运输系统优化设计（精选十篇）
运输系统优化设计 篇1
选煤厂洗选工艺复杂、运输系统各类设备数量众多,实际设计过程中,经常出现因为工艺各环节由多人共同完成设计,存在同一类型运输设备实际设计不统一、系统较乱等问题;因此初步设计完成后,设备采购订货前,组织建设和设计方等对系统设计进行全面、细致的审查,确保全厂运输系统设计最优化,整个运输系统协调、稳定、安全运行,就显得尤为重要。
1 选煤厂运输系统设计中经常存在的问题
大型重介选煤厂洗选工艺复杂,筛分、洗选、浓缩、压滤、储装运等各环节均涉及运输系统设计;设计单位在实际设计过程中,往往安排由多人共同完成,这就要求相关设计人员必须及时沟通、密切协作,才能较好的完成设计;否则,就会出现各种设计问题。比如,某矿240万吨/年重介选煤厂,其全厂各类带式输送机共19台、铸石槽刮板输送机共14台、起重机及电动葫芦近30台、各类渣浆泵数量众多;全厂运输系统设计任务量大、内容繁杂,设计人员之间如不做充分的沟通,就很容易出现这样那样的设计问题。运输系统设计中常存在的问题有以下几点:
1.1 设计单位相关设计人员沿用、套用同类型选煤厂或以往
设计现象严重,没有根据建设单位实际,进行针对性设计,设计表现较为粗糙
1.2 同一类型运输设备,在工艺的不同环节,安排由不同的设计人员设计,多个设计人员共同完成设计;
且在设计过程中沟通交流不充分,从而经常出现设计较随意的情况
1.3 设计单位相关设计人员没有根据工艺各环节、各车间具体情况、具体分析,搞一刀切式模块化简单设计
另外,部分设计人员实际设计经验不足,犯低级错误;设备安装图纸出图前,检查、审查等设计人员把关不严格。
这些客观现象的存在,导致选煤厂运输系统设计中出线这样那样的问题;因此在选煤厂运输设备采购订货前,必须对设计图纸进行全面、详细审查,以优化、完善全厂运输系统设计。
2 对选煤厂运输系统设计的一些优化建议
2.1 全厂铸石槽刮板输送机设计,应尽量统一相关技术参数
一是,尽量统一各铸石槽刮板输送机传动装置配置;对运输量、机身长度、工作环境类似的铸石槽刮板输送机,其传动装置电机、偶合器、减速机、联轴器选型应尽量统一,便于各类备品备件准备及设备维修维护。二是,尽量统一各刮板输送机牵引元件、张紧装置选型;对运输量、机身长度、工作环境相似的铸石槽刮板输送机,其牵引部分刮板链及刮板选型、张紧装置选型尽量统一,便于备品备件准备和设备维修维护和替换。
2.2 全厂电动单梁起重机及电动葫芦设计,应符合车间工况实际
一是,尽量降低电动单梁起重机大车运行速度;一般来说,动筛车间、主厂房内大车运行距离较短,如果起重机大车运行速度过快,会引发很多操作上的事故。如某矿选煤厂动筛车间大车运行距离为23m,原设计大车运行速度45m/s,审查后及时调整为20m/s;就是因为大车运行距离过短、大车运行速度过快,容易出现在吊装运输时因刹车不及时导致事故发生。二是,尽量提高电动单梁起重机设备配置;一般来说,动筛车间、主厂房内起重机提升高度较高,出现设备故障时维修维护很不方便;某矿选煤厂内多台电动单梁起重机就坚持提高设备配置;如(1)控制方式选择有线地操和遥控操作2种操作方式;(2)起重装置用电动葫芦、大车运行电机及减速器、葫芦运行电机及起升电机、钢丝绳、吊钩、安全滑触线及受电器、大车轮及轴承、限位开关,均采用国内专业的、大型的、中国名牌产品;(3)电控箱内的断路器、接触器等均选用施奈德产品;接线端子及线号等选用魏得米勒产品;以实现通过提高设备配置,努力降低设备故障率。
2.3 全厂带式输送机设计,应尽量统一相关技术参数
一是,尽量统一各带式输送机带速;如某矿选煤厂19台带式输送机,由设计单位多位设计人员设计,原设计共有4种带速1.25m/s、1.6m/s、2.0m/s、2.5m/s,整个运输系统设计显得比较凌乱,审查后及时调整设计,全厂仅保留1.6m/s、2.0m/s两种带速。二是,尽量统一各带式输送机带宽;如某矿选煤厂19台带式输送机,原先设计有800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm等五种带宽,整个运输系统设计很不协调,审查后及时调整设计,全厂仅保留1000mm、1200mm、1400mm三种带宽;这样就十分方便带式输送机各类胶带、改向滚筒、托辊、上下托辊支架等备品备件的准备和设备维修维护。三是,尽量统一各带式输送机胶带选型;如某矿选煤厂19台带式输送机胶带选型时,原先设计采用聚氨酯胶带有EP100、EP200、EP300三种型号,胶带层数有4层、5层、6层三种层数,上覆盖层厚度有4.5mm、6mm两种厚度;如按照原先设计,实际需要准备各种胶带十余种;但因为选煤厂各带式输送机机长均较短,所用各类胶带长度也相应较短,种类众多的胶带给采购、备件带来很大难度;审查后及时调整、统一胶带选型。四是尽量统一传动装置、张紧装置设计选型;便于输送机备品备件准备和设备维修维护和替换等。
2.4 各类渣浆泵设计选型不能搞一刀切
如某矿选煤厂各车间、仓下、转载点集中水池水窝水泵设计选型,原设计全厂15台水窝水泵流量均为50m3/h、扬程20m、功率7.5k W、转速1100转/分、电压660V;但实际上各处集中水池水窝容量不一样,部分水池容量大,部分水池容量较小,因此不论集中水池容量大小,进行统一的水泵选型,很不合理。比如产品仓下水窝尺寸为1000×1500×1000mm,集中水池容量较小,也采用50m3/h渣浆泵排水,水泵流量就相对较大,只能开启1分钟就要停泵,因此,这一水泵选型明显不合理;主厂房1#、2#集中水池水窝尺寸为4000×2000×3800mm,用50m3/h渣浆泵则可以;因此渣浆泵选型搞一刀切、模式化设计是不合理的。
3 结束语
了解选煤厂运输系统设计中常出现的问题,在运输系统设备采购订货前,组织建设和设计等单位,及时审查设计、充分沟通、发现问题、优化调整设计、完善运输系统,对于保证全厂运输设备合理选型、方便备品备件准备、降低维修工作量和促进整个运输系统协调、稳定、安全运行,具有较大的现实指导意义。
公路运输系统优化分析论文 篇2
1建立综合运输体系是我国经济发展现阶段的必然客观要求
造成运输问题矛盾突出、效率低下、资源分散、成本过高的一个根本原因，就是我国运输系统的综合组织或者综合协调能力不够，现代物流的方式应用不好，缺乏现代物流机制，使整个运输过程事实上处于总体上的无序化过程。按照现代物流理论，一个国家运输能力的发展可以分为四个阶段，第一阶段是初级阶段，其主要表现是各种交通运输方式(公路运输、铁路运输、航空运输、海运和内河航运等)各自独立发展的阶段。第二个阶段，就是上述这些各自不同的交通运输形式，通过互联互通即联运的方式结合在一起的阶段，也就是综合运输体系初步建立和逐步形成的阶段。第三个阶段是运输一体化的阶段，即上述各种运输方式的节点统一起来形成大的运输中心，这些运输中心除了节点设施的统一外，运营功能、组织结构、产权也逐步实现了一体化，这个阶段是综合运输体系建立和完善的阶段。第四个阶段则是更高级的阶段，是综合运输体系与社会经济发展、能源利用、环境改善、土地资源利用等实现高度统一、高度协调和一体化发展的阶段。我国长期以来一直处于运输能力发展的初级阶段，各种交通运输方式迄今为止基本上都是各自独立发展的。但是随着改革开放20多年经济建设快速发展的步伐，不同交通运输之间的复杂性以及各自独立运输方式之间的不协调性和不经济性的问题已经越来越突出。有专家形象地指出，由于我国过去的经济相对落后，对交通运输的能力和效率等要求不高，因此那时我们交通运输方式就像在白纸上画上任何一个交通线，可以与别的交通运输线之间相互不联系也没有干扰，哪种运输方式发展对全社会都有贡献。但是经济发展到了一定阶段以后，对运输方式和运输能力要求越来越多，就像这张白纸上画的线越来越多，这时交通线的交叉、重叠、干扰就肯定是不可避免的了，于是各种运输方式在节点上和线路上的匹配、综合、协调、统筹就是必须要考虑的了，显然这个阶段就已经超过了各种运输方式独立发展的阶段，这时综合交通发展的问题就提到议事日程上来了。因此，综合交通发展不是一个口号，是经济发展到一定阶段必然产生的客观需求。建立综合运输体系不仅是由于运输能力紧张所提出的要求，而且也是一个国家科技水平和社会运行效率达到现代化所提出的一个根本要求。美国的综合运输体系程度很高，不但政府对综合运输体系的组织协调能力很强，而且运输企业的一体化组织水平也很高，再有就是信息化水平相当高。各种交通运输要组织起来进行联运，进行统筹协调和综合运用，其中最重要的条件就是建立统一的信息平台，没有这个信息平台是根本不可能的。美国的GPS发展得很到位，保证了它的综合运输体系的建立和运行。而我们则还存在根本的差距。另外要建立整个城市的物流配送体系等，这也并不是交通运输本身能做到的。例如在美国，许多货品运输的包装工作，都是在物流环节完成的，而在我们国家都还是在生产环节完成，因为我们现有的交通运输方式很难适应这种现代物流的要求。
2建立综合运输体系必然要求国家管理体制进行深刻的改革
在不同运输化阶段里面，对政府的执政方式、执政能力和执政水平会提出不同的要求，对政府制订的政策法规也会提出不同的要求。长期以来一直处于初级运输发展阶段，因此管理方式相对比较简单，分部门运输管理方式就可以适应。但是到了经济运行的复杂阶段，到了运输方式需要综合性和一体化的阶段，还是沿用过去那种体制，这就明显不适应了。严格说，目前的运输管理方式、运输政策和运输机制都还是部门所有制，没有统一的政策法规，没有统一的管理和规划，没有统筹的考虑和安排，而且没有形成成文的、权威性的或者通过立法的政策。还有就是管理体制的问题。我们国家虽然已经初步建立了社会主义市场经济，但政治体制的改革还十分滞后，主要表现在政府转型还十分缓慢。我们现在的国家经济管理体制基本上还是部门所有制，现在的国务院有四十多个部委，每个部委的设立基本都是资源控制和资源分配型的，每一个部门都占有一块国家资源，每个部门都形成了自己特殊的部门利益，这是很不正常的，这种现象给我们政府转型和体制改革造成了极大的障碍。交通运输系统也是如此，交通部管的是公路运输、内河航运和海运，民航总局管的是航空运输，铁道部则管着铁路运输，各个交通管理部门职能分离，互不协调，每个部门都主要给自己所管的行业争资源、争资金、制订符合本部门利益的政策，因而从全局来看，出现了很多非常不合理的现象，很多互相不协调的矛盾，很多资源的重复建设和浪费，很多低效率低水平的恶性竞争，造成了国家资源的浪费和经济运转的扭曲。
