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《煤炭科学技术》2021年最受关注论文TOP30

来源：煤炭科学技术

《煤炭科学技术》2021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2022-10-10）

行业视野: 高被引
类别; 139个
关键词; 141位
专家; 30篇
论文; 27609IP
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综采工作面智能化开采系统关键技术

作者(Author)：贺海涛

摘要：简要回顾煤矿智能无人开采发展历程,在分析综采工作面智能化开采需求的基础上,提出了综采工作面智能化开采系统架构,包括精准煤层三维地质模型及其动态调整、智能化开采控制、智能化无人巡检装置和智能化协同集控等4个部分,提出了综采工作面智能化开采模式。分析了综采工作面初始三维地质模型、三维激光扫描技术,确定综采工作面三维地质数字化模型动态调整步骤,形成动态调整的综采工作面三维数字化地质模型,实现综采工作面的有限透明。指出综采工作面智能化开采三项关键技术:采煤机智能化割煤技术、液压支架自适应控制技术和综采工作面直线度控制技术。在神东榆家梁煤矿43101综采工作面进行技术应用,动态调整的综采工作面三维数字化地质模型精度为0.2 m,日割煤可达15刀;采煤机和支架自动化率95%以上,人工干预率20%左右;综采队全员工效125.69 t/工,较之前提高95.98%;工作面无直接操作人员,仅有1人巡视。研究成果可为煤矿智能无人开采提供借鉴。

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煤炭科学技术

2021年第S1期

277

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大采高综放动压巷道窄煤柱沿空掘巷围岩控制

作者(Author)：彭林军, 宋振骐, 周光华, 侯树宏, 何维胜, 郝建, 李安

摘要：为研究大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷动压巷道矿压控制问题，以宁煤集团羊场湾煤矿2-2特厚煤层130205大采高综放工作面回风巷为工程背景，在原巷道留设35 m护巷煤柱全断面锚索支护已无法维护采掘巷道断面条件下进行窄煤柱研究。采用现场实测、数值模拟和理论预测3者相结合的研究方法，建立了巷道围岩内、外应力场力学结构模型，运用FLAC3D模拟回风巷道5、6、8、10、15 m不同宽度煤柱围岩应力分布规律。理论计算内应力场为9.5～10.3 m，窄煤柱合理宽度为5.14～5.56 m；数值模拟显示0～10 m为低应力区，10～14 m为应力峰值区，14～45 m为应力高值区、缓降区，超过45 m后逐渐趋于原岩应力，煤柱内的支承压力呈单峰分布，通过研究确定护巷煤柱尺寸为6 m。经现场应用得出，6 m窄煤柱回风巷道回采期间两帮最大变形量为241 mm，顶底板最大变形量为92 mm，巷道支护设计合理，窄煤柱注浆效果显著，窄煤柱巷道回采期间整体满足生产要求。

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煤炭科学技术

2021年第10期

809

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煤炭工业“十三五”发展成效与“双碳”目标实施路径

作者(Author)：王国法, 任世华, 庞义辉, 曲思建, 郑德志

摘要：煤炭是我国能源体系的基石，长期以来煤炭工业为我国经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。回顾“十三五”期间，我国煤炭工业在国家供给侧结构性改革和行业高质量发展政策引导下，不断改革行业发展模式，在煤炭消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作方面取得的丰硕成果和巨大成绩。分析了在“碳达峰，碳中和”目标下，我国煤炭工业面临的任务和挑战，提出基于我国能源资源禀赋和经济社会发展要求，在未来100年中，煤炭仍将在我国多能互补现代能源体系中扮演稳定器和压舱石的重要角色，以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命、技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，煤炭低碳利用技术的颠覆性创新将使煤炭成为最有竞争力的能源和原材料资源。要坚定不移地建设智能化煤矿，淘汰落后产能，发展以煤矿智能化支撑的柔性生产供给体系，发挥煤炭为“双碳”兜底、为能源安全兜底、为国家安全兜底的作用，实现新时期、新煤炭、新格局高质量发展目标。

