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《煤炭科学技术》2020年最受关注论文TOP30

来源：煤炭科学技术

《煤炭科学技术》2020年最受关注论文TOP30论文推荐！编辑部根据中国知网最新被引和下载数据，整理出30篇热点论文，欢迎各位学者关注！（注：数据整理于2022-10-17）

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我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望

作者(Author)：石智军, 姚克, 姚宁平, 李泉新, 田宏亮, 田东庄, 王清峰, 殷新胜, 刘飞

摘要：煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来，我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了“由无到有”向“由弱到强”的历史性跨越，依靠坑道钻探技术与装备科技创新，支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面，全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求，并结合煤矿井下坑道钻探领域专著、专利、论文、标准规范、获奖情况，系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面，提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术，实现了煤矿井下钻孔施工由“无控钻进”到“受控钻进”再到“精确定向钻进”的跨越；研制了坑道钻机、泥浆泵（车）、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备，促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代，形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系，尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发，使我国煤矿井下坑道钻探技术装备水平跃升到新的台阶，推动了煤矿地质保障技术的进步，支撑了我国煤炭科学产能的释放和煤层气高效开发。面对新一轮能源科技革命，针对新形势下煤矿安全发展新要求，以信息化、智能化为特征的精准快速坑道钻探技术与装备的发展已迫在眉睫，在此基础上，提出了煤矿井下坑道钻探技术与装备发展方向及建议。

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煤炭科学技术

2020年第04期

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智能化煤矿分类、分级评价指标体系

作者(Author)：王国法, 庞义辉, 刘峰, 刘见中, 范京道, 吴群英, 孟祥军, 徐亚军, 任怀伟, 杜毅博, 赵国瑞, 李明忠, 马英, 张金虎

摘要：针对我国智能化煤矿尚没有统一标准，无法对煤矿智能化建设和发展水平进行科学合理定量评价的问题，开展了智能化煤矿生产技术条件分类与智能化程度分级评价指标体系研究，提出了煤矿智能化程度的定义及量化指标，结合不同区域、不同开采条件智能化煤矿建设实际，制定了智能化煤矿分类、分级评价指标体系与评价方法，开发了智能化煤矿分类、分级评价软件系统。首先以煤矿所在区域、地质条件为基本指标，以矿井开采技术参数、开采效率、安全水平、建设基础为参考要素，建立智能化煤矿分类评价指标体系，将煤矿分类评价条件分为良好、中等、复杂3类；然后，根据煤矿分类评价结果，对不同类别煤矿进行智能化程度的分级评价。基于智能化煤矿开拓、生产、运营等主要流程，将智能化煤矿巨系统细分为信息基础设施、智能地质保障系统、智能综采系统、智能掘进系统、智能主煤流运输系统、智能辅助运输系统、智能综合保障系统、智能安全监控系统、智能分选系统、智能经营管理系统等10个主要智能化系统，提出了智能化煤矿10个主系统及相关子系统智能化程度评价指标体系。针对不同生产技术条件分类的煤矿，采用与之相适应的智能化评价指标体系，就可以对煤矿智能化程度进行定量评价。按照综合评价结果，将智能化煤矿划分为甲、乙、丙和不合格4个等级。以陕北某矿智能化建设工程为例证，进行了矿井生产技术条件分类与智能化程度分级评价分析，验证了评价指标体系与评价方法的科学性与可靠性，评价结果不仅可以反映该矿井的智能化建设水平，也可以为新建智能化煤矿和生产煤矿的智能化建设与升级改造提供依据。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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采场围岩变形与破坏监测技术研究进展及展望

