《煤炭科学技术》2024年度高影响力学术论文

为繁荣煤炭科技，活跃学术气氛，发现优秀人才，鼓励广大煤炭科技工作者把代表性学术成果发表在祖国大地上，本刊根据《<煤炭科学技术>年度高影响力论文评选办法》，秉承独立、公正、客观的原则，遵循科学、专业的方法和合理、规范的程序，采用定量评价与定性评价相结合的方式，从《煤炭科学技术》2023年发表的370篇论文中，根据论文在中国知网的数据表现，结合微信公众号投票结果，经期刊编委会终评，最终确定30篇论文入选《煤炭科学技术》2024年度高影响力学术论文。获奖论文将由编辑部颁发荣誉证书。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 161个
关键词; 172位
专家; 30篇
论文; 23265IP
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采空区煤矸石浆体充填技术研究进展与展望

作者(Author)：朱磊, 古文哲, 宋天奇, 潘浩, 刘治成, 张鹏, 何志伟

摘要：煤矸石浆体充填是一种低干扰条件下矸石无害化规模处置的重要技术手段，是实现煤炭绿色开采的重要途径之一，符合国家绿色发展理念。但针对浆体充填材料制备缓存、浆体长距离输送及采空区充填处置等方面的研究仍不完善，部分问题的研究尚属空白，严重制约浆体充填技术在煤矸石固废处置领域的发展。通过近年来研究，煤矸石浆体充填在基础理论及关键技术均取得了大量的成果。文章系统性地梳理了多种煤矸石充填固废处置技术及其发展历程，总结了其适用性及优缺点，阐述了浆体充填诞生的技术背景及科学内涵，明确了浆体充填关键技术与工艺原理。从大规模推广应用角度出发，总结了浆体材料精准制备与流变特性、矸石浆体长距离管输特征、采空区空隙空间浆体介入规律3 项关键科学问题，围绕以上关键科学问题，重点开展了精准制浆技术、管道输送技术、浆体多位充填技术等方面的研究。分析了多因素耦合条件矸石浆体流变特性，揭示了矸石浆体成浆机理，构建了矸石浆体精准制备模型，提出了矸石浆体管道输送关键参数确定方法，总结了高位、低位、邻位3 种形式的浆体流动扩散规律，进而指导浆体充填工程实践。在以上研究基础上，分析了浆体充填技术当前研究的不足及未来研究的重点难度，并对“双碳”背景下煤矸石浆体充填技术的发展趋势进行了展望，认为以下3 个方向是今后研究的重点：①矿化CO2 制备负碳浆体技术；②基于MICP 技术的浆体重构岩层技术；③浆体置换难采煤体流态化开采技术。

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煤炭科学技术

2023年第02期

441

387
煤矿安全生产视频AI识别关键技术研究综述

作者(Author)：程德强, 钱建生, 郭星歌, 寇旗旗, 徐飞翔, 顾军, 高亚超, 赵金升

摘要：煤矿安全生产视频分析与识别技术是保障我国煤矿智能化建设和煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。为及时对煤矿井下安全隐患进行实时监测和预警，视频AI（Artificial Intelligence，人工智能）识别关键技术已经成为煤矿安全生产领域的研究热点。阐述了我国煤矿智能化建设过程中安全监测与监控的发展现状，分析了当前矿井视频监控与安全隐患识别预警存在的效率低、响应慢、效果差等问题，结合计算机视觉、边缘计算、大数据处理、云服务、智能终端等先进技术手段、进行了煤矿安全生产视频AI 识别的顶层设计，提出了煤矿“人−机−环”全域视频AI 感知的“云−边−端”协同计算系统架构，构建了视频识别端节点传感器、边缘计算设备、视频识别场景云服务应用体系，明确了智能识别与预警联动控制响应机制，打通了“云−边−端”信息交互感知与联动控制数据链，实现了数据共享联动和预警协同。同时，围绕矿山“人−机−环”全域AI 视觉信息智能感知和全息泛化景象平台的构建，梳理了矿井安全隐患视觉感知及识别预警的技术处理流程，归纳了AI 识别过程中的各类预处理−增强−重建−检测−识别方法的优点和缺点，明确了煤矿安全生产视频AI 识别关键技术发展的主流方向和趋势。其次，结合王家岭煤矿、鲍店煤矿等代表性矿井的应用案例，示范展示了煤矿安全生产过程中实际典型应用场景等方面的最新进展和应用效果。最后，针对煤矿安全生产视频AI 识别关键技术的特点，总结了现有煤矿安全生产视频AI 识别系统存在技术理论薄弱、智能终端规格不一且应用场景混乱、数据兼容性及联动闭环能力较差、数据库安全性较弱、评价机制不统一、应用标准不完善等问题，指明了未来的发展方向是加强对视频AI 识别关键技术及理论的研究，建立健全智能终端硬件规格及适用体系，构建标准统一、机制完善、实时互联、动态预测、协同控制、安全可靠的煤矿信息多维度主动感知新模式和工业互联网应用平台，逐步形成全矿井全息泛化的高精度智能感知场，实现对井下“人−机−环”全域视频信息的精准感知和危险源协同管控。

