煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性分析目錄TOC\o"1-3"\h\u90煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性分析 183881.1安全管理（Securitymanagement） 1192721.2基于系統(tǒng)工程理論的礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)研究（Researchonmineauxiliarytransportationsystembasedonsystemengineeringtheory） 1170651.3輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性研究設(shè)計(jì)（Researchanddesignonreliabilityofauxiliarytransportationsystem） 5269251.4礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（Schemedesignofmineauxiliarytransportationsystem） 8151931.5小結(jié)（Summaryofthischapter） 101.1安全管理（Securitymanagement）為了保證BYGL煤礦構(gòu)架高效輔助運(yùn)輸體系項(xiàng)目的安全及順利推進(jìn)，首要的是要形成標(biāo)準(zhǔn)化的安全管理方案，根據(jù)國(guó)家政策及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，針對(duì)項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題，采取兩方面的安全管理措施：一是針對(duì)項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中的可能發(fā)生的較大風(fēng)險(xiǎn)和隱患，采用雙重預(yù)防體系進(jìn)行分級(jí)和管控。較大及以上的風(fēng)險(xiǎn)和隱患主要存在于車輛的運(yùn)行、司機(jī)的作業(yè)行為、現(xiàn)場(chǎng)安全設(shè)施等方面，通過(guò)排查共計(jì)排查出各類風(fēng)險(xiǎn)96條，其中重大風(fēng)險(xiǎn)2條，分別為未年審或淘汰車輛入井、安全設(shè)施不齊全進(jìn)行車輛運(yùn)輸；較大風(fēng)險(xiǎn)42條、一般風(fēng)險(xiǎn)46條，低風(fēng)險(xiǎn)6條。二是對(duì)輔助運(yùn)輸應(yīng)急管理明確處置程序，提高應(yīng)急能力。1.2基于系統(tǒng)工程理論的礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)研究（Researchonmineauxiliarytransportationsystembasedonsystemengineeringtheory）煤礦輔助運(yùn)輸是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，整個(gè)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成[30]，如圖1.1所示。同時(shí)，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)又與整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、巷道條件、生產(chǎn)方式之間有著密切的相互聯(lián)系[31]。故研究煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)不能拘泥于局部子系統(tǒng)，而要圍繞煤礦整體及其相關(guān)工作系統(tǒng)綜合研究。對(duì)礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的研究，應(yīng)通過(guò)系統(tǒng)分析的方法進(jìn)行，使輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)、運(yùn)行上可靠、經(jīng)濟(jì)上合算，最終獲得最佳的綜合效益。圖1.1輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的組成Fig.1.1Compositionofauxiliarytransportationsystem優(yōu)化煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，要在分析和研究輔助運(yùn)輸?shù)淖酉到y(tǒng)以及礦井整體狀態(tài)的前提下，從而得到輔助運(yùn)輸系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)之間連結(jié)優(yōu)化和匹配關(guān)系，為進(jìn)一步的優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)提供條件。