3建立综合运输体系必然要加强统一规划，协调发展
要加强综合运输体系的统一规划，把可持续发展理念贯彻于交通发展规划中，按照各种运输方式的特点及比较优势及相应的市场需求规模，确定各运输方式的.发展规模和速度。a.确定合理的运输基础设施发展规模和结构。政府部门要结合不同时期的社会经济发展情况，及时提出运输基础设施的发展议题，组织有关研究单位进行发展规划研究，对较长期内运输基础设施的总供给量、供给的增长速度做出决策。b.搞好运输基础设施网络的布局。如果布局不合理，涉及到的将不仅是基础设施建设资金的浪费问题，而且对社会、经济各方面会带来不良的影响。为此，要从各方面作系统的论证分析，使运输基础设施的布局建立在科学的基础之上。
4建立综合运输体系必然要充分发挥市场机制的作用
综合运输体系的发展及体系结构的合理化，不仅需要政府部门站在全局的发展角度，用综合的眼光看问题，从而对综合运输体系的发展进行规划和管理，而且更需要充分发挥市场机制在综合运输体系形成中的调节作用。为此，应加快以下方面的改革步伐，为市场机制作用的发挥创造良好的条件，从综合运输体系形成和完善方面看：a.加快运价管理体制改革，形成灵活的运价形成机制以及合理的运输差价和比价关系，发挥价格杠杆在综合运输体系形成中的导向作用;b.进一步改革和完善交通运输业投融资体制，进一步开放运输基础设施建设市场和运输市场，消除体制性障碍和行业壁垒，形成多元化的投资主体，增强运输基础设施投融资能力和运输市场的竞争活力。
5建立综合运输体系必然要实现交通运输负外部性的内部化
浅析煤矿主运输系统的形式与优化 篇3
关键词：煤矿企业；主运输系统；形式与优化
中图分类号：TD55；TD771 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0169-02
作为煤矿开采系统的一个重要组成部分，煤矿运输担负着将原煤安全的送往指定位置的任务，这是煤矿开采工业稳定发展的一个重要保证。因而，煤矿企业要不断的优化主运输系统，避免传统运输系统的疏漏所造成的安全事故，从而实现煤矿产业持续健康的发展。
1 煤矿主运输系统的基本形式
1.1 破碎机
破碎机与主井皮之间的空间一般比较局促，因为长期受到破碎煤流的冲击，皮带整体会受到磨损，造成厚度和韧性的下降，这样一出现堵塞的情况必然会致使安全事故的发生，所以破碎机也是一个需要优化的系统形式。以笔者的经历来看，破碎机安装在主井尾部可能存在以下的隐患：
①盘区卸载滚筒与主井尾部皮带的距离比较大，一些原料会自由落入，这样煤流进入破碎机后破碎齿内旋会加快煤流的垂直跌落的速度，这样若是在没有安装缓冲装置的狭小空间里，会致使煤流对主井皮带形成持续的、巨大的冲击力，造成皮带的损伤；
②若长条的物料或是大块的石料卡住造成破碎机的停转，这时主井皮带还在继续运行，必然会造成皮带的划伤和撕裂。从这两点考虑，皮带机换带工作的优化和改造也是必须的。
1.2 输送机
刮板输送机主要是由输送机头、输送机尾、中间部分、辅助装置构成的，其中中间部分是有很多槽连和过度槽相组接而成的，在基槽内部有刮板链，机槽被钢板隔开分为上下连部分；煤矿采区上下山或是一些倾斜的运输中多采用带式的输送机，这种输送机有固定式和可伸缩带式两种。
前者是通过发动电动机减速器带动输送机主轮工作的，这时输送带会和滚轮之间产生摩擦，在此作用基础上实现煤矿的运输。后者与前者的原理几乎一致，唯一的不同之处在于多了一项伸缩传输带的设备；矿用输送机也分为两种，一种是钢丝绳牵引的，一种是钢丝绳芯带式的，它们被广泛应用在一些大中型的煤矿区中，拥有较高的运输能力，适合距离长的运输工作。
前者是将钢丝绳作为牵引构件，输送带负责输送机的承载部分，总体来说整体的构造较为简捷，在工作中消耗的能源比较少，方向也不会偏离，同时还能运送员工。后者的优势在于拥有承载和牵引的双重功能，操作起来十分方便，在运行过程中能够避免安全故障的发生，从而实现运输工作的稳定进行。
2 工艺和设备的改造和创新
2.1 皮带机换带的优化
笔者根据运输皮带机胶带更换的工作经验，总结性的提出了用旧带托背新带，整体全部缠绕，硫化完成后把旧带割断拖出，这样的更换工艺与之前的换带措施相比有以下优点：
①展开换带的准备工作不需要停机，这样就不会影响矿井的正常作业；
②拖带和抽带的时候借助的都是胶带输送机原有的驱动力；
③旧带托新带的方法能够缩短抽旧带的时间；
④借助胶带输送机辅助抽旧带，可以节省抽旧带的时间；
⑤采用胶带输送机沿线扩音电话等移动通讯设备，可以提高工作的效率，保证施工的安全；
⑥相比之前的方法，这种方案的准备工作相对简单，旧皮带可以在有联系的任何位置撤出。
当然，这种新工艺同样要求换带的工作人员能够进行必要的安全技术培训，一旦发现问题可以及时进行处理。
2.2 破碎机的改造方案
根据上述情况，我们可以总结出以下几个问题：
①盘区机头巷道地板厚度和破碎机的总重量不符合要求，导致地面没有足够的承重能力；
②盘区头部巷道没有破碎机的轨道，这样设备的进出十分不方便；
③盘区皮带与主井皮带尾部在一条垂线上，这样破碎机安装以后，如果不进行改造很难使煤流落在主井皮的中心线上，很容易造成皮带偏离；
④在井下作业，施工的空间比较狭小，十分不便。
针对这些情况，我们可以增大其安装位置的基础强度，在主井尾部对应的安装位置上打两堵基础墙，墙体采用整体浇筑的形式这样可以强化支撑力度。盘区机头部起底至大巷标高，这样可以缓坡重新铺底，增强巷道的承重能力，当然在铺底的同时应该在头部和安装的位置预设一条轨道，从而方便设备的进出。另外，设计异型落媒筒仓，确保煤流落在主井尾部皮带的中心位置上。
2.3 输送机节能技术
以带式输送机为例，它在实际运行的时候功率是远远小于它的设计功率，因而会造成电能的严重浪费。若是载重量变小，确保输送机的基本作业量，就可以减少运行电机的数量，这样便可以达到节能的目标效果，我们可以称它为“减电机”。这种技术的关键点在于把握电机增减的时机，按照之前的方法主要对驱动电机电流、实际计算电机功率的大小进行测定，两者之间的共同点都是为了判断输送带上物料的载重量大小，但这种新型技术对于现阶段来讲是一种比较实用的技术。
另外，变频调速节能改造原理是通过改变电动机工作电源的频率改变其电机转速的，这是近几年来企业应用比较多的一项新技术，这是由于带式输送机大多都是工频运行，很容易造成浪费，但若是使用变频器的驱动电机虽然成本稍微高一些，但是因为节能的力度比较大，可以从电费上进行弥补，成本回收特别快。对于目前已经运用的企业来说，节能的效果还是十分明显的。
3 煤矿主运输系统的优化的趋势
3.1 提高设备人员的生产条件和操作水平
主运输系统是在煤矿开采系统中占有举足轻重的地位，要确保整个运输过程的持续性，设备的操作人员必须能够熟练而正确的对其进行调度。因而，对于操作的人员来说必须对各种运输机器设备的构造、原理、用途进行了解，比如带式运输机皮带必须对它的负载量十分熟悉，只要这样才能够设置出合适的转速，确保不会出现皮带断裂的情况。
对于煤矿企业来说，要定期组织员工进行培训，提高其的专业理论知识，保证每个人在日常的工作中能够对机器设备进行合理调度和使用，打破之前那种一味按部就班的传统作业模式。煤矿行业属于高危行业，员工从事的工作环境一般比较恶劣，高强度的工作量让他们的社会地位与做出的贡献十分不符，因而要适当的对煤矿员工的工作环境进行改善。
3.2 建立指挥中心和安全监管部门
新形势下，煤矿企业要借助新的信息技术对煤矿运输系统进行控制，通过建立煤矿运输指挥中心，实现改革创新。首先，在资金上要给予绝对的支持，购置先进的计算机设备提高其系统数据处理的效率，实现运输系统网络控制的优化，从而构建新型的主运输系统模式。
一直以来，造成煤矿企业经济损失的主要原因都是因为煤矿开采事故的接连发生，所以避免矿难的发生、加强综合监管对于企业来说也是十分重要的。一个良好的监管机制能够为企业的作业提供一个安全的环境，通过多台计算机的实时控制，可以减少运输系统的事故，保证煤矿开采的有序进行。比如在集控中心采用统一的软件进行编程，这样设备可以在线参数化，通过地面的支援中心进行远程的故障诊断。
3.3 建设自动化集中控制中心
建设整体作业流程的自动化控制中心是煤矿自动化未来发展的方向。煤矿过程自动化控制中心是煤矿企业过程自动化集中控制的必然结果，它是改变现有的生产模式。通过建立数据仓库和模型实现矿井的管控一体化。不可否认的是，它的实施将会成为企业未来的生产和管理重心。
首先，控制的范围更急广泛，利用传感器得到的数据，实现跨部门、跨系统的过程自动化，这样可以有效提高公司的生产力。
其次，矿井的主要设备的运行和停止可以借助中心软件实现控制，一旦系统发生故障，我们可以根据系统下达的维修指令安排人员进行处理。
最后，通过数据仓库，我们可以利用矿井生产制造的执行系统，对生产计划、设备监控进行综合的数据分析，从而对整个生产过程中设备的检修时间合理变更。
4 结 语
总之，煤矿企业要想得到长足的发展，就必须重视主运输系统的优化，通过改善系统的信息技术和监管系统，在降低安全事故的基础上提高工作效率，这样通过构建良好的运输模式必然能够为煤矿企业带来巨大的经济利益。
参考文献：
[1] 邹婷.基于安全管理机制煤矿运输作业安全管理措施[J].山西煤矿，2011，（6）.
[2] 张凯.煤矿主运输系统常用设备及其作业形式分析[J].煤炭技术，2011，（14）.
[3] 吴一龙.基于计算机采煤井原煤运输操作智能化技术[J].科技创新导 报，2011，（11）.
