高新技术在煤矿中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国矿业大学出版社

作者:

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:1996-10

价格:18.00

装帧:平装

isbn号码:9787810404785

丛书系列:

图书标签:

• 煤矿
• 高新技术
• 智能化
• 安全生产
• 自动化
• 信息化
• 矿业工程
• 技术创新
• 设备应用
• 监测技术

《数字时代下的矿业革新：智能传感与大数据驱动的煤矿安全生产》 本书并非探讨高新技术在煤矿中的具体应用，而是聚焦于一个更为宏观且基础的议题：如何通过引入先进的数字技术，重塑煤矿的安全生产体系，并为其可持续发展奠定坚实基础。我们将深入剖析传统煤矿在数据采集、信息处理和决策支持方面存在的固有局限，并在此基础上，详细阐述以智能传感技术为触角，大数据分析为大脑的全新矿业运作模式。 第一章：传统煤矿安全生产的挑战与数字化转型的必然性 本章将首先回顾传统煤矿安全生产在面对复杂地质条件、潜在危险源以及人为操作风险时所遭遇的困境。我们将详细列举诸如瓦斯监测滞后、顶板垮塌预警不及时、人员定位不精准、事故原因追溯困难等一系列长期困扰行业的难题。随后，深入分析这些挑战的根源，往往在于信息获取的碎片化、处理能力的低下以及决策机制的滞后。在此基础上，我们强调，在数字经济浪潮席卷全球的背景下，煤矿行业必须拥抱数字化转型，以技术创新驱动安全生产模式的根本性变革，这已不再是锦上添花，而是关乎生存和发展的必然选择。 第二章：智能传感技术：煤矿安全生产的“千里眼”与“顺风耳” 智能传感技术是实现煤矿数据全方位、实时化采集的关键。本章将系统介绍各类适用于煤矿环境的智能传感器，并深入探讨它们的工作原理、技术特点以及在煤矿安全生产中的具体部署场景。 环境监测传感器：详述包括瓦斯（甲烷、一氧化碳、二氧化硫等）、粉尘、温度、湿度、氧气含量等关键环境参数的传感器类型，如红外甲烷传感器、电化学气体传感器、激光粉尘传感器等，分析其精度、响应速度、抗干扰能力和功耗特性。 结构安全监测传感器：聚焦于顶板、巷道支护、边坡稳定性等关键结构的监测。详细介绍应力传感器、位移传感器、裂缝监测仪、倾角传感器等，阐述它们如何实时捕捉结构变化，提供早期预警。 人员与设备状态监测传感器：重点介绍用于人员定位、生命体征监测（如心率、体温）以及设备运行状态监测（如振动、温度、电流）的传感器技术，如RFID、UWB定位技术、可穿戴设备传感器、工业物联网传感器等，强调其在人员安全管理和设备预测性维护中的作用。 传感器网络与通信技术：探讨如何构建高效、可靠的传感器网络，以支持海量数据的传输。详细介绍有线与无线通信技术（如LoRa、NB-IoT、5G）在矿井环境下的适用性、部署优势及挑战，以及数据采集的协同机制。 