《煤炭科学技术》2019年度高影响力论文（2021年评选）

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，经编委会同意，在2019年度发表的360篇论文中，最终选出30篇高影响力论文。获奖论文将由编辑部颁发荣誉证书和纪念品，以资鼓励。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 129个
关键词; 133位
专家; 30篇
论文; 54669IP
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煤矿井下随钻测量定向钻进技术与装备现状及展望

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

摘要：煤矿井下近水平定向钻孔可实现超前、区域、精准灾害防治与瓦斯抽采利用，在煤矿地质保障中发挥着重要作用。系统介绍了国内外煤矿井下随钻测量定向钻进技术发展历程与应用现状，对国内定向钻进装备中的钻机、泥浆泵车、防爆型随钻测量系统、包括中心通缆钻杆、螺杆马达和钻头在内的配套钻具、包括滑动定向钻进和复合定向钻进在内的定向钻进工艺技术与套铣打捞工艺技术等关键技术和装备进行了简要分析和总结，对小体积防爆型随钻测量系统中的有线随钻测量系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统、电磁波无线随钻测量系统和地质导向随钻测量系统的功能特点及适用性做了明确的阐述，针对解决提高复杂顶板岩层中定向钻进成孔率、超深孔钻进施工能力和地层适应性等难题，介绍了成套技术与装备在保德煤矿、龙王沟煤矿和顾桥煤矿进行顺煤层超深定向钻孔和复杂顶板高位定向钻孔具有代表性的典型现场应用案例。基于成套技术与装备发展现状和现场应用，展望了煤矿井下随钻测量定向钻进技术与装备的发展方向和趋势，指出装备的自动化、信息化和智能化将成为技术攻关的方向与现场重点需求，高效快速钻进的旋转导向钻进系统和大直径定向钻孔将得到现场实践验证。

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煤炭科学技术

2019年第05期

2080

1285
煤矿“短充长采”科学开采模式研究

作者(Author)：祁和刚, 张农, 李剑, 郑忠友, 朱磊, 管增伦

摘要：随着我国煤炭持续高强度开发，开采条件逐渐恶化，传统开采方法带来一系列资源、安全与环境问题。基于“岩层低损伤”，“无煤柱开采”和“固废零排放”的思路，提出了以煤矿井下采区内就近分选矸石为主形成的固体废弃物充填带取代区段煤柱的“短充长采”科学开采构想及其技术原理。探索了“采-选-充-留”关键技术路径，统筹研究解决遗留煤柱的资源浪费、固废排放的环境污染、传统开采的技术瓶颈和深部开采的安全风险。建立了“短充长采” 固体废弃物充填带能量缓释理论和低损伤岩层控制理论。阐述了5项关键技术：“短充长采”系统设计方法，井下智能干法轻量模块化分选系统，自成巷前进高效采充技术与装备，沿充填带留巷技术与装备，“短充长采”系统集成控制技术。现场应用结果表明：“短充长采”科学开采模式在葫芦素煤矿和刘庄煤矿井下矸石直接充填能力分别达到200万 t/a 和100万 t/a，利用有限的的固废资源集成解决了煤炭开采的资源、安全和环保问题，可以实现井下无煤柱、地面固废零排放。该模式创新了绿色开采新理论、新技术、新方法，构建了我国新型绿色开采的科学开采体系。

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煤炭科学技术

2019年第05期

2107

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水力冲孔压裂卸压增透抽采瓦斯技术研究

作者(Author)：刘东, 刘文

摘要：为了提升煤层瓦斯抽采效率，减少矿井瓦斯抽采工程量和抽采时间，讨论了水力冲压卸压增透机制，详细阐述了水力冲压卸压增透技术的工程实施模式，并将该技术应用于贵州新田煤矿煤巷条带瓦斯治理工作中，监测技术实施前后钻孔瓦斯抽采参数，数据分析结果表明：水力冲孔孔洞最大半径在0.23～0.72 m，水力压裂时的煤层破裂压力在13～26 MPa，冲孔后的平均瓦斯抽采体积分数提高了35%左右、瓦斯抽采纯量提高了1.1～5.0倍，冲压一体化作业后，钻场抽采浓度相较于冲孔后提高了0.8倍以上，钻场抽采纯量再次提高了3～5倍，卸压增透效果较为显著。工程试验结果证明水力冲压卸压增透技术能够实现煤层卸压增透，大幅提升煤层瓦斯抽采效率，对矿井安全高效生产有着重要的工程意义。