运输系统优化设计 篇4
随着张双楼煤矿改扩建工程的完成和新副井的投入使用, 矿井的提矸、行人、通风系统能力得到了大幅度的提高。矿井西翼现有原煤运输系统较为复杂, 运输环节多, 运行费用较高, 原煤通过11部胶带运输机系统进入-500 m水平井底煤仓, 并随着矿井不断向西翼深部开拓, 矿井运输距离越来越长。矿井-1 000 m西一采区11部胶带运输机中的第7至第10部胶带运输巷受采动影响较大, 巷道失修严重, 且目前作为矿井西翼回风巷, 胶带运输机等设备锈蚀严重, 机械事故率高。因此对矿井运输系统进行改造势在必行。
2 方案制定与选择
2.1 方案的制定
方案的制定主要是围绕煤仓的位置与胶带运输巷位置的合理选择, 并兼顾整个改建过程中不影响原运煤系统运行为原则。
方案Ⅰ:煤仓位于-750 m大巷下帮, 落底位于9煤皮带运输巷内, 煤仓上口标高-717 m, 下口标高-751.1 m, -1 000 m西一运输上山大皮带通过上仓道与新煤仓搭接, -750 m西三原煤需通过施工上仓道与煤仓搭接。原煤运输路线为-1000m西一采区→-1 000 m西一运输上山→-750 m西一上仓道→-750 m西一采区煤仓→-750 m西一皮带运输巷→-500～-750 m集中皮带巷→-500 m水平新上仓道→主井底煤仓→主井→地面。
方案Ⅰ优点:煤仓落底位于-750 m西翼9煤皮带运输巷内, 与-1 000 m西一采区上车场 (即-750 m车场) 连接, 煤仓清理较方便;井巷总工程量较少, 较方案Ⅱ少229 m, 岩巷少257 m。
方案Ⅰ缺点:将来与-750 m西二上仓道连接岩巷工程量较大 (约300 m左右) 。
方案Ⅱ:煤仓位于-750 m大巷上帮距大巷2 m处, 在扩刷皮带机头时, 与煤仓打通, 落底标高-779.5 m, 上口标高-745.9 m。-1 000 m西一运输上山大皮带通过上仓道与新煤仓搭接;将来-750 m西二原煤需通过皮带直接进入煤仓, -1 000 m西一大皮带前部安设一部150皮带直接与-750 m西一采区煤仓搭接。原煤运输路线为-1 000 m西一采区→-1 000 m西一运输上山→-750 m西一上仓道→-750 m西一采区煤仓→-750 m西一皮带运输巷→-500～-750 m集中皮带运输巷→-500 m水平新上仓道→主井底煤仓→主井→地面。
方案Ⅱ优点:煤仓位于-750 m大巷偏上帮布置, 便于与-750 m西二运输皮带及-1 000 m西一大皮带搭接, 运输系统简单。
方案Ⅱ缺点:煤仓下口位于-750 m大巷底板下部35 m左右, 清理较困难, 且存在安全隐患。
2.2 方案的选择
通过对两个方案进行比较可以看出, 方案Ⅰ总工程量较少, 岩巷工程量在两个方案中最少, 总费用较方案Ⅱ少498.172万元, 其最大的优点是可以同时三个头面进行施工, 而不影响矿井生产系统的正常运行, 其工期较方案Ⅱ快3个月, 同时具有生产期间煤仓清理安全性高的特点。所以, 首选方案Ⅱ。
3 胶带运输机选型
3.1 胶带运输机选择依据
根据运输距离和预计最大载荷量以及巷道的倾角等选择合适的胶带运输机, 以达到既满足生产需要又安全顺畅的目标。
3.2 胶带运输机选型
主井上仓道150胶带运输机选DTL-1000皮带机;-750 m西一胶带运输机选用SJ-400皮带机;-750 m水平西二上仓道胶带运输机选用SJ-150皮带机;-750～-500 m集中胶带运输机选DTL-1000皮带机。
4-750 m水平原煤运输系统供电设计
根据-750 m水平胶带运输机运输长度、选型及供电电压等参数, 拟定如下供电方案:由-500 m水平中央变电所输出一根6 k V高压电缆至-500 m水平西翼集中轨道下山2.5 m绞车房, 带1台315 kVA移动变电站和2台控制-750 m集中上山胶带运输机的高压起动柜, 高压串电源至-750 m集中胶带运输机机尾, 带1台1 000 kVA移动变电站, 为东西翼2部400 kW的胶带运输机、信号照明及张紧设备提供电源, -500 m水平西翼集中轨道下山2.5 m绞车房内315 kVA移动变电站向煤仓第一部150 kW胶带运输机、信号照明及张紧设备提供电源。-750 m西翼储煤仓上口胶带运输机、信号照明及张紧设备电源来自西翼-750 m变电所的1 140 V移动变电站。
4.1 负荷统计及变压器容量的确定
4.1.1 负荷统计
负荷统计如表1所示。
4.1.2 变压器容量选择
带一部胶带运输机的移动变电站设计装机功率为167.5 kW, 移动变电站的容量为315 kVA;带三部或四部胶带运输机的变压器根据计算结果, 在三部或四部胶带机头放置1台1 000 kVA的移动变电站为其供电;带五部胶带运输机的变压器根据计算结果, 选用-750 m西翼采区变电所内的1台630 kVA移动变电站为其供电。
4.2 电缆网路计算
4.2.1 按载流量选择电缆
所选的高压电缆为-500 m水平中央变电所至-500 m西翼绞车房为YJV29-6-3×70, 载流量为217 A, 满足要求。-500 m西翼绞车房至三部或四部胶带机头电缆为MYPTJ-3.6/6-3×35, 载流量为135 A, 满足要求。
4.2.2 按正常情况下允许压降来选择电缆
1 140 V电源系统允许电压损失为117 V, 计算时选择距离最远, 功率最大的西翼第三部胶带机计算。由计算结果可知, 移动变电站至西翼三部胶带机主干线电缆截面满足要求。
4.2.3 按起动条件校验电缆截面
在校验时选择最严重的起动状态进行, 那就是选择供电线路中容量最大, 供电距离最远的西翼三部胶带机计算, 所选电缆截面满足起动要求。
5 矿井西翼运输系统优化方案投资及工期
西翼运输系统优化方案总投资3585.66万元。其中, 胶带运输设备1456.3万元, 供电设备183.5万元, 压风防尘管路142.3万元, 轨道165.6万元, 安装费用327.96万元。
西翼原煤运输系统改造工程工期为11个月, 从2009年7月份开始施工, 2010年5月份投入使用。
6 效益分析
矿井西翼原煤运输系统优化, 可以满足矿井提高生产能力的要求, 并从设计源头上消除了事故隐患, 防止安全事故的发生。同时, 优化方案比原主运输方式每年节约费用267.2万元, 取得了较好的经济和社会效益。
摘要：针对张双楼煤矿-750 m水平西翼胶带运输系统两个方案进行了分析比较, 通过比较, 选择将煤仓位置定于-750 m西一皮带运输大巷内-, 1 000 m西一运输上山大皮带通过上仓道与新煤仓搭接-, 750 m西三原煤通过上仓道与煤仓搭接的形式作为首选方案, 该方案的实施可以解决生产中的诸多安全隐患问题。
运输系统优化设计 篇5
物流系统规划与设计
课程设计报告
学院名称
管理学院
专
业
物流工程
班
级
级物流工程班
学生姓名
学
号
指导老师
2016年7月4日—2016年7月15日
一、设计题目
设计任务：运输方案设计
二、设计目的“物流系统规划与设计”课程设计是对物流系统做一次系统的设计训练，它是《物流系统规划与设计》课程的一个重要教学环节，其主要目的是：
1、通过课程设计使学生对物流节点选址、网点布局优化、物流业务流程设计、物流组织等有一个比较清楚的感性认识，为以后的工作实践奠定基础。
2、通过选址与布局规划、流程设计，掌握物流网点规划的基本原理与运作方式，培养学生将理论用于实际的能力，同时，也培养学生分析问题、解决问题的综合能力。
3、通过常用数学优化方法的使用，数学模型的建立，进一步强化学生业务基础知识，同时通过地图的利用，强化学生对其它业务工具的应用能力。
4、组织结构与职位设计的训练，主要是为了学生走入实际工作进行物流组织变革，形成高效的物流管理运行机制以及毕业后快速走上中高管理层奠定理论基础
三、设计要求
1、任选一个设计任务，独立按时完成，禁止抄袭。
2、各项计算、分析、绘图、制表正确。
2、严格按照设计任务要求撰写设计报告，严禁雷同。
3、课程设计报告严格排版要求，要做到：条理清晰，内容完整，字迹工整，字数不少于6000字。
4、课程设计结束后，将课程设计报告打印稿按规定时间交给班长，由班长统一交指导教师批改。
四、设计的主要内容
4.1案例背景介绍：
基本情况
4.1.1国内某汽车制造企业（为方便计算，生产和发运地假设为西安市）的销售物流业务，上年总生产汽车为24万辆，出口2万辆，其它全国范围内销售；
4.1.2淡旺季情况：每年11月到次年2月为旺季运输，是正常运输运力需求的200%；每年5-7月为淡季运输，是正常运输运力需求的50%；其他为正常运输；
4.1.3上年以前基本全部为公路汽车运输方式，点对点运输到二级以上城市（包括省会城市），简化起见，可以在每个省份内挑选重要的二级城市5个左右；
4.1.4运费标准：每辆商品车的运费为1200元，即1200元/辆。
4.1.5订单周期：假设为2周一次。
4.2客户要求
4.2.1商品车要求“零”公里交货（即交车时车辆行驶里程不高于50公里）；
4.2.2运输时间：从装车到交到客户4S店或指定地点在一周内；
4.2.3商品车交车时无破损，否则按照厂家规定赔偿；
4.2.4相关保险费用包含在运输价格内，并由物流企业负责。
4.3相关信息和数据
4.3.1车型和数据
车型分类
车型外型尺寸（长*宽*高，mm）
可选择运输方式
A
3745*1505*1925
公路、船舶
B
3588*1563*1574
公路、铁路、船舶
C
3885*1695*1635
公路、铁路、船舶
D
4434*1708*1471
公路、铁路、船舶
表1
4.3.2运输方式和运输设备数据
运输设备
载运内尺寸（长*宽*高，m）
备注
专用汽车
19.6*2.40*
双层，平均可以装8辆
专用火车厢
17.0*2.69*(1.60上层，1.65下层)
双层，一列43节车皮
RO-RO船300、600、800个车位
高度满足车辆外尺寸
表2
4.3.3上年国内销售信息
区域
省份
各车型年销售量（台）
年总销售量（台）
A
B
C
D
汽车运次
总运量
东北
黑龙江
10180
2692
1940
288
150
14400
吉林
5476
1482
1268
153
7680
辽宁
8164
2173
1752
230
120
11520
内蒙古
5476
1482
1268
153
7680
华北
北京
17572
4592
2496
499
260
24960
天津
6820
1828
1560
192
9600
河北
12196
3210
1728
345
180
17280
河南
10852
2864
1536
307
160
15360
山东
10180
2692
1440
288
150
14400
山西
5476
1482
968
153
7680
西北
陕西
12116
918
788
2880
宁夏
6209
1311
172
1728
青海
6008
1259
944
1440
甘肃
7344
1345
792
1920
西南
重庆
1806
1207
415
1152
四川
9720
1728
1960
192
9600
云南
5344
1345
892
1920
贵州
6881
1483
968
2688
华中
安徽
9016
1918
888
2880
湖北
8838
1944
1191
138
6912
湖南
9368
1923
1124
124
6240
华南
广东
18752
2764
1936
307
160
15360
广西
2916
1518
988
2880
海南
1008
1259
744
1440
华东
上海
2008
1259
844
1440
江苏
12617
2730
1916
303
158
15168
浙江
6451
1658
1921
184
9216
华东南
福建
6612
1414
1230
2304
江西
6612
1414
1230
2304
合计
154022
39605
22003
4400
2292
220032
表3
4.3.4成本费用（单位：元/辆*公里）
A型车
B型车
C型车
D型车
公路
0.65
0.70
0.70
0.75
铁路
0.65
0.65
0.70
水路
0.60
0.60
0.60
0.60
表4
（铁路、水路运输成本中不含卸车、卸船前后的短途公路运费）
4.2要求
4.2.1仔细阅读参考资料。
4.2.2选择一个区域或多个区域作为研究对象，确定西安市到所选区域的各个省省会及二级城市（每个省份内挑选重要的二级城市5个左右）的运输距离。（如果由省会进行转运可计算西安市到省会距离+省会到各个二级城市距离。）
4.2.3计算西安市到所选区域各个省的二级城市的单程运输时间（分别计算各种可能运输方式组合所需时间，如到达沿海城市的运输时间为公路或铁路运输+水路运输时间）。
4.2.4计算上年各省各种车型每天平均需求量（一年按365天计算）。
4.2.5请根据上述相关信息进行此汽车制造企业的商品车销售物流的分析和优化
方案设计，相关信息可以根据情况适当合理假设。方案至少应包括以下内容：
第一部分：分析原物流操作模式存在的问题及其原因（见案例内容）。
第二部分：提出新的运输设计方案。
方案设计遵循满足服务要求前提下的成本最低原则。新的设计方案主要包含以下内容：
1)
确定使用的运输方式（公路、水运、铁路）组合。（例如省内可以用公路直运，沿海可组合公路/铁路/水路运输，省外内陆地区可组合铁路+公路运输…）
2)
根据你所设计的系统，描述需要哪些运输方式（公路、水运、铁路）？不同运输方式的运力资源如何配备（需要多少汽车、船舶和专用火车车厢）？
3)
绘制该项目运输网络节点布局图（可在地图上标出）。
4)
计算各省每次运输量。（每天平均需求量×订单周期）
5)
计算各省每年运输次数。
6)
计算合计运输批量与运输次数。
4.3以华北区域为例
4.3.1计算距离
4.3.1.1华北区域的省份：北京、天津、河南、河北、山东、山西。省份的二级城市:①北京：
②天津：
③河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
④河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
⑤山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
⑥山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
4.3.1.2以西安为中心分别计算到各省份的距离：
①公路
(单位：公里)
以西安为中心
直接到达的距离
经由省会转运的距离
北京
1081.4
天津
1105.1
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
482.3
372.3
643.5
537.5
410.8
530.2
482.3
136.7
188.5
78.0
265.2
97.2
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
796.1
703.1
