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開題報告
題 目 寸草塔礦排水系統(tǒng)及設備選型設計
指 導 教 師
院（系、部）
專 業(yè) 班 級
學 號
姓 名
日 期
教務處印制
一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀
（1） 選題的目的和意義
（1）選題目的
一直以來，煤炭是我國最主要的能源之一，我國絕大部分的煤礦都被深深的埋在幾百米甚至上千米的地下，再對其開采的過程中礦難事故時有發(fā)生，其中透水事故就是其中之一。在礦井建設和生產(chǎn)過程中，從各種渠道來的水源源不斷地涌入礦井，煤炭開采往往伴隨著礦井涌水，一旦涌水不能及時排除，就會影響煤炭的正常開采，另外，由于礦山地質(zhì)條件復雜，有可能遭到突然大量涌水而淹沒礦井，甚至會危及井下工作人員的生命安全。這時需要排水設備搶險排水，以盡快恢復礦井生產(chǎn)，為確保生產(chǎn)安全，必須及時使用排水設備將不斷匯集于井下的礦井水排出。除此之外，礦井涌水在井下流動的過程中，溶解了許多礦物質(zhì)，同時也含有煤屑，流砂等雜質(zhì)，容易磨損水泵零件。而且礦井涌水中還含有游離酸，對水泵及管路有腐蝕作用，所以必須對排水系統(tǒng)和設備進行選擇，不僅減少礦井涌水的危害，也可以使排水設備有更長的使用壽命。
（2）選題意義
礦井排水設備不僅要排除各時期涌入礦井的礦水，而且在遭到突然涌水的襲擊有可能淹沒礦井的情況下，還要搶險排水。在恢復被淹沒的礦井時，首要的工作就是排水。排水設備始終伴隨著礦井建設和生產(chǎn)而工作，直至礦井壽命截止才能完成它的使命，排水設備是煤礦建設和生產(chǎn)中不可缺少的，它對保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。
（二）研究現(xiàn)狀
相關(guān)資料表明，水泵是一種高能耗的設備。泵站工程設計中水泵選型的合理與否，直接關(guān)系到泵站工程的投資，運行費用以及泵站的安全狀況，水泵選型是整個過程中重要的一個環(huán)節(jié)。目前廣泛使用的排水設備選型系統(tǒng)主要包含產(chǎn)品簡介，水泵預選型，裝置推薦，綜合評價等功能。
1.國外研究現(xiàn)狀
國外對于水泵選型的研究較早，礦井排水設備選型系統(tǒng)的設計開發(fā)技術(shù)發(fā)展的比較成熟。國外排水設備的發(fā)展較先進，礦井排水高揚程水泵采用雙電機拖動，在國外為了提高礦井排水設備運行的經(jīng)濟性，必須對水泵的使用期和管道的清理周期進行優(yōu)化。礦井排水設備是礦山企業(yè)主要的用電設備之一，節(jié)能工藝的運用方針，要求在排水設備的設計和使用階段，都進行能耗估算。加拿大提出了數(shù)字化礦山的概念，建立綜合信息基礎框架，減小排水設備的自動控制和監(jiān)測的誤差，建立起了水資源管理信息系統(tǒng)。他們在采區(qū)工作面水文地質(zhì)探測，地下水動態(tài)監(jiān)測，水害預測，應急堵截水方面和礦井水綜合治理方面均有成熟的技術(shù)可以讓我們借鑒。雖然這些國家沒有將排水設備的自動化單獨進行研究，但他們將這一方面的內(nèi)容列入了礦山整體水資源管理的規(guī)劃之中，將所有的控制信息包括水泵的運行都集中給中心控制室，進行統(tǒng)一控制。
2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
雖然目前我國的礦井排水系統(tǒng)還和國外有一定的差距。但是在我國，國內(nèi)的工程技術(shù)人員在優(yōu)化排水方案，改造排水設備，合理布置巷道，排水設備選型等方面也也做了大量的工作，不僅在節(jié)能方面取得明顯成果，而且同時也提高了礦井的防災抗災能力，保證了礦井的安全生產(chǎn)，在排水系統(tǒng)的控制方面一些人員把模糊控制，規(guī)則控制，神經(jīng)網(wǎng)絡方法等智能化控制理論運用到礦井排水系統(tǒng)設計當中，實現(xiàn)對排水系統(tǒng)的實時控制，自動檢測系統(tǒng)的運行狀況，自動采集數(shù)據(jù)，故障報警，事故分析以及多臺水泵軟啟動的自動切換及斷電等，提高了資料的準確性，控制的可靠性及效率。
二、 研究方案及預期結(jié)果
（一）主要研究內(nèi)容和主要解決的問題
1.礦井排水設備現(xiàn)狀和發(fā)展前景
熟悉礦井排水設備應用情況，明確所設計的寸草塔礦的礦井概況、井田開拓方式。
2.礦井排水設備選型
對礦井排水設備常用的水泵的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)和型號進行分析。根據(jù)設計依據(jù)確定排水系統(tǒng)方案，選擇水泵、管路及管路附件等設備的類型和具體型號，確定水泵工況，選擇電動機。
3.水泵房、水倉和管子道間設計
根據(jù)《礦井設計規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》、所選擇的水泵、管路及管路附件等設備的規(guī)格，確定水泵房、吸水井、水倉、管子道間尺寸。
4.排水設備布置設計
進行水泵、管路及管路附件等設備布置，繪制水泵房設備布置圖。
（二）具體方法和技術(shù)路線
1. 查閱文獻、收集資料、進行文獻綜述
熟悉礦井排水設備應用情況、所設計的寸草塔礦的礦井概況、井田開拓方式。
2.確定排水系統(tǒng)
根據(jù)寸草塔礦的井田開拓方式，進行排水系統(tǒng)的方案確定。
3.選擇排水設備
根據(jù)寸草塔礦井下涌水情況、井底車場布置情況，選擇水泵、管路及管路附件等設備的類型和具體型號。
4.校驗排水設備能力
進行管路布置、計算管路阻力損失、確定管路特性方程、確定水泵工況點，校驗水泵選擇的合理性。
5.選擇電動機。
根據(jù)水泵工況點參數(shù)，計算所需功率，選擇配用電動機。
6.設計水泵房、水倉
根據(jù)《礦井設計規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》、所選擇的水泵、管路及管路附件等設備的規(guī)格，確定水泵房、吸水井、水倉、管子道間尺寸。
7．繪制水泵房布置圖。
（三）論文框架
1 緒論
2 排水設備的選型設計
3 水泵房、水倉和管子道間設計
三、研究進度
1-2周：畢業(yè)實習
查閱文獻、收集資料、現(xiàn)場實習。
3-4周：文獻綜述、設計題目的確定，撰寫開題報告。
5周： 礦井概述。
6周：礦井排水設備選擇設計原始參數(shù)確定。
7-11周：排水設備的選型設計。
12-13周：水泵房、水倉和管子道間設計。
14-15周：繪制水泵房布置圖。
16周：整理說明書，準備答辯。
四、主要參考文獻
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五、指導教師意見
指導教師簽字：
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