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2019年《煤炭学报》被引Top20

来源：煤炭学报

统计截止时间2020-08-26，数据来源于中国知网收录的《煤炭学报》2019年发表的论文。

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浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制

作者(Author)：朱卫兵, 许家林, 陈璐, 李竹, 刘文涛

摘要：针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象，采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿井本煤层房式开采后，只有当房采煤柱的弹性核区比例大于31%时，房采煤柱才能处于长期稳定。下煤层采后的模拟结果表明:上覆房采煤柱的破坏形式及其失稳次序同其与下煤层工作面相对位置密切相关，房采煤柱依次从工作面开切眼位置、工作面位置、采空区中部位置发生破坏及失稳，且工作面开切眼和工作面位置处煤柱多发生顺向采空区的斜切破坏，而采空区中部煤柱则发生垂向压裂破坏。根据石圪台煤矿数值模拟结果显示，上部2-2煤层房采后煤柱支承应力峰值由原岩应力28 MPa增大至12 MPa，应力集中系数为428;当下部3-1煤层工作面采后，上覆2-2煤层房采煤柱的支承应力峰值增大至30 MPa，应力集中系数达1071;下煤层工作面开切眼侧与工作面正上方的房采煤柱呈现垂向不均匀承载特征以及受水平拉伸变形影响，是导致边界处房采煤柱易出现对角斜切破坏模式的主因。两侧边界煤柱失稳后，其顶板岩层瞬间发生整体拉剪破断从而引发矿震，顶板多层岩层以“整体运动”的形式急剧快速下沉并撞击底板，将采空区中部上方的房采煤柱压垮压塌，同时巨大的冲击力进而导致上下煤层间的岩层发生全厚切落，造成下煤层工作面发生切顶压架。实验发现从上覆房采煤柱群首个煤柱发生破坏至整体失稳运动并达到稳定，历时仅约为0.45 s，其中，上下煤层之间的岩层发生全厚切落历时仅约为0.05s。

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煤炭学报

2019年第02期

1406

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煤矿智能化———煤炭工业高质量发展的核心技术支撑

作者(Author)：王国法, 刘峰, 庞义辉, 任怀伟, 马英

摘要：提出了煤矿智能化是煤炭工业高质量发展核心技术支撑的科学思想，阐述了煤矿智能化的定义和总体要求，明确了煤矿智能化发展的目标是建设智慧煤矿，分析了煤矿智能、智慧、信息化、数字化等术语的内涵和关联关系，提出了我国煤矿智能化建设原则和阶段目标。进行了煤矿智能化顶层设计，提出了统筹规划煤矿智能化发展模式、科学设计智慧煤矿总体架构、建设100个智能化示范煤矿的发展思路。探讨了井工煤矿精准地质探测与4D-GIS系统、智能化开拓规划与工作面设计、智能化巷道快速掘进成套技术、智能化综采工作面成套技术、智能化主/辅运输技术、危险源智能感知与预警技术、智能化洗选系统、智能化综合保障技术、矿井物联网综合管控系统和操作平台等主要环节的发展路线。阐述了露天煤矿智能化发展方向，提出了建设露天煤矿信息化系统、开发露天煤矿智能化连续开采技术、建立露天煤矿空-天-地一体化安全预警系统、推进露天煤矿生态环境协调绿色发展的理念。大力发展煤机装备智能制造，提高煤机装备的可靠性与适应性，促进煤炭资源开发的机器人化替代，为煤矿智能化发展提供智能装备保障。提出了加大煤矿智能化发展政策支持、设立煤矿智能化标准体系建设专项、建立国家级煤矿智能化技术创新研发实验平台等政策建议。

