工业设施总平面布置方案+矿井工业广场总平面图+物流相关表+单位关系表-课程设计.doc

工业设施总平面布置方案+矿井工业广场总平面图+物流相关表+单位关系表-课程设计工业设施总平面布置方案+矿井工业广场总平面图+物流相关表+单位关系表一、课程设计的目的设施规划与设计是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目标是通过对设施的各部分组成相互关系分析，合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。设施规划与设计课程设计是本课程的重要实践教学环节，要求学生综合运用所学专业知识，完成规定的工业设施布置设计进行的一次基本训练。其目的是：1、能正确运用工业工程基本原理及有关知识，学会对工业设施进行系统分析的方法；2、通过对工厂设施布置的实际设计，掌握系统布置设计方法的规范程序；3、通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件；4、通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。二、课程设计内容 某矿井生产能力140万t/a，采用一对立井布置方式，落地式布置绞车房，工业广场内不设洗煤厂，原煤不经过加工直接外运，矿井工业广场用地面积150000m2，（300500m2）.矿井所在地春、夏季盛行东南风，秋冬盛行西北风。工业广场按功能区域划分布置，可分为：生产区、辅助生产区、储运区和场前去。由24个主要单位组成，各区及单位的原文请找 布置要求有：（1）生产区是矿井生产的中枢，工业场地的核心部位，它对整个场地的分区和分布起决定作用。面积大约30000m2，主要包括：主井井口（1）、副井井口（2）、皮带走廊（3）、选矸楼（4）、主井提升机房（5）、副井提升机房（6）等。生产区一般布置在厂区的中央稍偏一侧，要求尽可能减少物流转载环节。有利于全局布置，应与储运区协调一致，有利于煤炭外运。工艺流程有密切联系的生产环节或设施，应尽可能靠近，缩短运输距离。选矸楼排放的矸石占煤炭产量的0.05%，由选矸楼运往堆放场（11）。副井提升房排放的矸石量占煤矿产量的12%，有矿车排往矸石堆放场（11），矸石运输与运煤折算当量系数为10。（2）辅助生产区是为矿井正常生产服务的厂区，面积大约为65000m2，主要包括：机修厂（7）、坑木场（8）、变电所（9）、空压机房（10）、矸石堆放场（11）、锅炉房（12）等。辅助生产区应临近主要生产区，一般布置在厂区的一侧或生产区两侧，对内外运输方便的地段；与副井紧密联系的设施，宜尽可能靠近副井，使运输路线短捷方便；动力设施应靠近负荷中心；易燃及危险品仓库应不布置在场地边缘地带；应避免冷却循环水系统所扩散的水雾对周围建筑、构建物和其他设施的影响；噪声大等的设施应远离前场区。机修厂年往返送材料设备3万t，坑木厂年往返送材料4万t，均采用架线式电机车运输运往副井井口，可认为运输难度相同。设备和材料的运输与运煤折算当量系数为20。经变电所变压的电源从副井用电缆送往井下用电点；空压机房（10）形成的压缩空气通过管路从副井至井下用气地点。 机电修理车间布置要求：1机电修理车间前面应设置专用场地，作为露天作业和平时堆场。宽度一般为12米到20米。2机电修理车间一般应靠近副井井口，以便与副井联系并便于铺设窄轨铁路和道路。3性质相同有密切联系、互不干扰的工段应尽量联合建筑。矸石堆放场（11）一般位于场区边缘，在工业广场最大风频的下风侧，以减少对工业广场的污染，矸石山占地面积约为30000 m 。（3）存储区是矿井产品存储和外运的环节，面积大约为15000 m ，包括储煤场（13）、装车站（14）、装车库（15）等设施。应于生产区协调一致，衔接顺畅，并有利于对外运输，靠近铁路线；储运区一般位于场地一侧，并应该在场区最大风频的下风侧，以最大限度的减少煤炭储运和装车时对工业场地的污染；应有一定的场地，满足产品存储和场地布置的需要；储煤场宜尽量布置在铁路装车站线的外侧，以减少对场区一侧的污染。