第三章：大数据分析：从海量数据中提炼“智慧”与“洞察” 海量的传感数据本身并不能直接转化为安全保障，其价值的实现依赖于强大的大数据分析能力。本章将深入解析如何运用大数据技术，将原始的监测数据转化为有价值的安全信息和决策依据。 数据采集、存储与预处理：阐述煤矿数据从传感器端到云平台或本地服务器的传输流程，介绍分布式存储、数据清洗、去重、异常值检测等预处理技术，确保数据的准确性和可用性。 统计分析与可视化：介绍常用的统计分析方法，如趋势分析、关联分析、聚类分析等，如何应用于煤矿环境数据的解读。重点强调数据可视化在复杂信息呈现中的重要性，如三维地质模型与传感器数据叠加、风险热力图、设备健康仪表盘等，帮助管理人员直观理解安全状况。 机器学习与人工智能在安全风险预测中的应用：这是本章的核心内容。我们将详细探讨如何利用机器学习算法，如支持向量机（SVM）、随机森林、神经网络（DNN）、循环神经网络（RNN）等，构建针对瓦斯涌出、煤层突出、顶板垮塌、火灾、爆炸等各类安全风险的预测模型。深入讲解模型的训练、优化、验证过程，以及如何实现对潜在危险的提前预警，并给出具体的风险等级和应对建议。 异常检测与故障诊断：介绍如何利用大数据分析技术，实时检测传感器数据中的异常模式，从而发现设备故障、人为违规操作或突发性危险。阐述基于历史数据和实时数据的异常检测算法，以及如何进行故障的初步诊断和定位。 决策支持系统（DSS）的构建：探讨如何将大数据分析的结果整合到煤矿生产的决策支持系统中。介绍基于规则的专家系统、模型驱动的预测系统以及数据驱动的智能推荐系统，如何为安全管理人员提供实时的风险评估、预警信息和优化决策建议，例如最优的通风方案、最安全的开采路径、最合适的设备维护时机等。 第四章：智能煤矿的实践路径与未来展望 本章将从实践层面探讨如何将前述的智能传感与大数据分析技术落地，并展望智能煤矿的未来发展方向。 系统集成与平台化建设：强调智能煤矿的建设需要将各类技术和系统进行有效的集成，构建统一的、开放的智能矿山平台。介绍平台的功能模块，如数据汇聚层、分析处理层、应用服务层、用户交互层等，以及如何实现不同系统之间的数据共享和协同工作。 智能化管控中心的构建：展示现代智能煤矿的管控中心如何通过大数据可视化平台，实现对整个矿井生产作业的集中监控、统一调度和智能决策。 人才培养与组织变革：指出智能煤矿的成功建设离不开具备跨学科知识（如矿业工程、计算机科学、数据科学）的专业人才队伍，以及适应数字化转型的组织管理模式。 未来发展趋势：展望更高级的智能化应用，如自主采掘机器人、基于AI的远程操控、数字孪生矿井技术在模拟仿真与应急演练中的应用，以及区块链技术在矿权管理与供应链透明化方面的潜力。 本书旨在为煤矿行业从业者、管理者、技术研究人员提供一个关于如何利用先进数字技术实现安全生产升级的全面视角，引导读者认识到智能传感与大数据分析在构建本质安全型、高效型、绿色型现代化煤矿中的核心价值和不可替代的作用。