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煤炭科学技术

2019年第03期

358

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不同煤层地质条件下智能化无人综采技术

作者(Author)：范京道, 徐建军, 张玉良, 张科学, 李川

摘要：为进一步提升煤矿智能化开采技术装备水平，引领行业智能化开采技术科学发展，实现煤炭行业在新时代下的升级转型，结合陕煤集团黄陵矿业公司智能化无人开采成功实践经验，重点研究了复杂地质条件下薄煤层、中厚煤层和厚煤层智能化开采实践技术，得到了中厚及较薄煤层智能化无人综采的关键技术是液压支架全工作面跟机自动化与远程人工干预技术、采煤机全工作面记忆截割与远程人工干预技术、综采自动化集中控制技术、工作面视频监控技术、智能化集成供液控制技术和超前支护自动控制技术；厚煤层智能化无人综采的关键技术是大采高工作面防片帮智能控制技术、大采高工作面底软智能控制技术、大采高工作面高清晰视频监控技术和大采高工作面环境安全保障技术；得出了煤矿智能化无人开采支撑体系建设分为科技创新、信息化标准、安全保障技术、企业精细化管理和员工素质提升工程五大体系；提出了通过提高整体技术创新性与适应性和提高装备的可靠性与适应性方面的攻关研究，是不断推动煤炭智能化无人开采技术向智能开采高级阶段迈进的努力途径。最后，分析了目前国内外智能化无人开采技术应用现状及推广制约因素，并结合人工智能及新一代工业革命发展方向对煤炭智能开采技术进行了展望。

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煤炭科学技术

2019年第03期

1148

3420
智慧煤矿主体架构设计与系统平台建设关键技术

作者(Author)：庞义辉, 王国法, 任怀伟

摘要：针对煤矿建设过程中存在的信息孤岛、子系统割裂等问题，提出了以"自主感知与控制-信息传输系统一操作平台-井下系统平台-生产经营管控平台"为主线的智慧煤矿建设主体架构，通过底层的自主感知系统对井下的"人-机-环-管"信息进行全面感知，并对感知信息的数据格式、通信协议、存储方式等进行统一，构建了井下多源异构大数据共享平台，实现了井下各子系统之间的数据统一管理与信息共享。利用统一操作平台对井下生产系统、安全保障系统、综合保障系统进行统一管理，解决了信息孤岛、子系统割裂等问题。井下系统平台不仅为上层的生产经营管理平台提供数据支撑，而且为底层机械设备的智能操控提供决策依据，实现了井下信息感知、分析、决策、控制的智能化操控。将智慧煤矿智能生产系统细分为地质及矿井采掘运通信息动态管理平台、井下精准定位导航通信管理操作平台、智能化少人采掘系统综合管理平台，详细阐述了智能综采子系统间的组织架构与实现路径。按照井下危险源的种类对智慧煤矿智能安全保障系统进行了分类，搭建了智能安全保障系统的主体架构，分析了井下危险行为、危险区域识别系统的技术路径。基于井下采掘工程需求分析，对智慧煤矿智能综合保障系统进行了分类，构建了智能综合保障系统的主体架构，详细论述了井下设备在线诊断与远程运维系统的实施过程。从基础理论、信息感知、数据处理、高效传输、精准控制5个方面，对未来需要突破的智慧煤矿建设关键技术进行了展望。

