采矿工程开题报告

附表4河南工程学院本科毕业设计（论文）开题报告课题名称昌硕煤矿采矿专项初步设计课题来源工程实践指导教师孙光中职称讲师学生姓名朱豫东学号201310106146专业/班级采矿工程1341班一、研究的背景、目的和意义毕业设计是我们对所学的知识的总结和综合应用，通过设计，综合性地将学校期间所学的理论知识应用于实际生产设计中，使矿井的生产安全和改善矿工的劳动条件相结合，因地制宜地采用现代采矿新技术，尽可能地简化生产系统，缩短建井工期和减少初期工程量，提高采掘工作面单产和单进，尽可能地提高劳动生产率，降低原材料消耗，以获得较好的技术经济指标，实现矿井高产、高效，尽可能地提高煤炭资源采出率的同时保证矿井的安全生产。结合自己目前的工作，煤矿安全监管需要我掌握煤矿各方面的理论知识和现场技术，因此我选择论文的研究方向为煤矿的开采设计，这样能让我从煤矿采、掘、机、运、通等几大系统全面的了解煤矿的状况。希望能通过这次设计把所学的知识与实践结合起来，深入认识了解新井设计的程序和步骤，通过大量的查阅资料，大量翻阅课本以外的资料，在设计的过程中了解掌握国家对煤矿设计开采的法律法规，为以后更好地开展工作做好法律知识储备，加深了所学的知识，解决以前在学习和工作中遇到的难题，锻炼了自己的动手能力，扩展了自己的知识面，同时也能借助此次机会进一步巩固掌握新井设计的制图软件的使用以及设计中的各种运算，提高所学知识的具体使用能力。为将来的工作打下牢固的基础。 二、国内外文献综述 见附页三、研究的主要内容和拟采用的研究方法 矿井设计要完成设计说明书和设计图纸两项任务。说明书内容包括：矿区概述及井田特征；井田境界和储量；矿井生产能力、服务年限及工作制度；井田开拓；采煤方法和采区巷道布置；矿井技术指标等。图纸部分要求按规定比例及图幅绘制矿井开拓系统平面图和剖面图。矿井开采设计通常采用如下的方法步骤。（1）提出可行方案首先要明确设计的内容、性质、要求，以及要达到的目标等；熟悉和掌握设计任务或设计所解决的总体或局部课题中的内、外部条件，如井田的地质地形条件、交通情况及与邻近井田的关系等；根据井田的自然地质条件和采矿技术条件，深入细致地分析和研究设计中的有关问题，提出若干个技术上可行的方案。（2）进行方案的技术比较对提出的可行方案进行详细的技术分析，鉴别方案的合理性；使其更加完善；如果能够明显地判定出哪一个方案最好，就可以确定其为最终采用的方案。（3）进行方案的经济比较将上述2-3个方案详细地进行经济费用的计算与比较。（4）方案的多目标综合评价优选在方案比较后，应对技术分析比较的结果进行综合分析，权衡各个方案的利弊，抓住关键问题，选择一个能够较好地体现各项方针政策、技术上合理、经济效益可行的合理方案。（5）编写方案说明，绘制设计图纸按设计任务书的要求，对各方案作出详细的文字说明，并绘出设计图纸。应当按照技术经济合理性要求来确定开采设计需要解决的具体问题。由于矿井地质条件的多样化和技术条件的复杂性，随着煤炭工业的发展，所解决问题的性质、影响范围各不相同，研究和确定的开采设计方案也可以采用不同的方法。目前确定矿井开采设计方案时主要是方案比较法。在确定矿井开拓开采设计方案中的各种参数通常可用统计分析法、标准定额法和数学分析法等方法来确定。四、研究进度安排时 间毕业设计（论文）工作内容2016年 12月25日 2016年12 月30日下达任务书2017 年 2月 27日 2017年 3 月3 日组织开题答辩，上交开题报告2017年 3 月 4 日 2017年3 月17日完成矿区概述及井田特征；井田境界和储量；矿井生产能力、服务年限及工作制度等内容2017年 3 月 18日 2017 年 4 月 9 日完成矿井开拓设计2017年4 月 10日 2017 年 4 月 14日中期检查，填写中期检查表2017年 4 月 23 日 2017 年 5 月 22日完成采区设计及采煤工艺2017年5 月 15日 2017 年 5 月 19日完成毕业设计（论文）初稿，呈指导教师审阅2017年 5 月 29日 2017 年 6 月 2 日完成毕业设计（论文）终稿，呈指导教师审阅2017年 6 月 5 日 2017 年 6 月 9 日装订毕业设计（论文）终稿，呈指导教师和评阅教师审阅；论文答辩五、主要参考文献1 张荣立.何国伟.