作者(Author)：张平松, 许时昂

摘要：部煤炭资源开发面临更多复杂、多变、高难的开采地质问题，采场围岩形态结构是矿井安全生产的重要评价指标之一，开展采场围岩变形与破坏测是判别矿井隐蔽致灾地质问题的重要技术保障。在煤炭工业快速发展的近20余年时间里，围岩体形变临测技术取得了长足的进步，基于矿山采场围岩体变形与破坏的影响因素，按照临测形式对临测技术进行了划分，归纳了当前用于矿山采场围岩变形与破坏近测的钻孔近测技术、地球物理临测技术、光纤监测技术及其他测量技术及其特点，结合煤层顶底板、巷道两帮空间监测的工程应用实例，介绍了不同监测技术的主要进展、优缺点以及适用性，讨论了探测技术的革新趋势和未来矿井安全生产中采场围岩变形与破坏监测技术的发展方向。同时，也认识到虽然现有监测技术虽然已取得显著的监测效果，但是仍然不能够满足矿井现代化、智能化生产需要。对于监测技术的进步而言，既需要技术装备的不断优化，更是要跨学科、跨专业科学技术理论的完善与更新。在当前地学大数据、云计算、人工智能新一轮科技创新基础上，今后围岩变形与破坏的监测技术必然向多元化、多参数、智慧化、全程监控的方向发展，监测方式也将不断地向可视化、动态化的监测预警模式过渡，融合监测技术发挥多参数的作用将越来越重要。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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不同变质程度煤孔隙结构分形特征对瓦斯吸附性影响

作者(Author)：陈向军, 赵伞, 司朝霞, 戚灵灵, 康宁宁

摘要：为研究不同变质程度煤孔隙结构分形特征及其对瓦斯吸附特性的影响，通过压汞试验测试了9组不同变质程度煤样孔隙结构，利用Menger海绵模型分析了不同变质程度煤孔隙结构分形特征，结合煤样吸附常数，研究了孔隙结构分形特征对瓦斯吸附特性的影响。研究结果表明，煤孔隙在不同孔径段具有不同的分形特征，渗流孔分形维数D1和吸附孔分形维数D2均随变质程度的增加呈线性增大。煤孔隙分形特征对瓦斯吸附特性具有一定的影响，渗流孔分形维数D1与吸附常数b呈良好的线性关系，与极限吸附瓦斯量a的关联性不大，表明渗流孔分形维数D1对吸附瓦斯速率影响较大，对吸附能力影响较小；吸附孔分形维数D2与极限吸附量a呈正相关关系，与吸附常数b关联关系不明显，说明吸附孔分形维数D2对瓦斯吸附能力影响较大，对吸附瓦斯速率影响不明显。

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煤炭科学技术

2020年第02期

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我国矿井通风技术现状及智能化发展展望

作者(Author)：张庆华, 姚亚虎, 赵吉玉

摘要：矿井通风作为矿井的“血液循环系统”，是矿井安全生产的基石，在智能化背景下发展智能通风技术装备是保障我国发展少人化、无人化煤矿的必由之路。从通风参数测定与监测、通风网络分析与决策、通风调控技术与装备3个方面对我国矿井通风技术装备近年来的研究与实践成果进行了系统梳理和总结，指出了实现智能通风仍需解决的4大难题，即通风参数测定与监测准确性低，难以满足精准决策的需要；风量调控缺乏有效决策模型，调控装备发展滞后，难以实现动态定量调节；通风动力与通风网络匹配性不强，联动调节能力弱；通风隐患、灾变判识技术发展不成熟，缺乏有效的预防预警与应急控制手段。针对这些技术难题提出了实现矿井通风智能化的3个重点研发方向：智能感知、智能决策、智能控制，给出了各研发方向应着力解决的关键核心技术内容，即通过研发通风系统自动成图技术、通风参数快速精确获取技术，实现通风基础数据智能感知；通过研发数据驱动的网络模型构建方法、通风网络与通风调控联动分析决策技术、通风隐患自动识别与报警技术，实现通风技术智能决策；通过研发通风灾变准确判识方法和灾变控制装备，实现通风灾变智能控制。依托以上技术装备，形成一套智能通风技术装备体系，实现矿井通风无人化、智能化。

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煤炭科学技术

2020年第02期

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特厚煤层超前采动原位应力演化规律研究

作者(Author)：高明忠, 刘军军, 林文明, 邓光迪, 彭高友, 李聪, 何志强

摘要：特厚煤层超前采动应力演化规律是顶板控制的基础，但目前缺乏现场采动过程应力演化的研究成果。依托同煤集团同忻矿8309工作面，进行了特厚煤层采动应力演化规律原位实测研究。现场试验结果表明：随着工作面推进，前方煤岩扰动强度不断增大，支承压力由原岩应力逐渐上升至峰值强度，然后随着煤岩的破坏开始下降至残余强度；侧向水平应力则呈现出阶段性稳态降低的趋势。根据支撑压力规律，工作面前方煤岩具有扰动分区化特征：该实验点工作面前方200 m以上为未扰动区域；工作面前方100～200 m为弱扰动区域；工作面前方50～100 m为强扰动区域；工作面前方50 m以内为剧烈扰动区域，结合工作面前方不同区域扰动强度提出了针对性的分区支护措施建议。研究成果可为室内开展扰动应力路径加卸载试验和特厚煤层现场安全高效开采提供指导。