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煤炭科学技术

2021年第09期

2083

2563
综采工作面智能化关键技术现状与展望

作者(Author)：高有进, 杨艺, 常亚军, 张幸福, 李国威, 连东辉, 崔科飞, 武学艺, 魏宗杰

摘要：综采工作面智能化是我国煤炭开采的重点发展方向之一。综采工作面环境复杂，设备众多，开采工艺各环节高度耦合，且采煤过程中各设备之间的动作协同性要求较高，这给设备的智能控制带来了巨大挑战。为厘清综采工作面智能化的技术现状，发掘技术难题的解决方法，探讨未来的发展方向，首先从工程应用角度出发，围绕采煤机、液压支架群、供液系统、运输系统等核心设备，综述综采工作面智能化的发展历史和技术现状，介绍了智能化综采工作面现有的系统架构和关键技术，梳理智能化建设过程中的技术难点。其次从控制理论角度出发，重点阐述了采煤机滚筒自适应调高、支架姿态控制、支架自动跟机、工作面直线度调整、设备协调控制等技术难点所面临的科学问题，从系统建模、控制算法及优化决策等方面，介绍了解决上述问题的技术路径和国内外最新的研究成果。最后，根据人工智能研究领域的发展动态，展望了采煤机、液压支架、运输系统的智能化发展方向；结合计算机视觉、三维激光点云技术、大数据分析、多智能体控制与决策等方向的研究成果，探讨了综采工作面在视频目标识别与跟踪、关键设备三维姿态感知、透明工作面地质信息获取与建模、设备故障综合诊断、工作面信息挖掘与智能分析、设备集群智能最优控制等方面的智能化技术。

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煤炭科学技术

2021年第08期

1655

2933
我国矿井物探技术及装备的发展现状与思考

作者(Author)：张平松, 欧元超, 李圣林

摘要：矿井物探作为煤矿智能开采过程中一类重要的精准地质勘探及监测预警手段，经过近30年的发展，从基础技术理论、软件模拟性能到装备研发应用等方面都得到了较大的丰富和提升，在当前矿井地质保障系统的构建中起到了关键性作用。值此“十四五”开局之际，总结回顾了以矿井地震类、矿井直流电法类及矿井电磁法类等为主的矿井物探技术、装备发展历程及现状；检索统计了近30年来国内发表的矿井物探类高质量学术论文，并从发表年份、论文作者、机构来源、高质量期刊等多个角度进一步剖析了矿井物探发展规律及特征；面对当前国内煤炭开采地质条件深部化、复杂化的发展趋势，指出基础理论不够完善、应用条件拓展不足、仪器装备智能稳定性亟待提升、数据反演多解性尚未突破等仍是阻碍目前矿井物探技术发展和高质量应用的关键性问题。针对矿井地质保障系统协同构建及其发展趋势，笔者从矿井原位试验平台建设、透明化矿井地质构建、高素质矿井技术人才培养等方面进行思考。未来发展应瞄准精准智能开采方向，紧紧围绕《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中指出的提高智能精准化矿井物探技术装备发展目标，从实际出发，稳步合理全面地推进矿井地质透明化，加速国产高性能多属性参数仪器设备开发，构建多源地质灾害信息云监控、诊断与保障系统等工作，不断提升新时代矿井安全生产的质量和效益。

