本书根据我国露天煤矿地质赋存条件，对拉铲倒堆开采工艺进行了详细分类，提出了我国露天煤矿拉铲倒堆开采工艺适宜剥离采场最下部煤层顶板以上部分或全部岩石，提出了我国露天煤矿适合采用抛掷爆破+推土机降段扩展平台+拉铲扩展平台的联合作业方式，提出了拉铲倒堆联合作业方式宜采用剥、采设备分别由两端向中央推进的两翼交替剥采程序，建立了拉铲倒堆开采工艺优化的数学模型，开发了露天煤矿拉铲倒堆开采工艺优化系统，提出了拉铲倒堆开采工艺中推土机降段高度优化模型、拉铲悬臂长度和勺斗容积的优化模型，并通过实例研究验证了优化模型和相关成果具有较强的理论意义和实用价值。
本书适用于矿业工程、计算机应用、系统工程等专业的科研工作者。
本书结合露天煤矿工程实际和管理信息系统的理论，根据我国露天煤矿地质赋存条件，对我国露天煤矿采用抛掷爆破+推土机降段扩展平台+拉铲扩展平台的联合作业方式、剥采程序、拉铲倒堆开采工艺优化的数学模型、露天煤矿拉铲倒堆开采工艺优化系统、拉铲倒堆开采工艺中推土机降段高度优化模型、拉铲悬臂长度和勺斗容积的优化模型等方面进行了深入研究。并通过实例研究验证了优化模型和相关成果具有较强的理论意义和实用价值。
言
拉铲倒堆开采工艺是一种先进的、高效的露天开采工艺，它集采掘、运输和排土三个主要工序环节于一身，将开采工作面的剥离物直接采装、运输并排弃于采空区中。由于拉铲具有线性尺寸大、对剥离岩性适应性强，设备质量（相对其生产能力）较轻、无燃油消耗等特点，因此，该工艺在美国、澳大利亚、加拿大和俄罗斯等国家获得了广泛的应用。我国一些露天矿区的煤层赋存条件很适合采用拉铲倒堆开采工艺。但我国露天煤矿的拉铲倒堆开采工艺刚刚起步，近年在几座大型露天煤矿的设计中推荐了拉铲倒堆开采工艺。针对我国露天煤田的地质赋存条件，对拉铲倒堆开采工艺的作业方式、作业参数和剥采程序等进行深入的理论研究，并应用于设计和生产实践，是我国露天采煤的一项新课题，具有重要的理论价值和实用价值。因此，深入、系统地研究拉铲倒堆开采工艺在我国露天煤矿应用的一般原则和方法，无论是对我国露天开采学科方向建设，还是对我国露天采矿设计理论、开采技术和生产实践，都具有重要的意义。
第1章绪论，在对拉铲倒堆开采工艺的特点和国内外应用情况综述的基础上，介绍了我国适合拉铲倒堆开采工艺的大型露天煤矿的开采技术条件，提出了我国露天煤矿引进拉铲设备可行性和必要性；介绍了拉铲倒堆开采工艺优化系统国内外研究现状，提出了集中科研院校、设计研究单位的优势力量，尽快开发一套适合我国露天煤矿拉铲倒堆开采工艺设计、设备选型和作业参数优化研究的计算机应用软件系统，对合理引进国外大型采矿设备，进一步实现我国露天煤矿高产、高效、可持续发展，促进露天采矿学科的发展具有重要的理论意义和极强的实用价值；最后，提出了本书的主要研究内容和创新点。
第2章拉铲倒堆开采工艺及其参数计算，首先分析了拉铲倒开采工艺的适用条件和国内外使用拉铲倒堆开采工艺的露天煤矿的地质技术条件，提出了我国露天煤矿拉铲倒堆开采工艺作业的范围；然后详细描述了拉铲倒堆开采工艺的分类，并针对不同的工艺系统分析了拉铲倒堆开采工艺典型的作业方式和开采参数的计算方法；最后提出了拉铲倒堆初始倒堆空间的计算方法和拉铲倒堆开采工艺剥离和采煤工作面的平面布置方式及其在时空上的配合关系，提出了适合我国露天煤矿的拉铲倒堆开采工艺剥采程序。
第3章拉铲倒堆开采工艺优化模型研究，分析了影响露天煤矿拉铲倒堆开采工艺优化的倒堆台阶工作线长度和倒堆台阶工作面参数等诸多因素，提出了露天煤矿拉铲倒堆开采工艺优化的基本思路与方法，采用计算机模拟技术，建立了露天煤矿拉铲倒堆开采工艺的数学模型，在系统分析的基础上，提出了拉铲倒堆开采工艺中推土机降段高度优化模型，对长臂小斗方案和短臂大斗方案提出了拉铲悬臂长度和勺斗容积的优化模型。
第4章拉铲倒堆开采工艺优化系统开发，介绍了适用于我国露天煤矿的拉铲倒堆开采工艺优化系统开发的意义、开发环境、系统的总体结构、数据库结构、系统的功能以及系统的实现方法，介绍了利用ActiveX技术，通过AutoCAD和Excel对象，用Visual Basic对AutoCAD和Excel进行二次开发的方法。
第5章拉铲倒堆开采工艺优化研究，介绍了胜利一号露天煤矿和黑岱沟露天煤矿的概况和设计中推荐的拉铲作业方式以及开采参数和开采方案，并以这两个露天煤矿为例，应用本书所建立的优化模型和开发的OSDSS对这两个露天煤矿拉铲倒堆开采工艺进行了设备选型和作业参数优化，从而研究我国露天煤矿拉铲倒堆开采工艺的一般性原则和参数优化方法，并通过与设计方案的综合技术、经济对比，验证系统的正确性、可靠性和实用性，为我国露天煤矿引进拉铲倒堆开采工艺进行有意义的探索。