為了優(yōu)化系統(tǒng)，就要使輔助運(yùn)輸系統(tǒng)具有高有效度；與其配套的運(yùn)輸設(shè)備要求故障率低，簡(jiǎn)化各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)輸環(huán)節(jié)和減少同時(shí)工作的設(shè)備，在子系統(tǒng)和設(shè)備之間要求有效度和故障率以及功能能力上相匹配。1.1.1礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的分解和協(xié)調(diào)模型研究圖1.1所示的礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的組成又可以看作為系統(tǒng)的分解模型。根據(jù)系統(tǒng)分解模型，可以建立煤礦礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型，即組成的遞階結(jié)構(gòu)，如圖1.2所示。其中第一級(jí)是下級(jí)子模型，用于解決各子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題。圖1.2輔助運(yùn)輸系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)模型Fig.1.2Hierarchicalstructuremodelofauxiliarytransportationsystem第二級(jí)是系統(tǒng)總體模型，根據(jù)系統(tǒng)的總目標(biāo)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行必要的協(xié)調(diào)控制，以實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，用于解決各子系統(tǒng)之間的相互配合問(wèn)題。以上模型中：-環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)或無(wú)法加以影響的固定輸入，包括煤層賦存條件及開(kāi)采條件等；-其它子系統(tǒng)提供的中間輸入，如工作面產(chǎn)量對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)的影響等；-第個(gè)子系統(tǒng)的控制變量，如管理控制等；-是子系統(tǒng)又是總系統(tǒng)的輸出，如某設(shè)備的運(yùn)輸能力等；-系統(tǒng)的輸出，同時(shí)又是其它子系統(tǒng)的輸入。1.1.2礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)研究礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型的作用在于根據(jù)下級(jí)模型中各子系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)的結(jié)果，選擇出最佳的輔助運(yùn)輸子系統(tǒng)方案和輔助運(yùn)輸設(shè)備參數(shù)。在滿足具體的礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、巷道條件、生產(chǎn)方式所決定的各約束條件下，最優(yōu)的輔助運(yùn)輸子系統(tǒng)方案和輔助運(yùn)輸設(shè)備參數(shù)應(yīng)使煤礦礦井輔助運(yùn)輸所消耗的費(fèi)用最低，即使：（1.1）式中：煤礦礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備參數(shù)向量；最優(yōu)的煤礦礦井輔助運(yùn)輸方案決策變量；第個(gè)環(huán)節(jié)的可靠度。當(dāng)給出了具體的礦井條件之后，就可以列出相應(yīng)的約束條件，通過(guò)求解上述模型，即可得到輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的最佳匹配方案及各運(yùn)輸設(shè)備的參數(shù)。下面對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的幾個(gè)主要子系統(tǒng)進(jìn)行定性分析。（1）掘進(jìn)配套運(yùn)輸子系統(tǒng)目前，在掘進(jìn)施工的整個(gè)作業(yè)工序中，掘進(jìn)排矸工序占用時(shí)間最長(zhǎng)[32]，排矸速度慢的問(wèn)題嚴(yán)重制約了掘進(jìn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)的實(shí)現(xiàn)和掘進(jìn)單進(jìn)水平的提高。而掘進(jìn)單進(jìn)水平的高低，對(duì)礦井正常生產(chǎn)接續(xù)性有著直接關(guān)系[33]，同時(shí)也關(guān)系到煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，因此優(yōu)化排矸手段是掘進(jìn)運(yùn)輸?shù)氖滓蝿?wù)。