930.9
1080.5
1212.6
1359.0
796.1
170.6
141.8
428.2
423.6
567.3
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
895.7
1185.1
1357.5
1419.0
964.7
1111.0
895.7
365.3
460.8
522.3
262.7
214.3
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
610.4
822.3
885.7
365.0
242.4
558.8
610.4
213.3
276.7
263.9
392.8
223.0
表5
②铁路：
（单位：）
以西安为中心
直接到达的距离
经由省会转运的距离
北京
1157.7
天津
1310.5
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
507.3
384.9
677.0
575.7
454.8
592.1
507.3
128.3
188.4
69.3
371.2
94.9
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
907.1
739.1
1034.5
1361.3
1501.1
1659.3
907.1
180.2
143.7
450.7
489.6
568.4
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
1170.0
1534.6
1664.9
1749.9
1199.0
1370.4
1170.0
367.8
498.1
574.4
343.2
203.6
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
1193.6
866.0
996.9
381.6
243.6
781.5
1193.6
222.7
352.6
273.3
411.4
285.7
表6
③组合运输：
（单位：）
以西安为中心
组合方式
运输方式
公路
铁路
水路
北京
796.1
297.3
天津
875.7
418.8
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
796.1
796.1
796.1
450.7
489.6
568.4
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
436.2
436.2
623.8
678.2
651.5
507.3
725.6
851.3
851.3
507.3
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
表7
4.3.2单程运输时间
4.3.2.1单程运输时间
（单位：时间）
以西安为中心
单程运输时间
单程运输时间
组合运输时间
运输方式
公路
铁路
公路+铁路+水路
北京
13h04m
12h34m
10h32m+1h20m
天津
12h16m
16h10m
3h40m+11h20m
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
5h39m
4h34m
7h03m
5h57m
5h13m
6h02m
6h42m
5h20m
8h17m
7h30m
7h13m
9h34m
河北：石-家庄（省会）、邯郸、保定、张-家口、唐山、秦皇岛
9h51m
7h35m
10h25m
10h34m
13h51m
15h14m
10h40m
11h11m
11h5m
15h52m
20h55m
23h31m
13h04m+7h47m
13h04m+8h11m
13h04m+8h02m
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
9h50m
12h55m
14h37m
15h23m
10h33m
12h02m
13h52m
18h52m
25h04m
25h34m
14h30m
16h45m
5h27m+6h42m
8h16m+6h24m
6h14m+9h38m
7h05m+9h38m
7h54m+6h42m
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
6h55m
8h57m
9h32m
10h32m
3h06m
6h24m
9h26m
15h25m
17h32m
6h32m
4h26m
9h31m
表8
4.3.3由省级汇转
以西安为中心
单程运输时间
单程运输时间
单程运输时间
运输方式
公路
铁路
水路
北京
13h04m
12h34m
天津
2h10m
2h16m
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
5h56m
1h50m
2h20m
1h16m
3h15m
1h16m
6h42m
2h11m
2h15m
2h17m
5h40m
2h30m
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
10h11m
2h15m
1h56m
5h10m
4h49m
6h15m
10h40m
3h12m
2h04m
7h43m
8h11m
8h02m
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
10h15m
4h26m
5h15m
6h00m
3h33m
2h37m
13h52m
4h33m
6h30m
9h00m
4h03m
2h30m
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
7h14m
2h40m
3h19m
3h26m
4h46m
3h07m
9h26m
4h23m
4h02m
4h29m
6h51m
6h16m
表9
4.3.4计算上年各省各种车型每天平均需求量
m----每天平均需求量
n----年总销售量
d----时间
得
单位（辆）
各车型每天平均销售量（台）
省份
A
B
C
D
平均运量
北京
天津
河北
河南
山东
山西
表10
4.4分析原物流操作模式存在的问题及原因
4.4.1存在的问题：
运输方式单一，主要是点对点运输模式；
旺季车辆严重积压、运力资源不足，甚至造成停产；
淡季运力资源过剩，运输司机业务不饱和，经济利益受损，司机抱怨；
运输提前期难以控制，不能均衡生产和运输。
4.5新的运输设计方案
4.5.1确定使用的运输方式
经过调查确定使用：
①经由省会汇转的方式运输。
②公路加铁路组合运输的方式。
③天津、河北（秦皇岛、张家口、唐山）、山东省（济南、青岛、潍坊、威海、烟台）采用公路加铁路的方式运输，其余采用公路运输。
4.5.2运输方式与运力分配
4.5.2.1运输方式为：公路与铁路组合运输
4.5.2.2运力分配
各车型每年平均销售量（台）
运输方式
公路
公路+铁路
省份
A
总计
B
C
D
总计
北京
17572
17572
4592
2496
499
7587
天津
6820
6820
1828
1560
192
3580
河北
12196
12196
3210
1728
345
5313
河南
10852
10852
2864
1536
307
4707
山东
10180
10180
2692
1440
288
4420
山西
55476
55476
1482
968
153
2603
表11
各车型每次订单平均需求运力资源
淡季
平常
旺季
省份
公路+铁路
公路+铁路
公路+铁路
北京
42（+19）+1
84（+37）+2
168（+74）+3
天津
16(+8)+1
32(+16)+1
64(+32)+1
河北
29(+14)+1
58(+27)+1
161（+54）+2
河南
27（+11）+1
53（+21）+1
106（+42）+2
山东
25(+11)+1
49（21）+1
98（+42）+2
山西
13(+7)+1
25(+13)+1
50（26）+1
表12
其中：A类车只能采用公路运输的方式，BCD类车可采用公路和铁路组合的方式运输。
北京：672/8=84（辆）[西安--北京]
294/8=37（辆）[西安--石家庄]
294/258=2（列）[石家庄--北京]
天津：252/8=32（辆）[北京--天津]
126/258=1（列）[北京--天津]
或者
126/8=16（辆）[北京--天津]
河北：462/8=58（辆）[西安--石家庄]
210/8=27（辆）[西安--石家庄]
或者
210/258=1（列）[西安--石家庄]
河南：420/8=53（辆）[西安--郑州]
168/8=21（辆）[西安--郑州]
或者
168/258=1（列）[西安--郑州]
山东：392/8=49（辆）[西安--济南]
168/8=21（辆）[西安--济南]
或者
168/258=1（列）[西安--济南]
山西：196/8=25（辆）[西安--太原]
98/8=13（辆）[西安--太原]
或者
98/258=1（列）[西安--太原]
各车型每次订单实际需求运力资源
淡季
平常
旺季
省份
公路+铁路
公路+铁路
公路+铁路
北京
58（27）+1
116（+53）+2
242+4
天津
河北
29(+14)+1
58(+27)+1
161（+54）+2
河南
27（+11）+1
53（+21）+1
106（+42）+2
山东
25(+11)+1
49（21）+1
98（+42）+2
山西
13(+7)+1
25(+13)+1
50（26）+2
表13实际运力需求表
4.5.3绘制运输网络节点布局图
以西安为起点，分别将各个省份的省会城市作为网络节点，形成物流网络，设计运输方式。
图1
华北区运输节点网络系统
图2
北京为起点网络图
图3
太原为起点网络图
图4
济南为起点网络图
图5综合网络图
4.5.4计算各省每次运输量
a----每天平均需求量
b----订单周期
c----各省每次运输量
得c=
省份
每天平均需求量
订单周期
每次运输量
北京
2（周）
138
天津
2（周）
河北
2（周）
河南
2（周）
山东
2（周）
山西
2（周）
表14
4.5.5计算各省每年运输次数
d----各省每年运输次数
f----各省每年运输量
g----各省每次运输量
得d=
各省每年运输次数
省份
f
g
d
北京
25159
138
183
天津
10400
180
河北
17479
182
河南
15559
181
山东
14600
183
山西
8079
176
表15
4.5.6计算合计运输批量与运输次数
合计运输批量与运输次数
运输批量
运输次数
北京
138
183
天津
180
河北
182
河南
181
山东
183
山西
176
合计
504
1085
表16
4.5.7成本费用
4.5.7.1距离
以西安为中心
经由省会转运的距离
运输方式
公路
铁路
北京
天津
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
482.3
136.7
188.5
78.0
265.2
7.2
507.3
128.3
188.4
69.3
371.2
94.9
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
796.1
170.6
141.8
428.2
423.6
567.3
907.1
180.2
143.7
450.7
489.6
568.4
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
895.7
365.3
460.8
522.3
262.7
214.3
1170.0
367.8
498.1
574.4
343.2
203.6
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
610.4
213.3
276.7
263.9
392.8
223.0
1193.6
222.7
352.6
273.3
411.4
285.7
表17
4.5.7.2费用
以西安为中心
经由省会转运的距离
运输方式
公路
铁路
北京
天津
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
1350.44
382.76
527.8
218.4
742.56
272.16
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
2229.08
477.68
397.04
969.01
1052.64
1222.06
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
735.56
2515.5
790.77
1070.92
1234.96
437.74
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
1709.12
597.24
774.76
738.92
1099.84
642.4
表18
4.5.7.3实际费用
以西安为中心
经由省会转运的距离
运输方式
公路+铁路
北京
2229.08
639.20
天津
2451.96
900.42
河南：郑州（省会）、洛阳、安阳、开封、南阳、许昌
1350.44
382.76
527.8
218.4
742.56
272.16
河北：石家庄（省会）、邯郸、保定、张家口、唐山、秦皇岛
2229.08
477.68
397.04
1198.4
1186.08
567.3
969.01
1052.64
1222.06
山东：济南（省会）、青岛、烟台、威海、临沂、潍坊
2507.96
1022.84
1290.24
11462.44
735.56
600.04
2515.5
790.77
1070.92
1234.96
437.74
山西：太原（省会）、朔州、大同、临汾、运城、长治
1709.12
597.24
774.76
738.92
1099.84
642.4
表19
五、心得体会
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关运输方案设计者方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验足。
过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。实验过程中，也对自我能力的考察，让我知道要努力学习，在成功后体会喜悦的心情。只有不断提升自己才能换来最终完美的结果。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
指导教师签字：
运输系统优化设计 篇6
1 优化前系统概况