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煤炭科学技术

2023年第02期

545

646
我国煤矿水害事故特征、致因与防治对策

作者(Author)：曾一凡, 武强, 赵苏启, 苗耀武, 张晔, 梅傲霜, 孟世豪, 刘晓秀

摘要：水害作为煤矿“五大灾害”之一，在威胁煤矿安全生产和职工生命安全方面，已成为仅次于瓦斯事故的第二大“杀手”。2000—2022年，全国煤矿共发生水害事故1205起、死亡5018人，其中较大以上水害事故102起，死亡2039人。为总结事故教训，探寻事故规律，用事故教训推动水害防治工作，从地理区域、年代、季节、水文地质类型、突水水源和煤矿企业所有制等对水害事故特征进行了不同维度的统计和分析。结果表明，在事故特征方面，矿井水文地质类型复杂程度与水害事故发生频率高度一致；华南地区事故起数和伤亡人数位居首位，且全年内水害事故高发期主要集中在3—5月和7—8月；老空水是水害事故的主要充水水源，具有极强的隐蔽性和危害性，并且主要发生在技术探查及管理能力更弱的乡镇所有制煤矿中。在事故致因方面，客观上开采环境复杂，主观上重视不够，即管理不当和违法违规开采，是事故发生的主要原因；点状的陷落柱和线状断层构造等隐蔽导水内边界以及老空水等未按规定探放，是事故发生的主要技术原因。最后，采用文献计量学可视化分析发现，当前煤矿水害方面聚焦的研究主题可以很好地对应“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水原则。从破解煤矿水害“风险查不清”“有险断不准”“出险治不了”等困境出发，相应从矿井充水因素和隐蔽致灾地质因素普查、立体充水水文地质条件分析以及分类源头精准防治等三大方面提出相应的对策；并顺应水害防控信息化和智能化发展趋势，提出透明矿山、水害灾变监测预警和应急救援等保障技术措施。

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煤炭科学技术

2023年第07期

527

307
矿井水防治学科基本架构及内涵

作者(Author)：尹尚先, 徐斌, 尹慧超, 曹敏, 丁莹莹, 梁满玉

摘要：我国矿井水防治学科整体经历了20世纪的起步发展期和21世纪的成长成熟期2个大的发展历程，其基本架构及内涵已然成熟。按照系统论，拓展了矿井水广义内涵，规范了矿井水防治术语及科学范畴，提出了矿井水系统，即从水源补给到涌水排泄所涉及范围为边界且内部介质结构时变的高度复杂系统，水源输入和涌水输出齐备，采矿扰动激发而系统及时响应；构建了矿井水防治基本架构，即理论技术体系及技术管理体系等两大核心体系；理论技术体系涵盖理论基础、技术依托及工程支撑，致灾机理、条件评价、预测预报为理论基础，条件探查、预防治理、地质保障为技术依托，探水、防水、堵水、疏水、排水、截水、监水等七类为工程支撑；技术管理体系包括先进理念、总体思路和工作体系，按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”十六字总体思路，以源头预防区域治理井上下结合工程治理治保结合先进理念为引导，建设理念先进，基础扎实，勘探清楚，科技攻关，综合治理，效果评价及应急救援“七位一体”水害防治工作体系，实现减少矿井水影响、防止水害事故、减轻环境影响的总体目标。展望未来，水灾变物理机制，数据驱动的灾变规律，或者二者融合，是基础理论突破的重点方向，将带动技术及工程全面突围。

