煤礦井下物料集裝化運(yùn)輸技術(shù)研究目錄TOC\o"1-3"\h\u24749煤礦井下物料集裝化運(yùn)輸技術(shù)研究 195361.1井下物料運(yùn)輸技術(shù)研究（Researchonundergroundmaterialtransportationtechnology） 1189181.2BYGL煤礦物料集裝化運(yùn)輸方案研究（Researchonmaterialcontainer-izationtransportationschemeofBYGLcoal） 2279731.3井下物料集裝化運(yùn)輸換裝方案研究（Researchonthechangeplanofundergroundmaterialcontainerizationtransportation） 81.1井下物料運(yùn)輸技術(shù)研究（Researchonundergroundmaterialtransportationtechnology）1.1.1井下物料運(yùn)輸現(xiàn)狀煤礦井下物料的運(yùn)輸對(duì)采掘工作效率和安全生產(chǎn)有著重要的影響，井下運(yùn)輸過(guò)程中各種物料在各個(gè)子運(yùn)輸系統(tǒng)中頻繁轉(zhuǎn)運(yùn)，同一批物料的運(yùn)輸線路難免出現(xiàn)重復(fù)部分，各個(gè)車場(chǎng)多次核對(duì)、多次裝載卸載，礦車占用車場(chǎng)時(shí)間長(zhǎng)，容易造成堵塞，這些問(wèn)題不僅加大了運(yùn)送設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，還嚴(yán)重壓縮了采煤工作的時(shí)間。各個(gè)單位運(yùn)輸工作人員各自為政，主要對(duì)自己的部分負(fù)責(zé)，沒(méi)有大局觀念，只顧本部分的工作進(jìn)展，物資領(lǐng)取經(jīng)常出現(xiàn)多領(lǐng)超領(lǐng)的情況，造成部分物資浪費(fèi)和其他部門物資不足的情況，整體上管理混亂，人力資源的浪費(fèi)嚴(yán)重，礦井的運(yùn)輸無(wú)法形成統(tǒng)一高效運(yùn)轉(zhuǎn)的體系，嚴(yán)重影響煤礦安全高效生產(chǎn)。隨著近年傳統(tǒng)物流發(fā)展迅速，煤礦運(yùn)輸體系針對(duì)其存在的問(wèn)題和短板，借鑒傳統(tǒng)現(xiàn)代物流理念，對(duì)運(yùn)輸體系的每個(gè)工作單元進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，提高各個(gè)運(yùn)輸單位的協(xié)調(diào)性，建立一支自上而下一體的物料配送隊(duì)伍，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)成的減低，工作人員的減少，生產(chǎn)效率的提升。1.1.2物料集裝化運(yùn)輸模式分析相對(duì)于傳統(tǒng)的煤礦物料運(yùn)輸，物料集裝化運(yùn)輸是一種新型先進(jìn)的運(yùn)輸形式，它在運(yùn)輸過(guò)程中只要一次起吊被轉(zhuǎn)運(yùn)的物料[44]，無(wú)軌膠輪車在集裝化運(yùn)輸系統(tǒng)中起到關(guān)鍵作用，可以有效解決運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜、軌道輸送效率低下等眾多問(wèn)題，且與集裝箱相結(jié)合，能更大的提升運(yùn)輸?shù)男?。設(shè)備運(yùn)輸是物料運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，其高效運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵在于被運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備外形及重量與運(yùn)輸車輛匹配度的問(wèn)題，外形及尺寸較小且重量低于3噸的小型設(shè)備或配件，通過(guò)輕型無(wú)軌膠輪車運(yùn)送即可，但對(duì)于大尺寸高重量的設(shè)備，在裝載卸載的過(guò)程中，特別費(fèi)時(shí)費(fèi)力，裝卸載工作對(duì)其運(yùn)輸效率影響極大，而重型支架搬運(yùn)車能很好的解決這一問(wèn)題，選擇好合適尺寸重量的運(yùn)輸車輛后，重型支架搬運(yùn)車能實(shí)現(xiàn)自卸自裝，對(duì)大型設(shè)備實(shí)現(xiàn)整體的輸送。