1.1 地面储装运系统
井下原煤由主斜井胶带输送机提至地面, 直接进入SL-U1型螺旋筛, 经过筛分处理后, 大于50 mm的原煤进入手选胶带输送机, 经人工手选选出的矸石及杂物至排矸刮板输送机, 然后装入矿车运至矸石山;块煤则经过EP5012破碎机破碎后和粒径小于50 mm的筛下煤混合转送到送煤胶带输送机上, 再经过煤楼3部胶带输送机由卸料器卸入4座煤仓中, 通过火车外运销售, 或直接进入地面储煤场然后外运销售 (图1) 。
1.2 矿井主胶带运输系统
主提升斜井安装3部STJ-800普强胶带输送机, 带宽800 mm, 运输能力400 t/h, 担负矿井原煤运输任务。井下主要运输胶带机均为普强胶带机 (图2) 。具体运输流程如下。
(1) 庚一采区:庚组煤→庚一下山胶带→庚一集中胶带→庚组集中胶带→庚组煤仓→己二集中胶带→己二煤仓 (182 m3) →斜井胶带→地面。
(2) 己二采区:己组煤→己二集中胶带→己二煤仓→斜井胶带→地面。
(3) 庚三采区:庚组煤→庚三上山胶带→庚三集中胶带→庚三煤仓→己二集中胶带→己二煤仓→斜井胶带→地面。
2 存在问题
(1) 二矿庚组煤开采成本低, 但高富硫、高灰分, 受市场制约比较严重;己组煤是优质炼焦煤, 市场前景好。但二矿井下胶带运输系统己、庚组煤无单独的储煤仓, 不能分采分运, 无法实现资源的合理配采, 难于满足市场的需要, 综合经济效益低。而合理配采、实现分装分运分销, 可以调整产品结构, 提高产品附加值, 增加经济效益。
(2) 污染环境。二矿紧邻市中心, 原地面储煤仓容量仅1 750 m3, 无法满足不少于2 d储量要求的规定, 绝大部分原煤在储煤场落地露天储存, 不仅造成了煤炭资源丢失, 还污染了环境。
(3) 胶带运输和储装运系统能力不足, 与矿井发展不匹配。筛选系统简易安装, 设备处理能力低;矿井主斜井胶带输送机运量仅400 t/h, 整个系统能力为150万t/a, 无法满足生产需求。
(4) 胶带运输系统复杂, 装载点多, 设备档次低, 效率低。
3 优化设计基本思路
二矿可简单分为东西2大采区, 井下西部己庚二和己庚一采区生产己、庚组煤, 东部庚三及三水平只生产庚组煤, 如果在井下实现2种煤炭分运, 需要在主胶带斜井下部、暗斜胶带增加2个储煤仓, 根据煤种分时段运输;地面新建1套储装运筛选系统和4座储煤仓, 增大原储装运系统能力, 使己、庚组煤分别储存;将主系统普强胶带更换为高强胶带, 这样可实现己、庚组煤炭分运、分储、分销, 主运输能力和煤仓储装能力相应提高。
4 实施情况
(1) 储装运生产系统优化。在主斜井胶带机上延方向新建筛选系统, 原煤由明斜胶带输送机 (主斜井胶带输送机) 运送到筛分楼上, 由分叉溜槽进入到振动筛, 经过筛分处理后, 粒径大于50 mm的原煤流入手选胶带输送机被人工手选, 选出的矸石及其他杂物进入矸石仓, 经矿车运送至翻矸系统翻入矸石山;块煤经破碎机破碎后, 和粒径小于50 mm的筛下煤混合转载到上仓胶带输送机上, 经过配仓胶带输送机, 用卸料器按不同品种的煤卸入相应的新建煤仓中, 煤仓中的煤经过仓下给煤机、仓下胶带输送机和上铁路胶带输送机进入新装车点或原煤仓中, 通过火车外运。当储煤仓满仓时, 原煤进入储煤场储存, 然后经汽车外运销售。另外, 煤仓侧面留有汽车装车口, 也可用于汽车外运销售 (图3) 。
(2) 主要筛选设备选型。选用2台4DL2467型单梁激振筛, 1用1备, 处理量1 000 t/h;选用FP63AS型双滚齿破碎机, 处理量400 t/h;地面储装运系统共计安装6部胶带机, 带宽均为1 200 mm, V=2.5 m/s, Q=1 000 t/h。仓下给煤机选用甲带式给煤机, 新建4座储煤仓, 总容量26 000 m3, 己组煤和庚组煤各占2个仓。
(3) 由于明斜胶带运输巷第3部机头处有水平夹角, 先将主斜井胶带输送机前2部更换为高强胶带 (明斜胶带) 。拆除部分地面建筑, 在原筛分楼延长线方向建新筛选楼, 高强胶带输送机的驱动装置和卸载滚筒放在新筛选楼上部, 液压拉紧装置放在地面, 待土建工程、胶带机驱动、张紧装置安装完工后, 拆除主斜井前两部普强胶带, 更换为1部高强胶带, 这样减少了施工和安装时对生产系统的影响。改造后运输能力为1 000 t/h, 提高了600 t/h。
(4) 恢复完善井下原有部分巷道 (安装庚组集中胶带) , 新施工暗斜巷道1 500 m, 新建庚三煤仓 (2 000 m3) 、己一煤仓 (1 000 m3) 、己二煤仓 (1 200m3) 。
(5) 拆除庚三集中胶带和庚三上山普强胶带机。在暗斜、庚三上山各安装DTL100/800/4×315S高强胶带 (图4) 。
(6) 明斜巷道下段取直后, 拆除普强胶带, 将明斜胶带下延, 合为1部高强胶带。
(7) 己二集中巷新煤仓建好后, 拆除原来的3部普强胶带, 更换为1部高强胶带输送机。
以上方案分步实施, 自2009年5月起开工, 历时3 a, 于2012年4月全部竣工。
5 优化后运输流程
(1) 庚一采区:庚组煤→庚一下山胶带→庚组集中胶带→庚三上山胶带→暗斜胶带→明斜胶带→地面。
(2) 己一采区:己组煤→己一下山胶带→己一煤仓→己一集中胶带→己二集中胶带→己二煤仓→明斜胶带→地面。
(3) 己二采区:己组煤→己二集中胶带→己二煤仓→明斜胶带→地面。
(4) 庚三采区:庚组煤→庚三上山胶带→庚三煤仓→暗斜胶带→明斜胶带→地面。
6 结语
运输系统优化设计 篇7
青磁窑煤矿位于大同煤田的东北边缘, 井田面积10.8851平方公里, 核定生产能力120万吨, 批准开采侏罗纪2-2、3#、7-1、11-1、12-2、14-2共6层可采煤。共分为两个水平进行开采。一水平开采2#、3#、7#层, 其中2#层、3#层已开采完毕, 现已封闭;7#层南部煤层已开采完毕, 北部煤层还未开采。二水平开采11-1、12-2、14-2煤层, 利用上水平的两个车场, 通过开拓四条暗斜井 (材料、行人、皮带、回风暗斜井) 的方式进行延深。开采方式按水平进行集中开采, 各煤层中部重叠布置集中大巷, 集中大巷的东、西两翼分盘区进行开采。矿井现11#为主采煤层, 7#为配采煤层。
1 矿井通风系统
1.1 优化前矿井通风系统现状
井田内共有6个直通地面的井筒, 有4个进风井, 分别为:主井 (箕斗井) 、副井 (罐笼井) 、材料斜井和旧主斜井进风, 2个回风井, 分别为:东山风井服务于11#煤层, 竹林寺风井服务于7#煤层。
东山风井风机型号:2K58-NO.24
功率:TD118/44-8 800k W YB630-8 315k W
排风:5274 m3/min
竹林寺风井风机型号:AGF606-1.92-1.12-2
功率:三相异步电动机450k W
排风:4358 m3/min
矿井总进风量:9350 m3/min
总回风量:9632 m3/min
有效风量:9013 m3/min
有效风量率:96%
1.2 矿井通风系统存在问题
2011年2月20日竹林寺风井井筒2#层段密闭墙及周围的煤柱受2#层采空区火区燃爆及地压冲击垮落, 导致井筒着火, 临时封闭。东山风井服务全矿井的通风, 这是造成矿井风量不足的主要原因。
(1) 竹林寺风井出现问题, 暂时关闭, 总风量严重不足。
(2) 东山风井主扇服务期到, 需更换, 准备更换为大功率主扇。
(3) 东山风井井筒断面小, 通风阻力大, 需扩大断面。
(4) 7#层集中回风大巷断面小, 阻力大;尤其位于集中压力区200米长地段, 巷道受压后, 巷道断面不到4m2。
(5) 7#层巷道断面小, 整体阻力大, 配风困难, 需及时解决7#层的供风问题。
1.3 通风系统优化设计改造方案
本矿井7#层为薄煤层, 地质储量为907.7万t, 可采储量为305.8万t, 占矿井总储量的16%。为了解放本矿井11#煤层的开采, 必须加快本矿7#煤层的开采, 2.20事故后竹林寺风井暂时关闭, 矿井总风量严重不足, 为保证矿井的供风量, 针对东风井存在的问题, 经研究决定, 采取了以下措施:
(1) 更换东风井主扇。主扇型号为FBCDZ-№30两台, 电机功率为2×355k W, 主扇预计最大排风量12000 m3/min。 (该项目在半年前已启动, 原因为原主扇服务期已到, 此时主扇已加工完成, 到货, 立即组织人员进行更换。)
(2) 实施一系列降阻工程:
(1) 扩大原东山风井井筒断面。断面面积由原来的7.98m2, 扩大到13.5m2, 刷巷长度340m。
(2) 将7#层集中皮带大巷南部改为7#层辅助回风大巷, 并对该巷道进行维护, 解决集中压力区回风断面小的问题, 增加回风断面, 降低通风阻力, 由原来的两进一回变为两回一进。
2 矿井主运输系统
2.1 优化前主运输系统
7#层主运输路线:
工作面———盘区皮带大巷———7#层集中皮带大巷 (3部皮带) ———876煤仓 (500m3) ———箕斗井———地面
11#层主运输路线:
工作面———盘区皮带大巷———11#层集中皮带大巷 (3部) ———11-14#层缓冲煤仓 (深30m, 容量600m3) ———爬坡皮带 (14#-11#) ———11#-7#层暗斜井皮带———876煤仓 (500m3) ———箕斗井———地面
2.2 主运输系统存在问题
(1) 主提升箕斗井位于井田的南部, 现7#、11#层作业区位于井田的北部, 两层煤设立单独的主运输系统, 运输线路长, 环节多, 占用设备多, 运行费用高;
(2) 系统中主煤仓容量小, 只有500m3, 不能满足生产需求;
(3) 7#煤层没有缓冲煤仓, 7#层开采受到极大限制;
(4) 7#层集中皮带巷位于集中压力显现区, 巷道受损严重, 运输设备、作业人员的安全受到极大威胁, 受损巷道受空间限制, 无法进行有效维护, 存在重大安全隐患。
2.3 主运输系统优化改造方案
本矿井下主运输为皮带运输, 7#、11#层分别设置主运输皮带, 矿井存在皮带多, 管理难度大, 运输线路长的缺点, 且中间没有缓冲煤仓, 都是皮带直接搭接运输, 若一步皮带出现故障, 整个运输系统系统就处于瘫痪状态。增设煤仓、减少皮带数量是运输系统优化关键。经过研究, 结合7#层运输系统想避开压力区的想法, 确定在7#层的北部建设一座煤仓, 7#层的煤可全部进入煤仓, 煤仓的下口位于11#层的主皮带上, 由11#层主运输皮带运出。
7#-11#漏煤眼为圆形立式煤仓, 煤仓深73m, 直径为4m, 其容积为1400m3, 净断面19.625m2, 下口安装K4给煤机, 使7#层的煤经7#—11#层漏煤眼漏在11#层集中皮带上。这样主运输系统有了缓冲, 同时减少3部皮带 (总长2300m) , 也避开了集中压力区, 运输系统得到优化。
3 矿井辅助运输系统
3.1 优化前辅助运输系统路线
7#辅助运输路线:材料斜井———930井底车场 (2#层) ———107暗斜井———876井底车场 (7#层) ———7#层集中轨道大巷———盘区轨道大巷———工作面
11#辅助运输路线:材料斜井———930井底车场 (2#层) ———2#-11#层轨道暗斜井———11#层集中轨道大巷———盘区轨道大巷———工作面
备注:
(1) 材料斜井:地面—2#层930车场, 坡度21.5度, 断面13.08M3、斜长600米, 提升绞车型号JK-2.5/30E单滚筒提升机, 井筒内铺设30KG/M单轨, 一坡三挡装置齐全。
(2) 930车场为水平车场, 辅助运输采用蓄电池电机车运输。
(3) 107暗斜井为2#—7#层, 坡度25度, 斜长150米, 提升绞车为55调度绞车, 不符合相关规定, 若作为提升暗斜井必须更换提升绞车。
(4) 集中轨道巷运输:7#层利用调度绞车运输、11#层采用蓄电池电机车运输。盘区和工作面顺槽巷运输采用调度绞车牵引运输。
3.2 辅助运输系统存在问题
7#层辅助运输存在问题多, 需亟待解决:
(1) 7#层集中轨道巷, 是开采7#层北部煤层的唯一通道, 多次因矿压显现造成巷道地鼓、片帮严重、支护损坏, 但该巷道存在重大安全隐患。
(2) 107暗斜井 (2#-7#层) 巷道状况差, 配置提升设备不符合规定, 存在重大安全隐患。
(3) 7#层轨道巷受压力区影响, 底鼓严重, 轨道倾斜, 维修工程量大, 调度绞车占用多, 运输困难。
3.3 辅助运输系统优化方案
矿井辅助运输系统较为复杂, 7#层、11#层辅助运输系统都是独立的系统。7#层为旧系统, 巷道都是煤层巷道, 巷道起伏大、断面小、不规则、动用的调度绞车多、运输困难, 尤其现矿井机械化程度高, 采掘设备体积大, 该系统已不适应矿井目前的需求。同时该系统经过集中压力区, 在使用过程中, 人员及设备的安全受到极大的威胁, 必须进行优化改造。11#层运输系统为新建系统, 巷道设计为水平巷道, 断面大, 运输采用蓄电池电机车牵引运输, 人员可乘坐平巷人车, 运输安全简单。为此, 决定在井田的北部, 施工一个暗斜井, 由该暗斜井联通7#北部采区至11#层水平大巷, 解决7#层辅助运输问题, 该暗斜井完工后, 7#层旧的辅助运输系统停止使用, 也避开了压力区, 解决了系统存在的大隐患。
(1) 7#—11#层轨道暗斜井参数:
7#-11#材料暗斜井全长205.585米, 坡度23°44′22″, 半圆拱断面, 净断面12.13m2, 下部车场及绕道全长82.55米, 与11#层集中轨道巷相通, 净断面12.13m2, 7#层上部车场及甩车场全长80米, 与7#层集中轨道巷相通, 净断面12.13m2。暗斜井铺设30kg/m道轨并安装2.5米提升绞车。其详细规格、支护方式见图。
(2) 行人系统设计改造方案
新开拓的7#—11#层材料暗斜井设计安装摘挂式猴车, 既解决了7#煤层北部采场的下料问题, 也解决了行人问题, 新7#层辅助运输系统路线为:
地面———罐笼井———2#层井底车场———2#———11#层猴车暗斜井———11#层集中轨道大巷———7#—11#材料暗斜井———7#层集中轨道大巷 (北部新掘轨道大巷) ———盘区轨道大巷———工作面
C、该暗斜井也是矿井通风降阻工程的一部分。
经过通风网络解算, 新开拓7#—11#层材料暗斜井, 可以把11#层的风通过该暗斜井引到7#层, 增加7#层的总风量。
目前系统已全部按计划优化改造完成, 矿井总进风量达到9600m3/min, 通风基本满足矿井生产的需求。主运输系统优化改造得到员工的认可, 系统的抗灾能力得到加强, 运输系统简化, 运输能力加大, 7#层综采工作面能连续进行作业, 产能得到释放。辅助运输减少40部调度绞车。
4 结论
4.1 彻底甩开7#层集中应力区, 提高了矿井抗灾能力, 创造了不可估算的安全效益;
4.2 缩短了运输路线, 减少皮带运输的各项损耗, 省去了原来的两部皮带运输, 创造了经济效益;
4.3 优化了通风系统, 原来的7#层集中皮带大巷南部作为回风巷使用, 由原来的二进一回变为二进二回。解决了矿井7#北部煤层开采由于风量不足而制约生产接替紧张局面。
参考文献
[1]邓军, 徐精彩, 文虎.采空区自然发火动态数学模型研究[J].湘潭矿业学院学报, 1998 (01) .
