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2020封面文章（《煤炭科学技术》）

来源：煤炭科学技术

研究成果被期刊选为封面文章，不仅是对科研工作的认可，更可以提高作者知名度，是一份永久的荣誉。《煤炭科学技术》始创于1973年，月刊出版，是煤炭行业的综合性期刊。

行业视野: 封面文章
类别; 269个
关键词; 261位
专家; 58篇
论文; 77711IP
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水力冲孔孔洞周围煤体地应力和瓦斯时空演化规律

作者(Author)：王恩元, 汪皓, 刘晓斐, 沈荣喜, 张超林

摘要：水力冲孔作为煤层卸压增透的强化措施，被大量应用于松软低透高突煤层。针对目前水力冲孔周围煤体多场分布演化规律不清、水力冲孔卸压半径等参数难以确定的问题，以河南梁北矿二1突出煤层为工程背景，利用自主研制的应力监测系统，结合现场瓦斯流量测试，开展了对水力冲孔实施区域地应力场和渗流场的同步监测，获得了冲孔孔洞周围煤体地应力场和瓦斯场的时空分布及演化规律。结果表明：①水力冲孔后孔洞周围煤体应力场存在动态演化过程，卸压区和应力集中区逐渐向外迁移，直到3天后才基本趋于稳定；②应力趋于稳定后，距冲孔中心4 m内为应力卸压区，4～5 m为应力过渡区，超过5 m为应力集中区，卸压区半径是冲孔孔洞等效半径的10倍多；③距冲孔中心4 m以内区域裂隙场发育，渗透率和抽采孔瓦斯流量增加，但周围应力集中区的渗透率和钻孔瓦斯流量变得更低。研究结果为准确确定水力冲孔及瓦斯抽采参数、有效卸压增透和强化瓦斯抽采效果提供理论和实践依据。

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煤炭科学技术

2020年第01期

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关于煤炭工业绿色发展战略的若干思考——基于生态修复视角

作者(Author)：胡振琪, 肖武

摘要：煤炭工业正面临着前所未有的环境压力。在生态文明建设、绿色发展已经成为国家战略的新形势下，作为我国主要能源的煤炭工业一定要走绿色发展的道路。从煤炭开采对环境影响的不可避免性和严峻性以及国家绿色发展战略要求的紧迫性等方面阐述了煤炭工业绿色发展的必要性和紧迫性。从主动履行生态修复义务、全生命周期生态修复、开采与环境保护协同发展、边采边复、差异化治理、清洁循环利用和创新发展等方面提出了煤炭工业绿色发展战略的几点思考。认为主动履行生态修复义务是绿色矿山建设的前提，贯穿地质勘探、矿山设计、矿山生产、闭矿4个阶段的煤炭资源开发全生命周期生态修复是实现整体保护系统修复的基础，采复一体化与差异化的治理战略是确保绿色矿山高效建设的保障，清洁利用与创新发展是绿色矿山建设与可持续发展的动力。建议将企业主动履行生态修复和实施绿色开采作为衡量矿山是否是绿色矿山的2大核心指标；全生命周期生态修复、边采边复和差异化治理作为绿色发展的核心战略；以协同发展、创新发展作为绿色发展的核心理念。在矿山设计与生产计划中增加生态修复与绿色开采内容作为当前绿色发展迫切要解决的问题。

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煤炭科学技术

2020年第04期

1211

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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

