源结构在相当长的时期内是不会改变
7、的。据现场工作条件来说，很多煤炭 企业都难以依靠现有的条件大规模的提高产量。近 20年来，特别是2000年后,随着工作面单生产水平的大幅提高，各个国家的“一井一面”和“一井两面”的高产高效大型和特大型矿井比例越来越高，要求工作面的“三机” （采煤机、液压支架、刮板输送机）必须向大功率、大运量、强力型、高可靠性和高产高效方向 发展。然而“三机”的选型需要考虑的因素很多，如煤层赋存和开采条件及采煤 工艺等。综采设备选型是实现综合机械化采煤生产的一个重要环节，是实现综采 工作面高产高效和安全生产的关键。:采掘机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动生产率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段，也是煤炭
8、生产过程中节约能源、人力和减少原材料 消耗的有效技术措施。综合机械化采煤工作面的装备以采煤机、液压支架和刮板 输送机为代表。经过几十年的艰苦努力，我国已掌握了缓倾斜中厚和厚煤层综合 机械化采煤成套设备的设计、研究和制造技术，部分薄煤层适用的采煤机、液压 支架和刨煤机也研制成功。“三软”（软顶板、软底板、软煤层）和“三硬”煤层、55以下大倾角和急倾斜煤层等困难条件下使用的综采成套设备也先后问世。今后的发展方向除进行采煤方法、采煤工艺的研究与创新外，对于采煤装备来说, 还要研制机电一体化、自动化煤矿开采技术装备，主要包括以下几种。1.年产800万1000万t综采工作面配套技术主要有大功率高性能系列
9、电牵引采煤机、大采高电液控制强力液压支架、刮 板输送机、软启动带式输送机和 3.3kv供电技术。针对综采工作面生产设备和配套技术存在的问题，主要解决以下关键技术：大功率交流电牵引采煤机变频调速 四象限运行控制技术；大功率重型工作面刮板输送机的软启动技术；大功率、大运力顺槽带式输送机的软启动、中间驱动和制动技术；综采工作面大型设备3.3kv 供电及配套技术；综采工作面的设备故障诊断和综合检测系统可视化的完善提高; 高产高效综采工作面和掘进巷道前方地质综合勘测与评估的安全保障系统等等。2.年进800010000m煤巷快速掘进成套技术主要包括掘锚联合机组、重型掘进机、重型掘进锚杆等方面内容。完善提高
10、现有 掘进机、锚杆机，解决掘进过程中切割与支护的协调作业；改进悬臂式掘进机的 截割传动和电控系统，提高单进；研制输出功率大、钻进速度快、稳定性好的新 型单体锚杆钻机使用的连续采煤机，使掘进和支护协调作业，缩短掘、钻、支循 环作业时间，提高掘进速度。3.先进、实用的工作面开采技术与装备主要包括放顶煤开采技术（高校、回收效率高、安全）、短壁和短工作面高校 开采技术与装备和适合中、小煤矿的实用配套技术。中、小型煤矿先进适用综合 配套技术以安全、高效、工艺改革为重点，研制和推广经济、简易和实用技术与 装备。开发应用高效实用的采煤方法，研制经济使用灵活紧凑的采煤机、顺槽可 拐弯刮板输送机等配套设备，逐步
11、实现采、支、运机械化。4.综合机械化采煤工作面无人自动化生产技术在工作面采煤机、刮板输送机、液压支架等设备实现单机自动控制功能的基 础上，采用红外线引动、位置速度检测、计算机集中控制等方式，使采煤机、刮 板输送机、液压支架等设备自动完成割煤、运输、液压支架移设和顶板支护等生 产流程，实现工作面自动化生产。工作面顺槽计算机还可以通过矿井通讯线路、 光纤等介质经网络和矿井及上部管理层实现信息交流与通讯控制。:通风和排水设备方面我国近年来在煤矿通风和排水设备方面取得很大进展，风机和水泵大致分为 两种，离心式和轴流式。在通风排水方面必须采取有效的技术措施，才可以保证 煤矿的生产安全进行。矿山通风、排水
12、设备是高能耗的大设备，它耗电量占原煤 生产用电的一半以上。下边分一下几个方面谈一谈降低工序单耗提高效率的途径。1正确选择通风、排水设备。设备选择是相当重要的，另外泵的效率也是非常重要。首先确定工况点，在 特性曲线上以同样比例绘出网路曲线即得工况。2:降低管阻和巷阻矿井通风、排水设备，要想保证低耗，高效，排水管路的安装和通风巷道的 开凿，一定按设计进行，否则管阻、巷阻增大。他的能量损失是特别大而且是永 久的。3:提高通风、排水设备运转效率1）通风机提效途径包括选择高效风机， 提高管理水平，调整中导叶或安装扩 压器，降低动压减少出口速度，提高静压效率，改造高耗低效风机。2）水泵提效途径包括选择高效
13、水泵，利用备用管路并联排水，管路有气蚀一定解决，及时清理吸水并减少吸水阻力，采用无底阀排水，加强设备维修提高设 备运转工况。三：运输提升方面1:国外带式输送机发展现状国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输 送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送 机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带 式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分 析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用 的带式输
14、送机已达到如下所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下特点:(1)设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产 300500万t以上高产高效集约化生产的需要。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软 起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动 张力，设备运行性能好，运输效率高。(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送 机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性 及其单元驱动的可靠性。(4)新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率 驱动装