[2]黄元平.矿井通风[M].中国矿业大学, 1986:23-45.
[3]赵以惠.矿井通风与安全[M].中国工业出版社, 1992:50-61.
[4]王英敏, 主编.矿井通风与安全[M].北京:冶金工业出版社, 1988.
[5]王为秦.矿井扇风机的技术测定[M].中国工业出版社, 1996:32-34.
某红土镍矿开拓运输系统优化 篇8
关键词：红土镍矿,铰接式卡车,刚性卡车,开拓运输系统
1 项目概况
某红土镍矿项目位于赤道附近热带地区,项目主要由矿山(含选厂)、冶炼厂和矿浆输送管路三部分组成。矿山的采矿能力要保证每年向冶炼厂提供321万t干矿量,由于受原矿含砾、含水和Ni品位不同的影响,实际采矿场每年采出的矿石量变动较大,设计年采矿规模为527万～650万t的含砾湿矿,平均规模为570万t/a。平均剥采比为0.5 t/t。
2 矿床特征及开采技术条件
本项目开采权范围内的矿床主要包括3个矿区,分别称为A区、B区和C区。其中,A区勘探级别较高,储量大,矿体连续,开采条件好,探明以上级别资源量占86%。故A区作为首采矿区。A区面积约7.2km2,区内地势相对平缓,山峰最高标高810m,最低标高654m。矿区内红土矿由6层组成,分别为腐殖土层、红色褐铁矿层、黄色褐铁矿层、残积层、含砾石的残积层及基岩,矿层的结构和特征如图1所示。
腐殖土层是黑棕色到黑色含有腐殖质的土壤,厚度为几厘米到几米。腐殖土层镍钴的含量相对低于下部的褐铁矿层,该层镍钴品位在边界品位以下,是采矿中主要剥离对象。腐殖土层也是矿区复垦的重要表土层,所以剥离过程中需要集中堆存,并合理保护防止被雨水冲走。
褐铁矿层又分为红色褐铁矿层和黄色褐铁矿层。红色褐铁矿层为氧化运移的褐铁矿层,厚度从1m到10m不等,平均厚度小于3m。层中包含有极细的饱和粘土,该层呈现红色。红色褐铁矿层和下部的黄色褐铁矿层之间的分界面上分散有铬铁矿粒和结核,是两层分界的标志。该层和上部腐殖土层之间是渐变过渡的。红色褐铁矿层也是采矿剥离的主要对象,采矿生产中应该充分利用两矿层间的不同特征指导生产。黄色褐铁矿层的颜色多样,在微黄褐色、微红褐色到桔黄赭色之间变化。矿层为多孔状,有可塑性,岩石的残余结构比较少。主要的特征矿物是锰钴土和锰条纹或锰花,以及断壳状锰矿石。全区均有铬铁矿粒分布,不受平面位置和层的限制。该层是主要的镍和钴矿化层。钻孔记录的最大厚度为28m。平均厚度小于10m。黄色褐铁矿层是主要开采对象,厚度大,且连续性好,有利于采场布置。
残积层是基岩经过风化变质的产物,呈棕色。残积层最显著的特点是仍然保留着原岩的原始结构和矿物的晶体结构,厚度最深达到17 m。平均厚度5m左右。残积层包含有硅镍矿、含水的镍镁硅酸盐,该矿物相应地增加了该层镍的品位。该残积层也是镁品位增加的标志,镁的品位由1%增加到2.3%。镁的含量可以用于圈定分解了的铁镁质矿物的边界。残积层很好地保留了残留的断层。在一些地方,这些断层穿透含砾石的残积层和基岩,断层不能通过上覆的褐铁矿层。断层不规则分布在整个残积层中,并且穿切砾石。
含砾残积层由纯橄榄岩砾石和残积层结构相同的物质组成。在钻孔柱状图中,纯橄榄岩芯前150mm被定义为含砾残积层。通过GPR已经比较好地确定了含砾残积层的顶面。该顶面和地形的起伏不一致。残积层和含砾残积层在层位划分上比较灵活,实际生产区分也比较困难。所以,推荐残积层和含砾残积层合并开采。
基岩主要是纯橄榄岩,偶尔可见斜方辉橄榄岩、辉岩和辉长岩。纯橄榄岩轻微蛇纹石化带有浸染状铬铁矿粒和叶蛇纹石脉。纯橄榄岩呈橄榄绿色,块状。钻孔和试采坑均发现基岩的顶面不规则,随着深度的增加,残积风化的砾石分布比较有规律,高和低的呈束状或串状分布。高的地方沿断层的主控制方向形成突起,这种被称为“尖礁”分布在不易风化的地方,这种“尖礁”也被称作牙石。“尖礁”对采矿影响较大,“尖礁”上部延伸到残积层时,就需要先清除“尖礁”再采矿。
本项目符合红土矿一般特点:矿床成平面分布,面积大,厚度相对不大(10m左右),比较连续。矿石形态主要以土质为主,不需要爆破,可以直接铲装。且由于矿区地处热带,年降雨量达4 500mm以上,降雨对露天开采影响较大。
3 开拓运输方案的选择[1]
根据矿床赋存条件和环境条件,本矿适宜于露天开采,也适宜于采用传统的公路—汽车开拓运输方案。但由于本矿区地处热带雨林地区,雨季从11月至次年4月,持续时间长,且降雨频率高、强度大,见表1。对采矿方面的影响主要有:①强降雨影响司机视线,使装载作业效率降低,使运输卡车运行速度降低;②强降雨可能把路面冲刷的凹凸不平或冲断道路,也可能使部分排水不畅路段积水,增加卡车通过困难;③低洼采场积水大,若不能及时排水,影响采矿作业;④推土机无法作业,挖掘机粘铲斗严重;⑤影响筑路作业;⑥强降雨时剥离作业较困难,因为表土更容易被雨水冲走。
由以上分析可以看到,矿区降雨对采矿生产特别是开拓运输系统的影响非常大,如果采用传统的露天刚性卡车运矿,出车率会大大降低,实际有效采矿天数将不会超过200天。为了保证采矿生产实现设计推荐的生产规模,设计提出了铰接卡车运输方案。与刚性卡车相比,铰接卡车的主要优点为:对路面质量要求低,湿滑路面、泥泞路面、坑洼路面都能通过,较少打滑、陷车等现象。铰接卡车主要缺点:铰接卡车载重量一般较小,对于采矿工作面较短而规模要求较大的矿山不适用。铰接卡车比同吨位的刚性卡车价格要高。
3.1 卡车购置费用比较
铰接卡车采用三点式悬挂结构,允许车轮独立运动,从而实现铰接式卡车在崎岖不平地形上运输。另外铰接卡车采用带自动补偿的液压/机械转向、5种不同驱动组合和宽大轮胎等,以上结构特征共同保证了铰接卡车的运输效率比同吨位的刚性卡车高许多。故在矿山设计选型比较中,铰接卡车应和其效率相对应的较大吨位刚性卡车比较才更合理。设计推荐55t矿用刚性卡车方案和37t铰接式卡车方案进行比较。两种设备购置费用比较见表2。
从购置费用来看,选用55t刚性卡车时设备总价为6 270万元,选用37t铰接卡车时设备总价为6 720万元,比刚性卡车方案多投资450万元。
3.2 运营成本比较
两方案的可比运营成本中,主要为每年采场内的筑路成本和油耗成本。
3.2.1 采场内筑路成本
铰接卡车对路面质量要求低,不需砾石铺路。刚性卡车需要修筑较高等级公路,而且采场作业平台需要砾石铺筑,每米平台都需要铺筑,否则,刚性卡车很难驶出采场。铰接卡车爬坡能力强,满负荷最大爬坡能力可达55%,设计推荐道路最大坡度20%,平均15%。刚性卡车道路平均坡度10%。
与刚性卡车相应的筑路工程量计算参数见表3。刚性卡车和铰接卡车筑路成本比较见表4。
由表4可看到,选用55t刚性卡车运输时,每年的筑路费用比选用37t铰接卡车要多支出费用约238万元。
3.2.2 油耗成本比较
刚性卡车平均吨公里耗油0.057kg,铰接卡车平均吨公里耗油0.055kg;年运输含砾湿矿量570万t/a,平均运距1 200m;年运输废石量285万t/a,平均运距300m;刚性卡车载重55t,铰接卡车载重37t,刚性卡车由于对道路要求较高,按运距增加10%计算,则刚性卡车年油耗量为:0.057×(5 700 000×1.2×1.1+2 850 000×0.3×1.1)×1.25≈603t,其中1.25为运输不均衡系数;铰接卡车年油耗:0.055×(5 700 000×1.2+2 850 000×0.3)×1.2≈508t,其中1.2为运输不均衡系数;每吨柴油按5 500元计算,选用刚性卡车时,每年燃油费用为:603×5 500≈332万元。选用铰接卡车时,每年燃油费用为:508×5 500≈279万元。
3.3 开拓运输方案的确定
通过以上比较分析可知,从设备投资的角度看,刚性卡车方案可节省投资,从运营成本角度看,铰接式卡车的运营成本较小。若按10%的折现率考虑,两方案的年折算费用分别见表5。
铰接卡车方案的年折算费用较小,故推荐采用公路开拓—铰接卡车运输方案。最终确定的开拓系统主要包括:矿区主干公路、采场内部道路、装矿平台等。其中矿区主干公路筑路等级要求较高,相当矿山三级公路;路基需要压实,道路两旁需设排水沟,要求铺碎石路面。路面应及时维护,防止大雨破坏路面。
矿区主干公路可以随采区变动适当调整。公路所处的位置需要采矿时,可以先修筑临时道路,当矿石开采完后,将道路重新修筑在矿体底板岩石上,这样可以保证主干公路的稳定和安全,又不因为公路压矿而损失矿石。
由主干公路到每个采场的连接道路为分支道路。分支道路可以降低筑路等级,坡度适当加大,标准根据实际要求而定。因为随采场变化,分支道路修筑量较大,即每米分支道路所负担的矿石运输量有限。
进入采场后就以装矿平台为运输道路,由于褐铁矿含水率高、塑性大等特点,所以,装矿平台的道路需要推土机及时维护,疏通积水,填平路坑,个别特殊较软的地方用适量砾石铺垫。根据国外红土矿生产经验,当铰接卡车通过装矿平台时,即使出现陷车,铰接卡车也能通过特殊操作步骤,自行解决困难。但是,为了提高运输效率,应尽可能保持装矿平台平整,提高卡车运输速度。
4 结语
根据国外红土矿开采经验以及国内类似土质矿物开采经验,矿用刚性卡车对土质矿物开采效率较低,缺点多。主要原因是土质矿采场随地形变化较大,筑路条件差,刚性卡车对道路标准要求高,很多情况无法满足修路条件。另外刚性卡车对多雨作业条件适应性差。而铰接卡车由于其特殊的结构和较强的驱动力,更适合在无路或松软泥泞的作业场所使用。总之,对于类似条件露天矿山的开采,选用铰接卡车以及与其相适应的开拓系统在技术上和经济上更优。
参考文献
[1]采矿设计手册(矿床开采卷上)[M].北京:中国建筑工业出版社,1986.75-113.