2103

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新疆煤炭资源开发的环境效应与保护策略研究

作者(Author)：卞正富, 雷少刚

摘要：为提供新疆煤炭资源保护性开发与开采的研究对策，促进新疆煤炭资源开发与环境相适应，总结分析了我国煤炭能源基地建设规划和新疆煤炭资源赋存特征、自然生态环境条件和现有开采方法特点。分析表明，新疆地理环境特殊，与中东部地区存在较大的差异，影响采矿后环境变化的地质条件与特征不明；煤炭开采引起覆岩活动与地质灾害规律不清；煤炭开发与环境的相容性以及可采性不确定。研究新疆煤炭资源开发开采的环境效应，需要重点考虑煤炭资源开发与自然生态环境的相容性、采矿方式影响生态要素及系统的可逆性、考虑资源环境价值的煤炭资源的可采性这3类关键问题。因此，针对新疆煤炭资源与生态环境协调开发的研究不充分及区域环境容量已对煤炭资源开发规模与布局形成倒逼机制的形势，提出了新疆煤炭资源宏观开发策略与微观开采技术相结合的策略，重点需要加强新疆煤田资源赋存特征、水文循环与水资源转换特征、生态环境脆弱特征研究，划分出煤炭资源-水资源-自然生态环境组合类型；煤炭开采引起覆岩活动与地质灾害规律、生态环境损伤机理及综合考虑资源环境价值与技术经济条件的新疆煤炭资源可采性研究的建议。这些研究成果对于优化煤炭产业布局、制定合理的煤炭开发规划、选择合适的开采方式、因地制宜划定生态红线，同时对加大矿区生态环境保护力度，研究推广矿山绿色开采技术，促进新疆煤炭产业可持续发展将具有重要的现实意义。

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煤炭科学技术

2020年第04期

1065

1058
煤矿区复垦土壤的生物改良研究进展

作者(Author)：毕银丽, 郭晨, 王坤

摘要：煤炭开采造成大量的沉陷区及废弃地，亟待进行土地复垦，而土壤改良是土地复垦的关键和基础。我国煤炭开采大多集中于西部干旱半干旱区域，经过采煤扰动后土地极度退化，自然恢复困难，通过人工手段恢复是目前土地复垦主要的研究方向。人工恢复的关键点是对土壤的改良，提高土壤肥力，改善土壤结构，丰富微生物功能群，进而提高人工恢复的效率。综述了生物改良内涵，分析了矿区土壤改良的影响因素，植被恢复和微生物修复对土壤改良的影响，介绍了现代监测方法高光谱遥感对复垦土壤和植被的监测应用情况。总结了目前自然演替及人工演替下土壤的变化情况、影响因素、作用机制，植被、微生物在随复垦时间延长而对土壤改良的贡献，微生物复垦新技术在土地复垦中的应用以及高光谱遥感在土壤和植被的快速无损监测中的应用方法。归纳出植被恢复、微生物群落功能增强与土壤改良是相互促进的，人工复垦能加快植被恢复速率，增加土壤结构优化及养分积累，促进微生物及土壤酶活性。以丛枝菌根真菌为代表的菌根真菌对复垦区植物的生长生理特征有显著的促进作用。微生物技术的应用是高效、低成本人工生态修复的有效手段，高光谱监测已经在土壤质量和植被长势等方面取得广泛应用，对于矿区生态环境的可持续发展具有深远的现实意义。

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煤炭科学技术

2020年第04期

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特厚煤层综放工作面回采巷道支护技术研究

作者(Author)：张宏伟, 刘长江, 李云鹏, 刘昆轮, 赵象卓, 荣海

摘要：为解决神新公司宽沟煤矿巷道支护问题，综合利用理论分析、数值模拟和现场实测方法，对巷道锚杆支护方案进行优化。工作面开采过程中，运输巷受到超前垂直应力升高影响的范围约为55 m，回风巷受到超前垂直应力升高影响的范围约为70 m，邻近工作面回采造成运输巷应力升高明显，回风巷围岩应力较低；针对2条巷道的应力状态及塑性区分布，分别设计了支护方案；优化支护方案较原支护方案，回风巷与运输巷顶板下沉量减小了20%和27%，工作面帮位移减小了44%和37%，煤柱侧位移减小了3%和15%。优化方案提高了巷道支护效果，且支护材料总成本降低10.1%，为神新能源公司宽沟煤矿的安全高效生产提供技术支撑和安全保障。

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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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