矿物加工工程毕业设计开题报告实用文档.docx
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矿物加工工程毕业设计开题报告实用文档
河南理工大学毕业设计（论文）开题报告
题目名称
望峰岗1。
8Wt/a矿区型选煤厂设计
学生姓名
专业班级
矿加09—2班
学号
一、选题的目的和意义
经过选煤，可以除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要。
把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要．以便有效合理地利用煤炭,节约用煤。
煤炭经过洗选,矸石可以就地废弃,可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。
煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50%～70％的黄铁矿硫,减少燃煤对大气的污染。
它是洁净煤技术的前提。
通过对矿区原煤的洗选加工，选择合理的生产工艺，可以降低动力煤煤灰分，提高动力煤的燃烧效率,有利于提高经济效益和资源的综合利用率。
本次设计是理论教学与实践相结合,培养工程实践基本知识和能力的关键环节，是在指导教师指导下，利用所学专业知识和技能，解决实际工程技术,经济问题的初步实践。
要求学生应用所学各方面知识，发挥各方面技能，理论联系实际，初步解决矿物加工工程的实际问题。
二、国内外研究综述
1、选煤工业的研究现状和发展
我国煤炭资源丰富，保有资源量12亿t,根据第三次煤炭资源预测与评价,我国煤炭资源总量为55700亿t,位居世界第一：
可采储量为2040亿t，位居世界第二。
随着我国洁净煤技术发展战略的实施，我国的原煤入选比例逐年提高，目前原煤入选量已达到11亿t,约占原煤生产总量的43％以上。
“十一五”期间，我国煤炭入洗加工量快速增加，选煤技术和装备快速发展，特别是随着一大批大型现代化选煤厂建设投入运营,为煤炭经济运行质量稳步提高提供了有力支撑。
然而，目前我国煤炭洗选加工总体水平仍较低，主要表现在原煤入洗率偏低、技术及管理水平发展不平衡等方面。
随着煤炭产量和消耗量的大幅增加，环境压力越来越大，“十二五”期间，我国以优质、高效、大型现代化选煤厂建设为目标,不断优化煤炭产品结构，促进煤炭工业经济增长方式的转变.
按照规划,到２０１５年,我国原煤入选率应达到６５％，煤矸石综合利用率达到７５％,矿井水利用率达到７０％，节能能源９５００万吨标准煤.因此，应积极发挥洗选加工在国家节能减排工作中的重要作用，以优质、高效、大型现代化选煤厂建设为目标,促进煤炭洗选加工集约化生产，提高煤炭资源的综合利用效率。
2、国内选煤技术现状
目前，国内采用的选煤方法主要为重介、跳汰、浮选以及干法选煤.我国地域广阔，煤炭资源丰富,煤种齐全，煤质变化大,因而以上选煤方法均有应用。
2。
1
跳汰技术
跳汰选煤具有系统简单可靠、生产成本低、分选效果好、处理能力强等优点,对易选和极易选煤具有广泛的适应性。
此外,随着技术的发展能更加精确的实现系统的自动化和设备大型化，在未来很长时间内，使得跳汰选煤仍居一席之地。
2.3浮选技术
浮选技术近年来发展很快，用于小于0。
5mm粉煤的分选,在炼焦煤选煤厂和生产高炉喷吹用煤的选煤厂多有应用。
国内机械式浮选机（充气机械搅拌式和机械搅拌式）比较流行，应用广泛，其中充气机械搅拌式浮选机占多数,其次是带有矿浆预矿化器的机械搅拌式浮选机,虽然无搅拌式浮选机（喷射式浮选机）历史也较悠久，并具有一些特点，近年来日益得到重视,但发展较慢，应用较少。
2.5粗煤泥分选技术
对于0。
3~3mm粒级粗煤泥的处理效果的好坏直接影响选煤厂产品数字量与经济效益，因此需要在常规重选和浮选工艺间，增加一个分选环节，来提高分选效果，以实现流程的最佳衔接。
国内用于处理粗颗粒煤泥的分选设备主要有小直径重介旋流器、水介旋流器、螺旋分选机以及TBS.基于流程优化设计理论的TBS分选机+螺旋分选机组合工艺因其能使粗煤泥分选效率和分选精度都得到提高，得到广泛应用。
另外,随着选煤技术的不断发展，选煤厂的自动化控制程度已有很大提高，集选煤厂生产过程控制、生产设备集中控制，工艺参数、产品数字量、材料及能源消耗等数据的实时采集,生产及市场经营管理为一体的“管”、“控”一体化的选煤厂设计正被广泛采用.
