TOP50|《煤炭科学技术》2020—2023年发表论文高被引（WOS数据库）

Web of Science（WOS）数据库是科睿唯安(Clarivate Analytics)的数据服务平台，收录了12000多种世界权威的、高影响力的学术期刊，内容涵盖自然科学、工程技术、生物医学、等领域。WOS收录了论文中所引用的参考文献，并按照被引作者、出处等编制成引文索引，是获取全球学术信息的重要数据库。

被引频次是衡量科研文献内容质量与创新性的重要标志。据统计，截至2023年5月底，《煤炭科学技术》刊登论文中共有2787篇论文被WOS数据库收录的文献引用，总被引频次达到7400余次。《煤炭科学技术》编辑部整理了在WOS中被引TOP50的论文（2020—2023年发表），为相关科研人员进行研究提供参考。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 201个
关键词; 178位
专家; 50篇
论文; 54518IP
点击量; 86523次
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含水率对不同宏观煤岩类型甲烷吸附/解吸特征的影响

作者(Author)：高正, 马东民, 陈跃, 张辉, 张林

摘要：为研究低阶煤中含水率对不同宏观煤岩类型甲烷吸附/解吸的影响，采集大佛寺井田延安组4号煤样品并分离光亮煤与暗淡煤样品，分别采用液氮吸附、扫描电镜、接触角测定以及等温吸附/解吸等试验手段，分析煤样的物质组成、孔隙结构特征、润湿性特征、吸附/解吸等特征；并基于等量吸附热、表面自由能等热力学参数计算结果，从能量角度分析低阶煤中不同宏观煤岩类型的润湿性对甲烷吸附/解吸特征的影响。结果表明：①光亮煤的灰分、水分及氢、氧、氮元素含量低于暗淡煤，而挥发分及碳、硫元素含量高于暗淡煤；光亮煤的表面结构相对简单，接触角为56.3°，暗淡煤的接触角为51.7°，光亮煤的润湿性较暗淡煤差；②升压阶段，空气干燥基煤样的等量吸附热值大于平衡水煤样，且光亮煤的等量吸附热大于暗淡煤；降压阶段，平衡水煤样的等量吸附热小于空气干燥基煤样，暗淡煤的等量吸附热大于光亮煤。此外，无论光亮煤还是暗淡煤，降压阶段的等量吸附热均大于升压阶段的等量吸附热，表明甲烷解吸还需要从外界环境中吸收更多的能量，且降压不能促使甲烷完全解吸，甲烷解吸存在滞后性，本质是吸附和解吸过程能量的差异；③水分子易与煤基质表面断裂的化学键及煤基质内部的亲水性官能团结合，在一定程度上降低了煤的表面自由能，使甲烷-煤吸附系统达到平衡状态所释放的热量更少，并且，水与煤的分子作用力强于甲烷，可以占据煤表面的有效吸附位，使煤吸附甲烷能力变弱。研究结果可为区内后续煤层气高效开发工作提供理论依据。

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煤炭科学技术

2020年第08期

438

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我国智能化采煤技术现状及待突破关键技术

作者(Author)：葛世荣, 郝尚清, 张世洪, 张幸福, 张林, 王世博, 王忠宾, 鲍久圣, 杨小林, 杨健健

摘要：自实现机械化采矿后，进一步实现智能化以解放矿工就成为世界采矿界的科研目标。在回顾智能化采煤技术发展历程的基础上，对我国智能化采煤技术研究与应用现状进行系统回顾分析，并对未来待突破的关键技术进行展望。首先，介绍了智能化采矿技术的发展历程，概述了动力化、自动化、信息化等发展阶段对采煤工作面的要求，进而提出了智能化采煤工作面的基本要求；其次，从科研计划研究、国内学术论文发表、相关专利授权以及国内煤矿实践探索等方面，对我国智能化采煤技术的创新现状进行分析与总结。结果显示我国从“十一五” 起就开始重视智能化采煤技术的研究，通过10余年的大力发展，批准了近10个与采煤智能化技术有关的国家重点研发计划项目，同时产生一大批学术论文和授权专利，这些创新成果形成了薄煤层、中厚煤层、大采高与超大采高、特厚煤层等4种智能化采煤基本模式，并建成了近200处不同层次的智能化采煤工作面；再次，从采煤机、液压支架、刮板输送机、带式输送机、巷道集中监控技术等5个方面，归纳了在初级智能化采煤工作面上已成熟应用的35项智能控制技术；最后，针对复杂条件下的智能化采煤工作面技术难题，提出了有待进一步研究突破的精准定位、煤岩识别、智能支护、自主纠偏和智能煤流感控等5项智能化采煤关键技术，并给出相应的技术突破思路。通过调研分析，认为我国现阶段的智能化采煤装备技术总体已达到自主化、成套化、实用化的国际先进水平，未来还需进一步提高智采工作面的自主能力和适用范围。