煤矿运输强力皮带优化设计 篇9
1.1强力皮带相对普通皮带有优势
带式运输机不仅有运量大、运送距离长、可以连续工作等优点, 还可以减少人力的使用, 可以保障运输的安全。随着煤矿生产机械化和自动化水平的不断提高, 对煤矿运输设备的要求也越来越高, 因此需要更为安全高效的强力皮带运输机, 强力皮带运输机不仅有着传统普通皮带运输机的优点, 还可以在更大的范围内适应煤炭运输的要求, 运输量更大速度更快, 因此很多煤矿企业选择运用强力皮带运输设备。所以在一定程度上应该对强力皮带运输机进行优化设计。
1.2强力皮带对安装要求高
强力皮带运输机在使用上更为便利, 但是在安装上对材料和安装技术的要求也很高, 很多煤炭企业需要运用强力皮带运输机进行运输底下的煤炭, 但是却没有相应的技术人员和原材料对运输机进行规范的安装, 导致强力皮带运输机在使用上不能达到应有的效果。还有很多不规范操作的行为是强力皮带运输机在使用时甚至会威胁工作人员的身体健康因此必须对强力皮带运输机进行优化设计, 使安装使用更为便利更容易被人们所接受。
1.3减少企业成本保证利益
强力皮带运输机的工作效率可以和两部普通带式运输机的工作效率相媲美, 因此使用强力皮带运输机可以减少机器成本的投入, 还可以减少对看护机器和维护成本的费用, 这样煤炭企业生产成本就大大降低了。而强力皮带运输机的工作效率却会在很大程度上提升, 生产出来的煤炭资源只增不减, 对煤炭企业也有着很大的好处。所以加强对强力皮带运输机的优化设计, 在更大范围上推广运输机对煤炭企业的利益有着紧密的关系。
二、优化设计的方案
2.1注意安装规范和参数
在进行安装强力皮带运输机时应该注意说明书上对运输机参数的描述和安装的规范, 按照规范进行安装, 根据参数选择强力皮带最为合适的安装地点。首先应该明确安装强力皮带运输机的最大倾斜角是35°, 在安装时选择地点的角度不能大于35°。还要注意使用过程中的注意事项, 皮带的最大运输能力为400吨每小时, 在使用过程不能超过这个参数, 否则会导致运输机故障。要注意对使用中必要细小材料的选择, 逆止器是强力皮带运输机的必要材料, 在选择是应该选择结构紧凑、安装方便、使用低转速的逆止器。这样就可以在最大限度上满足强力皮带运输机在使用中对防止逆转要求。
2.2装载强力皮带机倾角的选择
按照说明书的参数要求强力皮带运输机的最大倾斜角为35°, 但是在安装时不能将强力皮带安装在运输机所能接受的最大倾斜角处, 因为原煤的安息角只有30°, 而且在安装过程中会受到原煤滑落的撞击的影响, 因此不能把强力皮带安装在倾斜角35°的地方。在装载强力皮带运输机时可以将强力皮带安装在30°以下的区域, 这样就能够保证原煤在进入运输机时相对稳定, 不会对运输机造成损坏。如果要将强力皮带运输机放在最大倾斜角进行工作时, 要保证原煤在传送带上相对稳定之后才能将强力皮带放在35°的倾斜角进行工作。
2.3使用中注意事项
第一, 用强力皮带的过程中, 要保证电力的控制要相对稳定, 在运输过程中保持一直一交的变频控制, 保证皮带机的启动和运输过程中的平稳。第二, 要为防止在运输过程中原煤的滚落和撒货, 上皮带设置了封闭的防撒网防护设施, 在每隔十米还应该有一个挡煤的装置, 防止在运输过程中原煤的上下跳动, 这样能有效地防止杂物或者煤块进入到皮带内部, 损坏皮带的运输, 严重时可能会造成机尾拉翻的损坏和断带的重大事故。第三, 还应该注意在煤炭运输过程中的产量不能确定, 皮带机的实际运输量也不能确定, 因此在使用过程中要根据实际情况对皮带机进行合理的调整, 把煤流对强力皮带运输机的影响降到最低。第四, 在使用过程中还应该注意不能在短时间内多次启动强力皮带, 启动设备之前运输带上应该是没有煤块的。第五在使用的过程中还应该注意检查设备有没有出现漏油的情况, 定时的补充油量。第六发现使用过程中任何部件发生损坏都应该及时停止操作, 进行更换设备零件不能拖拉。
2.4对煤炭的要求
由于强力皮带运输机倾斜角达到35°, 因此原煤粒度大小对运输的稳定性有着很大影响, 较大的原煤在运输时很不稳定, 这些较大煤块在运输过程中会自动向前滚动, 在运输的煤量较少时这种情况更为明显, 严重时也会造成很大的事故, 针对这种情况, 解决办法有可以通过地下开采时将每块进行粉碎, 或者保证运输时的煤量一直处在一个较大的水平, 这样较大煤块向前滚动的概率就会降低。最为有效的办法是设置筛板, 较大的煤块统一运输, 这样也能保证煤块的粒度, 原煤的水分也应有相应的要求, 在运输中的原煤水分不能超过10%, 这样就能保持摩擦力, 确保运输安全。
2.5运输中皮带的磨损
运输过程中对皮带的磨损情况十分严重, 因此在皮带磨损时应该及时进行修复, 对已经磨损的胶条进行冷粘的处理, 及时进行修补才能保证运输中皮带的摩擦力, 更加安全的运输煤炭。运输带上的煤块不能超过使用说明中规定的吨数, 不能盲目追求高效率。
3、进行优化设计后产生的效益
3.1运输更深层次的煤炭变得更加便利
我国煤炭储量丰富, 但是大多数煤炭的埋藏较深, 在运输和开采上都有很大的难度, 在强力皮带机进行优化之后, 就可以使更多的地方运用到强力皮带运输机, 开采的煤量会进一步增多, 地下深层的煤也可以发掘出来并通过强力皮带运输出来, 这样的话我国的煤储量就能达到更高的水平。深层煤炭比表层煤炭的质量更为优秀, 可以满足人们的各种需求, 煤炭与人们的生活息息相关, 只有保证煤炭的储量和运输的便利才能使人们的生活有重要的保障, 因此强力皮带运输机在煤炭企业中的优化设计, 推进到更大范围内的使用, 对煤炭的生产有着不可估量的好处。
3.2减少成本, 利益获取最大化
对于企业来说获得利益最有效的方法就是降低成本, 煤炭强力皮带运输机可以省去企业运用大量接卸设备的麻烦, 企业只需要运用少量的强力皮带就能代替多台普通皮带, 这样就节省了大部分的时间和金钱对这些设备进行护理和看护, 这样节省下来的钱就可以接着投入到生产中, 生产出更多的原料保障市场需求, 也可以使企业自身的竞争力提高, 占领更多的市场份额, 对企业的发展有着很大的好处, 因此煤炭企业改用强力皮带运输机可以降低成本, 获得更大的利益。
4、结语
对强力皮带进行优化设计之后, 使用过程中出现问题变少, 生产效率得到了很大程度上的提高。
摘要：强力皮带在运输机在使用过程中会出现像跑偏、打滑、发出异响等问题, 这些问题大都是因为强力皮带设计不合理引起的, 本文对这些故障进行仔细研究, 发现将强力皮带进行优化设计之后就能解决这些故障, 并且提高工作效率。
关键词：煤矿运输,强力皮带,优化设计
参考文献
[1]姚金林, 等.综采工作面注水防尘研究[J].湖南科技大学学报 (自然科学版) , 2009, 19 (4) .
[2]傅贵, 等.软煤层综放工作面注水防尘中的工艺问题[J].中国安全科学学报, 2009, 9 (4) .