為解決運(yùn)輸線路的重復(fù)，根據(jù)井下的要求和特點(diǎn)，把運(yùn)輸線路按照地點(diǎn)、類別，把運(yùn)送目的地相同的物流分配到一個(gè)集裝箱里，一次性運(yùn)送到位，避免重復(fù)運(yùn)送。無(wú)軌膠輪車具有行駛靈活，運(yùn)輸距離較長(zhǎng)、能適應(yīng)較大坡度，運(yùn)輸物料能尋找最短線路一次到位。由于不需要軌道，煤礦工作區(qū)域內(nèi)所有運(yùn)送的材料、人員都不受到軌道固定線路的影響，能夠直接到達(dá)應(yīng)用一線或者存儲(chǔ)的地點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程中不需要任何的轉(zhuǎn)載，目的性極強(qiáng)，極大的提高了運(yùn)送效率。且綜采工作面相關(guān)設(shè)施設(shè)備能實(shí)現(xiàn)極快的安裝和拆除，在煤礦開(kāi)拓新工作面的過(guò)程中，能實(shí)現(xiàn)迅速投產(chǎn)。無(wú)軌膠輪車運(yùn)送能大大降低工作人員負(fù)擔(dān)，安全性和生產(chǎn)效率極大提升，對(duì)煤礦高效安全生產(chǎn)提供了有力保障。由于無(wú)軌膠輪車極大的優(yōu)越性，在煤礦推廣極快，在應(yīng)用過(guò)程中需要注意以下問(wèn)題：無(wú)軌膠輪車在解決集裝化運(yùn)輸整體系統(tǒng)上的優(yōu)化作用有限，而巷道布置及其優(yōu)化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵所在。需要結(jié)合煤層的賦存條件，無(wú)軌設(shè)備輸送的條件，在煤礦開(kāi)拓過(guò)程中整體布局，輔助運(yùn)輸巷道要順煤層布置，坡度不得高于8°。盡可能采用先進(jìn)的巷道支護(hù)技術(shù)，減少支護(hù)材料的運(yùn)輸，且能使輔助運(yùn)輸巷道服務(wù)年限和安全性高。在巷道交叉的位置，考慮到無(wú)軌膠輪車的轉(zhuǎn)向問(wèn)題，曲率半徑要盡可能的大一些。充分考慮巷道的具體情況和車輛工作情況，合理的設(shè)計(jì)錯(cuò)車避讓硐室。一些關(guān)鍵的巷道中，應(yīng)設(shè)計(jì)夠小型車輛雙向行駛的寬度，大型車輛借助避讓硐室，也能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)車。硐室與巷道的交界處，合理設(shè)計(jì)斜角，使車輛能在硐室中自由進(jìn)出。井下環(huán)境燈光難免不足，需要將反光標(biāo)識(shí)設(shè)置在兩幫，井下所有工人工作服上也需要具備反光標(biāo)志，且嚴(yán)格要求穿著。使駕駛?cè)藛T能清楚分辨障礙物、行人及兩幫，提高安全性。1.2BYGL煤礦物料集裝化運(yùn)輸方案研究（Researchonmaterialcontainer-izationtransportationschemeofBYGLcoal）1.2.1物料集裝化運(yùn)輸方式選擇物料運(yùn)輸主要有架空式和落地式兩種方式，單軌吊車是架空式運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑涞厥絼t主要分為有軌和無(wú)軌兩種形式。在一些底板質(zhì)量不好的巷道，由于架空式運(yùn)輸對(duì)底板基本無(wú)要求，可以采用此形式[45]。而落地式運(yùn)輸要求底板條件要好，具有承載能力大，對(duì)巷道支架無(wú)特殊要求等優(yōu)點(diǎn)。有軌運(yùn)輸主要是由鋼絲繩牽引卡軌車，巷道平整度對(duì)其影響不大，具有較強(qiáng)的爬坡能力，但只能在固定的軌道上運(yùn)行，靈活性受到限制，且難以到達(dá)物料直達(dá)一線，需要多次轉(zhuǎn)運(yùn)。由于其特性，有軌運(yùn)輸在煤礦中多用于采區(qū)上下山的重型設(shè)備在距離短、坡度大、彎道少的巷道中的運(yùn)輸。使用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的卡軌車比鋼絲繩牽引的靈活不少，可以進(jìn)出分支巷道，但受限于驅(qū)動(dòng)形式，柴油卡軌車的牽引能力小。自身重量也大，導(dǎo)致爬坡能力小。齒軌機(jī)車系統(tǒng)對(duì)平整性要求不高。結(jié)合這三種車輛特點(diǎn)的有軌運(yùn)輸車被一些生產(chǎn)廠家推出，結(jié)合了他們的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于緩斜及近水平的煤層，且采取盤區(qū)布置的大型礦井，在滿足條件時(shí)可以采用。