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1、 西安科技大学 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题 目： 煤矿机电设备选型设计 学 院： 继续教育学院 专 业 班 级： 机械设计制造及其自动化(单)1101班 姓 名： 苏雪婷 学 号： 1105020106 指 导 老 师： 马胜利 日 期： 2015年4月6日 西安科技大学毕业设计（论文）开题报告 题 目 煤矿机电设备选型设计 选题类型 应用型选择 一、 选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献) （一） 选题背景 机电设备在煤炭企业中是最基本、 最主要的生产工具,尤其是在现代化大生产的今天。近几年来，随着我国经济的发展及对煤矿资源需求的增长，
2、现代机械化采煤在煤矿生产中所占比重也越来越大，因此，对煤矿机械设备选型设计也提出了越来越高的要求，依靠科学技术的进步，以促进煤矿的现代化发展。 （二） 国内外发展、研究现状、生产需求 综合机械化采煤是21世纪采煤发展的趋势,而液压支架、采煤机和刮板输送机是综合机械化采煤的核心,是一个矿井生产的核心,是矿井安全高产高效的保证。液压支架与“三机”配套选型适当与否,直接影响整个矿井的生产效益的好坏。21世纪前期是我国经济、社会发展的重要机时期，天然气、石油、煤炭和核能在21世纪将继续占领着各自的优势，可再生的太阳能、风能、水能、等能源的开发利用，仍继续受到重视。但是由于资源条件和能源科技发展水平决定
3、，在未来相当长的时间内世界范围内的新能源、可再生资源及核电的发展仍然不能完全取代矿物燃料。因此，如今矿物燃料仍将是人类的主要能源。 综采工作面实现高产高效是长壁开采矿井实现集约化生产的唯一途径 。国内外实践表明, 提高综采工作面单产主要依靠加大工作面配套设备能力和提高设备的可靠性。20 世纪 80 年代以来世界主要产煤国家效率提高、安全改善 、 效益增加的重要基础是依靠技术进步 ,综采单产效率的提高主要是增大工作面尺寸与截深、快速推进和扩展适用范围 ,特别是不断更新和采用机电一体化重型设备的结果 , 如采用大功率电牵引采煤机、大能力输送机、电液控制液压支架、停机自移转载机和带式输送机尾、工作面
4、设备高压供电以及微机控制的通讯系统等。我国对综采工作面自动化和智能化技术起步较晚，经过10余年的技术引进及消化吸收，已开发出相应的成套设备，取得较好成绩；2004年以来，神东煤炭集团先后在榆家梁矿、大柳塔矿等矿区进行了综采工作面智能化实验，并于2008年6月在榆家梁矿44305工作面应用了采煤机记忆割煤、视频监控、远程干预综采自动化成套技术，是国内首个综采自动化工作面。 20世纪80年代，美国、澳大利亚的煤炭企业基于计算机控制技术，实现了大功率电牵引采煤机、电液控制液压支架和具有软启动功能的刮板输送机工作面“三机”自动化遥控作业及井下环境安全信息实时监控。20世纪90年代至21世纪初，来自美国
5、的以记忆割煤、防撞技术、全自动化支架电液系统、工作面远程监控系统为代表的综采工作面自动化技术被广泛推广，此技术仅需一人在工作面内进行“示范刀”及人工干预操作，大幅减少了工作面作业人员。21世纪至今，以惯性导航技术、红外线煤岩识别技术、多传感技术为代表的综采工作面使智能化成为可能，由地面控制中心对工作面远程操作、监控及管理。目前该系统在澳大利亚共有15个长臂工作面再用或正在组装，并成功安装在6家知名采煤机装备上，并推广到金属矿山开采中。此外，美国公司开发的自动化采煤系统采用“浅截深、多循环”的截割方式，具有自动截深控制、自动推移刮板输送机、自动移架、远程控制功能，适用于1.4-1.8m厚的薄煤层