李铎.采矿工程设计手册（上、中、下）M.北京：煤炭工业出版社，2003年（第2版）2 徐永圻.煤矿开采学M.徐州：中国矿业大学出版社，2009年（修订版）3 汪理全.煤矿矿井设计M.徐州：中国矿业大学出版社，2006年4 张国枢.通风安全学M.徐州：中国矿业大学出版社，2011年（第2版）5 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程M.北京：煤炭工业出版社，2016年6 国家住建部，国家质量监督总局.煤矿矿井制图标准M.北京：中国计划出版社，2011年 指导教师意见： 指导教师签字: 年 月 日院（部）领导审核意见： 学院负责人签字： 学院盖章： 年 月 日 课题来源：1.科 (教) 研项目；2.实验；3.生产实习；4.工程实践；5.社会调查；6.其它胶带输送机张紧装置演化历史综述（一）胶带输送机张紧装置的发展概述胶带运输机张紧装置的作用是:(1)保证胶带在驱动滚筒分离点具有适当的张力，以防止胶带打滑;（2)保证胶带周长上各点具有必要的张力，以防止由于胶带的悬垂度过大引起胶带运动不平稳而撒料;（3）补偿胶带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化;（4）为胶带的重新接头提供必要的胶带长度;(5)对于综采工作面用的可伸缩式胶带输送机，可用来贮存多余的胶带1。为了保证胶带输送机的正常运转、起动和制动，对张紧装置的布置要考虑以下几点：（1）张紧装置要尽可能布置在胶带张力最小处，以便减少张紧装置的结构尺寸，工作时减小胶带附加力；（2）长度在300m以上的水平运输或者坡度在5%以下的倾斜输送机，张紧装置应设在紧靠驱动滚筒的空载侧；（3）对于距离较短的胶带输送机和坡度为5%以上的上倾输送机，张紧装置应尽量布置在输送机尾部，并用尾部滚筒作为紧张滚筒；（4）不论哪一种张紧装置都必须布置或张紧滚筒绕入和绕出分支与滚筒的位移线平行，而且施加的拉紧力要通过滚筒的中心2。张紧装置的行程应根据输送机的长度和轮廓来确定。以织物作衬垫的输送机的张紧行程约为机长的1.5%-2.0%，钢丝绳芯带的张紧行程约为机长的0.5%3。 （二）张紧装置的种类张紧装置按其结构型式可以分为螺杆式、重锤式、绞车式和油气缸式等4。1、螺杆式螺杆式张紧装置可以分为刚性螺杆式及弹簧螺杆式。按螺杆的受力形式可以分为受拉和受压螺杆式。刚性螺杆式张紧装置就是利用人力旋转螺杆进行张紧的。这类装置的特点是结构简单，外形尺寸较小。但由于输送机牵引构件在工作过程中并不是保持张力恒定，因此，必须定期进行检查和调整。在调整过程中，不能保证张力恒定，过载时不能自动调节张力。所以，它只适用于张紧行程比较短的小型胶带输送机5。对于弹簧螺杆式张紧装置，由于弹簧的弹性，比刚性螺杆式张紧装置较能适应牵引构件的张力变化。对于可移式胶带输送机，推荐优先采用弹簧螺杆式张紧装置。2、重锤式重锤式张紧装置应用较为广泛，它能保证胶带在各种运行工况下有足够大的恒定张力，以自动补偿由于温度、弹性和磨损而引起的胶带长度的变化，并能在偶然过载时降低输送带的高峰载荷值6。根据输送机的配置和重锤行程的大小，张紧小车可以垂直布置，也可以水平布置。但由于结构比较庞大，需要较大的空间，所以一般把它用在井上或井下主要巷道的长距离固定式或吊挂式大型胶带输送机上。重锤可以采用金属块，也可以采用水箱7。输送机起动前，开动水泵，使水箱充水，增加重量。在胶带达到必要的张力后，水箱的浮子使水泵停止，输送机进入稳定的运转状态后，电磁阀动作，使水箱中水溢出，保持胶带输送机在较小的张力下完成正常的工作8。3、绞车式纹车式张紧装置按动力源的类型可以分为风动、手动、电动和液压式。风动绞车式张紧装置由压风管路给风马达供气，驱动绞车转动，绞车产生的拉力与压风管路的风压成正比。由于绞车旋转部分具有质量，同时拉力在绞车上存在一定的损失，因而在气动马达和气泵起动与停止时，张紧力会发生一定的变化。由于风动纹车满足不了使用要求，所以，这种风动式绞车已不常用，并将有逐渐被淘汰的趋势9。手动纹车式张紧装置，由于绞车动作不需要其它动力，具有结构比较简单和操作维护容易的特点，所以在国内应用比较广泛。比较常用的是蜗轮一蜗杆手动绞车式张紧装置，如SPJ-800型可伸缩式胶带输送机就采用这种形式的张紧装置10。