國(guó)內(nèi)煤礦無(wú)軌運(yùn)輸?shù)氖褂媒陙?lái)呈上升趨勢(shì)，無(wú)軌運(yùn)輸車輛采用鉸接鏈接車身，在底板凹凸不平的井下巷道中能運(yùn)輸靈活，具有較小的轉(zhuǎn)彎半徑，可快速換裝運(yùn)料容器，能實(shí)現(xiàn)多種物料的運(yùn)輸。無(wú)軌輔助運(yùn)輸很大程度上解決了有軌運(yùn)輸存在的設(shè)備占用多、費(fèi)用高、人員多、運(yùn)輸效率低下、安全性差的缺點(diǎn)。為煤礦安全高效生產(chǎn)提提供了強(qiáng)有力的支撐。對(duì)于煤礦井下無(wú)軌運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)軌運(yùn)輸必將引發(fā)一場(chǎng)重大變革，特別是采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的礦用防爆膠輪車，具有以下突出特點(diǎn)：（1）膠輪車在研制過(guò)程中，在選型上采用科學(xué)的方法合理匹配，關(guān)鍵部位設(shè)備在世界范圍內(nèi)尋求性能最好的，通過(guò)不斷引進(jìn)學(xué)習(xí)，確保其先進(jìn)性和時(shí)效性，最終使得產(chǎn)品質(zhì)量得以保障。（2）無(wú)軌膠輪車根據(jù)用途可以分為很多的型式，從而很好的適應(yīng)了輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的復(fù)雜性及多樣性。對(duì)應(yīng)不同礦井的不同要求，無(wú)軌膠輪車不同系列的多種型式可以充分滿足，且同一系列的車型也可根據(jù)進(jìn)一步細(xì)分的要求，選擇不同等級(jí)的性能，避免了浪費(fèi)。（3）由于煤礦井下特殊惡劣的工作環(huán)境，無(wú)軌膠輪車能很好的適應(yīng)路面質(zhì)量，巷道斷面、坡度和轉(zhuǎn)彎等不良的井下運(yùn)輸特點(diǎn)的要求，具有很高的可靠性，動(dòng)力性和機(jī)動(dòng)性。（4）安全是煤礦生產(chǎn)的第一要點(diǎn)，在無(wú)軌膠輪車的設(shè)計(jì)制造中，安全性自始至終考慮在內(nèi)，其中柴油機(jī)進(jìn)排氣的防爆功能、安全制動(dòng)技術(shù)、溫度保護(hù)及控制、人員保護(hù)等方面要作為重點(diǎn)內(nèi)容，充分應(yīng)用到無(wú)軌膠輪車中。結(jié)合無(wú)軌膠輪車的實(shí)際使用情況和長(zhǎng)期限制煤礦輔助運(yùn)輸效率的情況上來(lái)看，無(wú)軌膠輪車取得了極佳的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：（1）機(jī)動(dòng)靈活：無(wú)軌膠輪車轉(zhuǎn)彎半徑最小可達(dá)4m，裝運(yùn)能力強(qiáng)，可以克服較大坡度，操作簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)載卸載方便，能完全滿足水平及近水平煤層的生產(chǎn)需求。（2）運(yùn)輸效率高：特別是不需要多次裝卸載，裝載后能以較高的速度從出發(fā)地到應(yīng)用位置運(yùn)輸一步到位，同時(shí)重載支架搬運(yùn)車和運(yùn)料運(yùn)人車也能同時(shí)到達(dá)，可以節(jié)省大量的運(yùn)輸時(shí)間，提升生產(chǎn)效率。（3）載重能力強(qiáng)：對(duì)于人員、矸石、物料的運(yùn)輸可采用輕型無(wú)軌膠輪車，單車運(yùn)送人員最大可達(dá)22人，物料最大可達(dá)20噸；對(duì)于大型設(shè)備的運(yùn)送，采用重型無(wú)軌膠輪車，運(yùn)送載重可達(dá)50噸，且能實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)送，自動(dòng)裝載卸載，減少設(shè)備拆裝的環(huán)節(jié)。（4）用途廣：無(wú)軌膠輪車按照用途分類，有運(yùn)輸類、鏟運(yùn)類和特種車，可以根據(jù)井下不同的運(yùn)輸要求，選擇對(duì)應(yīng)的車型，發(fā)揮自身特色，完成不同的運(yùn)輸任務(wù)。而且還能多種功能相結(jié)合，以適應(yīng)更為復(fù)雜的運(yùn)輸條件。