储煤场面积计算公式如下：F=(1.3-1.5)F0 F0=Q/K.h.r(m )式中：F存储场用地总面积； F0存储场堆存面积； Q存储场存煤量，按矿井5天设计产量计算(按记年工作日300天)； h实际可能最大堆煤高度，取h=8m； r煤的容重，t/m ，取r=1.1 t/m ； K煤堆形状系数，梯形断面堆煤K=0.78-0.8，三角形断面煤堆K=0.45，扇形煤堆K=0.65，圆形煤场煤堆K=0.6-0.7。（4）场前区是矿井生产指挥、行政管理、对内外联系活动中心，也是主要的人员出入口。面积大约40000 m ，主要有：行政办公楼(16)、区队办公室（17）、职工食堂（18）、单身宿舍（19）、职工浴室（20）、矿灯房（21）、井下等候室（22）、招待所（23）、自行车棚（24）等。前场区应位于场区年最大风频上风侧，并尽可能避免布置在靠污染源处，如储煤场、排矸场、噪声存在区域，要保持有一定的距离；要面向居住区或主干道，对内外联系方便；要与人流路线相结合，主要人流是上下井；要考虑人流顺畅，避免人、货混流，污染环境和给行人带来不便，特别应避免与铁路交叉。设计的主要内容：1、根据工业设施总平面布置原则，布置矿井工业广场总平面图；2、进行作业单位物流分析，得出工业广场各单位间物流相关表；3、进行作业单位相互关系分析，得出作业单位相互关系表；4、绘制作业单位位置相关图；5、列出影响布置的修正因素与实际限制条件；6、提出三个布置方案，画出三个布置方案图及文字说明；7、布置方案的评价。从安全生产、物流效率、工艺流程要求、生产变化的适应性、环境条件等方面列出若干因素，进行各方案进行综合评价比较，得出最佳方案。第二章 设计的具体步骤一、工业设施总平面布置原则1.工业设施总体布置要根据工厂生产工艺特点，结合地形和地质情况，组织建筑、构建物和实施的合理布置，使之成为一个有机整体，既符合生产工艺的要求，又是生产工艺路线畅通、连续和短捷。应尽量避免主要工艺路线迂回往复。2.要合理紧凑布置、节约用地。设施布置时在满足工厂生产、方便职工生活、符合安全要求前提下，要注意合理紧凑布置，节约用地。3.环境协调原则原文请找 。实施布置应符合城市整体规划要求，在处理厂荣和建筑群体的空间关系及场区绿化、美化上，要注意场区与周围环境的协调。特别是厂前区和厂区主要干道两侧的建筑物，在外形、色彩的处理上应使其有整齐、简洁的轮廓线，形成有建筑风格的整体，以丰富城市街区的风貌。4.安全卫生要求。工业设施总布置应综合考虑厂区内的相互干涉、相互影响的生产车间、公用设施、库房以及其他建筑物之间的间距，以满足防火、卫生和防震要求。在设施布置时要求尽可能使建筑物具有良好的自然采光和通风条件，但强烈的直射阳光也不利于生产。为了充分利用自然通风条件，生产厂房的纵向中心线应与主导风向线成600-900。5.动力站房的布置原则。动力站房的布置应考虑主要服务对象或负荷中心，是通往用户的管带路线最短、能耗最小。根据工业设施总平面布置原则，得矿井工业广场总平面图（如图1-1）比例尺：1：10000图1-1 矿井工业广场总平面图1424工业设施总平面布置方案+矿井工业广场总平面图+物流相关表+单位关系表二、物流分析在任务书的给定条件下，可以了解到各作业单位及功能区域，各作业单位的物流可以定量的给出，也就可以进行物流分析。1、相关物料的物流分析由给定条件，该矿区工业广场涉及的物料流主要包括四部分：（1）煤炭 （2）矸石 （3）材料设备 （4）材料对这四部分分析如下：（1）煤炭 通过主井提升到地面的煤炭量： 年总生产量 M=140万t/a这些煤炭被提升后通过皮带运输到选矸楼，在被选出的约0.05%的矸石后，直接外运。在此过程中，被选出的即被提升的矸石量为：1400.05%=0.07万t/a经过选矸后的煤炭规定的生产流程，一部分传运到装车仓外销，除此之外的另一部分运往储煤仓，在此，假定运往装车仓和运往储煤仓的比为：4：1，则：运往装车仓的煤炭量为：(140-0.07)0.8112万t/a运往储煤仓的煤炭量为：(140-0.07)0.228万t/a两处仓储的煤炭最终全部装车外运，从而完成整个煤炭的流动过程。