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目录
1 绪论
1.1 智能化无人综采技术发展
1.1.1 我国采煤技术发展概况
1.1.2 综采技术发展概况
1.1.3 无人开采技术概况
1.1.4 国外智能化综采技术
1.1.5 我国智能化综采技术
1.2 智能化无人综采的关键技术
1.3 黄陵智能化无人综采实践过程与效果简介
1.3.1 黄陵智能化无人综采技术发展过程
1.3.2 黄陵智能化无人综采技术效果
2 智能化无人综采生产工艺
2.1 概述
2.2 工作面地质条件
2.3 工作面巷道布置
2.3.1 长壁采煤工作面巷道布置方式
2.3.2 智能化工作面巷道布置
2.4 开采参数确定
2.4.1 工作面倾向长度
2.4.2 工作面采高
2.4.3 工作面走向长度
2.5 采煤工艺
2.5.1 传统采煤工艺基本特点
2.5.2 智能化开采割煤方式及过程控制
2.5.3 智能化开采割三角煤工艺
2.5.4 智能化开采支护方式
2.5.5 工作面矿压规律
2.5.6 运煤与采空区处理
2.5.7 工作面作业循环
3 智能化无人综采关键设备
3.1 选型要求
3.1.1 选型原则
3.1.2 选型依据
3.2 设计选型
3.2.1 液压支架选型
3.2.2 采煤机选型
3.2.3 三机选型
3.2.4 泵站选型
3.2.5 带式输送机选型
3.2.6 超前支架选型设计
3.2.7 工作面设备配套总成
3.3 工作面供电系统设计及设备选型
3.3.1 供电系统设计
3.3.2 移动变电站选型
3.3.3 矿用隔爆兼本质安全型真空组合开关选型
3.3.4 电缆选型
3.3.5 工作面供电系统图
3.4 工作面生产能力核算
3.4.1 1.4～2.2m煤层配套设备生产能力核算
3.4.2 1.5～2.8m煤层配套设备生产能力核算
3.4.3 4.0～6.0m煤层配套设备生产能力核算
4 智能化无人综采控制技术
4.1 智能化无人综采控制技术现状
4.1.1 国外现状
4.1.2 国内现状
4.2 单机控制系统现状与集成控制系统需求分析
4.3 智能化无人综采控制系统
4.3.1 方案设计
4.3.2 系统设计
4.4 系统集成
4.4.1 技术平台
4.4.2 顺槽监控中心平台
4.4.3 地面指挥控制中心平台
5 智能化无人综采保障体系
5.1 矿井信息化建设
5.1.1 网络支撑平台
5.1.2 数据中心
5.1.3 信息集成
5.2 安全保障体系
5.2.1 矿井通风安全技术
5.2.2 矿井瓦斯防治技术
5.2.3 矿井综合防尘技术
5.2.4 矿井火灾防治技术
5.2.5 矿井顶板灾害防治技术
5.2.6 矿井水害防治技术
5.2.7 智能化无人综采安全跟踪分析系统
5.3 管理保障体系
5.3.1 精细化管理
5.3.2 标准化管理
5.3.3 安全管理
5.3.4 员工素质提升工程
5.3.5 261工作法
6 工程实践
6.1 顶层设计
6.1.1 考察调研
6.1.2 统一思路
6.1.3 组织与措施保障
6.2 整体设计
6.2.1 总体要求
6.2.2 设备技术标准
6.2.3 控制系统技术标准
6.3 设备配套研制
6.3.1 设备配套
6.3.2 设备研制
6.4 安装调试
6.4.1 单机调试
6.4.2 地面联合调试
6.4.3 井下安装
6.4.4 系统调试
6.5 技术攻关及工业性试验
6.5.1 技术攻关
6.5.2 工业性试验
6.6 设计功能实现情况
6.7 生产组织
6.7.1 人员配置
6.7.2 岗位职责
6.8 远程干预数据分析
6.8.1 支架压力数据分析
6.8.2 采煤机数据分析
6.9 生产用时分析
6.10 创新点
6.11 经济社会效益
6.11.1