3、国内选煤技术工业发展趋势
3。
1原煤入洗比率不断扩大。
不仅提高国有重点煤矿的洗选比率，更要大力发展地方煤矿洗选加工，原煤入洗比率要达到50%以上。
选煤规模与洗精煤的需求相结合,炼焦煤的选煤规模要与冶金、化工等对焦煤的要求相结合；动力煤的选煤规模要与电力和工业窑炉等要求相结合。
3。
2厂型和设备向大型化、工艺简化发展。
我国300万t/a以上的大型选煤厂绝大多数是上世纪90年代以来建设的，步入新世纪以来建设和投产的选煤厂皆为400万t/a、600万t/a和1200万t/a的厂型。
与此相适应，设备也将向高效、大型化发展,并简化工艺系统，减少重复配置同功能设备及作业环节，尽量形成单一设备的作业系统,以降低基建投资和生产成本，提高处理能力和功效，并且向着定型设计、标准设计方向发展。
3.3自动化程度将越来越高.目前，国内选煤厂的自动化属于局部生产系统自动化的较多，如跳汰机床层自动控制、重悬浮液密度自动测量与调控、浮选工艺参数自动检测与控制等，只有少数厂子实现了全厂主要生产系统自动化和全厂设备集中控制、数据采集和工业电视监视.因此，进一步推广选煤厂自动化，发展全厂生产系统自动化，是今后的发展方向。
3.4发展深度加工，开发洁净煤技术。
洁净煤技术是包括开采、加工、燃烧、利用和环保等全系统综合技术的总称，旨在提高煤炭利用效率，杜绝环境污染。
煤炭洗选加工是开发洁净煤技术的首要和重要环节，其重点在于主攻细粒级和极细粒级煤的精选，开发生产超纯煤技术和脱除杂质、脱硫技术，是当前开发洁净煤技术关键。
三、毕业设计所用的方法
1、通过对原煤煤质综合表进行分析，用office及origin绘图软件处理数据，绘制可选性曲线.确定煤的可选性为中等可选到难选不等。
2、根据煤质在不同精煤灰分时的不同可选性，确定采用重介—浮选联合流程，后续工艺流程在实际设计中会根据实际设计难度做适当调整。
3、绘制工艺流程图；
4、根据确定的工艺流程，进行数质量流程、水和介质量流程平衡的计算；
5、对主要设备进行选型；
6、根据制定的生产流程对各个车间进行布置。
四、主要参考文献与资料获得情况
（1）《选煤工艺设计与管理》匡亚莉中国矿业大学出版社
（2）《选煤工艺设计实用技术手册》戴少康煤炭工业出版社
（3）《选矿学》谢广元,张明旭,边炳鑫等徐州：
中国矿业大学出版社
（4）《选煤厂设计手册》选煤厂设计手册编写组北京:
煤炭工业出版社
（5）《煤化学》张双全徐州：
中国矿业大学出版社
以及在田庄选煤厂实习时于厂里煤质科及选煤车间科室收集到的煤质资料和借阅与选煤相关的书籍、资料等。
五、指导教师审批意见
指导教师:
（签名）
2021年月日
隧道工程课程设计
一、工程概况
某地区一暗挖双线马蹄形隧道，埋深h=125m，围岩等级为v级，地层平均容重16。
0kN/m3。
宽度B=13.08m，隧道采用复合式衬砌形式，衬砌厚度为0.42m，配筋采用Ф22@200mm，钢材采用HRB335，钢筋保护层厚度50mm。
二、计算
1、衬砌结构的计算模型
隧道工程建筑物是埋置于地层中的结构物，它的受力和变形与围岩密切相关,支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同工作。
这种共同作用正是地下结构与地面结构的主要区别.根据本工程浅埋及松散地层的特点，使用阶段结构安全性检算采用“荷载-结构"模式,即将支护和围岩分开考虑,支护结构是承载主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支承。
支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支承对支护结构施加约束来实现的.