第6章结论与展望，介绍了本书取得的成果和未来研究工作的方向。
本书适用于矿业工程、计算机应用、系统工程等专业的科研工作者。
由于作者学识水平有限，所以本书难免有错误与不足之处，恳请读者不吝指正（邮箱meixr0506@163.com）。
梅晓仁
2019年8月31日于湛江
梅晓仁，男，管理工程副教授，现任岭南师范学院商学院副院长，主要研究方向：电子商务、信息管理与信息系统、系统工程。2005年从中国矿业大学（北京）获得工学博士学位至今，一直在岭南师范学院商学院任教，从事电子商务、信息管理和信息系统、系统优化等方面的教学和科研工作。先后担任教学秘书、信息管理系主任和副院长等职务。讲授过电子商务、计算机文化基础、面向对象程序设计（Java、C#）、管理信息系统、社会调查理论与实务（SPSS）、数据库（SQL Server）等课程。发表论文20余篇，以独立或第一作者在权威期刊和核心期刊上发表学术论文9篇，其中被EI收录6篇，主持省部级教学科研项目6项，其它项目多项。主编教材1部。
第1章绪论/1
1.1引言/1
1.2国内外拉铲应用综述/3
1.2.1拉铲使用台数统计分析/3
1.2.2拉铲倒堆剥离量及相应煤炭产量统计分析/6
1.2.3拉铲制造厂商及拉铲使用寿命/8
1.2.4拉铲倒堆开采工艺优化系统研究现状/10
1.3问题的提出和研究意义/11
1.4研究内容/12
1.5主要创新点/13
第2章拉铲倒堆开采工艺及其参数计算/15
2.1拉铲倒堆开采工艺的适用条件/15
2.2拉铲倒堆开采工艺的分类/20
2.3拉铲倒堆开采工艺参数计算/21
2.3.1简单拉铲倒堆开采工艺/21
2.3.2复杂拉铲倒堆开采工艺/25
2.4初始倒堆空间的计算/32
2.4.1简单拉铲倒堆开采工艺初始倒排空间计算/32
2.4.2复杂拉铲倒堆开采工艺初始倒排空间计算/33
2.5剥采工作面的平面布置及在时空上的配合/34
2.5.1空程返回作业方式/34
2.5.2回程作业方式/35
2.5.3剥、采设备两翼交替作业方式/36
2.6本章小结/39
第3章拉铲倒堆开采工艺优化模型研究/41
3.1拉铲倒堆开采工艺的开采参数/42
3.1.1倒堆台阶工作线长度/42
3.1.2倒堆工作面参数/44
3.2拉铲设备选型的基本思路与方法/50
3.2.1拉铲设备选型的步骤/50
3.2.2拉铲勺斗容积的初步选择/51
3.2.3拉铲悬臂规格的选择/53
3.3拉铲设备选型的数学模型/53
3.3.1建立拉铲设备选型数字模型的必要性/54
3.3.2拉铲设备选型数学模型的建立/55
3.4拉铲倒堆开采工艺作业参数优化模型/57
3.4.1推土机降段高度的优化/57
3.4.2拉铲悬臂长度和勺斗容积的优化/61
3.5本章小结/63
第4章拉铲倒堆开采工艺优化系统开发/64
4.1系统开发环境/64
4.2系统的安装与启动/65
4.2.1 OSDSS的安装/65
4.2.2 OSDSS的启动/66
4.3OSDSS的总体结构/66
4.4系统组成与结构/67
4.4.1系统菜单/67
4.4.2系统模块/68
4.5系统数据库/69
4.5.1数据库总体结构/69
4.5.2数据结构/70
4.6系统功能介绍/76
4.6.1文件打开功能/76
4.6.2开采参数设置/77
4.6.3输入爆堆形状参数/78
4.6.4设置推土机参数/79
4.6.5设置拉铲参数/80
4.6.6计算抛掷爆破有效抛掷率/80
4.6.7计算推土机扩展平盘/80
4.6.8拉铲可行方案初选/83
4.6.9推土机降段高度优化/83
4.6.10拉铲悬臂长度与勺斗容积优化/85
4.7本章小结/86
第5章拉铲倒堆开采工艺优化研究/88
5.1胜利一号露天煤矿拉铲倒堆开采工艺优化研究/88
5.1.1露天煤矿概况/88
5.1.2作业方式/90
5.1.3开采参数/90
5.1.4拉铲设备选型及作业参数优化/90
5.1.5方案对比/105
5.2黑岱沟露天煤矿拉铲倒堆开采工艺优化研究/106
5.2.1露天煤矿概况/106
5.2.2作业方式/107
5.2.3开采参数/107
5.2.4拉铲作业性能参数/108
5.2.5拉铲设备选型及参数优化/108
5.3本章小结/109
第6章结论与展望/112
6.1结论/112
6.2展望/114
参考文献/115
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