TOP20 |《矿业安全与环保》2022年度优秀论文遴选结果

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TOP20 |《矿业安全与环保》2022年度优秀论文遴选结果

来源：矿业安全与环保

为了促进学术论文高质量传播，营造活跃的学术氛围，编辑部基于中国知网数据库的被引、下载等指标，综合考量文章创新性和规范性，从2022年在《矿业安全与环保》发表的146篇论文中，评选出20篇年度高影响力论文。

行业视野: 其他
类别; 113个
关键词; 81位
专家; 20篇
论文; 6052IP
点击量; 2795次
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基于5G通信网络的高精度无线微震监测技术研究

作者(Author)：孙学波, 李志福, 王元杰, 陈法兵, 李岩

摘要：目前国内微震监测设备均以线缆传输为主,导致在冲击地压矿井中设备的安装与后期升级改造较为困难。针对此现状,研究了基于5G 无线通信网络的高精度微震监测技术,设计了一款支持IEEE 1588协议的无线微震监测系统,其包含高精度三分量MEMS 微震传感器,以5G 网络通信模块SIM8200EA-M2为通信接口,通过PTP 协议实现精准时间同步,使用实时操作系统FreeRTOS 和 LWIP 协议栈处理数据流。该系统实现了采集终端采集到的微震信号通过5G 网络进入光纤环网,光纤环网经过支持PTP 协议的网络交换机传输数据到计算机进行定位计算,各终端微震信号传输同步精度达120 ns。实验结果表明,该系统接入5G 网络的延迟小、精度高,满足冲击地压矿井微震信号智能化监测的需求。

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矿业安全与环保

2022年第02期

230

145
煤层钻孔瓦斯抽采有效半径影响因素分析

作者(Author)：张飞, 尚玮炜, 罗华贵, 王宁, 贾进章, 李斌

摘要：为了揭示不同因素对煤层钻孔瓦斯抽采有效半径的影响,更准确地预测煤层瓦斯抽采有效半径,提高瓦斯抽采率,基于瓦斯在煤层中的运移、渗流与Klinkenberg 效应等理论,构建了瓦斯抽采数学模型;采用COMSOL 软件模拟了初始瓦斯压力、渗透率、抽采负压、孔径和抽采周期等5 个因素对煤层瓦斯抽采有效半径的影响。结果表明:煤层瓦斯抽采有效半径与初始瓦斯压力的变化呈负相关关系,与渗透率、抽采负压、钻孔孔径和抽采周期的变化呈正相关关系。利用灰色关联数学模型,根据数值模拟结果对这5 个影响因素进行主次顺序分析,得到初始瓦斯压力对瓦斯抽采有效半径的影响最强,渗透率次之,抽采负压的影响最弱。研究成果可为煤层瓦斯抽采工艺的井下施工提供理论依据。

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矿业安全与环保

2022年第02期

379

116
基于CNKI文献计量学的矿山粉尘研究可视化知识图谱分析

作者(Author)：蒋仲安, 曾发镔

摘要：为探明矿山粉尘的研究脉络与热点变化,以CNKI 收录的2001—2021 年的1 863 篇文献为样本,利用Citespace 与VOSviewer 可视化知识图谱技术,对我国近20 年矿山粉尘研究的时空分布特征、热点主题与前沿趋势进行了分析。研究表明:矿山粉尘研究分为波动增长期(2001—2007 年)、快速上升期(2008—2015 年)及缓慢过渡期(2016—2021 年)3 个阶段;载文期刊所属学科主要集中在矿业工程、安全科学与工程领域;研究领域已经初步形成了较为稳定的核心作者群与机构;研究主题包含了矿山粉尘的产生、运移、防治及致灾后果的全过程。未来矿山粉尘研究应关注复杂艰险环境下的地下矿山与深凹露天矿,加强研究机构跨学科的合作交互,促使矿山粉尘研究与自动化、信息化、智能化等技术的融合与应用。