（5）運(yùn)輸成本低：無(wú)軌膠輪車每噸煤的運(yùn)輸費(fèi)用最低僅為1元，比有軌運(yùn)輸費(fèi)用降低90%以上。運(yùn)輸成本大大降低。根據(jù)BYGL井田煤炭勘探報(bào)告，其煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造均較簡(jiǎn)單。該礦井構(gòu)造形態(tài)總體為一向北西傾斜的單斜構(gòu)造，傾向300～320°，地層傾角1～3°，地層產(chǎn)狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大，沿走向發(fā)育有寬緩的波狀起伏，區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂和褶皺構(gòu)造，亦無(wú)巖漿巖侵入。礦井設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求輔助運(yùn)輸系統(tǒng)先進(jìn)、可靠、高效。本針對(duì)本礦井開(kāi)拓方式的特點(diǎn)（煤層傾角0～1°），結(jié)合無(wú)軌膠輪車上述機(jī)動(dòng)靈活、運(yùn)輸效率高、載重能力強(qiáng)、用途廣泛、運(yùn)輸成本低的優(yōu)點(diǎn)，BYGL煤礦能很好的適應(yīng)無(wú)軌膠輪車的應(yīng)用，故在BYGL煤礦的輔助運(yùn)輸方式主要選擇為無(wú)軌膠輪車。1.2.2物料集裝化運(yùn)輸特性分析按照荷載無(wú)軌膠輪車可分為大型車和小型車，前者主要用來(lái)運(yùn)輸支架、機(jī)組等大型設(shè)備或材料，后者主要用來(lái)運(yùn)輸小型材料或人員。本文中基于規(guī)則的控制無(wú)軌膠輪車防堵塞調(diào)度系統(tǒng)研究中，將兩種類型的無(wú)軌膠輪車抽象化:集裝箱等大型設(shè)備搬運(yùn)車為，其中i為支架搬運(yùn)車的編號(hào)；為該車的運(yùn)行速度；為該車的目的地；為該車的當(dāng)前位置。運(yùn)輸材料及人員的車輛為，其中j為人車的編號(hào)；為該車的運(yùn)行速度；為該車的目的地；為該車的當(dāng)前位置。無(wú)軌膠輪車的自身特性和線路特點(diǎn)前文已經(jīng)分析，要使進(jìn)行輔助運(yùn)輸高效穩(wěn)定進(jìn)行還需要結(jié)合無(wú)軌膠輪車和運(yùn)輸線路進(jìn)行綜合分析。必須明確其系統(tǒng)在井下巷道中運(yùn)行的基本原則與規(guī)程：（1）在生產(chǎn)實(shí)踐中，一段線路中只有一輛膠輪車行駛的情況極少，更多的是多輛膠輪車同時(shí)同向行駛，他們之間應(yīng)當(dāng)保持一定的安全距離。原則如下：|-|(1.1)式中，|-|-兩車間的實(shí)時(shí)距離；--按照安全規(guī)程設(shè)定的兩車間的間距。大型膠輪車由于其載重大，體型大，為確保安全，當(dāng)線路中存在大型膠輪車行駛時(shí)，應(yīng)禁止同一線路中其他車輛逆向行駛，示意圖如圖1.1所示。大型車，在AB段向B端行駛，人車在BC段向B端逆向行駛，需將人車與大型車在B端進(jìn)行會(huì)車?？赏ㄟ^(guò)下式表達(dá)：圖1.1大型車與人車逆向運(yùn)行Fig.1.1Largecarsrunintheoppositedirectionofpeopleandcars如果|-|逐漸變小，那么|-||-|式中，，-膠輪車的位置；，-線路端點(diǎn)的位置。由于人車行駛速度大于大型車，且行駛速度受多種因素影響，故在B點(diǎn)會(huì)車時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)兩車基本同時(shí)達(dá)到B點(diǎn)，對(duì)一車等待會(huì)車的時(shí)間T，為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，需采取一定的規(guī)則來(lái)縮短這段時(shí)間。當(dāng)線路中只允許一輛車運(yùn)行的時(shí)候，下式可以表達(dá)這種情況：(1.2)式中，，-路線端點(diǎn)的位置；-K號(hào)膠輪車所處的位置；-除k號(hào)車為其它車輛所處的位置。（3）當(dāng)大型車在交叉處會(huì)車時(shí)，示意圖如圖1.2所示，需要考慮的原則有：在線路類型三的話需要考慮的原則有：圖1.2大型車在交叉口會(huì)車Fig.1.2Largecarsmeetattheintersection大型車在AB段要通過(guò)B點(diǎn)到C點(diǎn)去，在BC段的往B點(diǎn)行駛的與在BD段往B點(diǎn)行駛的需要在B點(diǎn)與進(jìn)行會(huì)車，然后，再按照各自的任務(wù)運(yùn)行。