成品油运输系统的构建及其路径优化 篇10
关键词：成品油,运输系统,路径优化
引 言
随着全球一体化进程的加速以及我国成品油市场逐步实现对外开放, 我国的石油行业已经面临越来越严峻的挑战, 与国外大的石油公司相比, 我国的成品油物流成本很高, 而物流成本中最主要的还是成品油运输成本。物流成本的偏高就会导致企业市场竞争力的下降, 因此, 对成品油运输系统进行研究构建是很必要的。
1 文献综述
美国和欧洲是目前世界成品油进口量最多的国家, 因而这些国家和地区关于成品油输送网络的优化研究较国内深入一些。Sear (2005) 开发编写了一个可以应用于下游石化公司到消费城市的网络模型程序[1]。Raghavendra D.Rao (2002) 运用一个动态优化模型对印度的一个油库的输入和输出进行了优化模拟, 在优化过程中主要考虑了上游石油生产企业的产量对油库运行的影响, 优化模拟结果表明, 上游石油生产企业参与油库将油库纳入自己的运行体系, 可以产生巨大的经济效益[2]。巴西圣保罗大学的Sergio M.S.Neiro and Jose M.pinto (2002) 提出了一个用于石油供应链的子系统的规划优化模型, 该模型对成品油的输送进行了优化设计, 并将该模型用于巴西南部石油管道输送管网的优化设计, 验证了模型的有效性[3]。但由于各种原因, 国外对于成品油运输的研究仅仅局限于某一地区或城市, 针对于全国或更大范围内的成品油输送系统的构建及其优化研究尚且较少。
由于早期我国成品油运输一般按照国家计划体制进行运作, 因此对成品油运输系统方面的研究也偏少。尹强研究了我国现有成品油运输配送的弊端, 并提出建立成品油配送中心的必要性和优越性, 以及科学的运输系统的紧迫性[3]。但仅仅是研究了以省为利润中心, 而没有从根本上解决现有成品油运输体系的缺陷。何春林提出了系统化的整合思想, 但也只是从战略层的角度做了一般性的假设[4], 没有详细涉及到系统运输分配问题。
2 成品油运输方式及运输流程
2.1 成品油运输方式的分类
由于成品油易燃易爆等一系列特性, 其运输方式的选择也有很大局限性。根据运输设备和运输工具的不同来分类, 成品油运输方式可以分为公路运输、铁路运输、水道运输和管道运输。
2.1.1 成品油铁路运输
成品油铁路运输需要采用运输载体, 一般使用铁路槽车来运送。这种运输方式不大受自然条件限制, 对于没有水运条件的地区, 几乎所有大批量成品油都是依靠铁路运输, 这是在干线运输中起主力运输作用的运输形式。但铁路运输方式灵活性较差, 由于只能在固定线路上运输, 还需要其它运输手段配合和衔接。
2.1.2 成品油水运运输
成品油水路运输是在成品油干线运输中起主力作用的运输形式。主要承担大数量、长距离的运输, 同样需要载体, 一般使用油船、油驳运送成品油。
2.1.3 成品油公路运输
成品油公路运输是主要使用油罐汽车在公路上进行成品油运输的一种方式。成品油公路运输主要承担近距离、小批量的成品油运输是可以采取“门到门”运输形式, 即从成品油发货方门口直到收货方门口, 而不需转运和反复装卸。
2.1.4 成品油管道运输
成品油管道运输是利用管道输送成品油的一种运输方式。其运输形式是靠成品油在管道内顺着压力方向循序移动实现的, 和其它运输方式的重要区别在于, 管道设备是静止不动的。
2.2 成品油运输方式选择应遵循的基本原则
选择成品油运输方式, 一般遵循以下基本原则:安全性原则, 及时性原则, 准确性原则和经济性原则。
(1) 安全性原则。成品油按危险性划分属于危险化学品中的第三类易燃液体类, 具有易燃、易爆、有一定毒性等危险特性。在运输、储存过程中, 若处理不当, 极易造成事故, 轻则影响生产, 造成经济损失, 重则造成人员伤亡, 严重污染环境。
(2) 及时性原则。运输的及时性是由运输速度和可靠性决定的。运输速度的快慢和到货及时与否不仅决定着物资周转速度, 而其对于社会再生产的顺利进行影响至关重要。成品油作为一类危险物质, 在注意运输安全性的同时, 要合理根据实际情况合理安排运输方式, 以保证运输的及时性。
(3) 准确性原则是指货物在运输过程中准时准点到货, 无差错事故, 准确无误地完成任务。货物运输的准确性在很大程度上与运输方式有一定关系, 而成品油易燃易挥发的特性决定了运输方式的选择对于做到准确性是至关重要的。比如传统的铁路, 汽车或水运都需要有载体才能运送, 而载体的选择又是一个关键。
(4) 经济性原则是衡量运输效果的一项综合性指标, 因为安全性, 及时性, 准确性三原则中考虑因素在一定程度上均可转化成经济因素, 但是这里的经济性原则强调的是从运输费用上考虑选择运输成本低的运输方式。运输费用是影响物流系统经济效益的一项主要因素, 因此按经济性原则选择运输方式是遵循的主要原则。
2.3 成品油运输流程分析
详细的说, 成品油运输可以分为两个过程:第一次运输过程是从炼油厂到成品油库, 第二次运输过程是从成品油库到加油站。成品油物流运输配送中涉及的库站多、容量巨大、运输路线长、网络复杂, 做好成品油的运输问题分析是一个庞大的系统工程。
成品油运输总流程可以用下图2表示:
第一次运输是指成品油从各大炼油厂到各个油库中心。由各个油库中心 (成品油销售企业) 对油品资源调度控制部门进行进货申请, 并由相应的部门进行油品调度以及相关的资源帐务结算等。具体的运输流程呈网络形式, 如图3所示:
图中表明:一个油库中心不仅仅可以只向一个炼油厂进行进货申请, 而是可以多方订货;同样, 一个炼油厂也可以向多个油库中心运油。
第二次运输指的是油品从各个油库中心经过市级、地县级石油公司, 直至加油站, 最终被消费者消费的过程, 同时还包括由配送中心直接供社会终端用户消费和由批发中心向社会经销商批发的过程。如图4所示:
图中表明:第二次运输过程涉及到的主体更多了, 第二次运输的目的是成品油最终运到消费者手中得到消费。一般是从第一次运输的终点油库中心经过加油站, 最后被消费者消费;这个环节还有一种特殊形式就是炼油厂直接运输给消费者, 省去了中间环节。
3 成品油运输系统构建及其路径优化
3.1 我国成品油运输系统存在的问题
(1) 目前由于我国国民经济发展不平衡, 成品油消费市场相对分布在华东华南等经济发达地区, 而炼油厂又大部分分布在东北和西北地区, 这就使得成品油在我国必须经历长途运输, 直接导致了成品油运输的高成本问题。
(2) 周转过程太繁琐, 在我国成品油运输要经过省市县等各级油库, 而这些周转中有很多是低效甚至是无效的。这无形中就增加了成品油的运输费用, 降低了经济效益。
(3) 我国的国情决定了成品油的长途运输, 在短时间内可能很难完全改变这种状况, 但是应该采取相应的措施去将这种状况带来的损失降到最低。在运输路线和运输方式上进行改进, 我国在这一点上做得还比较缺乏。在我国成品油运输主要还是依靠铁路为主, 铁路要进行装卸, 编组等环节, 运行时间较长;而且只能单程装运, 空车返回, 利用率较低;而且运输途中损失较高。
总的来说, 我国成品油运输系统存在的主要问题还是运输路线上的问题。由于各种主客观条件, 导致成品油逆流和回流等现象发生, 运输工具利用率较低。
3.2 成品油运输系统的构建
据上文所知, 成品油运输分为两个过程。第一次运输是从炼油厂到成品油库;第二次运输是从成品油库到加油站直至消费者最终消费。由于成品油运输涉及到很多加油站和油库及炼油厂等个体, 网络线路复杂, 而且成品油的运输对成品油整个物流过程至关重要, 因此对成品油的运输路线优化是很有意义的。本节将以运输费用最小化为目标来建立运输模型。 由前文的内容很明显知道:成品油的运输问题是一个典型的多点对多点的问题。
3.2.1 模型建立的假设条件
在该模型中, 假设某一炼油厂向某一油库或某一油库在向某一加油站或直接到顾客的运输过程中的成本差异可忽略不记。
3.2.2 模型考虑因素
整个运输过程所经过的节点, 包括炼油厂, 油库, 加油站及最终客户。
3.2.3 模型的建立
根据以上分析, 成品油运输分为两个过程。如果把入点看成为炼油厂, 出点为加油站或直销批发客户, 中间节点为油库。在建模时必须从两种情况入手:即两次运输分阶段讨论和将整个运输过程看成一次运输。先讨论运输系统最基本的情况, 即系统供应平衡时:
(1) 两次运输分阶段讨论模型
某一区域内有m个油库P1, P2, …Pm, 各油库经济储量或最大周转量为p1, p2…pm;有n个加油站Q1, Q2, …Qn, 各加油站销量为q1, q2, …qn。设从Pi (i=1, 2, …m) 向加油站Qj (j=1, 2, …n) 的运输单位运价或运距为cij。该模型中没有中间节点, 即入点为油库, 出点为加油站。 (或入点为炼油厂, 出点为油库或最终客户) 设各个阶段的经济总储量等于经济总销量, 即有
MinZ=
(2) 将整个过程看成一次运输
设在某一区域内有m个油库P1, P2, …Pm, pi 为第i个炼油厂的净生产量;有n个加油站Q1, Q2, …Qn和s个油库K1, K2, …Ks;qj第j个加油站或油库的净销量;xij为第i个炼油厂对第j个加油站或油库的净销量;cij为第i个炼油厂对第j个加油站或油库的单位运价;ti第i个地点转运的油品数量;ci第i个地点转运单位油品的费用。
当整个供销系统平衡时, 有
根据运输平衡的结论, 可建立以下数学模型:
MinZ=
3.2.4 模型特例
在本章研究的运输模型, 其特例主要有两种情况:即整个运输系统供大于求和供不应求。接下来分别讨论这两种情况下模型的建立。
(1) 系统运输供大于求时。
成品油的生产主要靠炼油厂, 销售依靠加油站等, 当成品油供大于求时, 油品即可以储存在炼油厂, 也可以储存在油库。
成品油的净供给量大于净销售量, 即有:
MinZ=
(2) 系统运输供不应求时, 总有一些需求地不能满足需求, 即有
MinZ=
3.2.5 模型求解
在目标函数中citi这一项为常数项, 它不影响模型的求解, 在求解过程中可不考虑。首先讨论供销平衡时的情形。根据运筹学的知识, 由于模型中已知运价, 可以采用运输单纯形法。首先根据已知的运价求出初始调运方案, 本章讨论采用最小元素法来完成;然后用闭回路法求检验数并判断是否得到最优解, 达到最优解的判断标准是所有的检验数都不小于零;最后一步是针对第二步没有达到最优解时调整运量, 求新的调运方案。直至达到最优的调运方案。对于供需不平衡的模型, 可以采用虚拟产地或销地的方法使得其达到平衡再采用上述方法。
3.3 成品油运输系统的路径优化从最短路角度考虑优化成品油运输路径
(1) 最短路问题的网络模型, 如图5所示。
以图5为例来说明:图中的边有方向, 表明路线只能沿着箭头方向走。将有方向的边称为弧并用有序对 (vi, vj) 表示。vi是弧的起点, vj是弧的终点。在建立最短路的网络数学模型时, 设xij为选择弧 (i, j) 的状态变量, 选择弧 (i, j) 时xij=1, 不选择弧 (i, j) 时xij=0, cij为从vi到vj的距离 (费用) 。得到最短路问题的网络模型:
minZ=∑cijxij
模型中变量个数等于图的弧数, 约束个数等于图的点数。
对于成品油的运输路径, 无论是从最短距离还是从最小费用考虑都属于最短路问题的研究。从炼油中心 (东北、西北地区) 到各级中心油库 (华东、华南地区) 到每一个运输点可以有多条运输路线, 从经济的角度看除了运输方式的合理考虑, 路径最短也是很关键的。可以把成品油的运输看成一个网络, 将整个网络的互相联系用图表示, 同时对网络中两点的距离进行量化, 构建成最短路网络模型图。
(2) 最短路模型的求解
运用WinQSB软件, 在求最短路问题时, 调用子程序Network Modeling, 最短路问题选择Shortest Path Problem[5]。本章主要是以有向网络图为例, 在运用WinQSB软件时, 按弧的方向输入数据, 点击Solve and Analyze后系统会提示用户选择图的起点和终点。选择后不仅会显示出两点之间的路径和路长, 还会显示到个点的最短路长。
由上面的分析知, 成品油运输系统可以被看成一个网络模型, 只要将每一条运输路线的距离及起点和终点弄清楚, 就可以将其视为最短路问题用WinQSB软件求解。
4 本文小结
为了提高我国成品油运输效率, 提升经济效益, 本章首先分析了成品油各种运输方式的特点, 结合成品油运输流程及成品油运输方式选择的基本原则对运输方式表明了本章的建议。资料表明, 我国成品油运输系统存在一定的问题, 如成品油的长途运输, 运输方式和路径不合理等等。针对这些问题, 运用运筹学相关知识构建了运输系统模型及路径优化问题进行了研究, 对成品油运输的效益问题提供了一定参考。
参考文献
[1].陈通照.成品油销售信息化需要新思路[J].数字化, 2005, (1) :71~73
[2].宛磊, 余晓钟.省级成品油销售企业营销体制改革探讨[J].国际石油经济, 2005, 13 (1) :32~35
[3].尹强, 董黎民.成品油物流的合理化问题[J].中国石化, 2002, (3) :37~39
[4].何春林.中国石油XX销售公司配送问题研究[C].成都:西南财经人学, 2005
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