计算模型中，二衬结构采用弹性平面梁单元模拟，弹性抗力以及隧底地基均采用弹簧单元模拟.组合荷载根据不同作用方向分别转换成等效节点力施加在相应的单元结点上。
具体计算模型见图1.
2、荷载计算
围岩压力计算参照课本中有关我国铁路隧道推荐的方法进行确定（双线隧道）或参照《铁路隧道设计规范》，深浅埋分别计算。
按破坏阶段设计计算垂直压力公式：
q=rxhq=0。
45x2^（s-1）xrxw
式中：
hq——等效荷载高度值
S-—围岩级别
r——围岩的容重
w--宽度影响系数,其值为w=1+i（B—5）
计算得，q=0.45x2^（5-1）x16000x1.805=2.082816e6N/m
水平均布松动压力系数取0。
3，则e=0.3q=0.0634e6N/m
3、ANSYS操作命令流
!
荷载——结构方法计算（马蹄形断面）
finish!
退出当前处理程序
/clear！
清除以前数据,重新开始一个新的分析
/COM,Structural!
定义分析类型，结构分析（热分析、流体分析等）
/prep7!
进入前处理器
*AFUN,deg!
定义角度单位为度（缺省为弧度，RAD）
！
定义建模及材料参数的一些变量值
*set,Py，2.082816e5！
定义垂直围岩压力大小（若有地表荷载加地表荷载值）
＊set,px1，0.0634e6
*set,px2，0.0634e6
＊set，cylxsh,0.3！
定义侧压力系数
*set,cyl，Py*cylxsh!
水平侧压力
＊set，CQHD，0。
47！
定义初支或二衬厚度
＊set,CQDYCD，0。
17！
定义梁单元长度参数及弹簧单元面积（梁单元长度与弹簧单元面积相等）
*set，CQETXML,31e9!
定义衬砌（初支或二衬）的弹性模量
*set,CQUBSB，0。
2!
定义衬砌的泊松比
*set，WYTXKL,100e6!
定义围岩的弹性抗力系数
*set，WYMD,1600!
定义围岩的密度
*set,CQMD,2500!
定义衬砌的密度
!
定义单元类型及材料属性及单元实常数
et,1，beam3!
定义1号单元为梁单元
mp，ex,1，CQETXML！
定义1号材料的弹性模量
mp,prxy,1,CQUBSB!
定义1号材料的泊松比
mp，dens,1，CQMD！
定义1号材料的密度
R，1,CQHD，1/12＊CQHD*CQHD＊CQHD,CQHD！
1-实常数号；第一个参数为梁截面的面积；第二个参数为梁单元的转动惯量;第三个参数为梁高.
!
建立几何模型
!
创建关键点
k，1,0，—4。
65025，!
k-点命令；1-点号；坐标（x，y，z）
k，2,2.36643,-4。
45519,
k,3,4.66945,—3.87810,
k,4,5。
73443，—3.21404,
k,5,6。
39434,—2.14650,
k，6,6.65675,-1.08747,
k，7，6。
745,0，
k，8，4。
76943,4.76943，
k，9，0，6.745，
k,10,-4。
76943，4.76943，
k,11，—6.745,0，
k,12,—6。
65675,-1。
08747，
k,13,—6.39434，-2.14650，
k，14,—5。
73443,—3.21404,
k,15,-4.66945,-3.87810，
k，16,—2。
36643,-4。
45519，
！
二衬轴线
larc，1，3,2!