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煤炭科学技术

2020年第07期

4161

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智能开采透明工作面地质模型梯级优化试验研究

作者(Author)：程建远, 刘文明, 朱梦博, 余北建, 王一, 张泽宇

摘要：煤矿智能开采工艺与装备对于地质条件适应性不足，急需在各种复杂地质条件下构建高精度透明化的煤层地质模型。以山西某地质条件复杂的矿井为例，选择陷落柱、断层、褶曲等较为发育的XY-S工作面，通过利用不同勘查、生产阶段获取的地质数据，递进式构建了设计阶段的黑箱模型、掘进阶段的灰箱模型、回采前的白箱模型和开采中的透明模型；以XY-S工作面7 400 m掘进巷道、1 470 m推采范围的实测数据作为统计依据，对不同模型的地质建模精度进行实证分析。试验结果表明：①煤层底板的建模误差：黑箱模型10~20 m（仅有钻探数据时）、5~10 m（钻探+三维地震），灰箱模型和白箱模型0~5 m，透明模型0~1.0 m；②断层、陷落柱的控制程度：槽波解释的3条落差1.5 m以上断层验证可靠，直径20 m以上陷落柱的解释准确率平均75%，但是槽波探测的陷落柱范围明显偏大、推断的异常区偏多；③煤厚预测误差：主采煤层平均厚度2.70 m，黑箱、灰箱、白箱模型煤厚预测最大误差1.5 m、均方误差0.5 m左右，透明模型的煤厚预测误差小于0.30 m，但是可统计的实证点偏少。按照智能开采工作面地质模型梯级构建的思路，智能开采前白箱模型的建模精度只能满足自适应截割模拟开采的需求，急需研发随采智能探测、孔中地质雷达、视频煤岩识别等新技术新装备，实现工作面高精度三维地质建模，为煤矿智能开采提供可靠的地质保障。

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煤炭科学技术

2020年第07期

795

1667
智慧矿山数字孪生技术研究综述

作者(Author)：张帆, 葛世荣, 李闯

摘要：煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。数字孪生面向煤炭工业领域的互联互通及智能化应用，发挥连接物理世界和信息世界的桥梁与纽带作用，将在煤炭开采、视频监控、人机交互等方面提供更加实时、智能、高效的服务。面向智慧矿山技术需求，提出了基于数字孪生+5G的智慧矿山建设新思路，将“数字孪生+5G”与AI技术相结合，为实现智慧矿山提供一种创新的方法。首先从智慧矿山建设进展及应用方面存在的问题入手，系统地梳理和分析了当前智慧矿山研究和发展现状，通过研究新一代信息技术与工业技术融合应用，阐述了数字孪生的概念内涵，指出数字孪生是智慧矿山发展的必然趋势并将为智慧矿山赋能；然后针对智慧矿山建设的难点和痛点问题，提出了基于“数字孪生+5G”的智慧矿山体系架构理论，通过构建矿山数字孪生模型（MDTM）实现物理矿山实体与数字矿山孪生体之间的虚实映射与实时交互。聚焦智慧矿山建设目标，以智慧矿山系统建设、优化和关键技术为核心，基于矿山信息物理空间的数字孪生和深度学习方法，以实际矿井为原型设计了智能开采的数字孪生一体化方案，构建了全域感知、边缘计算、数据驱动和辅助决策的智慧矿山平台。最后针对智慧矿山的数字孪生应用需求，提出并探讨了数字孪生赋能智慧矿山的关键技术问题，并指出了未来需要实现的关键技术路径。本文旨在通过对智慧矿山的数字孪生技术研究，为数字孪生模型构建、协同控制与交互优化等提供思路，为未来智慧矿山建设与设计提供理论借鉴。