也就是要研究適合于平巷掘進(jìn)、上下山掘進(jìn)及采區(qū)順槽掘進(jìn)的以滿足矸石快速運(yùn)輸為主要目的的同時(shí)考慮其它運(yùn)輸需要的輔助運(yùn)輸方案及設(shè)備配套方案。（2）采區(qū)輔助運(yùn)輸子系統(tǒng)礦區(qū)傳統(tǒng)的輔助運(yùn)輸方式大多采用小絞車運(yùn)輸[34]。由于小絞車運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，人工多次換向、聯(lián)車、拆鉤耗費(fèi)大量時(shí)間及人工，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，運(yùn)輸效率低，直接影響到掘進(jìn)材料設(shè)備和支架的運(yùn)輸速度。在礦區(qū)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，由于礦區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上的流動(dòng)性大，制約因素多，需要特別注意系統(tǒng)的聚集性、相關(guān)性和環(huán)境適應(yīng)性。在選擇礦區(qū)運(yùn)輸方式和設(shè)備時(shí)，除了可靠性參數(shù)外，還應(yīng)考慮巷道布置。對(duì)于新建礦井，巷道的布置要為礦區(qū)運(yùn)輸設(shè)備在空間和時(shí)間上創(chuàng)造良好的作業(yè)條件和維修條件。（3）主要大巷運(yùn)輸子系統(tǒng)礦井大巷運(yùn)輸?shù)闹饕蝿?wù)是進(jìn)行煤炭、矸石、材料、設(shè)備及人員的運(yùn)輸[35]，被稱為礦井生產(chǎn)的“動(dòng)脈”，采用礦車和膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸是當(dāng)前主要運(yùn)輸方式。隨著礦井生產(chǎn)的不斷擴(kuò)大，井下采區(qū)分布變得更為復(fù)雜，機(jī)車的運(yùn)輸距離和運(yùn)輸量也在與日俱增，造成大巷運(yùn)輸效率低，機(jī)車、列車等候時(shí)間長(zhǎng)；列車碰頭、追尾等運(yùn)輸事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)運(yùn)輸產(chǎn)生了極大影響。大巷運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮對(duì)現(xiàn)有大巷運(yùn)輸條件進(jìn)行改造，優(yōu)化水平大巷輔助運(yùn)輸方案，采用新設(shè)備、新技術(shù)，減小設(shè)備故障率，降低安全隱患，實(shí)現(xiàn)大巷至采區(qū)車場(chǎng)的連續(xù)運(yùn)輸，以提高運(yùn)輸效率、降低成本、提高安全性。最終形成安全系數(shù)高、運(yùn)輸能力強(qiáng)的大巷運(yùn)輸。（4）井下機(jī)械運(yùn)人子系統(tǒng)礦井高效人員運(yùn)輸系統(tǒng)首先要滿足速度和安全兩大要求?？焖倩夭傻哪康氖菧p少回采工人進(jìn)入工作場(chǎng)所的時(shí)間，增加回采工作的有效時(shí)間，提高回采工作面的工作效率。安全，一方面體現(xiàn)在減少工人的非生產(chǎn)性體力消耗，另一方面體現(xiàn)在減少采礦工人在上下班途中與其他非運(yùn)輸人員接觸的機(jī)會(huì)，防止和杜絕運(yùn)輸事故的發(fā)生。如果要滿足快速、安全的要求，建設(shè)專用機(jī)械運(yùn)人網(wǎng)絡(luò)是最好的選擇，但是實(shí)際上還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于老礦井要考慮現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)、巷道條件的限制，要盡量利用現(xiàn)有條件或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)從綜合效益上進(jìn)行分析來(lái)建設(shè)井下機(jī)械運(yùn)人系統(tǒng)?？傊?，運(yùn)用系統(tǒng)工程理論對(duì)煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行分析我們應(yīng)該注意到，在整個(gè)煤礦生產(chǎn)中，各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)之間是相互聯(lián)系的[36]，運(yùn)輸設(shè)備與生產(chǎn)系統(tǒng)、巷道條件、生產(chǎn)方式之間有著密切的相互聯(lián)系。因此，整個(gè)礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)綜合考慮，綜合規(guī)劃，分步實(shí)施。對(duì)于每個(gè)運(yùn)輸子系統(tǒng)和運(yùn)輸子系統(tǒng)之間，要從系統(tǒng)的角度進(jìn)行分析，合理選擇運(yùn)輸方案和運(yùn)輸設(shè)備，形成一個(gè)完整的地下運(yùn)輸系統(tǒng)。