該規(guī)則其實(shí)是由公式(1.2)表示規(guī)則的一個(gè)特殊情況，可以通過(guò)下式來(lái)描述：如果|-|逐漸變?。簗-||-|AND|-||-|（1.3）公式1.2適用于BD段有膠輪車，與間的運(yùn)行規(guī)則。大型膠輪車運(yùn)輸設(shè)備及空車運(yùn)行時(shí)，由于受自身特性影響，對(duì)其車速有一定的約束，具體表現(xiàn)如下式：運(yùn)輸設(shè)備時(shí)：；空車運(yùn)行時(shí)：式中，-膠輪車的實(shí)時(shí)車速；-大型膠輪車在運(yùn)輸設(shè)備時(shí)的最高車速；-大型膠輪車在空車運(yùn)行時(shí)的最高車速。同理，小型膠輪車在運(yùn)輸人員和物料時(shí)，對(duì)車速依然有限制。運(yùn)輸材料或人員時(shí)：；空車運(yùn)行時(shí)：。式中，-膠輪車的實(shí)時(shí)車速；-無(wú)軌膠輪人車在運(yùn)輸設(shè)備時(shí)的最高車速；-無(wú)軌膠輪人車在空車運(yùn)行時(shí)的最高車速。1.2.3物料集裝化運(yùn)輸路線設(shè)計(jì)在煤礦采用無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸?shù)妮o助運(yùn)輸系統(tǒng)中，膠輪車的不同種類、巷道不同的地點(diǎn)，按同一調(diào)度安排任務(wù)運(yùn)行，形成拉一個(gè)復(fù)雜且非線性的時(shí)變系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的組成部分及工作特性的詳細(xì)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)的合理優(yōu)化調(diào)度方案。采用局部與整體的方法將無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸線路分解一個(gè)個(gè)獨(dú)立運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)抽象，可以將煤礦井下巷道運(yùn)輸線路簡(jiǎn)化成由一組分段的線路構(gòu)成的，將這些基本組成線段分離出來(lái)，其主要分為四種類型：線路類型一：如圖1.3所示雙向行駛路線，路段兩端存在避讓硐室或調(diào)車硐室A、B，能使相向行駛的膠輪車實(shí)現(xiàn)會(huì)車，A、B之間的線路在不同的巷道長(zhǎng)度并不相同，雙向箭頭代表允許小型車雙向行駛。圖1.3線路類型一Fig.1.3LineType1線路類型二：如圖1.4所示。線路兩端設(shè)置避讓硐室或調(diào)車硐室A、B，能實(shí)現(xiàn)兩輛膠輪車會(huì)車；A、B之間的線段表示具有一定長(zhǎng)度的路線，在具體的巷道中不相同，線段兩側(cè)的箭頭表示單向行駛，即允許多輛小型車單向行駛，但為確保安全，在上下山部分巷道中，要求只有一輛車通行。圖1.4線路類型二Fig.1.4LineType2線路類型三：B點(diǎn)為同一水平的三岔路口，AB、DB、CB均為線路類型一。圖1.5線路類型三Fig.1.5LineType3線路類型四：如圖1.6所示，A表示巷道端頭的車場(chǎng)或調(diào)車點(diǎn)。圖1.6線路類型四Fig.1.6LineType4為方便研究和調(diào)度，我們對(duì)交叉點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)命名，命名規(guī)則為：從井口第一個(gè)端點(diǎn)開(kāi)始依次從1開(kāi)始編號(hào)，等遇到一個(gè)交叉點(diǎn)后，端點(diǎn)編號(hào)變成兩位，再遇到第二個(gè)交叉點(diǎn)后，端點(diǎn)編號(hào)變成三位，依次類推。命名規(guī)則示意圖如圖1.7所示。有了系統(tǒng)的編號(hào)，我能加快研究和調(diào)度效率。圖1.7端點(diǎn)的定義Fig.1.7DefinitionofEndpoints同時(shí)，井下運(yùn)輸線路復(fù)雜多樣，直接研究難度大，難以抓住主要問(wèn)題。