層次分析法在井下輔助運輸系統可靠性分析中的應用

文/吳姚山

1 井下采煤輔助系統概況

1.1 井底車場輔助運輸

用盡頭式車場布置形式。車場主要空重車線的方位角確定為130°，長度為95米。每列車長度，按雙機牽引25輛底卸式礦車計算，通過無極繩絞車牽引。

表1：輔助運輸系統調查問卷設計

1.2 輔助運輸大巷

大巷運輸采用ZK10---6/550型10噸架線電機車，600軌距，直流550伏，線路坡度3‰，重車下坡。鋼軌每米24公斤，雙軌鋪設。為了運行安全可靠，并且考慮到將來使用5噸600mm軌距的底卸式礦車，均采用24Kg/m軌道和5#標準道岔。巷道曲線半徑選取25m，巷道斷面也考慮了一定余地，通過無極繩絞車牽引。

1.3 輔助運輸順槽

采用底卸式礦車，24Kg/m軌道和5#標準道岔，通過絞車牽引。

2 井下采煤輔助系統影響因素模型建立

根據西曲礦井實際輔助運輸系統情況，影響井下輔助系統可靠性主要有牽引設備，運輸設備及道岔，對輔助運輸系統影響因素進行全面分析，步驟如下：

（1）輔助運輸系統影響因素指標選取；

（2）輔助運輸系統影響因素模型建立；

（3）輔助運輸系統影響因素分析結果檢驗。

由于輔助運輸系統可靠性影響因素只能定性分析，因此本文采用專家調查法與層次分析法相結合，在此基礎上對井下采煤輔助系統影響因素進行建模分析。

Shipping Carbon Tax and Green Road of Chinese Shipping Industry

表2：一級指標判斷矩陣

表3：牽引設備判斷矩陣

表4：道岔判斷矩陣

表5：運輸設備判斷矩陣（j=1、2、3）

2.1 輔助運輸系統可靠性影響因素指標選取

如圖1所示，根據井下輔助運輸系統特點，輔助運輸系統可靠性影響因素主要有牽引設備，運輸設備及道岔影響。牽引設備主要包括巷道底板、設備選型及其附屬設備。道岔則主要表現在轉轍器、連接部分及轍叉。運輸設備則主要受運輸設備選型及軌道選型影響。

根據輔助運輸系統可靠性影響因素特點，本文模型采用三層遞階結構。其中目標層：輔助運輸系統可靠性影響因素，子因素層：牽引設備，運輸設備及道岔影響。牽引設備主要包括巷道底板、設備選型及其附屬設備。指標層：道岔則主要表現在轉轍器、連接部分及轍叉。運輸設備則主要受運輸設備選型及軌道選型影響。

2.2 輔助運輸系統可靠性影響因素模型建立

2.2.1 構造判斷矩陣

專家評分合理性和判斷矩陣標度對于輔助運輸系統可靠性影響因素模型建立具有重要影響。根據輔助運輸系統可靠性影響因素，本文選定的專家主要是長期從事輔助運輸工人、設計院專家、大學教授、輔助運輸系統專家共計80名專家。依據輔助運輸系統可靠性影響因素體系制作調查卡，并邀請專家進行評分。本文選定的專家既包括從事一線生產工人，同時也包括科學研究人員和煤炭輔助系統設計人員，能夠有效對輔助系統可靠性進行判斷，符合判斷矩陣構造條件。判斷矩陣標度采用1-9標度，其中數字越大表示重要性越高。如表1所示。

2.2.2 建立層次分析模型

所有專家意見采用算術平均值進行數據處理，然后數據標準化與歸一化處理，一級指標數據處理結果如表2。

經計算：一級指標權重：牽引設備權重0.64，道岔權重0.25，運輸設備0.11

二級指標權重計算結果如表3。

經計算：牽引設備二級指標權重：牽引設備權重0.14，道岔權重0.33，運輸設備0.53，如表4所示。

經計算：道岔二級指標權重：轉轍器權重0.08，連接部分權重0.27，轍叉權重0.65，如表5所示。

經計算：運輸設備二級指標權重：運輸設備選型0.25，軌道類型權重0.75。

表6：輔助運輸系統可靠性影響因素結果分析表

圖1：輔助運輸系統可靠性影響因素指標體系圖

3 井下采煤輔助系統可靠性影響因素結果分析

本文依據輔助運輸系統特點，采用層次分析法建立分析模型，其分析結果如表6所示。依據各個指標層權重分布特征，可得出：

（1）影響輔助運輸系統可靠性主要因素是牽引設備。

（2）道岔對輔助運輸系統可靠性。

4 結論

本文以西曲礦井下輔助運輸系統為研究背景，通過采用層次分析法，對井下輔助運輸系統可靠性進行分析，得出以下結論：

（1）本礦井機械化程度高，使用的機械設備品種多、數量大，人員與機械設備接觸密切，如果機械設備的防護設施、聯鎖裝置不完善，人員操作不遵守有關的操作規程和規章制度，極易造成機械傷人事故。

（2）礦井井下道岔較多，而轉轍器是井下損壞較多的元件，建議礦井實際生產過程中，加強轉轍器維護。