论文研究-高产高效矿井采运系统可靠性模型.pdf

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论文研究-高产高效矿井采运系统可靠性模型.pdf,  在煤仓可靠性分析的基础上 ,建立了“一矿一面”和“一矿二面”高产高效矿井采运系统可靠性模型 ,得到了系统可用度和相对利用率的计算公式 .模型能预测采运系统可靠性指标 ,找出系统的薄弱环节 ,提出改善系统可靠性的措施 ,从而为矿井的高产高效提供科学依据 .把该模型应用于潞安矿务局常村矿采运系统表明 ,它是可靠和实用的 ,其结果对该矿的高产高
136 系统工程理论与实践 2002年7月 1+ 式中,λ,μ分别为采区采运系统的故障修复;λ,μ分别为采区煤仓入口的故障(满仓和入口堵 塞)率、修复率;λ,μa2为釆区煤仓出口的故障(空仓和岀口堵塞)率修复率;λ,μ分别为大巷运输系统 的障率、修复率;λ,μ灬分別为井底煤仓亼口的故障率、修复率;λ2,μ分别为井底煤仓岀口的故障 率、修复率λ,山分别为井筒提升系统的故障率、修复率 3“-一矿二面"矿井采运系统可靠性模型 矿二面”高产高效矿井通常有2种布置方式3,即“矿二面单一型”和“矿二面并联型”,前者就 是矿井2个采区2个工作面同期开采,且都集中在矿井一翼;后者就是矿井2个采区2个工作面同期开 采.矿井一翼一面·2和布置方式的采运系统可靠性框图见图3,图4 仿照“一矿一面”矿井采运系统可靠性模型,可得“矿二面单一型”矿井1,2号采区采运系统可用度 A(),A和大巷运输系统可用度A分别为 A,入 十 A 式中,上标表示采区采运系统或采区煤仓的编号;A∞为2个采区煤仓出口组成的并联系统的可用度 A2(x+)((2+12 号采区采运系统 1号采区仓入口 2号采区采运系就 2号区做仓入口 号采区仓出口 大巷运输原并底煤仓入口 2号区煤仓出 并底媒仓出囗 井筒提开统 图3“一矿二面单一型”矿井采运系统可靠性框图 1号采区采运系统 1号采区煤仓入口 2号采区采运系 2号区仓入口 1号采区煤仓出口 1号大巷运输系统 井底煤仓入日 2号采区煤仓出口 2号大巷运输系筑 井底煤仓出口 并筒提升系统 图4“矿二面并联型”矿井采运系统可靠性框图 矿井2个采区同时生产,当1个采区故障时,整个系统处于部分工作状态假设1,2号采区的生产能 力分别为Q4,Q2,则整个采区采运系统可用度为 A xc1+-02 x10 Qc1+022 Ocl+ Q 式中,x00为2个采区都正常生产的概率;xa为1号采区正常,2号采区故障的概率;x1为1号采区故障、2 号采区正常的概率 2 01995-2005 TSinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved. 第7期 高产高效矿井采运系统可靠性模型 137 根据前述求状态概率的方法,可得 x), x00 1+1)+(1) 1+ 2) x10-1 十 十 (2)+(2) 一矿二面单一垩”矿井的井筒提升系统可用度和矿井采运系统可用度的计算公式与“一矿一面”矿井 采运系统可靠性模型一致 矿二面并联型”矿廾采运系统、采区采运系统廾筒提升系统可用度的计算公式与“一矿二面单 型”相同·大巷运输系统的可用度为 _,M 式中,A∞为2个采区煤仓出口与2条运输大巷组成的系统的可用度 (1) cvH 1 4矿井釆运系统的相对利用率 矿井采运系统的各子系统互相联系、互相制约,为了从数量上反映它们之间互相影响的程度,引入相 对利用率这一指标·定义某子系统的相对利用率卩为:该子系统日实际运行时间与不受其它子系统影响 时它所能达到的日运行时间之比值.