所以我們將井下復(fù)雜的運(yùn)輸線路簡(jiǎn)化為多條線段組成的網(wǎng)格，顯而易見(jiàn)，相鄰的兩個(gè)端點(diǎn)總是在一條線段的兩端，簡(jiǎn)化后的網(wǎng)格能使運(yùn)輸線路簡(jiǎn)化，方便管理。1.3井下物料集裝化運(yùn)輸換裝方案研究（Researchonthechangeplanofundergroundmaterialcontainerizationtransportation）1.1.1井下物料集裝化運(yùn)輸換裝原理煤礦井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中，換裝站是否能安全高效的運(yùn)行對(duì)整個(gè)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)起到了重要影響。換裝站工作過(guò)程中，作業(yè)最頻繁的是物料裝卸車。傳統(tǒng)的換裝方式需要人工將物料從前車吊運(yùn)到下一階段的運(yùn)輸設(shè)備中，當(dāng)采用集裝化運(yùn)輸后，換裝的最小單位變成集裝箱，一次換裝就是一個(gè)集裝箱的量，大大加快的換裝效率，裝上無(wú)軌膠輪車后進(jìn)行下一階段的運(yùn)輸即可。1.1.2井下物料集裝化運(yùn)輸換裝方案設(shè)計(jì)基于BYGL煤礦實(shí)際工程背景，簡(jiǎn)述煤礦物料集裝化運(yùn)輸流程，設(shè)計(jì)出符合BYGL煤礦實(shí)際生產(chǎn)情況的高效換裝方案。煤礦正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要煤炭運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸默契配合。在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，要根據(jù)煤礦整體實(shí)際情況來(lái)選擇最合適的運(yùn)輸方式。集裝箱是傳統(tǒng)有軌運(yùn)輸和新式的膠輪車運(yùn)輸必備的。分析BYGL煤礦實(shí)際運(yùn)輸系統(tǒng)中存在的缺陷，其主要問(wèn)題有：提升能力差、運(yùn)輸線路長(zhǎng)、運(yùn)輸方式多等，造成運(yùn)輸效率低下，影響礦山的經(jīng)濟(jì)效益。隨著1號(hào)換裝站以及后期的2號(hào)換裝站、三盤區(qū)換裝站、二三換裝站、三四換裝站等巷道連通各煤層運(yùn)輸線路，形成了礦井井下“高速公路環(huán)網(wǎng)”，物料根據(jù)實(shí)際使用需要就近進(jìn)入，縮短了運(yùn)輸?shù)拈L(zhǎng)度，運(yùn)輸環(huán)節(jié)也相應(yīng)減少，根據(jù)實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程的統(tǒng)計(jì)BYGL煤礦在長(zhǎng)距離運(yùn)輸，以及后期需要出現(xiàn)的大傾角和多坡道關(guān)鍵運(yùn)輸環(huán)節(jié)的情況，采用集裝化運(yùn)輸換裝方案運(yùn)輸效率大大提高，促進(jìn)了運(yùn)輸設(shè)備、技術(shù)、管理水平不斷提高。從煤礦開(kāi)采情況分析，煤礦井下無(wú)軌膠輪車配合集裝箱運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒊蔀槲磥?lái)井下輔助運(yùn)輸?shù)淖兏锓较?，促使煤礦開(kāi)采效率不斷提高。與此同時(shí)，BYGL煤礦若想持續(xù)提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，運(yùn)輸設(shè)備需要與時(shí)俱進(jìn)，保持運(yùn)輸系統(tǒng)的先進(jìn)性，提高運(yùn)輸工作人員的管理水平，提高其工作效率，確保煤礦安全高效生產(chǎn)。BYGL礦已有8個(gè)單位推廣使用膠輪車運(yùn)輸物料，現(xiàn)在用膠輪車85輛，膠輪車司機(jī)180多人，膠輪車運(yùn)行線路長(zhǎng)度達(dá)60公里。而膠輪車運(yùn)輸將全部實(shí)現(xiàn)集裝箱運(yùn)輸，從換裝站直接到達(dá)各工作面。輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的持續(xù)優(yōu)化為BYGL礦進(jìn)一步減人提效，解放生產(chǎn)力發(fā)揮了“助推器”的作用，更大程度上確保了礦井生產(chǎn)的合理均衡、高效有序。