由于地質(zhì)條件、井型和開(kāi)采方式的不同，大型礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可以是單軌吊車、有軌電車或無(wú)軌膠輪車系統(tǒng)等單一系統(tǒng)，也可以是以上系統(tǒng)相互組合的混合系統(tǒng)。這就需要各種設(shè)備之間有良好的銜接和匹配，否則很難發(fā)揮新設(shè)備的作用。在確定輔助運(yùn)輸體系時(shí)，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)直達(dá)運(yùn)輸，盡量減少中途換乘和停頓。對(duì)于老礦井，大部分生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)定型，需要通過(guò)礦井的實(shí)際情況來(lái)分析。比較經(jīng)濟(jì)的方案是要盡可能多的利用現(xiàn)有的運(yùn)輸系統(tǒng)和設(shè)備，例如原有的軌道，車輛等。充分分析煤礦現(xiàn)有的實(shí)際情況，最大限度的減少費(fèi)用。對(duì)于新建礦井，在考慮礦井賦存條件的基礎(chǔ)上，分析選擇最佳運(yùn)輸方案和設(shè)備，進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)部署，充分考慮所選輔助運(yùn)輸設(shè)備的性能特點(diǎn)和適用條件，從而為輔助運(yùn)輸設(shè)備的安全高效運(yùn)行創(chuàng)造條件，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.3輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性研究設(shè)計(jì)（Researchanddesignonreliabilityofauxiliarytransportationsystem）1.3.1礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性通過(guò)對(duì)礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行分析，我們認(rèn)為礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性是指礦井整個(gè)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保證礦井個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)正常的一種能力[37]。規(guī)定的條件是運(yùn)輸安全條件和地下環(huán)境。井下環(huán)境是指在特定的煤層地質(zhì)、水文等自然條件下，等待施工和維護(hù)巷道內(nèi)的環(huán)境；規(guī)定的時(shí)間是礦井日常生產(chǎn)所設(shè)定的生產(chǎn)時(shí)間；保證各子系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，用保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)的概率來(lái)度量（保持工作面正常生產(chǎn)、保持工作面合理作業(yè)時(shí)間的保證程度）。系統(tǒng)可靠度指標(biāo)是各個(gè)組成部分可靠度的綜合反映。系統(tǒng)可靠性優(yōu)化是根據(jù)系統(tǒng)可靠性優(yōu)化的目標(biāo)，合理分配各部件的可靠性指標(biāo)。對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)效率提高的研究，也可視為按預(yù)定的系統(tǒng)可靠性目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各部分可靠度的優(yōu)化分配問(wèn)題。當(dāng)確定了系統(tǒng)可靠度的優(yōu)化目標(biāo)后，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的路線一般從兩方面考慮：一方面是確定應(yīng)優(yōu)先提高系統(tǒng)內(nèi)哪些部分的可靠度，另一方面是確定系統(tǒng)中各部分可靠度指標(biāo)的重新分配。1.3.2輔助運(yùn)輸系統(tǒng)影響因素可靠性分析通過(guò)對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行分析得知，整個(gè)系統(tǒng)屬于混合運(yùn)輸系統(tǒng)，即輔助運(yùn)輸任務(wù)包括把采煤、掘進(jìn)工作面、順槽、巷道的矸石經(jīng)由運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)至面或進(jìn)行井下充填，同時(shí)運(yùn)輸?shù)V井生產(chǎn)用的設(shè)備、材料和人員，從而保證各工作面的正常生產(chǎn)[38]。