经济效益分析
6.11.2 社会效益
6.12 推广应用
6.13 推动科技进步的作用
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前言
我国综合机械化采煤技术发展经历了三个阶段，从最初的人工操作，发展到20世纪80年代末的半自动控制，再到21世纪初的全自动控制，现在正进入智能化无人开采的崭新时代。我国是世界上煤炭生产和煤炭消费第一大国，煤炭产量约有90%出自井工煤矿，井工煤矿水、火、瓦斯、煤尘、顶板等灾害严重。频发的安全事故、严峻的安全形势和方兴未艾的能源革命，已使得煤炭安全绿色智能化开采和清洁高效低碳化利用成为煤炭科技创新的主攻方向。只有加快实施创新驱动战略，注重人才、科技在战略实施中的支撑与保障作用，努力实现由规模速度型向质量效益型转变、由劳动密集型向人才密集型转变、由常规综采型向两化融合型转变，才能实现煤炭工业的健康可持续发展。而现代信息化、自动化、智能化技术以及高端装备制造技术与煤矿开采技术的深度融合，已使得采用国产综采装备实现智能化无人开采成为可能。
智能化无人综采技术是指采用具有感知能力、记忆能力、学习能力、决策能力的液压支架、采煤机、刮板输送机等装备，以自动化控制系统为核心，以可视化远程监控为手段，实现综采工作面采煤全过程无人跟机作业，有人安全巡视的安全高效开采技术。这是在信息化与工业化深度融合基础上煤炭开采技术的深刻变革，构建了煤矿创新发展、安全发展、可持续发展的全新技术体系，引领了世界煤炭技术发展的时代潮流，必将带来煤矿生产方式、组织方式、管理方式的深刻变革。
为了推动煤炭科技进步，促进企业升级转型，实现煤炭资源绿色、安全、高效安全开采，陕煤化黄陵矿业集团公司坚持走产学研用相结合的道路，联合中煤科工集团的北京天地玛珂电液控制系统有限公司、天地科技股份有限公司、宁夏天地奔牛实业集团有限公司、西安煤矿机械有限公司、山西平阳重工机械有限公司、中煤张家口煤矿机械有限责任公司、西安科技大学等技术研发和装备制造单位，团结协作，共同攻关，在集成创新和引进消化吸收再创新的基础上，实施自主创新，首创了地面远程操控采煤模式，实现了国产综采成套装备地面操控采煤常态化，圆了人们长久以来地面采煤的梦想，推动我国智能化无人开采技术达到了国际领先水平。本书总结了煤炭行业智能化无人开采技术的发展历程与丰硕成果，梳理了攻关团队推进智能化无人综采技术创新的艰苦努力和重大突破。同时，本书还尝试着回答为什么智能化无人综采技术能在黄陵矿业公司转化为现实生产力这一受到普遍关注的问题。尽管该项技术尚处于起步阶段，但我相信，对智能化无人开采技术已有成果的系统总结，将能够为继续破解煤炭开采领域的技术难题起到抛砖引玉的作用，并有力推动煤矿开采技术取得新突破。
本书是集体智慧的结晶，是团队协作的成果。许多专家学者、煤矿科技工作者、设备制造厂家为智能化无人开采技术的研发、配套与应用付出了艰辛的努力，特别是黄陵矿业集团公司一号煤矿的干部职工在实践中积累的技术经验与创新成果，为本书提供了科学基础。本书的写作得到了中国煤炭工业协会王显政会长、中国工程院袁亮院士和金智新院士的热情鼓励，并欣然为本书作序；得到了西安科技大学常心坦教授、索永录教授、张俭让教授、曹现刚教授和李学文教授等专家的悉心指导与热情帮助；得到了中煤科工集团、天地科技公司、天玛公司、西安煤机公司、黄陵矿业集团公司有关领导、科研人员、管理人员及煤矿智能化开采技术创新中心徐建军、李川、张玉良等同志的鼎力支持与全力配合。西安科技大学安全学科发展基金为本书的出版提供了资助，煤炭工业出版社为本书编辑出版给予了周到安排。在此一并表示衷心的感谢和崇高的敬意！
作 者
二○一六年十二月
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