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煤炭科学技术

2021年第07期

855

2694
冲击地压矿井综采工作面两巷超前支护液压支架研究

作者(Author)：潘一山, 高学鹏, 王伟, 肖永惠

摘要：针对我国工作面两巷超前支护区域由于应力集中程度增大和支护能力较差而引发的冒顶、冲击地压等愈发严重的问题，采用理论、对比及分类等方法，研究工作面开采特征及与两巷在矿压上的差别，分析支护对巷道稳定性影响以及工作面与两巷超前支护匹配性，研究巷道液压支护设计方法。研究结果表明：①由于开采深度、开采空间以及开采强度增大，采场矿压显现增强，与工作面相比，两巷应力集中程度更高，受采动影响范围更大，围岩破坏更严重，对支护要求更高；②巷道支护技术及装备发展严重滞后于工作面，单体液压支柱由于支护强度低、护顶效果差、稳定性差，加剧了工作面与两巷支护的不匹配；③巷道支护强度对工作面两巷稳定性具有重要影响，应当采取初撑力较高、刚度较大的液压支架对巷道加强支护；④系统地对巷道超前支护液压支架进行分类，总结每种支架类型特征、优缺点及适用巷道条件，并提出两巷超前液压支护设计方法。

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煤炭科学技术

2021年第06期

625

1285
基于特征选择和机器学习融合的煤层瓦斯含量预测

作者(Author)：林海飞, 周捷, 高帆, 金洪伟, 杨卓亚, 刘时豪

摘要：煤层瓦斯含量是矿井瓦斯灾害防治及煤层气勘探开发的基础参数，为提高其预测精度及科学性，对典型矿井煤层瓦斯含量的35组实测数据进行了零-均值规范化处理，通过全子集回归和随机森林2种特征选择方法对11类影响煤层瓦斯含量的参数进行不同规律组合，得到17种瓦斯含量特征参数组合。运用高斯过程回归、最小二乘支持向量机、梯度提升回归树和极限回归机等4种经典有监督机器学习算法，分别对17种特征参数组合进行预测，得到68种瓦斯含量预测模型。根据各机器学习算法平均判定系数≥0.800，对68种瓦斯含量预测模型进行初步筛选。综合归一化均方误差≤001以及希尔不等系数≤001，得到21种基于特征选择和机器学习融合的最优预测模型，并取平均值得到了最终预测序列。结果表明：最终预测序列的归一化均方误差为0007，希尔不等系数为0005，判定系数为0993，平均绝对误差为0170 m3/t，平均相对误差为075%，各精度评估指标均符合要求，所构建的多参数组合多算法融合的预测模型具有广泛的普适性且精度较高。

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煤炭科学技术

2021年第05期

437

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高瓦斯矿井超大区域瓦斯治理技术

作者(Author)：刘忠全, 陈殿赋, 孙炳兴, 李健威

摘要：基于大功率定向钻进技术与装备的发展和矿井瓦斯防治技术的提升，保德煤矿先后创造了2311、2 570、3 353 m井下顺层定向长钻孔瓦斯抽采施工纪录，为矿井实施超大区域瓦斯治理技术提供了基础条件。以保德煤矿8号煤的煤层气防治为研究对象，基于超长工作面区域瓦斯治理需要，依据区域范围及预抽时间的不同，分别采用井上井下联合抽采、盘区超前大区域预抽、掘进工作面主巷羽状钻孔大区域预抽、采煤工作面大区域递进式预抽等措施对采掘区域内煤层气进行了大面积超前预抽，为煤层气治理提供了充裕的时间和空间，确保了抽采达标所必备的时间条件；针对8号煤层透气性低、抽采衰减快的问题，采用定向钻孔分段压裂增透技术并辅以高效封孔工艺技术，实现了煤巷掘进前和工作面回采前煤层气的高效治理；针对矿井超长工作面回采后形成的大范围采空区瓦斯异常涌出问题，提出并实施了大范围采空区平衡卸压抽采技术，有效地阻止了采空区瓦斯涌入采掘空间。实践表明：保德煤矿8号煤层通过实施超大区域瓦斯治理技术措施，煤层气预抽率大于30%，切实有效地解决了工作面采掘期间的瓦斯涌出治理问题，矿井生产全过程瓦斯抽采达标；采掘工作面月产量达80万t，掘进工作面月单进尺560 m以上，实现了高瓦斯矿井长周期安全高效生产，实践证实了超大区域瓦斯治理技术具有显著的安全和经济效益。

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煤炭科学技术

2021年第05期

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