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煤炭科学技术

2023年第07期

332

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废弃煤矿压缩空气储能研究现状与发展趋势

作者(Author)：赵同彬, 刘淑敏, 马洪岭, 梅东升, 魏振鑫, 梅城玮

摘要：压缩空气储能具有建设成本低、设备占地面积小、储能周期长以及环保等优点，探索地下空间压缩空气储能技术发展是实现我国“双碳”目标的创新途径之一，地下空间储能库可分为盐穴、含水层、枯竭油气田、废弃煤矿及岩洞储能库。随着国内废弃煤矿数量逐年增多，直接将资源枯竭的煤矿关闭不仅造成巨大的地下空间资源浪费，还极有可能诱发一系列的安全、环境等问题，利用废弃煤矿地下空间作为压缩空气储能电站储能库具有很好的应用前景。基于此，系统梳理了我国废弃煤矿地下空间资源利用情况，阐述了废弃煤矿地下储能库建设、地下储能库密封性和稳定性的研究现状，着重介绍了废弃煤矿地下空间压缩空气储能的研究进展与存在问题。分析表明：①废弃煤矿有大量可利用空间，总结了废弃煤矿地下空间的8种再利用模式：农林用地、建设用地、场地绿化、水域利用、水热联用、湿地公园、矿山公园、空间再利用；②我国废弃煤矿压缩空气储能的研究起步晚，基础理论研究薄弱，关键技术不成熟，且煤矿地质条件复杂，相关应用基础研究不足，尚未实现商业化、规模化推广应用；③总结提出了应对废弃煤矿压缩空气储能的三项关键技术，即废弃煤矿储能库建设选址评估方法、废弃煤矿储能库密封性关键技术、废弃煤矿储能库稳定性与安全评价；建立了废弃煤矿压缩空气储能库建设选址流程图。

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煤炭科学技术

2023年第10期

549

71
“双碳”背景下我国煤炭资源保障能力与勘查方向的思考

作者(Author)：王佟, 刘峰, 赵欣, 邓小利, 袁同兴, 任世华, 孔庆虎, 张建强

摘要：我国以煤为主的能源消费结构短期内不会改变。目前我国煤炭能源仍然处在需求量大、资源高强度开发阶段，有必要认真审视我国煤炭资源勘查工作。通过分析我国煤炭资源分布与保存问题，基本摸清了煤炭资源状况。认为我国煤炭资源相对丰富，但分布主要受东西向、南北向“两横”和“两纵”构造带控制，在“九宫”分布不同区域资源赋存与开发程度不均衡，中东部地区开发强度大，西部资源丰富但勘查开发程度低。同时，对我国主要煤炭矿区典型矿井的煤炭资源采出情况进行了调查与计算，研究了煤炭资源采出率的计算方法，得出目前技术条件下多数矿井的煤炭资源采出率在24.3%～59.8%，直接反映了目前开采技术条件下我国查明煤炭资源、储量的实际采出情况。我国目前查明煤炭资源、储量20 a后大多将被开采和占用，保障能力不足，需要引起全社会对煤炭资源勘查工作的重视，提前谋划合理制定针对性的解决方案。从现在开始勘查工作：一是加强中东部老矿区煤炭储量增储勘查力度；二是加快煤炭勘查开发战略西移，建设煤炭基地“双子座”；三是开展深部和复杂地区的地质条件精细勘查评价，助力煤炭资源、储量的储备能力提升，实现煤炭在保障我国能源安全稳定发展中的压舱石作用。

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煤炭科学技术

2023年第12期

257

88