15、置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速 自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/ (23) 400 (600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达 3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的 S500巳配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。 国外带式输送机的主要技术指标，国外300500万t/a高产高效矿井主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距/m 20003000 3000带速/m. s-1 3.54 45,最高达8输 送量 /t. h-1 25003000 300(
16、4000 驱动总功率 /kW 1200 2000 150(3000,最大达 101002:国内带式输送机发展现状国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在 八五”期间，通过国家一条龙 日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的 技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究 和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产 高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低 关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速
17、型液力偶合器 和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如下。国内带式输送机的主要技术指标 The mai n tech ni cal p arameters of the belt conv eyerin China主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距/m 20003000 3000带速/m.s-1 3.54 45,最高达8输送量/t. h-1 2500 3000 30004000 驱动总功率 /kW 12002000 15003000,最大达 10100。四、拟解决的关键问题1)采掘机械和支护设备部分(1)工作面主要设备布置关系工作面可弯曲
18、刮板输送机要靠近煤壁，沿工作面全长布置在底板上。可弯曲刮板 输送机的机头、机尾应尽量伸入工作面两端的区段平巷内；在可弯曲刮板输送机 煤壁侧的槽帮边上设有铲煤板；刮板输送机的采空区侧设有挡煤板用于采煤机链 式电缆夹板的拖移运行。为防止可弯曲刮板输送机的机头、机尾的翻翘和下滑, 在机头和机尾处设有锚固装置。(2)综采工作面主要设备的选型采煤机的选型；液压支架选型；刮板输送机选型。综采设备的几何尺寸配套关系2)通风排水部分选型设计确定工况点3)运输部分选型设计(1)设备型式、布置和功率配比(2)各区段阻力计算(3)拉紧力与拉紧行程计算4)提升部分选型设计(1)矿井的提升方案的确定(2)提升机的选择(
19、3)提升机位置的确定五、研究思路和方法1)熟悉课题设计任务书下达后，首先了解课题名称、课题来源，设计任务书，提供的原始 数据，要求达到的经济和技术指标。根据相同的原始数据资料进行分析设计，了 解设计的基本思路。2)搜集资料和现场实习围绕课题，搜集有关中外资料，查阅相关资料及技术文件，或与设计题目相关 的生产现场了解实际使用情况。根据设计任务的需求，到生产现场实习和调查研 究。3)确定最佳方案对本课题有充分的认识后，提出解决问题的几种方案，并对方案进行分析，提 出优、缺点和操作的可能性。最后讲个方案进行比较、总结，按实际条件选出最 佳方案。4)设计内容包括：1.采煤工作面的设备选型；2通风部分的
20、选型设计.；3.排水部分的选型设 计；4.运输部分的设计选型；5.提升部分的设计选型。5)绘制图样采掘部分有综采工作面三机配套图，中央泵房布置图，提升机电控原理图。6)撰写说明书(1)目录与前言：前言主要对本设计进行简要的概述。(2)设计简介：应扼要叙述设计内容和要求，以及设计的原理和方法，要求文字精炼。(3)方案确定与设计。包括：总体方案的说明及其原理论述以及方案的实体设计。(4)参考文献：标明设计所参阅的资料名称、作者、出版单位等。7)誊写设计说明书说明书草稿编写好后，应送交老师审阅，然后，按照规定的设计说明书格式誊 写。设计说明书一律按照统一的毕业设计纸打印，经指导老师签字后和毕业设计
21、书等一律装订成册。8)准备答辩毕业设计答辩是完成理工科专业目标所必需的重要教学环节， 是培养学生独立思考和科学的工作方法的重要过程。六、本课题的进度安排1.确定毕业设计及实习任务，制定计划，查阅相关资料第1周2.赴许厂煤矿实习第27周3.矿井概况第8周4工作面机电设备选型第910周5.绘制三机配套图第11周6.带式输送机选型设计第12周7 .主井提升机选型设计第13周&绘制提升机电控原理图第14周9.通风排水机械选型设计第15周10.打印论文图纸第16周七、参考文献1陈维健等主编.矿山运输与提升设备.徐州：中国矿业大学出版社， 20072于岩，李维坚主编.运输机械设计.徐州：中国矿业大学出版社
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