三点画圆弧:
起点-终点-中间点最好全按逆时针画，弯矩及轴力的方向一致
larc,3，5，4
larc，5,7，6
larc，7，9，8
larc,9,11,10
larc,11,13，12
larc,13,15,14
larc,15，1，16
！
设置线单元材料属性，划分单元（初支单元）
lsel,s,，，1,8！
LSEL，Type,Item,Comp，VMIN，VMAX,VINC
lATT,1，1,1！
给线单元付材料号、实常数、单元类型号LATT，MAT,REAL,TYPE，ESYS
MSHKEY,1!
设置单元为映射单元（单元比较规则）
lesize,1,CQDYCD!
LESIZE,NL1，SIZE，ANGSIZ，NDIV，SPACE
lesize，2，CQDYCD
lesize,3，CQDYCD
lesize，4,CQDYCD
lesize,5,CQDYCD
lesize,6,CQDYCD
lesize，7,CQDYCD
lesize，8,CQDYCD
lsel，all
lmesh，all！
划分线单元
nummrg,all，,,,low！
所有号数从1开始
numcmp，node,eord!
压缩节点号并排序
!
施加水平弹簧支撑单元（在梁单元的每个节点上分别产生水平方向弹簧单元）
＊do,i，2,118！
do循环，要对应下面一个*EDNDO
a1=abs（ny（i-1）—ny（i+1））＊WYTXKL！
计算节点i-1和节点i+1之间y的变化量*弹性抗力
kx=a1/2
PSPRNG,i,TRAN,kx，0。
2,,,,!
PSPRNG,NLOC,TYPE,K,DX，DY，DZ，ELEM
!
弹簧单元,节点号，平移,弹性系数,弹簧水平长度产生水平弹簧
*enddo
*do，i,121,235！
do循环，要对应下面一个*EDNDO
a1=abs（ny（i—1）-ny（i+1））*WYTXKL！
计算节点i-1和节点i+1之间y的变化量＊弹性抗力
kx=a1/2
PSPRNG，i，TRAN，kx，—0。
2，，，，!
PSPRNG,NLOC,TYPE，K，DX,DY，DZ，ELEM
！
弹簧单元，节点号，平移，弹性系数,弹簧水平长度产生水平弹簧
*enddo
a1=abs（ny（235）-ny
（1））＊WYTXKL！
计算节点294上的弹性抗力
kx=a1/2
PSPRNG，236,TRAN,kx,-0。
2,，,,
!
施加竖直弹簧支撑单元（在梁单元的每个节点上分别产生竖直方向弹簧单元）
b1=abs（nx（236）—nx
（2））＊WYTXKL！
计算节点1上的弹性抗力
ky=b1/2
PSPRNG,1，TRAN，ky，，—0.2,,，
＊do，i，2，57！
do循环,要对应下面一个*EDNDO
b1=abs（nx（i—1）-nx（i+1））＊WYTXKL！
计算节点i—1和节点i+1之间x的变化量*弹性抗力
ky=b1/2
PSPRNG，i,TRAN，ky,，—0.2，，,！
PSPRNG,NLOC，TYPE，K,DX，DY,DZ，ELEM
!
弹簧单元，节点号，平移,弹性系数，弹簧水平长度产生水平弹簧
＊enddo
*do,i,58，180!
do循环，要对应下面一个*EDNDO
b1=abs（nx（i—1）-nx（i+1））*WYTXKL!
计算节点i—1和节点i+1之间x的变化量＊弹性抗力
ky=b1/2
PSPRNG，i,TRAN,ky，,0.2，，,！
PSPRNG，NLOC,TYPE，K，DX，DY,DZ，ELEM
！
弹簧单元,节点号,平移，弹性系数,弹簧水平长度产生水平弹簧
*enddo
＊do，i，181，235!
do循环，要对应下面一个＊EDNDO
b1=abs（nx（i—1）-nx（i+1））＊WYTXKL!
计算节点i—1和节点i+1之间x的变化量＊弹性抗力
ky=b1/2
PSPRNG,i,TRAN,ky,,—0.2，,，!
PSPRNG,NLOC，TYPE,K,DX，DY,DZ,ELEM
！
弹簧单元，节点号，平移，弹性系数,弹簧水平长度产生水平弹簧
*enddo
b1=abs（nx（235）—nx
（1））*WYTXKL!