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煤炭科学技术

2020年第07期

3489

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大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析

作者(Author)：李宏, 马金魁

摘要：为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全，提出了一种大直径顶板定向长钻孔（203 mm）进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术，并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明，钻孔布置的合理垂直高度45～50 m，钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比，大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当，是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍；工程量大幅度降低，大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采，又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。

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煤炭科学技术

2020年第07期

211

723
大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析

作者(Author)：李宏, 马金魁

摘要：为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全，提出了一种大直径顶板定向长钻孔（203 mm）进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术，并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明，钻孔布置的合理垂直高度45～50 m，钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比，大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当，是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍；工程量大幅度降低，大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采，又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。

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煤炭科学技术

2020年第07期

211

723
煤层气生物工程研究进展

作者(Author)：苏现波, 夏大平, 赵伟仲, 伏海蛟, 郭红光, 何环 , 鲍园 , 李丹 , 魏国琴

摘要：煤层气生物工程是将营养液或经过驯化、改良的菌种注入地下煤层或通过地面发酵产气的方式，把煤的部分有机组分转化为甲烷，实现微生物强化煤层气产出的一种特殊发酵工程。该工程作为多学科交叉的新兴边缘学科，涉及到能源、环境和新材料三大领域，具有多重效益，越来越受到关注。详细总结了国内外煤层气生物工程10余年的发展历程，首先从煤层(水)的生物多样性、厌氧发酵系统产气机制和控制因素等方面系统分析了煤层气生物工程的微生物学基础ꎻ以研究厌氧发酵系统中气固液菌为核心，整合其他学科的研究方法，初步形成了煤层气生物工程自身的研究方法，最后提出了煤层气生物工程的实施方案及发展趋势。生物多样性为煤层生物甲烷的生成提供了菌种来源，根据发酵系统中气固液菌的变化规律将发酵过程区分为４个阶段，系统中的底物和环境因子控制了微生物群落结构，影响了生物甲烷的产量。甲烷的成因区分为乙酸营养型、氢营养型、甲基营养型３种。这一认识初步构成了煤层气生物工程的理论基础，分子生物学、地球化学与煤化学等的结合为该学科的发展提供了方法支撑，地面发酵池产气工程除了获取生物甲烷这一洁净能源外，还可以与褐煤提质、高硫煤微生物脱硫和新材料合成相结合，使得经济效益最大化，地下煤层气生物工程以其增气、增解、增透作用可大幅度提升煤层气井的产量，并获取液相有机物，同时可以实现二氧化碳的甲烷化，二氧化碳矿化对采空区可起到固化作用，减排效果显著，煤层气生物工程以其理论性、方法性和实用性正在成为一个全新的领域，将有力推进中国煤层气大规模商业化开发进程。

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煤炭科学技术

2020年第06期

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基于5G技术的煤矿智能化开采关键技术探索

作者(Author)：范京道, 闫振国, 李川

摘要：5G的到来，极大地促进了云计算、大数据和人工智能等技术的深度融合，成为包括煤矿智能化开采在内的各行各业升级转型的关键基础设施，必将推动煤矿智能化开采技术的创新与变革。首先阐述了煤矿智能化开采的发展历程，总结了相关的政策支持和技术发展态势，系统分析了智能化开采技术在应用推广过程中存在的8方面亟待解决的问题；并从宏观角度分析凝练了技术方面的制约因素，提出以5G技术为核心汇聚而成的技术生态必将成为解决上述问题的一种有效手段。其次，深入研究了通信技术和煤矿开采技术之间的关系，分析了5G技术在智能化开采中的特点和优势，构建了智能化开采核心技术与5G技术生态关联矩阵，指出了5G大带宽、泛在万物互联、低时延高可靠、切片技术等特性和技术在煤矿智能化开采发展中的关键支撑作用，阐述了5G生态在煤矿智能化开采中的重要性，并展望了随着5G技术生态的不断成熟，煤矿智能化开采将探索衍生出的一些高效关键技术和生产管理模式。最后，从多个方面探索了5G技术在智能化开采中的关键应用，包括：系统计算分析管控模式、4D-GIS透明地质和实时推演、工作面自动找直、视频驱动的智能化开采、井下环境感知等。最后针对煤矿智能化开采提出了一种基于5G技术的解决方案以供探讨。

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煤炭科学技术

2020年第07期

990

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