對(duì)各種影響礦井輔助運(yùn)輸?shù)氖录M(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，得出輔助運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩匕ǎ喉肥\(yùn)輸、物料運(yùn)輸、設(shè)備運(yùn)輸、滿倉(cāng)、交班、人員運(yùn)送、操車、檢修、車道影響、裝載機(jī)、井筒維修、輔助運(yùn)輸設(shè)備維修、輔助運(yùn)輸大巷、順槽及掘進(jìn)等輔助運(yùn)輸故障等。對(duì)上述各類輔助運(yùn)輸影響因素進(jìn)行分析，按性質(zhì)相近進(jìn)行合并歸類，得到以下占用輔助運(yùn)輸時(shí)間的主要事件：（1）滿倉(cāng)：運(yùn)輸過(guò)程中煤矸和物料堆積而導(dǎo)致系統(tǒng)停止的事件；（2）工況故障：因井下采掘生產(chǎn)或運(yùn)輸不均衡導(dǎo)致無(wú)物料可運(yùn)而停運(yùn)的事件；（3）輔助運(yùn)輸路線及運(yùn)輸機(jī)械故障：因故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)維修事件；（4）人員運(yùn)送：指計(jì)劃和非計(jì)劃時(shí)間的人員運(yùn)輸占用系統(tǒng)的事件；（5）操車：指地面、井下井口操車工因人員缺位造成整個(gè)系統(tǒng)暫停運(yùn)行而占用時(shí)間的事件；（6）運(yùn)送材料和設(shè)備：材料及設(shè)備運(yùn)輸占用系統(tǒng)的事件；（7）推車器及車道故障：指井口硬件設(shè)施故障導(dǎo)致的停機(jī)維修事件；（8）井底故障：指井下各輔助運(yùn)輸線路的交接環(huán)節(jié)硬件設(shè)施故障導(dǎo)致的停機(jī)維修事件。為了在系統(tǒng)上對(duì)所有占用輔助運(yùn)輸時(shí)間的因素進(jìn)行分析，找出改善輔助運(yùn)輸資源分配的合理方案，本項(xiàng)目借用可靠性研究的方法來(lái)分析礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的工作效率問(wèn)題，相關(guān)的影響因素設(shè)定為可靠性系統(tǒng)中的“環(huán)節(jié)”考察。將歸納的人員運(yùn)送、井底故障等八種影響因素視為“環(huán)節(jié)”，只要當(dāng)這種“環(huán)節(jié)”中的一個(gè)發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失效，按此特性，礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)由各影響因素“環(huán)節(jié)”串聯(lián)而成的系統(tǒng)。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性分析可用來(lái)表達(dá)各元件相互間的影響，可靠性框圖根據(jù)系統(tǒng)的環(huán)節(jié)與系統(tǒng)的功能關(guān)系，按系統(tǒng)可靠性等效的原則繪制，由代表環(huán)節(jié)的方框、邏輯關(guān)系連線和節(jié)點(diǎn)組成。根據(jù)上述事件可能發(fā)生的地點(diǎn)，本工程在輔助運(yùn)輸時(shí)間上的主要因素分為三部分：井底輔助運(yùn)輸、井筒輔助運(yùn)輸和地面輔助運(yùn)輸。對(duì)于有效輔助運(yùn)輸?shù)幕顒?dòng)而言，三個(gè)部分構(gòu)成串聯(lián)關(guān)系，即當(dāng)系統(tǒng)中任一部分出現(xiàn)故障，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)即失效，這就意味著只有當(dāng)井底、井筒和地面三個(gè)部分都無(wú)故障工作時(shí)，才能保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的輔助運(yùn)輸功能。如果要對(duì)上述三個(gè)主要因素做進(jìn)一步的分析，則需按統(tǒng)計(jì)中的類因素進(jìn)行展開(kāi)。圖1.3運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性框圖Fig.1.4ReliabilityBlockDiagramoftransportationsystem1.3.3礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，是在滿足礦井運(yùn)輸各種約束條件的前提下，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，保證系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。下面采用伯努利最小法對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該方法可按照系統(tǒng)可靠度的最優(yōu)原則，對(duì)每一個(gè)子部件的可靠度進(jìn)行再分配，以使系統(tǒng)的可靠度達(dá)到所要求水平。