6、，其在徳、法、美、俄、墨中等多国应用，2011年在美国Pinnacle矿创造了日产达3.243万吨的世界纪录。 综采工作面机械设备的配套关系： 综采工作面主要机械设备是指采煤机、可弯曲刮板输送机和液压支架三种主要设备，简称“三机”。高效工作面三机的合理选型及配套关系对工作面的煤炭产量及其企业效益十分重要。 1、采煤机的选择原则：选采煤机的采高截深截割功率牵引速度牵引功率泵站功率和牵引方式等技术参数必须完全和工作面的地质条件煤层厚度煤炭硬度底板松软状况等相适应 所选采煤机的生产能力必须要大于工作面的设计和生产能力 所选采煤机必须要和前部可弯曲刮板输送机的连接形式和结构尺寸完全吻合。 2、液压支架
7、的选型原则：液压支架的支护类型支护阻力支护强度液压阀组性能和操作方法等须要和工作面煤层情况底板比压煤厚度和工作面生产能力完全匹配 液压支架的结构尺寸连接形式和移架速度必须要和采煤机刮板输送机相互吻合配套。 3、可弯曲刮板输送机的选型原则：可弯曲刮板输送机的输送能力一定大于采煤机的最大生产能力 可弯曲刮板输送机结构要全满足所选用采煤机能在中部槽过渡槽机头和机尾各段面上自如滑动行走, 双方结构尺寸和连接尺寸必须相互吻合配套 可弯曲刮板输送机要和已选的液压支架在连接形式和几何尺寸上完全吻合配套。 我国煤矿机械设备的发展方向： 煤矿机械设备如何发展, 成为事关煤炭行业兴衰成败的重中之重。分析煤矿机械的
8、实际, 煤矿机械应向以下方向发展: 1 矿山机械设备功能综合化。 即实现一台设备多项功能的综合。如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等。实现机械设备功能综合化, 有利于节约人力资源、有利于提高设备的利用效率、有利于煤矿机械设备生产能力的发挥。 矿山机械设备的现代化、智能化。 现阶段, 社会在飞速发展；各行各业都在迅速的实现现代化、智能化。煤炭机械也不例外,也应该紧跟时代潮流,尽快实现现代化、智能化, 解决制约我国煤炭行业生产能力发展。 (3)矿山机械设备的使用灵活化。 矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强, 一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件。
9、 矿山机械设备的国产化。 我国煤矿机械经过几十年的发展, 取得了相当大的成绩, 常用设备基本实现了现代化。但是一个高精度、大能力、高技术的设备仍不能实现国产化。 (5)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。 （三）选题的目的、意义 随着我国经济的快速发展，科学技术水平的不断提高，机械设备在煤矿中得到了广泛的应用，在一定程度上提高了生产设备的性能与效率，还降低了
10、能耗，为煤矿生产提供了一个安全的作业环境。近几年来，我国的矿井机械设备技术取得了不少的进步，但与美国、德国等世界发达国家相比，依然存在着很大的差距。目前发达国家的矿井提升技术已全面实现了全数字控制，而国内绝大多数中小煤矿的矿井生产效率低下，安全隐患多，严重制约着我国矿山产业的健康发展，急需大规模的技术改造和更新。要实现高产高效采煤，必须进行正确的机电设备选型设计。本课题提供原始参考资料，以实现高产高效机械化采煤为目标，验证所学理论，熟练掌握相关的技术以及煤矿设备选型注意的问题，以尽快步入以后的工作中。 二、 主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程 （一）设计内容 内容共分5