（2）矸石由副井提升机房排放的矸石量占煤炭总量的12%，矸石运输与运煤折算当量系数为10，从而，副井提升的矸石量为：14012%10=168万t/a选矸楼排放的矸石占煤炭产量的0.05%，矸石运输与运煤折算当量系数为10，由选矸楼选出的矸石量为：1400.05%10=0.7万t/a两处共得矸石量：168+0.7=168.7万t/a（3）材料准备机修厂年往返材料设备运输量为：C = 320=60万t/a采用架线式电机车运输送往副井井口。（4）材料坑木场年往返材料运输量为：R = 420=80万t/a采用架线式电机车运输送往副井井口。 整个过程中，涉及到的物流相关单位如下：（3）皮带走廊 （4）选矸楼 （5）主井提升机房 （6）副井提升机房 （7）机修厂（8）坑木场 （11）矸石堆放场 （13）储煤场 （14）装车站 （15）装车仓2、工艺流程图 为了明晰准确的分析矿区物流相关单位的关系，可引用流程图进行描述。流程图中，物料形态的标记符号规定如下：表2-1 物料形态表示符号符号行动类别主要结果范畴操作生产或完成成形、处理、装配、拆卸等运输移动移动或运输检验鉴定检验、试验或校核停滞干扰等待其他操作储存保存储存根据上诉相关物料物流的分析，从而看到了相应的物流和其相关单位的关系。得到该生产系统的工艺流程图如下：煤矸：图2-1煤矸石的工艺流程图材料设备： 材料：图22 材料设备工艺流程图 图23 材料工艺流程图3、物流从至表为了更清晰的进行作业单位之间的物流分析，在此，引入从至表。该系统的从至表如表2-2所示。表2-2物流从至表至一部分从一部分12347811131415合计主井井口房副井井口房皮带走廊送矸楼机修房坑木场矸石堆放场储煤场装车站装车仓1主井井口房1401402副井井口房30401682383皮带走廊1401404送矸楼0.728112140.77机修房3原文请找 0308坑木场404011矸石堆放场13储煤场282814装车站15装车仓112113合 计701401403040168.7281401124、物流分析 为方便对整个物流系统的分析，该物料强度等级划分A、E、I、O、U五个等级，所对应的物流强度依次减小。具体划分如下表2-3所示 ：工业设施总平面布置方案+矿井工业广场总平面图+物流相关表+单位关系表表2-3 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担物流量范围超强物流强度A10物流量160较高物流强度E20120物流量160较大物流强度I3050物流量120一般物流强度O4010物流量50可忽略物流强度U0物流量10根据从至表中的数据，可以统计存在与物料搬运的各作业单位之间的物流量。统计出物流强度汇总，并按照表23中规定的物流强度等级划分对各作业单位按照物流强度大小排序，得到物流强度分析表。如表24所示：表24 物流强度分析表序号作业单位对路线物流强度物流强度等级12-11168A23-4140E31-3140E44-15112I515-14112I62-840O78-240O82-730O97-230O104-1328O1113-1428O124-110.7U在表23和表24中未出现的作业单位对不存在的固定的物流，将其物流强度等级定为U级，从而得到原始物流相关表如下，进一步可得到系统化设施布置中的物流相关表：表26 作业单位物流相关表三、作业单位相互关系分析物流分析是矿区布置设计的核心工作，但无法完全保证布置设计的合理性，完成物流分析后，需要进行作业单位间非物流关系的分析。1.部门关系和接近度分级确定分析标准：如表3-1 和 表3-2所示：表3-1 作业单位间相互关系等级符合含义比例 A绝对重要25E特别重要311I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度酌情而定表3-2 作业间单位相互关系编码理由1工艺流程的连续性2物料搬运3生产服务4安全及污染5辅助动力6管理方便7人流顺畅方便8公用场地设施2.