BYGL煤礦隨著無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸系統(tǒng)的全面建成，膠輪車配合集裝箱的運(yùn)輸方案使其達(dá)到“半小時(shí)工作圈”目標(biāo)，即：僅需三十分組即可使設(shè)備材料到達(dá)工作面。井下“高速公路”被真正實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，BYGL礦一直將輔助運(yùn)輸作為安全管理的一個(gè)重點(diǎn)，特別是其輔運(yùn)系統(tǒng)存在多種運(yùn)輸方式，運(yùn)輸線路長(zhǎng)達(dá)60多公里的實(shí)際不利情況，持續(xù)的進(jìn)行技術(shù)改造、系統(tǒng)優(yōu)化、設(shè)備提升，盡力提高輔助運(yùn)輸安全系數(shù)。在換裝站的工作中，若遇到大質(zhì)量物料，人工換裝工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，損耗時(shí)間長(zhǎng)且容易造成安全事故；由于井下作業(yè)的特殊環(huán)境，物料與膠輪車之間的間隙很小，繩扣難以進(jìn)入，綁定固定工作困難，起吊后物料難以保持平衡，容易掉落散開(kāi)，非常容易造成物料的損壞及對(duì)工作人員造成安全隱患。BYGL煤礦通過(guò)副立井的垂直提升系統(tǒng)來(lái)建立地面與井下運(yùn)輸系統(tǒng)的聯(lián)系。物料集裝箱由罐籠運(yùn)輸?shù)骄缀?，在換裝站中轉(zhuǎn)運(yùn)到無(wú)軌膠輪車上，然后運(yùn)送到應(yīng)用地點(diǎn)。BYGL煤礦為滿足桿狀材料和設(shè)備的換裝需求，輔助運(yùn)輸大巷設(shè)計(jì)有1個(gè)換裝站，換裝站有2個(gè)換裝硐室，分別安裝了(10+10)t和(20+20)t防爆起重機(jī)，但進(jìn)入井下的材料眾數(shù)量和類型眾多，換裝硐室一直處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，換裝站擁擠不堪，造成換裝效率低下，也容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。換裝工作是地面-井下運(yùn)輸轉(zhuǎn)向完全井下運(yùn)輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，主要的作業(yè)流程為：地面裝載→罐籠垂降到井底車場(chǎng)→井下?lián)Q裝站→無(wú)軌膠輪車。根據(jù)換裝物料的不同類型，換裝作業(yè)可分為散料換裝和起吊換裝兩種形式。圖1.8換裝站平面布置示意圖Fig.1.8Planelayoutofchangingstation（1）散料換裝。散料主要是指水泥、石砂、料石，他們?cè)诰碌膿Q裝被成為散料換裝。由于這類型物料的特性，在地面開(kāi)始運(yùn)輸設(shè)備是側(cè)翻式礦車，到達(dá)換裝站后之間傾倒在地上，在利用鏟運(yùn)機(jī)裝載到膠輪車上。存在占用空間大、作業(yè)環(huán)節(jié)多、作業(yè)人員多的問(wèn)題，造成運(yùn)行效率低下。BYGL煤礦綜采工作面采用柔膜支護(hù)沿空留巷，導(dǎo)致?lián)Q裝站六成以上的物料為散裝物料。（2）起吊換裝。煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，出來(lái)散料的運(yùn)輸，更多的是如電氣設(shè)備、支護(hù)材料、液壓支架等大型設(shè)備。對(duì)于這些大型設(shè)備的換裝必須借助起吊設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)換裝工作。起吊換裝硐室如圖1.9所示。大件物料在換裝過(guò)程中，特別是起吊環(huán)節(jié)，需要占用的設(shè)備和人員較多，消耗時(shí)間也長(zhǎng)，嚴(yán)重影響煤礦高效安全生產(chǎn)。但換裝過(guò)程受組織管理水平影響較大，為加快煤礦換裝效率，需要制定合理的技術(shù)管理措施，保障換裝作業(yè)安全快速[46]。經(jīng)給研究和實(shí)踐，將集裝箱換裝模式投入實(shí)際工作中，可以基本免去起吊作業(yè)中設(shè)備捆綁作業(yè)的時(shí)間，也可以不考慮設(shè)備物料的形狀特點(diǎn)。圖1.9起吊換裝作業(yè)硐室截面示意圖Fig.1.9Liftingandchangingworkingchambersection集裝箱模式換裝是借鑒港口集裝箱運(yùn)輸車方式的模式，傳統(tǒng)井下?lián)Q裝站工作非常繁忙，效率低下。