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煤炭学报

2019年第02期

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西部采煤沉陷地微生物复垦植被种群自我演变规律

作者(Author)：毕银丽, 申慧慧

摘要：菌根真菌可以与陆地上80%以上的植物形成菌根共生体，促进植物在逆境的生长。采煤沉陷地在人工接种菌根真菌后复垦植被种群进行了自我修复与演变，监测采煤沉陷地复垦植物人工接种菌根真菌复垦后4 a对植被种群的自我演变规律影响。以神东矿区大柳塔采煤沉陷地人工林樟子松、沙棘和文冠果为研究对象，野外原位监测植被种类、生活型组成及植被多样性指数，并利用地统计学方法进行克里金插值，对比接种菌根真菌4 a后(+M)与同期种植的自然状态下(CK)，两种处理样地内植被种类、数量及其多样性指标，揭示不同人工林在自然状态和人工接种4 a后，区域内物种个体种类、数量和群落多样性差异。研究结果表明:接菌提高樟子松人工林灌木层物种多样性，而降低草本层物种多样性;接菌提高沙棘和文冠果人工林的草本植物群落稳定性和物种多样性及其均匀度，抑制灌木层物种多样性增加。3种人工林微生物复垦4 a后多年生草本占优势地位。接菌组进入多年生草本＋灌木的生态组成结构阶段，而对照组则相对滞后，处于一年生草本＋多年生草本＋灌木的组成结构阶段，接菌促进了生态的演变进程。综合分析植物分布特征，发现植物的最优拟合模型以高斯模型居多，阿尔泰狗娃花、地肤、猪毛蒿、白花草木樨、牛心朴子、野樱桃、油蒿及柠条的预测值精度较好。接菌可促进地稍瓜、阿尔泰狗娃花、牛心朴子、达乌里胡枝子和柠条频度和数量的增加，可能使绳虫实、糙隐子草、苦苣菜和花棒的频度和数量下降。本文为煤矿沉陷区采用微生物修复人工林促进生态群落自我演变进程奠定了初步的研究基础。

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煤炭学报

2019年第01期

1265

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煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究

作者(Author)：潘俊锋

摘要：冲击地压研究核心分为两大部分，一是冲击地压发生的理论认识;二是基于冲击地压发生理论认识的成套技术体系。传统的冲击地压理论认识在与实际采场、巷道等工程结构问题相对应，下一步如何监测，如何防治等方面尚需进一步发展。目前矿井出现冲击地压多参照法规要求，结合灾害程度开展监测与防治技术应用，由于缺乏针对矿井不同时期的、科学的技术体系指导，冲击地压防治效果甚微，为了实现矿井建设、生产各阶段冲击地压防治系统化、体系化目标，开展了煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究。采用控制论的黑箱研究方法，以冲击地压物理演化过程分解为突破口，采用理论与工程案例结合的方法，着重对冲击地压的冲击启动原理进行了分析，在补充完善冲击地压启动理论的基础上，将冲击地压启动理论与监测、防治技术关联起来，分析了冲击地压启动的主要类型，冲击地压启动理论4方面工程指导意义，从而建立煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，并通过现场实践方法进行了可行性验证。研究可得:① 煤矿地质、开采条件为冲击地压发生提供静、动载荷源，并且主要影响冲击地压启动环节，而不是全过程影响;② 在煤层、顶底板、空洞组成的工程结构中，冲击地压启动原理为弹脆性单一结构体突破材料强度极限，材料失稳，导致工程结构体结构动力失稳的结果;③ 基于完善后的冲击启动理论的四个实践指导意义，针对建设期矿井，提出集中静载荷疏导的区域防范冲击地压的理论与技术体系，针对生产期矿井，提出在冲击启动类型确定基础上，以诱发冲击启动载荷源为中心，分源监测，分源防治，以“卸”为主，以“支”为辅，“卸、支”耦合防冲思想。建立的煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，在陕西彬长矿区某矿井建设阶段、生产阶段分别进行了应用，实践证明，适应矿井全周期的冲击地压防治理论及技术体系，工程应用效果良好。

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煤炭学报

2019年第01期

1503

560
煤矿深部开采冲击地压监测解危关键技术研究

作者(Author)：谭云亮, 郭伟耀, 辛恒奇, 赵同彬, 于凤海, 刘学生

摘要：针对煤矿深部开采冲击地压监测防治难题，采用理论分析、数值模拟、室内试验和现场监测相结合的综合研究方法，研究了深部应变型、断层滑移型和坚硬顶板型三类冲击地压的致灾机理，提出了煤岩组合冲击能速度指数和卸围压冲击能速度指数两个新指标，建立了与冲击地压类型相适应的煤岩冲击倾向性评价体系，获得了深部开采三类冲击地压的前兆信息特征，给出了以深部开采冲击地压类型为导向的监测预警及组合式卸压解危方法，研发了钻孔施工与预警同步一体化技术。结果表明:① 深部应变型冲击地压是围岩系统能量积聚大于能量释放与耗散之和的结果;与浅部开采相比，深部坚硬顶板破断释放的变形能明显增大，以及深部断层更易发生错动滑移;② 深部应变型和深部坚硬顶板型冲击地压的冲击倾向性评价需在国家标准基础上分别增加卸围压冲击能速度指数、煤岩组合冲击能速度指数，而对于深部断层滑移型冲击地压，这两个指标均需增加;③ 深部应变型和深部坚硬顶板型冲击地压监测预警应以能量和应力判据为主，但深部断层滑移型冲击地压应以能量判据为主;④ 深部应变型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、大直径钻孔、断底和煤层注水;深部坚硬顶板型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、深孔断顶爆破、大直径钻孔、断底和煤层注水;深部断层型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、大直径钻孔和煤层注水;⑤ 采用钻孔施工与预警同步一体化技术，可在钻孔施工过程中通过监测煤粉量和应力变化信息，对施工过程中可能发生的冲击危险进行同步预警。煤矿深部开采冲击地压防治作为一个复杂的系统工程，以科学分类为基础的系统防治技术体系仍是深部开采冲击地压需要重点攻关的研究方向。

