开题报告-寸草塔矿排水系统及设备选型设计

本科毕业设计（论文）开题报告题目寸草塔矿排水系统及设备选型设计院（系、部）机械工程学院日期2015/03/30教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状（1）选题的目的和意义（1）选题目的一直以来，煤炭是我国最主要的能源之一，我国绝大部分的煤矿都被深深的埋在几百米甚至上千米的地下，再对其开采的过程中矿难事故时有发生，其中透水事故就是其中之一。在矿井建设和生产过程中，从各种渠道来的水源源不断地涌入矿井，煤炭开采往往伴随着矿井涌水，一旦涌水不能及时排除，就会影响煤炭的正常开采，另外，由于矿山地质条件复杂，有可能遭到突然大量涌水而淹没矿井，甚至会危及井下工作人员的生命安全。这时需要排水设备抢险排水，以尽快恢复矿井生产，为确保生产安全，必须及时使用排水设备将不断汇集于井下的矿井水排出。除此之外，矿井涌水在井下流动的过程中，溶解了许多矿物质，同时也含有煤屑，流砂等杂质，容易磨损水泵零件。而且矿井涌水中还含有游离酸，对水泵及管路有腐蚀作用，所以必须对排水系统和设备进行选择，不仅减少矿井涌水的危害，也可以使排水设备有更长的使用寿命。（2）选题意义矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时，首要的工作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作，直至矿井寿命截止才能完成它的使命，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。（二）研究现状相关资料表明，水泵是一种高能耗的设备。泵站工程设计中水泵选型的合理与否，直接关系到泵站工程的投资，运行费用以及泵站的安全状况，水泵选型是整个过程中重要的一个环节。目前广泛使用的排水设备选型系统主要包含产品简介，水泵预选型，装置推荐，综合评价等功能。1国外研究现状国外对于水泵选型的研究较早，矿井排水设备选型系统的设计开发技术发展的比较成熟。国外排水设备的发展较先进，矿井排水高扬程水泵采用双电机拖动，在国外为了提高矿井排水设备运行的经济性，必须对水泵的使用期和管道的清理周期进行优化。矿井排水设备是矿山企业主要的用电设备之一，节能工艺的运用方针，要求在排水设备的设计和使用阶段，都进行能耗估算。加拿大提出了数字化矿山的概念，建立综合信息基础框架，减小排水设备的自动控制和监测的误差，建立起了水资源管理信息系统。他们在采区工作面水文地质探测，地下水动态监测，水害预测，应急堵截水方面和矿井水综合治理方面均有成熟的技术可以让我们借鉴。虽然这些国家没有将排水设备的自动化单独进行研究，但他们将这一方面的内容列入了矿山整体水资源管理的规划之中，将所有的控制信息包括水泵的运行都集中给中心控制室，进行统一控制。2国内发展现状虽然目前我国的矿井排水系统还和国外有一定的差距。但是在我国，国内的工程技术人员在优化排水方案，改造排水设备，合理布置巷道，排水设备选型等方面也也做了大量的工作，不仅在节能方面取得明显成果，而且同时也提高了矿井的防灾抗灾能力，保证了矿井的安全生产，在排水系统的控制方面一些人员把模糊控制，规则控制，神经网络方法等智能化控制理论运用到矿井排水系统设计当中，实现对排水系统的实时控制，自动检测系统的运行状况，自动采集数据，故障报警，事故分析以及多台水泵软启动的自动切换及断电等，提高了资料的准确性，控制的可靠性及效率。二、研究方案及预期结果（一）主要研究内容和主要解决的问题1矿井排水设备现状和发展前景熟悉矿井排水设备应用情况，明确所设计的寸草塔矿的矿井概况、井田开拓方式。2矿井排水设备选型对矿井排水设备常用的水泵的类型、工作原理、结构和型号进行分析。根据设计依据确定排水系统方案，选择水泵、管路及管路附件等设备的类型和具体型号，确定水泵工况，选择电动机。3水泵房、水仓和管子道间设计根据矿井设计规范、煤矿安全规程、所选择的水泵、管路及管路附件等设备的规格，确定水泵房、吸水井、水仓、管子道间尺寸。4排水设备布置设计进行水泵、管路及管路附件等设备布置，绘制水泵房设备布置图。（二）具体方法和技术路线1查阅文献、收集资料、进行文献综述熟悉矿井排水设备应用情况、所设计的寸草塔矿的矿井概况、井田开拓方式。2确定排水系统根据寸草塔矿的井田开拓方式，进行排水系统的方案确定。3选择排水设备根据寸草塔矿井下涌水情况、井底车场布置情况，选择水泵、管路及管路附件等设备的类型和具体型号。4校验排水设备能力进行管路布置、计算管路阻力损失、确定管路特性方程、确定水泵工况点，校验水泵选择的合理性。5选择电动机。根据水泵工况点参数，计算所需功率，选择配用电动机。6设计水泵房、水仓根据矿井设计规范、煤矿安全规程、所选择的水泵、管路及管路附件等设备的规格，确定水泵房、吸水井、水仓、管子道间尺寸。7绘制水泵房布置图。（三）论文框架1绪论2排水设备的选型设计3水泵房、水仓和管子道间设计三、研究进度12周毕业实习查阅文献、收集资料、现场实习。34周文献综述、设计题目的确定，撰写开题报告。5周矿井概述。6周矿井排水设备选择设计原始参数确定。711周排水设备的选型设计。1213周水泵房、水仓和管子道间设计。1415周绘制水泵房布置图。16周整理说明书，准备答辩。四、主要参考文献1孟凡英流体力学与流体机械（修订本）M煤炭工业出版社,20112于利民，仵自连矿山固定设备选型使用手册M煤炭工业出版社,20093韩建勇等煤矿流体机械M哈尔滨工程大学出版社,20124煤炭工业矿井设计规范M编号GB502152005中国计划出版社20064雷春爱矿井排水设备的选型设计J煤炭技术，2007，26（9）5煤矿矿井采矿设计手册M北京煤炭工业出版社19842362596王寒栋，李敏泵与风机M机械工业出版社，20037能源部主编煤矿安全规程M北京煤炭工业出版社,20068李新梅矿山流体机械M航空工业出版社,20109李杰煤矿井下排水系统