而采用集裝箱式換裝模式，可以充分利用集裝箱內(nèi)的運(yùn)輸空間，減少換裝次數(shù)，換裝的只有規(guī)則確定的集裝箱，使換裝規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)一次性始點(diǎn)裝載、井下?lián)Q裝站吊裝、終點(diǎn)卸載，增加工作安全性及換裝效率。同時(shí)，為使膠輪車使用集裝模式運(yùn)輸，要根據(jù)集裝箱和膠輪車特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行改造，將膠輪車后車廂的柵欄拆掉，留下平整的底板，為固定集裝箱，再底板上安裝螺栓。為便于卸裝超高物料，設(shè)計(jì)了無(wú)頂蓋的集裝箱。如圖1.10、1.11所示。（a）改裝前（b）改裝后圖1.10膠輪車改裝前后對(duì)比Fig.1.10Rubberwheelcarbeforeandaftermodificationcomparison圖1.11集裝箱示意圖Fig.1.11Schematicdiagramofcontainer此方案在工作的時(shí)候，物料按安全要求裝入集裝箱安置在平板車上，經(jīng)豎井運(yùn)至井下，電機(jī)車從罐籠內(nèi)接替集裝箱運(yùn)至換裝站。換裝站內(nèi)的起吊設(shè)備將集裝箱吊起，配合膠輪車的高機(jī)動(dòng)性，能迅速完成換裝工作，固定好集裝箱后，膠輪車運(yùn)輸物流到達(dá)應(yīng)用地點(diǎn)，將集裝箱運(yùn)回，集裝箱再升井準(zhǔn)備下一批物流的運(yùn)輸。綜合各個(gè)條件見(jiàn)表1.1所示，每度電費(fèi)為0.6元，全年節(jié)省電費(fèi)可達(dá)50646÷3×12.4=209336.8元。表1.1傳統(tǒng)材料消耗對(duì)比Tab1.1Traditionalmaterialconsumption運(yùn)輸方式每個(gè)裝載量/t罐籠運(yùn)行速度/(m·s－1)罐籠單次循環(huán)時(shí)間/min大約所需電量/度大約所需電費(fèi)/元集裝車廂4.5812112.4翻斗礦車1.5812112.4經(jīng)濟(jì)對(duì)比集裝車廂的裝載量是翻斗礦車的3倍，但是集裝車廂循環(huán)時(shí)間和循環(huán)費(fèi)用是一樣的，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)是顯而易見(jiàn)的說(shuō)明每度電為0.6元，全年節(jié)約電費(fèi)為209336.8元可見(jiàn)，應(yīng)用“集裝箱換裝模式”后，效率大大提升，礦車每次載重量約為1.5t，在換裝站需要翻料3次才能裝滿一個(gè)集裝廂車廂，每次作業(yè)時(shí)長(zhǎng)約為5min，合計(jì)15min；改為集裝車廂地面直接裝車入井后，比原礦車換裝相比換裝次數(shù)減少2次，作業(yè)人員不需要換裝站進(jìn)行換裝作業(yè)了，效率大為提高，見(jiàn)表1.2。表1.2兩種換裝模式的作業(yè)效率對(duì)比Table1.2Operationefficiencycomparisonoftwochangingmodes運(yùn)輸方式膠輪車換裝量每個(gè)裝載量/t換裝時(shí)間/min起吊次數(shù)/次集裝車廂1個(gè)集裝箱4.551翻斗礦車3個(gè)翻斗車1.5153經(jīng)濟(jì)對(duì)比集裝箱運(yùn)輸在換裝效率上比礦車換裝效率提高3倍，減少了起重機(jī)的起吊次數(shù)，節(jié)能降耗。安全對(duì)比集裝箱代替礦車換裝，不產(chǎn)生人工站在膠輪車翻料，工作面出雜物不用進(jìn)行二次裝車，減少作業(yè)環(huán)節(jié)，降低人員作業(yè)危險(xiǎn)性。集裝箱換裝模式通過(guò)集裝箱與車體的整體分離和組合的方式，在地面就裝配好集裝箱，到工作應(yīng)用地才卸裝物流，增加了運(yùn)輸量，提高了單次運(yùn)輸量，同時(shí)換裝效率大大提升，減少了許多運(yùn)輸環(huán)節(jié)，整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)更加安全可靠且高效。集裝箱在抵達(dá)的目的地的時(shí)候，可以對(duì)散裝集裝箱物料進(jìn)行自卸，如圖1.12所示。圖1.12無(wú)軌膠車散裝物料自卸Fig.1.12Tracklessrubbertruckunloadingofbulkmateria