《煤炭科学技术》2020年度高影响力论文（2022年评选）

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《煤炭科学技术》2020年度高影响力论文（2022年评选）

来源：煤炭科学技术

行业视野: 高被引
类别; 143个
关键词; 135位
专家; 30篇
论文; 46422IP
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薄煤层智能开采技术研究现状与进展

作者(Author)：袁永, 屠世浩, 陈忠顺, 张村, 王沉, 王文苗

摘要：　　薄煤层占我国煤炭总储量的20%，受狭小采掘空间等特殊条件制约，薄煤层开采效益差、智能化水平低，产量仅占煤炭总产量的10%。　　基于薄煤层多样性赋存条件和提高工作面单产、卸压效果与采出率的不同开采需求，将薄煤层开采的技术需求分为3类：薄煤层长壁智能化综采、薄煤层保护层智能化开采和薄煤层高采出率开采技术。　　系统分析了我国薄煤层矿井开采设计、长壁综采装备、智能化开采技术、半煤岩巷道掘进和极薄煤层开采技术等方面的研究现状，详细介绍了3类薄煤层开采技术的研究进展，具体包括：　　①在长壁综采工作面智能化方面，提出了放大采区(面)尺寸、降低采掘高度的立体化设计方法，开发了薄煤层开采方法、设备配套等辅助决策专家系统，研制了大功率、矮机身半煤岩快速掘进机及其支护机具和矮型化超长综采工作面成套装备，研发了“基于煤层条件精准探测预设割煤轨迹+三机协同控制+视频监控”的智能化开采技术;　　②在高瓦斯薄煤层保护层智能化开采方面，揭示了卸压开采的应力-损伤-渗流耦合作用机制，提出了长壁面极限卸压采厚与钻采面卸压增透合理参数确定方法，研发了基于瓦斯浓度调控的智能割煤技术;　　③在提高薄煤层采出率方面，研发极薄煤层的长壁综采自动化技术和五钻头自动换钻螺旋钻采煤机，开发了不同种类的薄煤层沿空留巷技术。　　提高薄煤层采掘装备的适应性和控制精度，构建智能开采与灾害防控一体化理论与技术将是薄煤层智能开采技术的研究方向。

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煤炭科学技术

2020年第05期

1405

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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

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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

2124

1813
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

676

1671
采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯机理研究

作者(Author)：程志恒, 卢云, 苏士龙, 刘彦青, 陈亮

摘要：为了提高采空区顶板高位走向长钻孔瓦斯抽采效率，消除工作面上隅角瓦斯超限事故，以山西华晋吉宁煤业有限责任公司2102综采工作面为研究对象，采用数值模拟、理论分析与现场试验相结合的方法，利用3DEC软件模拟计算2102综采工作面回采期间采空区顶板裂隙场演化过程，根据裂隙场、应力场和应变场分布模拟结果在沿工作面推进方向上划分采空区顶板裂隙加强区范围与压实区范围，工作面推进期间煤层顶板在时间上先后经历裂隙加强区和重新压实区，处于裂隙加强区的钻孔部分为钻孔高效抽采作用区域，钻孔高效抽采段长度与钻孔高效抽采段裂隙发育程度共同决定高位走向长钻孔抽采效率，揭示了采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯作用机制；在此基础上，在采空区顶板裂隙带高度范围内布置多个高位试验钻孔，进行钻孔瓦斯抽采效果考察，研究结果表明：在保证高位钻孔布置于回风巷内侧顶板裂隙带前提下，最佳布孔层位为距煤层底板60 m左右，同时在高位试验钻孔作用下，上隅角瓦斯体积分数最大值由1.1%降低至0.6%，说明根据回风巷内侧采空区顶板裂隙带高度范围，布置高位走向长钻孔能显著降低上隅角瓦斯浓度。

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煤炭科学技术

2020年第02期

944

1715
不同变质程度煤孔隙结构分形特征对瓦斯吸附性影响

作者(Author)：陈向军, 赵伞, 司朝霞, 戚灵灵, 康宁宁

摘要：为研究不同变质程度煤孔隙结构分形特征及其对瓦斯吸附特性的影响，通过压汞试验测试了9组不同变质程度煤样孔隙结构，利用Menger海绵模型分析了不同变质程度煤孔隙结构分形特征，结合煤样吸附常数，研究了孔隙结构分形特征对瓦斯吸附特性的影响。研究结果表明，煤孔隙在不同孔径段具有不同的分形特征，渗流孔分形维数D1和吸附孔分形维数D2均随变质程度的增加呈线性增大。煤孔隙分形特征对瓦斯吸附特性具有一定的影响，渗流孔分形维数D1与吸附常数b呈良好的线性关系，与极限吸附瓦斯量a的关联性不大，表明渗流孔分形维数D1对吸附瓦斯速率影响较大，对吸附能力影响较小；吸附孔分形维数D2与极限吸附量a呈正相关关系，与吸附常数b关联关系不明显，说明吸附孔分形维数D2对瓦斯吸附能力影响较大，对吸附瓦斯速率影响不明显。

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煤炭科学技术

2020年第02期

674

663
我国矿井通风技术现状及智能化发展展望

作者(Author)：张庆华, 姚亚虎, 赵吉玉

摘要：矿井通风作为矿井的“血液循环系统”，是矿井安全生产的基石，在智能化背景下发展智能通风技术装备是保障我国发展少人化、无人化煤矿的必由之路。从通风参数测定与监测、通风网络分析与决策、通风调控技术与装备3个方面对我国矿井通风技术装备近年来的研究与实践成果进行了系统梳理和总结，指出了实现智能通风仍需解决的4大难题，即通风参数测定与监测准确性低，难以满足精准决策的需要；风量调控缺乏有效决策模型，调控装备发展滞后，难以实现动态定量调节；通风动力与通风网络匹配性不强，联动调节能力弱；通风隐患、灾变判识技术发展不成熟，缺乏有效的预防预警与应急控制手段。针对这些技术难题提出了实现矿井通风智能化的3个重点研发方向：智能感知、智能决策、智能控制，给出了各研发方向应着力解决的关键核心技术内容，即通过研发通风系统自动成图技术、通风参数快速精确获取技术，实现通风基础数据智能感知；通过研发数据驱动的网络模型构建方法、通风网络与通风调控联动分析决策技术、通风隐患自动识别与报警技术，实现通风技术智能决策；通过研发通风灾变准确判识方法和灾变控制装备，实现通风灾变智能控制。依托以上技术装备，形成一套智能通风技术装备体系，实现矿井通风无人化、智能化。

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煤炭科学技术

2020年第02期

837

1127
大采高工作面过空巷群顶板破断及矿压规律研究

作者(Author)：周海丰

摘要：为解决大采高综采工作面快速通过大断面空巷群，避免发生冒顶压架问题，以哈拉沟煤矿22311综采工作面过26条空巷群为研究对象，采用理论研究、数值模拟以及现场监测等方法，研究了综采工作面过空巷群期间空巷失稳机制及基本顶破断规律，模拟了综采工作面过空巷期间采用泵送支柱支护效果，监测了综采工作面过空巷期间顶板下沉量及压力情况，最终22311综采工作面安全顺利通过了26条大断面空巷群。研究表明：空巷失稳主要是由基本顶超前破断引起的，其次是由于空巷支护不足导致的，泵送支柱支护应具有可切割、大断面、高承载与让压变形特征。采用“泵送支柱+锚索+W钢带”联合支护方式，使支柱与顶底板围岩处于协同作用状态，可保证综采工作面安全通过大断面空巷群。

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煤炭科学技术

2020年第02期

552

1136