计算节点1上的弹性抗力
ky=b1/2
PSPRNG,235，TRAN,ky,，-0.2,,，
!
施加边界条件与围岩压力
/solu！
！
!
!
!
进入求解器计算
!
nsel,s，，，1！
选择约束的节点，仰拱中间节点
！
d，all，ux!
施加水平方向的约束
allsel
fcum,add，，!
一定要,使荷载能叠加
！
竖向荷载（y方向压力，最大跨度以上节点施加竖向荷载,换算成节点荷载,在节点上施加）
*do,i,58，180!
在59-181号节点施加竖向围岩压力
a=-Py＊0。
5＊abs（nx（i-1）—nx（i+1））!
计算作用在节点上的节点力
f，i，fy，a
＊enddo
!
水平向荷载（X方向压力，全部节点施加水平荷载，换算成节点荷载,在节点上施加）
＊do，i，2，118!
在2—118号节点施加水平围岩压力
a=—（px1+（px2—px1）/（ny（148）—ny
（1））*（ny（148）—ny（i）））*abs（nY（i—1）-nY（i+1））＊0.5
f,i,fX,a
＊enddo
*do，i,119,235！
在1120-235号节点施加水平围岩压力
a=（px1+（px2-px1）/（ny（119）—ny
（1））*（ny（119）—ny（i）））＊abs（nY（i-1）—nY（i+1））*0.5
f,i，fX，a
＊enddo
a=（px1+（px2-px1）/（ny（119）—ny
（1））＊（ny（119）—ny（236）））＊abs（nY（235）—nY
（1））*0.5
f，236，fX，a
!
设定重力加速度
ACEL，0，9。
8，0，！
重力加速度以向下位置，不用加负号
ALLSEL,ALL
finish
!
删除轴力为拉力的弹簧单元
/prep7
＊do,i,239，261
EDELE，i
NDELE，i
*enddo
＊do，i,297,415
EDELE，i
NDELE,i
*enddo
＊do,i，451，471
EDELE，i
NDELE,i
*enddo
＊do,i，529，651
EDELE,i
NDELE,i
*enddo
!
!
！
！
!
进入求解器计算
/solu
time,1!
定义时间步
OUTRES,ALL，LAST,！
设置输出选项
solcontrol,0，0!
设置是否为非线性求解
nlgeom，1!
大变形开关
PIVCHECK,1!
如果不收敛，计算退出
neqit，100,！
非线性求解，平衡力最大迭代次数
autots,1！
自动步长
nsubst,5!
子步数
kbc，0！
指定荷载按线性增加
ESEL，ALL
NSEL,ALL
solve!
求解
save，jg,db!
将第一时间步的计算结果保存
!
进入后处理器，对结果进行后处理
/POST1
ESEL，s，TYPE,，1
NSLE,s,ALL
etabel，ni，smisc,1！
定义梁i节点的轴力
etabel，nj，smisc，7!
定义梁j节点的轴力
etabel，mi,smisc,6！
定义梁i节点的弯矩
etabel，mj,smisc,12！
定义梁j节点的弯矩
etable,Qi,smisc，2！
定义梁i节点的剪力
etable,Qj,smisc，8！
定义梁j节点的剪力
ESEL,s，TYPE,，2
etabel，tanhuangzhouli，smisc,1
plls，ni,nj,1
plls，mi,mj,-1
4、计算结果
衬砌内力弯矩图（N.m）
衬砌内力轴力（N）
5.衬砌截面强度检算
（1）隧道结构截面抗压验算：
KN〈=aRabh
式中：
K——安全系数，取2。
4
N——轴力（MN）
Ra-—混凝土抗压极限强度（MPa）
——构件纵向弯曲系数，取=1
a——轴向力偏心影响系数,可由e0/h值查《铁道隧道设计规范》得到
（2）偏心受压构件的抗拉强度验算
KN<=ϕ
式中:
R1——混凝土极限抗拉强度
注：
当e0〈=0.2h,由抗压强度控制承载能力,不必验算抗裂；当e0〉0。
2h，由抗拉强度控制承载能力，不必验算抗压。
（3）验算最大弯矩截面
eo=M/N=0。
52514E+06/0。
92381E6=0.57>0。
2h=0.2＊0。
42=0。
084
由抗拉强度控制承载能力，不必验算抗压.