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煤炭科学技术

2020年第02期

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我国煤矿粉尘防治理论与技术20年研究进展与展望

作者(Author)：程卫民, 周刚, 陈连军, 王刚, 聂文, 张清涛

摘要：近年来，随着矿井开采机械化、自动化、智能化水平日益提高，作业环境粉尘污染日益严重。为了进一步提高矿井清洁化生产水平，推动煤矿安全保障能力和职业健康水平，分析了我国煤矿粉尘防治的研究现状，总结了20年来粉尘防治理论及技术取得的成果，并提出了未来发展方向。全面阐述了现有的防尘基础理论，主要包括：粉尘弥散污染规律、粉尘微观润湿理论、尘雾凝并湿式除尘理论、湿式喷射混凝土除尘理论。基于上述理论，国内高校、科研院所研发了综采工作面局部雾化封闭与空气幕隔离、综掘工作面风雾双幕协同增效、煤层注水强渗-增润、矿山湿（潮）喷作业系统、高效环保抑尘剂等不同尘源控除尘技术工艺。同时针对现有研究的不足，在智能化防尘、煤层注水减尘、采掘作业环境降尘、抑尘材料等4个方面给出了下步研究展望。研究与实践表明，我国煤矿已经初步形成了粉尘防治的理论和技术体系，未来要以智能化防尘为抓手,实现粉尘高精度传感—输—评估预警，开发集雾化除尘、干式、干湿混合式、小型化、吸风量大等于一体的组合式除尘器,实现综掘工作面、综采工作面等广域复杂空间微细粉尘高效通风控除尘技术与装备体系；同时，在低渗煤层水力强渗-增润技术、智能化防尘机器人、化学抑尘等技术与装备方面实现突破。以此来实现矿山粉尘的分源高效治理，提升矿井的清洁化生产水平。

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煤炭科学技术

2020年第02期

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深部开采底板厚隔水层突水危险性评价方法研究

作者(Author)：尹尚先, 徐维, 尹慧超, 曹敏

摘要：突水系数对于深部开采底板厚隔水层突水危险性评价并不完全适用，为了解决深部带压开采底板厚隔水层突水危险性评价问题，据矿井条件建立底板突水主控指标体系，利用区间灰色最优聚类理论，借助GIS强大的空间信息管理和分析功能完成模型的建立、计算以及结果展示；结合层次分析法AHP依据主控因素对突水危险性贡献程度确定其权重系数，采用K-Means聚类算法根据数据分布特征和专家知识及经验划分不同危险性类别所对应区间值，解决了主控因素的复杂性和不确定性问题；按照隶属度的概念改进了经典白化权函数，定义了每个类别的白化权函数不只是与相邻的上、下两个区间存在着关系，而与每个区间的标准值均有关，利用白化权函数将离散的灰数映射到区间灰数上，解决了主控因素物理意义、量纲、量级巨大差异所导致的结果失真问题。以各主控因素在危险性等级下隶属度均为1的确定性判断作为系统特征行为序列，计算评价对象与每个危险性类别的邓氏灰色关联度，形成关联度矩阵。再通过以评价对象与各危险性类别的差异程度为权的加权广义距离描述评价对象与h类别的接近程度，最终建立最优模型。研究结果表明：以邢东矿为例，根据勘探资料和历次突水调查结论，选取了6个主控因素，用AHP确定了权重系数，用K-Means聚类算法确定了安全、较安全、较危险和危险4个等级区间值；再使用灰色最优聚类理论得到了底板突水危险性评价分区图；最终，得到了各危险性等级的分布情况和面积大小等数据，运算结果显示历次突水事故发生的位置都位于危险区域。对比突水系数法的评价结果，由于采用信息量更大，用隶属度关系减弱了临界值的绝对控制作用，使结果更加系统全面，同时克服了基于薄板理论的突水系数法只适用于底板隔水层厚度小于50 m 的局限，是深部带压开采底板厚隔水层突水危险性评价有效方法。

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煤炭科学技术

2020年第01期

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