作业单位相互关系表 根据此矿业广场的实际情况，依据以上表中所示单位相互关系分级理由和规定，建立非物流的各作业单位相互关系表，如表3-3所示：表3-3 非物流作业单位相互关系表 3.作业单位综合关系图在上述过程中，已就各单位作业之间的物流联系和非物流联系做了足够的分析，接下来，要将作业单位之间物流的相互关系和非物流的相互关系进行合并，求得合成的相互关系综合相互关系。步骤如下：（1）确定物流与非物流相互关系的相对重要性。在矿业生产中，煤的物流属性相对比较大，再根据权衡物流与非物流相互关系的相对重要性，选取重要性比值：m：n=2：1（2）量化物流强度等级和非物流的密切程度等级：A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X= -1（3）计算量化的作业单位综合相互关系，设任意两个作业单位分别为Ai和A j，两者之间物流相互关系等级为MRi j，非物流的相互关系密切等级为NRi j，则两单位之间的综合相互关系密切程度为TRi j：TRi j=mMRi j+nNRi j如表3-4所示表34 作业间综合相互关系密切程度作业单位对关系密级综合关系物流关系加权值：2非物流关系加权值：1等级分数等级分数分数等级1-2I22O1-3E3A410A1-4I22O1-5A44E1-61-71-81-9E33I1-10O11O1-11O11O1-121-13E33I1-14I22O1-19X-1-1X1-20O1-1X1-211-221-23X-1-1X1-242-32-42-52-6A44E2-7O1E35E2-8O1E35E2-9E33I2-10A44E2-11A4E311A2-122-132-142-152-162-17I22O2-18X-1-1X原文请找 续表34 作业间综合相互关系密切程度作业单位对关系密级综合关系物流关系加权值：2非物流关系加权值：1等级分数等级分数分数等级2-21I22O2-22I22O2-23X-1-1X2-243-4E3A410A3-5A44E3-63-73-83-9I22O3-103-11O11O3-123-13E33I3-14O11O工业设施总平面布置方案+矿井工业广场总平面图+物流相关表+单位关系表（4）综合相关等级划分，江总和相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X六个等级，依次对应的综合相互关系密切程度递减，而且各级别的作业单位对数符合一定的规律。如表3-5所示表3-5综合相互关系等级划分符合关系密集比例 A绝对必要靠近13E特别重要靠近25I重要38O一般515U不重要2085X不希望靠近010(5) 建立作业单位综合相互关系表。将表3-4中的综合相互关系总分转化为关系密切等级，按照表3-5中统计出的各段分数段单位对的比例来划分。绘制成作业综合单位相互关系。如表3-6所示:3-6作业综合单位相互关系表47E124.35 3I134.7112O4817.40U15455.8-1X4616.7总 计276100四、工业广场总平面布置在做完物流分析和作业单位相互关系分析等前奏工作后，得到了对矿区工业广场各作业单位之间的物流及相互关系的基本情况，下面就可以对工业广场总平面布置的绘制设计。预设多种方案，并进行分析比较，选出最优方案。1.绘制作业单位位置相关图根据以上工作中得的矿区各个作业单位间的相互关系的密级程度，决定各作业单位间的距离，并安排作业单位间的位置，绘制出合理的作业单位位置相关图。在作业单位位置相关图中，采用号码表示作业单位，作业的单位的工作性质与功能用流程符号表示，如表4-1所示。表4-1 作业流程和面积类符号流程符号及作用说明作业单位及区域的扩充符号 操作形成或处原文请找 理加工区 运输与运输有关的作业单位/区域 存储存储作业单位/区域 停滞停放或储存区域 检验检测、测试、检查区域服务及辅助单位/区域办公室或规划面积建筑特征作业单位之间的相互关系用相互之间的连线表示，如表4-2.。表4-2 关系密级表达式符号系数值线条数密切程度等级A44条实线绝对重要E33条实线特别重要I22条实线重要O11条实线一般