由于绞车式张紧装置的张紧行程可以很长，同时可以配合可伸缩式胶带输送机的储带仓工作，所以，可伸缩式胶带输送机应用这种张紧装置的较多，并且大多为电动纹车。 电动绞车的张紧装置，按张紧力的控制方式可以分为手动和自动控制两种。所谓手动，就是在张紧装置上安装一个用于测定胶带张力的测力器。当观测到测力器的指标超出所允许的范围时，人为地启动电动机来进行调节，直到满足要求为止。这种形式的张紧装置结构较简单，维护容易，但需要人来监护11。 自动控制式张紧装置是近代胶带输送机广泛应用的张紧形式。张紧装置能测出胶带的张力并能自动调节，补偿胶带的弹性变形和塑性伸长，使胶带具有比较合理的张力图。典型的自动控制式绞车张紧装置，它一般均需要安装一套传感器来实现监控。一种监控方法是通过输送带打滑的监护仪器进行监控。这种仪器是在驱动滚筒边缘线速度与胶带线速度出现差值时进行控制。说明输送机这时在滚筒上打滑12。另一种方法是在张紧钢丝绳上安装张力传感器，通过钢丝绳张力来反映胶带张力，实现对张紧程度的控制。今后，这种自动控制式张紧装置的应用，特别是在大型胶带输送机上的应用会更加普遍。这类张紧装置的缺点就是结构复杂，外形尺寸比较大，造价高，对污染比较敏感13。液压绞车式张紧装置，采用液压马达来驱动张紧绞车运转，具有很好的防爆性能，也容易实现对拉紧装置的自动控制，国内应首先开发应用这类张紧装置。4. 油气缸式按照供给缸体的动力来分，这类张紧装置可以分为风动式与液压式两种。由于风动式的运动部分质量较小，风动张紧气缸的损失要比风动绞车式小得多，因而速度变化很容易。虽然张紧力要受风压的影响，然而气缸活塞杆的拉力可以进行调节与控制，效果比风动纹车式张紧装置要好得多。对比表明，风动气缸式张紧装置比风动绞车式张紧装置可获得稳定的工作状态14。液压油缸式张紧装置的液压油缸能够适应频繁的动作要求，而且体积小，不同规格的蓄能器可以使与张紧行程有关的作用力保持一条几乎恒定的、直至累进的特性曲线。与压力成正比的张紧力及其上下限都是可以调节的，并且对液压油缸的自动控制也比较容易实现15。（三）、发展趋势1、胶带输送机，特别是大型胶带输送机，应向着整机自动控制，即张紧装置和其它部分联机控制的方向发展，实现微机控制与监测。2、为了使胶带输送机在非稳定运转状态下得到保护性的运行，其张紧装置的选型设计时，应保证驱动部、胶带和张紧装置之间的协调，起动时张紧力要恒定。3、对于小型胶带输送机，应选用结构简单的张紧装置(如弹簧螺杆式、重锤式和液、气缸式等)。对于大型胶带输送机(如钢丝绳芯、钢丝绳牵引胶带输送机)应选用张紧力恒定的(如以水箱作为重锤或具有随动式的电动或液压式)张紧装置。4、由于液压系统具有动作快，容易实现自动控制，所以，应研制结构比较简单实用的自动控制式液压张紧装置16。参考文献1原蕾,吴霞. 胶带运输机张紧装置的分析与确定J. 应用能源技术, 2011，30(9):5-8.2王学成，张维果， 刘英林. 悬臂式掘进机现状及发展浅析J . 煤矿机械， 2010，31(08)：1-3. 3崔云龙. 简明建井工程手册（上、下册）M. 北京： 煤炭工业出版社， 2004. 4王喜胜，姜希琴，王学成. 我国悬臂式掘进机新技术的应用与发展C. 中国矿业大学出版社，2007.5杨光，梁美健. 试论煤炭企业安全生产保障机制M. 矿业安全与环保，2005.6徐修洋，斤新菊，柴兆华. 枣滕矿区采面顶板事故分析及防治M. 矿山压力与顶板管理， 2001.7张振，刘淮霞，张玉武. 煤矿胶带运输机故障保护系统的研究J. 煤炭工程， 2010，12(5)：4-6.8王广德. 煤炭工业高产高效矿井理论与实践M. 北京： 中国矿业大学出版社，1999.9陈奇，汤家轩. 中国煤炭工业高产高效矿井M. 北京： 中国矿业大学出版社，2005. 10林在康，王斌，谭超. 采矿CAD开发及编程技术M. 北京： 中国矿业大学出版社，1998. 11Bill Red. Longwall mining in South Africa. Coal, Vol 99 No.10 Oct, 1994.12Ming Zhang, Jia Jun Ren, Lei Dong, et al. Analysis of dynamic Characteristics of Rota