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煤炭学报

2019年第01期

1772

538
矿井群冲击地压发生机理与控制技术探讨

作者(Author)：齐庆新, 李一哲, 赵善坤, 潘鹏志, 魏向志

摘要：大型地质体控制下，相邻矿井开采过程中时常发生冲击地压。为研究大型断层和巨厚砾岩层顶板条件下两个相邻矿井间相邻工作面开采过程中冲击地压的发生机理，以义马矿区跃进矿23070工作面和常村矿21220工作面为实际工程背景，对两工作面回采期间冲击显现特征和微震事件时空演化及能量特征展开现场实测分析，并对井间覆岩结构应力分布开展理论分析和数值模拟。研究结果表明，义马矿区F16逆冲断层的活化运动和巨厚砾岩层的整体控制作用，为冲击地压的孕灾提供了力源条件，井间相邻工作面同时回采期间，采空区上覆岩梁与井间煤岩柱系统构成“非对称T形”结构，21220工作面煤体冲击导致应力转移至井间煤柱和23070工作面，从而诱发23070工作面冲击;井间开采扰动导致应力转移并诱发冲击地压，与滞后开采工作面初始冲击强度及推进长度具有密切关系;基于理论与工程实测结果，提出了以弱化矿井间高应力传递的结构链为核心的井间“弱链增耗”防冲技术。为巨厚砾岩层顶板矿井群开采条件下相邻矿井工作面冲击地压发生机理及控制技术的研究提供理论基础。

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煤炭学报

2019年第01期

1457

509
煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践

作者(Author)：张吉雄, 张强, 巨峰, 周楠, 李猛, 张卫清

摘要：煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态，绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源“采选充+X”绿色化开采技术构想，即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选、矸石充填与“岩层移动主动控制、沿空留巷、瓦斯抽采、灾害防治、保水开采”一体化生产系统，形成了煤炭“采选充+X”(控、留、抽、防、保)协同生产模式;明确了“采选充+X”绿色化开采技术的内涵与技术框架，阐述了“采选充+X”的四代演化历程，分析了其践行绿色化的技术优势，给出了科学化的工程设计方法;阐述了5类典型“采选充+X”技术对应的技术原理、工程需求、设计流程与方法、关键技术及工艺装备等。工程实践分别证明了采选充+控、采选充+留、采选充+抽等“采选充+X”技术具有的显著技术优势与工程示范效应。未来“采选充+X”绿色化开采将延伸采选充+处、采选充+智、采选充+调、采选充+协等技术模式。整体形成的“采选充+X”技术体系，可为实现煤炭及伴生资源绿色化开采提供有力的技术支持。

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煤炭学报

2019年第01期

1798

669
智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析

作者(Author)：王国法, 赵国瑞, 任怀伟

摘要：为解决煤炭开采面临的突出问题，找到煤炭开采未来发展方向和急需突破的关键核心技术，分析了国内外能源结构及煤炭的现状，指出利用科技进步实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭的发展方向，建设智慧煤矿发展智能化开采是煤炭工业发展的必然选择。提出了智慧煤矿的内涵和3个基础理论问题及研究方向:① 数字煤矿多源异构数据的统一表达及信息动态关联关系;② 复杂围岩环境-开采系统作用机理及设备群全程路径和姿态智能控制的理论基础;③ 矿井设备群的系统健康状况预测、维护决策机制。提出了建设智慧煤矿MOS多系统综合管理、井下机器人群协同智慧和馈电管理、井下精确定位导航和5G通信管理、地质及矿井采掘运通信息动态管理、视频增强及实时数据驱动三维场景再现远程干预、环境及危险源感知与安全预警系统管理、智能化无人工作面系统管理和全矿井设备和设施健康管理八大智能系统管理操作平台的构想，分析了各平台的功能、特征和关键核心问题，提出了相应的建设路径和方法;分析了智慧煤矿的构成和建设目标，提出了智能化开采的八大核心技术短板和亟待攻破的关键技术，提出了技术层面从数据获取利用、智能决策和装备研发3个主要方向进行突破，管理层面从科学产能布局、专业化运行服务和建立新规范规程体系等促进发展的措施，指出了智慧煤矿和智能化开采技术发展的目标和实现路径。

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煤炭学报

2019年第01期

3903

5698