設(shè)無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)是由個(gè)子系統(tǒng)組成的串聯(lián)系統(tǒng)，假設(shè)系統(tǒng)中第個(gè)子系統(tǒng)的可靠度為，則系統(tǒng)整體的可靠度為：（1.2）當(dāng)規(guī)定系統(tǒng)的可靠度指標(biāo)大于系統(tǒng)預(yù)測(cè)可靠性指標(biāo)R時(shí)，為使無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)達(dá)到規(guī)定要求，至少需要提高系統(tǒng)中某個(gè)子系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，因此，需要對(duì)系統(tǒng)做出一定的調(diào)整，如增加研發(fā)投資、更新、購(gòu)置新型無(wú)軌膠輪車設(shè)備等，把這種調(diào)整用伯努利函數(shù)表示，將無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)中第個(gè)部件的可靠度由提高到時(shí)所需調(diào)整的總額函數(shù)記為，，其滿足下列條件：（1）（2）對(duì)于確定的值不隨減少，對(duì)于確定的值不隨增大，即：（1.3）（1.4）（3）具有可加性，即：（1.5）（4）具有導(dǎo)數(shù)，以使隨嚴(yán)格遞增。為提升無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性，需把提高到，因此可將其簡(jiǎn)化為伯努利函數(shù)最小的問(wèn)題，也就是該函數(shù)的最優(yōu)解問(wèn)題：假設(shè)R1表示煤礦中物料運(yùn)輸，R2表示人員的運(yùn)送，R3表示設(shè)備的檢修與維護(hù)，…，Rn表示工人對(duì)設(shè)備的安全管理與操作，此時(shí)的目標(biāo)函數(shù)為：（1.6）約束條件：（1.7）綜上可知，無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性可按下式求出：（1.8）根據(jù)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性框圖，可以看出該系統(tǒng)共有10個(gè)串聯(lián)的事件，井底事件中有4個(gè)并聯(lián)的事件，因此單個(gè)運(yùn)輸事件的可靠度越高，整個(gè)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性也就可靠性。此外整個(gè)輔助運(yùn)輸中的各影響因素也有輕重之分，人員運(yùn)送、掘進(jìn)輔助運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵事件的變化遠(yuǎn)比其它事件的變化對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響要大，因此關(guān)鍵重要度分析對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性分析更具有實(shí)際意義，其表達(dá)式為：（1.9）式中，第個(gè)基本事件的關(guān)鍵重要度系數(shù)；第個(gè)基本事件的概率重要度系；頂事件發(fā)生概率；第個(gè)基本實(shí)際的發(fā)生概率。為提高無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)上述分析，對(duì)系統(tǒng)提出如下幾條改進(jìn)方案：(1)物料運(yùn)送可靠度提升可設(shè)計(jì)為集裝化運(yùn)輸；當(dāng)前井下人員運(yùn)送多不及時(shí)，車輛運(yùn)行路線及乘車人員各有原因，人員運(yùn)送可靠度提升可通過(guò)引進(jìn)當(dāng)前地面公交系統(tǒng)、直達(dá)車輛以及專屬班車的成熟運(yùn)行模式來(lái)實(shí)現(xiàn)；車輛完好性可靠度提升則重在于維護(hù)管理、監(jiān)控系統(tǒng)則需進(jìn)行升級(jí)等，以上可提高可靠度的因素具體設(shè)計(jì)優(yōu)化將在后續(xù)章節(jié)中進(jìn)行說(shuō)明。(2)通過(guò)TPM管理以大幅度提升車輛的安全性能；監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)后，增加了對(duì)于違章行為的抓取、重點(diǎn)路口的視頻管控等，提升了輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的安全管理性能；人員采用“專屬車+直達(dá)車+公交車”運(yùn)作模式，提高了人員運(yùn)送的精準(zhǔn)度；物料配送實(shí)行集裝化運(yùn)輸后將對(duì)于運(yùn)輸物料的安全性、高效性得到了提高；人力配置優(yōu)化則是以專業(yè)化代替分散化運(yùn)營(yíng)，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化則舒適了職工的心理，在提高可靠度上均起到一定作用。以上六方面可靠度的提升，極大的保證了BYGL煤礦高效輔助運(yùn)輸體系的可靠性，根據(jù)重要度計(jì)算公式進(jìn)行仿真模擬進(jìn)行反向推算，上述優(yōu)化后，可使整個(gè)系統(tǒng)的可靠度提升30～35%。