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煤炭科学技术

2019年第03期

1868

6620
煤矿防治水智能化技术与装备研究现状及展望

作者(Author)：靳德武, 乔伟, 李鹏, 樊娟

摘要：为了解决煤矿充水条件的精准探测、有效预测、动态监测和水害的可靠治理问题，人工智能和信息化技术在我国煤矿水害防治技术和装备中获得广泛应用并取得重要进展。依据智能感知、智能判断和智能执行等智能化技术三要素，将煤矿防治水智能化定义为水害致灾因素的有效筛选、自动识别和精准控制的过程。从5个方面系统地总结了煤矿防治水智能化技术现状：即探测装备的智能化芯片及数据处理智能算法、含水层富水性分区的信息融合法及煤层底板突水预测的统计学习法、基于智能化传感器及智能算法的矿井水情（害）实时监测预警系统、水害治理工程的信息化设计及智能控制注浆系统、紧急避灾最优路径搜索及突水水源快速识别。结果表明：水害探测装备及解释方法的智能化提高了装备的抗干扰能力，实现了探测参数的快速准确计算；煤层底板突水预测的统计学习法使突水预测精度由82%提高到91%；网络并行电法监测仪在五沟煤矿提前2 d成功预报了工作面底板突水；智能化注浆系统形成了高度定制化的制浆-注浆数字化解决方案，实现全自动造浆30 m3/h；避灾抢险智能化为矿井灾害情景下的井下人员合理疏散和应急救援提供了辅助决策支持平台。随着智慧矿山、透明矿井技术的不断发展与完善，多源时空智能化探（监）测、玻璃水文地质、水害监测大数据挖掘、井下救援机器人等将会成为热点研究方向，并最终形成煤矿防治水智能化技术体系。

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煤炭科学技术

2019年第03期

1736

996
煤矿井下碎软煤层空气复合定向钻进技术与装备

作者(Author)：方俊, 刘飞, 李泉新, 褚志伟

摘要：针对碎软煤层瓦斯高效抽采与治理已成为制约煤矿安全高效生产的关键技术瓶颈问题，在分析碎软煤层顺层钻孔钻进关键技术难题的基础上，提出采用空气复合定向钻进技术与装备进行碎软煤层钻孔施工的技术方案，介绍了其技术原理与技术优势，开发了复合定向钻进技术、顺煤层长距离成孔技术和复合强排渣技术，选配了矿用空压机和孔口除尘器，研制了空气螺杆马达、空气流量与压力监控系统、配套钻具等钻进装备。在贵州省青龙煤矿开展了现场试验，在普氏系数为0.37的碎软突出煤层中，完成5个定向钻孔和2个定向主分支孔施工，最大孔深385 m，总进尺3 014 m，最大单孔瓦斯抽采纯量超过1 500 m3/d，取得了碎软煤层定向钻孔成孔深度和瓦斯抽采效果的重大突破。空气复合定向钻进技术与装备可在工作面圈闭之前对碎软煤层瓦斯进行超前区域递进式抽采治理，掩护巷道掘进和工作面回采，具有钻孔施工周期短、成本低、瓦斯抽采效果好等显著优势，可对革新井下碎软煤层瓦斯治理模式、助力煤矿企业降本增效提供技术参考。

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煤炭科学技术

2019年第02期

467

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塔山煤矿综采工作面切顶留巷技术

作者(Author)：王炯, 刘雨兴, 马新根, 蒋骞骞, 张正俊

摘要：为解决塔山煤矿三采区采掘接替紧张的问题，采用切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术在该采区进行切顶留巷试验研究。首先，系统介绍了切顶留巷技术原理、工艺流程及切顶留巷关键技术；其次，结合该煤矿工程地质条件，采用理论分析计算、数值软件模拟和现场爆破试验等方法,得出顶板预裂切缝高度为7.5 m、切缝角度为15°、恒阻锚索长度为9 m等关键参数，单孔最优装药结构为4+3+3+2，孔间距500 mm。留巷稳定后，顶板最大下沉量为188 mm，底鼓最大值为100 mm，两帮收缩最大值为164 mm，监测结果表明切顶卸压条件下，留巷效果满足生产需求。

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煤炭科学技术

2019年第02期

1162

844