11、部分：综合机械化采煤成套设备选型设计、矿山运输设备选型设计、矿井提升设备选型设计、矿井排水、通风、压气设备选型设计、综采工作面供电系统设计。 （二）设计中需解决的关键问题 1、综合机械化采煤成套设备选型设计 三机设备布置：工作面曲刮板输送机要靠近煤壁，岩工作面全长布置。曲刮输送机的机头、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，用于清理底板上的浮煤。在刮板输送机的采空区侧设有挡煤板，挡煤板的上侧有电缆槽，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。综采工作面配套完成采煤、运输、支护等重要
12、工序。 （1）、分析采煤工作面的情况，对采煤工作面进行采煤工艺选择。 （2）、绘制三机配套关系图。 2、矿山运输设备选型设计 （1)、工作面和运输（上）下山的皮带输送机设计 （2)、大巷电机车的选型设计 3、矿井提升设备选型设计 1) 根据提升方式确定提升容器 2) 选择提升钢丝绳（单绳） 3) 确定提升机滚筒直径和天伦直径 选择提升机和天伦 4) 计算提升机与井筒的相对位置 5) 初选提升电动机 4、矿井排水、通风、压气设备选型设计 （1）、排水设备 1) 排水系统的确定 2) 选择水泵 3) 选择管路、确定工况点、经济指标计算 （2）、通风设备 1) 计算通风量、通风风压 2) 预选通风机
13、 3) 确定工况点、计算功率、电耗 （3）、矿井压力设备 5、综采工作面供电系统选型设计 （1)确定变压器台数、容量、型号 （2)电缆型号、长度、截面确定，选择高低压开关 （3)造采区供电设备表 （三）、设计思路、方法 （1）熟悉课题名称、明确设计任务，根据给定的原始数据资料进行分析设计，明确设计的基本思路，初步制定设计方案。 （2）查相关的设计资料及技术文件，了解实际情况设备间的配套使用原则，以满足整个煤矿机电设备之间的配套要求。 （3）通过理论与实际相结合，拟出几种合理的设计方案，并对这几种设计方案进行分析、比较、总结，选出最佳方案，拟定详细设计方案完成最后的毕业设计任务。 三、毕业设计(
14、论文)工作进度安排 1、第1-2周熟悉毕业设计题目、明确实习任务，制定相应的计划并查阅相关的资料，复习以前所学专业 2、第3-4周参加毕业实习并完成实习报告，查阅相关资料完成煤矿机电设备调研报告 3、第5周总结相关资料完成开题报告 4、第6-12周完成毕业设计所有内容 （1）、综合机械化采煤成套设备选型设计 第6周 （2）、矿山运输设备选型设计 第7周 （3）、矿井提升设备选型设计 第8周 (4）、矿井排水、通风、压气设备选型设计 第9周 (5）、综采工作面供电系统设计 第10周 (6）、考相关资料，绘制各个部分的图形 第11周 (7）、交论文图纸准备答辩 第12周 5、第13周熟悉答辩流程，
15、进行最终论文答辩。 四、参考文献： 1 何敬德 华元钦编著 国内外煤矿采掘运装备技术现状发展对策与思考 2 徐振普编著 我国煤矿机械设备的发展研究 环境科学 3 陈维建 齐秀丽 肖林京著 矿山运输与提升设备 中国矿业大学出版社 4 谢锡纯 李晓豁编著 矿山机械与设备 中国矿业大学出版社 5 田野熊图 综采工作面“三机”配套合理性分析（内蒙古科技大学） 6 刘天海 煤炭高效综采工作面主要机械设备配套关系及选型 7 王虹 综采工作面智能化关键技术研究现状与发展方向 8 周英编 采煤概论 煤炭工业出版社 .北京 . 9 张润连 计算机在煤矿安全管理中的应用 J 计算机辅助工程 2002， 4（7）：29-31. 10 罗恩波 国内外液压支架现状及我国的发展趋势 J . 煤矿机电, 2000( 3) 11 罗庆吉、石国祥 综采工作面刮板输送机的现状和发展趋势J .煤矿机电, 2000( 5) 指导 教师 审评 意见 难度 份量 综合训 练程度 是否隶属 科研项目 是否具 有创新性 指导教师签字： 年 月 日 学院 毕业 设计 (论文)指导 委员 会审 核意 见 教学院长：_ （公章） 年 月 日