1.4礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（Schemedesignofmineauxiliarytransportationsystem）本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.00Mt/a，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)要求先進(jìn)、可靠、高效。該礦雖為豎井開(kāi)拓，但屬近水平煤層開(kāi)采。主要可采煤層傾角為0～3°，主要地下巷道及盤區(qū)巷道等準(zhǔn)備工程沿煤層布置。緩坡地下斜井、主巷道、工作面溜槽坡度小于6°，產(chǎn)煤高度集中。它具有開(kāi)采速度快、掘進(jìn)速度快等優(yōu)點(diǎn)，具有用料少、矸石量少、井下采掘設(shè)備質(zhì)量高、工作面移動(dòng)工作量大等特點(diǎn)。針對(duì)本礦井煤層賦存條件、開(kāi)拓方式和開(kāi)采特點(diǎn)，本礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)采用地面→副立井→輔助運(yùn)輸大巷→緩坡暗斜井（后期）→工作面輔助運(yùn)輸順槽→采掘工作面不轉(zhuǎn)載連續(xù)運(yùn)輸方式?，F(xiàn)對(duì)防爆柴油機(jī)無(wú)軌膠輪車、防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車兩種運(yùn)輸方式比較如下：（1）單軌吊機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)柴油機(jī)單軌吊車具有工作靈活度大，占用體積小，運(yùn)輸距離不受限制，對(duì)巷道斷面面積和轉(zhuǎn)彎半徑要求低[40]，可設(shè)置分支線路多處運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)辟新工作面時(shí)，懸掛軌道延伸方便，能兼顧多個(gè)工作面的作業(yè)。運(yùn)輸距離長(zhǎng)，能直接從地面將材料運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅嬉痪€，減少了轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)。底板狀態(tài)的好壞基本對(duì)單軌吊機(jī)車無(wú)影響，巷道斷面利用率高，運(yùn)輸阻力較小。單軌起重機(jī)爬升能力強(qiáng)，機(jī)車牽引可達(dá)到18°，繩索牽引可達(dá)到45°，雖然單軌吊本身承載能力不是很大，但當(dāng)有大型設(shè)備或材料需要整體運(yùn)輸時(shí)，它也能發(fā)揮一定的作用。若單件最大重量大于25t，則不能采用單軌吊車運(yùn)輸。它的運(yùn)行速度一般為2m/s。單軌運(yùn)輸要求巷道兩幫與運(yùn)輸材料直接存在可靠的安全距離，以防運(yùn)輸過(guò)程晃動(dòng)損壞材料。采用單軌吊車運(yùn)輸巷道系統(tǒng)，多數(shù)采用U型鋼材支撐[41]，鋼材消耗巨大，單軌目需要進(jìn)口，價(jià)格昂貴，維護(hù)費(fèi)用也高。對(duì)于超過(guò)25t的大型設(shè)備及材料，單軌吊機(jī)不能勝任。工作面搬家效率不高，雖然對(duì)底板要求不高，但頂板長(zhǎng)時(shí)間受拉，支護(hù)要求高。而BYGL煤礦巷道頂板含有大量砂質(zhì)泥巖和粉砂巖，巖體質(zhì)量低，不適合架設(shè)吊柜。（2）無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)在產(chǎn)量大，煤炭賦存儲(chǔ)量豐富的礦山，無(wú)軌膠輪車能發(fā)揮其方便、靈活，易于裝卸的優(yōu)點(diǎn)[42]；工作面搬家效率高，設(shè)備轉(zhuǎn)移也快，需要的工作人員也少，具有極大的運(yùn)輸效率，材料、設(shè)備可直接從地面運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅嬉痪€，減少了中轉(zhuǎn)次數(shù)和頻繁裝卸載；運(yùn)載工具可以隨著運(yùn)輸材料的不同進(jìn)行匹配，可以實(shí)現(xiàn)一車多用。中低型無(wú)軌膠輪車國(guó)內(nèi)研發(fā)制造技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，能勝任一些中小型設(shè)備、材料以及人員的運(yùn)輸。與此同時(shí)，使得無(wú)軌膠輪車發(fā)揮全部性能需要一些前提條件，例如：需要保持較大的安全車距、在關(guān)鍵部位需要設(shè)置轉(zhuǎn)彎室、底板在硬度和平整度方面要求高，抗壓強(qiáng)度不得低于100KPa，有必要時(shí)可以采用混凝土硬化路面。在礦山建設(shè)初期，前期投資較高，但運(yùn)營(yíng)成本較低。BYGL煤礦為近水平煤層，煤層傾角、緩坡暗副斜井及運(yùn)輸巷道傾角最大為6°，采掘設(shè)