即 p=4=4 T A 中,A为子系统的可用度;Ag为子系统的固有可用度,它可定义为:不考虑其它子系统的故障对该子系 统的影响时的可用度;T为子系统规定的工作时间 根据相对利用率的定义,容易得到矿井采运系统各子系统的相对利用率例如“矿一面”矿井的采区 采运系统相对利用率卩,大巷运输系统相对利用率β,井筒 提升系统相对利用率p分别为 1+ A⊥△ + p=1 △a2AAal p=1 1S22工作面;2S13工作面;3,4平巷胶带输 5实例分析 送机;5S2上山胶带输送机;6S1下山胶带输 潞安矿务局常村矿设计生产能力400万t/a,矿井以前南送机;7采区煤仓:8南翼大巷胶带输送机 北两翼各布置2个采区同时开采,现改为在南翼集中布置29主立井及井底煤仓 个综采区同时开采,即采用“一矿二面单一型”布置方式,其采 图5矿井采运系统示意图 运系统如图5所示S1,S2采区生产能力分别为月产129万t,17.6万t·通过对运系统实测及故障情 况的统计和整埋,得到系统各环节的故障峯和修复率,将它们代入前述公式计算,其结果见表1 由计算结果可以看出 1)大巷运输系统、井筒提升系统的可用度炇各」系统旳相对利用率高,这说明采区外部运输条件好, 各子系统互相影响程度小 2 C1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved. 138 系统工程理论与实践 2002年7月 表1矿井采运系统可靠性参数及计算结果 环节 故障率hn1修复率/min1固有可用度 可用度 相对利用率 矿井采运系统 Q521 采区采运系统 Q609 采区采运系统0007822 Q014106 0643 0596 S2采区采运系统0006793 0013819 0670 Q619 Q924 采区煤仓入口 0000465 0003784 Q891 采区煤仓出口 0000203 0019517 0990 大巷运输系统 0000296 0004578 0939 0918 Q978 井底煤仓入口 Q000164 0011405 0986 井底煤仓出口 0000137 0021186 0994 井筒提升系统 0000172 0002592 0938 0932 0994 2)采区采运系统的可用度还有提高的潜力,主要可以采取下面2条措施:一是在S2设置采区煤仓现 在2个采区共用1个采区煤仓,造成煤仓经常满仓,其入口的可用度明显低于其它运输环节的可用度·若 增设采区煤仓,按煤仓入口的故障率降低50%、修复率增加5%计算,则S;,S2采区采运系统的可用度分 别提高π9%,55%·二是提高工作面的可靠性·经观测,工作面的采煤机和刮板输送机的可用度相对较 低这主要是由于管理和维修方面的原因造成的因此,应通过提咼管埋水平和维修质量,减少设备的故障 率,增加修复率,从而提高工作面的可靠性 3)为了比较“一矿二面单一型”和“一矿二面并联型”2种布置方式的优劣,按矿井南北两翼各布置1 个采区、每个采区1个工作面生产进行可靠性计算,其结果是,除大巷运输系统的可用度比“矿二面单 型”提高了69%之外,其余可靠性指标基本相同·但采用“一矿二面并联型”布置方式,多一条生产线,占 用人员和设备较多,显然不够合理 6结论 1)本文所建立的模型能用于矿井采运系统可靠性分析,找岀系统的薄弱环节,预测系统可靠性指标, 从而为提高采运系统可靠性和实现矿井高产高效提供科学依据 2)煤饣的可靠性是矿井可靠性分析的难点,夲文棖椐煤仓与其前后环节的关系及它的歆障模式,分 析其在不同情况下对采运系统可靠性的影响,解决了煤仓可靠性的定量分析问题 3)高产高效矿井的“一矿二面单一型”布置方式与“一矿二面并联型”相比,生产系统简单,占用人员 和设备少,效率高,效益好,而两者的可靠性指标差别不大因此,对于“一矿二面”高产高效矿井,应尽量采 用“单一型”布置方式 参考文献 [I]王广德煤炭二业高产高效矿井理论与实践M徐州:中国矿业大学出版社,19991--9 [2]曹晋华,程侃可靠性数学引论M↓北京:科学出版社,198a20-208 [3]郭金刚特大型高产高效矿井集约化牛产技术M↓北京:中国科学技术出版社,19997-14 [4]朱川曲,王卫军,王海桥矿井系统可靠性分析M↓北京:煤炭工业出版社,199849-50 2 C1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved.

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