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翻开这册书，我首先被其宏大的视角所震撼，它并非局限于某一项单一技术的介绍，而是构建了一个系统化的、跨学科的整合框架。让我印象最深的是关于“数字化孪生矿井”的章节，这部分内容的前瞻性和实践指导性都达到了一个很高的水准。作者深入剖析了如何利用高性能计算和云计算能力，来模拟整个矿井的运行状态，包括人员流动、设备能耗、乃至突发事件的连锁反应。书中详述了从数据采集到模型构建、再到仿真反馈的完整流程，对于我们这些负责技术引进和设备升级的工程师来说，这无疑是一份极具参考价值的蓝图。此外，书中对于AI在煤矿灾害预警中的应用也进行了详尽的论述，它超越了传统的阈值报警，转向了基于深度学习的异常行为识别。例如，它如何通过分析历史振动数据和微小声学特征，提前数小时预判顶板离层或采掘面微小失稳的信号，这种细致入微的分析，充分体现了作者对煤矿安全深层次的理解。这本书的结构组织也非常巧妙，每章之间的逻辑衔接自然流畅，读起来毫不费力，更像是在听一位资深专家娓娓道来行业变革的脉络。

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从一个采购和设备选型的角度来看，这本书的价值是无可替代的。它提供了一套严谨的评估标准，来衡量市场上琳琅满目的“高新”产品是否真正适用于特定的煤矿环境。书中专门设立了一个章节，论述了如何进行供应商技术方案的“兼容性与可扩展性”评估。这不仅仅是看单项技术指标是否达标，而是更侧重于新系统与现有老旧设备之间的数据接口、通信协议能否有效对接，以及未来五年内技术升级的兼容空间有多大。我尤其欣赏它对信息安全问题的重视，在讨论井下数据传输的可靠性时，书中详尽分析了电磁干扰、高压脉冲对控制信号的影响，并给出了多层冗余和加密通信的建议方案。这使得这本书不仅仅停留在“如何应用”的层面，更深入到了“如何可靠、安全地长期运行”的实践哲学。总而言之，这是一本理论扎实、技术前沿，同时又牢牢根植于煤矿实际工作挑战的优秀著作，对于推动行业智能化转型具有重要的指导意义。

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我发现这本书在对“新材料与新工艺”的介绍上，达到了极高的专业深度。例如，在支护技术方面，作者没有止步于新型锚杆或喷射混凝土的性能对比，而是引入了3D打印技术在矿山临时支护结构或定制化快速修复部件制造中的潜力分析。书中详细描述了针对复杂多变巷道结构，如何利用快速成型技术来定制化生产适配性极高的衬砌材料，这种跨界融合的思路非常开阔。此外，书中对“绿色矿山”理念的贯彻也十分彻底。它将信息技术与环保工程紧密结合，比如，如何利用高精度地质雷达和渗流模型，来优化矿井水的收集、处理和回用系统，确保对周边水环境的影响降到最低。书中提供的案例分析，往往是技术引入前后对比的数据化展示，这种直观的“效果对比”，极大地增强了理论的可信度和说服力。这本书的图表制作非常精良，很多复杂的工艺流程图和网络拓扑结构图都清晰易懂，即便是初次接触这些前沿技术的读者，也能迅速抓住核心要点。

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这本书给我的感觉是，它非常注重“人机协同”的哲学思辨，而不仅仅是冰冷的技术堆砌。在讨论自动化和无人化采掘技术时，作者并没有陷入“机器取代人”的简单叙事，而是聚焦于如何通过人机界面（HMI）的设计优化，最大限度地发挥操作人员的经验判断力与自动化系统的执行效率。我特别关注了书中对远程操控台系统的评述，它不仅展示了高清视频和遥感数据的传输效率，更深入探讨了延迟补偿算法和触觉反馈技术的应用，确保远在地面控制室的操作员能够获得接近现场的直观感受。这部分内容对提升远程作业的可靠性至关重要。另外，书中对能源管理系统的阐述也颇具启发性。它探讨了如何利用智能调度算法，将矿井内部的通风、提升和排水等高能耗环节进行动态平衡，以实现整体能耗的最小化，这对于当前煤炭企业面临的降本增效压力来说，提供了切实可行的技术路径。整本书的论述，充满了务实精神和对现场痛点的深刻洞察，绝非空中楼阁般的理论说教。

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这本《高新技术在煤矿中的应用》的阅读体验，简直就像是给一个常年跟煤灰打交道的老矿工装上了一副高清的望远镜，一下子把我们从闷热、黑暗的井下带到了一个充满可能性的未来图景。我本来以为这会是一本晦涩难懂的技术手册，充满了复杂的公式和行业术语，但实际上，作者的叙述方式非常贴近实际操作者的感受。书里详细阐述了物联网（IoT）技术如何渗透到采掘、运输乃至安全监测的每一个环节。比如，书中对“智能感知网络”的描述尤其引人入胜，它不是空泛地谈论传感器，而是具体分析了不同深度、不同地质条件的煤层中，哪种无线通信协议的穿透性和稳定性更优。我尤其欣赏它对数据可视化平台的介绍，那不仅仅是图表堆砌，而是真正能够实时反映工作面支护压力、瓦斯浓度变化的动态模型，对于现场管理人员来说，这套系统无疑是效率和安全的双重保障。书中对BIM（建筑信息模型）在矿井三维建模中的应用分析也很有深度，它不再是简单的几何描述，而是集成了地质、水文、通风等多个专业数据的集成数据库，极大地减少了设计和变更过程中的信息孤岛问题。阅读过程中，我能清晰地感受到，技术不再是束之高阁的理论，而是实实在在能够降低事故率、提升原煤质量的“硬通货”。

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