查上表10。
2.3取ϕ=1.0；
KN〈=ϕ
=1.0x（1.75x3。
1x1000x420）/（6x1。
4-1）=1.686e6
则K<=1.686e6/0。
92381e6=1。
8<3.6所以衬砌不满足截面抗拉要求。
《石油加工工程》课程综合复习资料
一、填空：
1．石油主要有、、、、等五种元素组成，原油中主要包括、和等烃类,而不包括。
2．经过常减压蒸馏,石油可按沸点范围依次切割为馏分，馏分，馏分和。
3．一般来说，随着沸程的升高,石油馏分的蒸汽压，密度，平均相对分子质量，粘度，闪点，自燃点.（填升高或降低）
4．我国采用和相结合的方法对原油进行分类，按此分类法，大庆原油属于
原油，胜利原油属于原油。
5．我国车用汽油以来划分其商品牌号，它表示汽油的性能,汽油的理想组分是；轻柴油以来划分其商品牌号的，它表示轻柴油的，轻柴油的理想组分是;航空煤油的理想组分是。
6．根据生产任务的不同，减压塔可分为型和型减压塔。
7．为了得到相同的气相产品量，平衡汽化所采用的液相温度比恩氏蒸馏，比实沸点蒸馏
（高或低）。
8．石油馏分的分馏精确度主要是由、、决定的。
9．油品在低温下失去流动性的原因分和两种情况。
10．随着经济、炼油技术的发展和人们对环保要求的提高，世界对石油产品的需求量，汽油、柴油产品的质量将向方向发展。
11．常温下为固态的烃类在石油中通常处于状态，随着温度降低会并从石油中分离出来，工业上将分离得到的固态烃称为。
12．石油中的含硫化合物根据其化学活性可划分为硫化物和硫化物。
13．石油馏分的蒸汽压与和有关。
14．一般随着石油馏分沸程的增加，其密度，密度指数（API），闪点,燃点,自燃点，凝点。
（填增加或降低）
15．从工作原理上划分，汽油机属于内燃机，而柴油机属于内燃机,因此，柴油机要求其燃料的自燃点要。
16．特征化参数可以反映渣油的二次加工性能，渣油的特征化参数越大，二次加工性能。
17．恩氏蒸馏、平衡汽化和实沸点蒸馏三种分离方法分离效果的好坏顺序是：
。
18．在精馏段，沿着石油精馏塔由上而下,各层塔板上油品的平均相对分子质量逐板，温度逐板，摩尔汽化潜热逐板（增大或减小）。
19．减压塔顶采用设备的抽真空系统，可使塔顶真空度摆脱水温（或水的饱和蒸汽压）的限制，从而获得更高的真空度。
20．石油中的元素以和元素为主，原油以及直馏馏分油中一般不含。
21．不同基属原油的相对密度的大小顺序是:
。
22．汽油以表示其牌号，93号汽油表示，柴油以表示其牌号,0号柴油表示。
23．我国原油的特点是密度，凝点,轻组分含量，硫含量。
24．目前国内在设计蒸馏装置换热流程时，应尽可能提高原油的温度，充分回收余热，提高装置的热回收率。
二、判断题：
1．对同一种原油，随其馏分沸程升高,烃类、非烃类及微量金属的含量将逐渐升高.（）
2．粘度大的油品,其粘温性能好.（）
3．常压塔底通入过热水蒸气是为了降低塔底油温，减少裂化结焦。
（）
4．规定汽油的50%馏出温度是为了保证汽油使用过程中的平均蒸发性能。
（）
5．石油馏分的蒸气压与温度和气化率有关。
（）
6．特性因数大的油品,芳香烃类的含量较高。
（）
7．石油精馏塔塔顶至塔底的温度是逐渐升高的
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