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矿业安全与环保

2022年第04期

203

119
基于PSO-XGBoost的煤自燃程度预测研究

作者(Author)：周旭, 朱毅, 张九零, 秦思佳, 王艺博

摘要：为了准确有效地对煤自燃进行预测预警,提出采用结合粒子群优化算法(PSO)、极限梯度提升回归树(XGBoost)的煤自燃预测模型(PSO-XGBoost),其中梯度提升回归树中的随机采样率和最小叶子节点样本的权重参数由PSO算法优化组合。以东滩矿煤样进行煤自然发火实验获得的337组数据为基础,选取O2体积分数、CO体积分数、C2H4体积分数、CO体积分数与剩余O2体积分数的比值,以及C2H4体积分数与C2H6体积分数的比值作为指标。首先随机选取总数据的70%划分为训练集,30%划分为测试集,设计PSO算法的惯性权重,对XGBoost的参数进行优化,选取最优组合构建模型;然后将PSO-XGBoost模型与标准的XGBoost模型、随机森林(RF)模型和梯度提升树(GBRT)模型的预测结果进行对比分析。研究结果显示,RF、GBRT、XGBoost和PSO-XGBoost模型训练样本预测结果的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.256%、2.423%、0.276%、0.072%,测试结果的MAPE分别为7.246%、8.816%、7.594%、6.860%。表明PSO-XGBoost模型精度优于RF模型、GBRT模型和XGBoost模型,PSO-XGBoost模型更适用于煤自燃预测预警。

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矿业安全与环保

2022年第06期

173

143
构造应力影响下大断面巷道围岩灾变机理及稳定控制研究

作者(Author)：陈定超, 王襄禹, 赵祥岍, 李冠军, 张飞腾

摘要：王庄煤矿7105运输巷受自身大断面尺寸开采和井田内部地质构造运动影响，围岩破碎严重，巷道变形剧烈，严重威胁矿井的安全生产。采用现场调研、数值模拟和工业性试验等手段，总结了构造应力影响下大断面巷道围岩变形规律，揭示了巷道断面尺寸效应和构造应力强弱效应对大断面巷道围岩灾变的诱导机理;提出了以“顶板强压支护+两帮注浆加固+底角锚注阻隔”为核心技术的巷道围岩稳定控制对策，并开展了相关的工业性试验。试验结果表明：支护后的巷道在90 d后顶底板最大变形量为28 mm，两帮最大移近量为69 mm，有效解决了构造应力影响下的大断面巷道灾变问题。

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矿业安全与环保

2022年第03期

252

73
煤矿老采空区覆岩移动变形监测方法分析及应用

作者(Author)：李学良

摘要：为准确掌握煤矿老采空区覆岩残余移动变形特征及规律,在分析不同条件下各类采空区覆岩结构特征的前提下,总结归纳了覆岩移动变形的监测对象及要点,并对目前存在的监测方法及适用性进行了简要分析,最后以条带老采空区为监测对象,采用光纤—微震相结合的方法,从方案设计、数据采集、结果分析等角度对采空区覆岩移动变形进行系统研究。研究结果表明:条带老采空区覆岩移动变形处于毫米级,监测期范围内覆岩无明显移动破坏现象,覆岩结构相对稳定,光纤—微震相结合的方法可有效地对采空区覆岩移动变形进行实时监测,满足预期监测目的。

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矿业安全与环保

2022年第04期

192

100
采动卸压瓦斯抽采以孔代巷技术研究与工程实践

作者(Author)：陶云奇, 张剑钊, 郭明功, 于红, 潘仁杰

摘要：为解决“U”形通风工作面上隅角及回风流瓦斯治理难题，在分析采动卸压瓦斯抽采以孔代巷技术原理与优势的基础上，根据工作面上覆岩层垮落规律确定了采动卸压瓦斯富集区，在平煤股份八矿己15-15050工作面里段520 m施工顶板高位定向长钻孔代替高抽巷，进行采动卸压瓦斯抽采。试验结果表明：定向钻孔在3个月抽采期内，工作面上隅角及回风流瓦斯浓度均保持在0.4%~0.6%，工作面顶板裂隙带高浓度瓦斯区在垂向距煤层顶板25 m以上，瓦斯治理成本比高抽巷节约67.9%，治理工期可节省2/3，实现了矿井安全生产和降本增效的目标。

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矿业安全与环保

2022年第05期

223

106
基于CS-LSTM的工作面瓦斯浓度智能预测研究

作者(Author)：梁运培, 栗小雨, 李全贵, 毛树人, 郑梦浩, 李建波

摘要：为充分挖掘瓦斯浓度监测数据的变化规律,实现工作面瓦斯浓度的准确预测,提出了一种基于CS-LSTM 的工作面瓦斯浓度智能预测模型。采用样条插值法对瓦斯浓度监测数据的缺失值进行插补,再进行无量纲化处理,得到训练样本;利用布谷鸟搜索(CS)算法对长短期记忆网络(LSTM)的隐藏层层数及其神经元个数、全连接层层数及其神经元个数等4 个超参数进行寻优,建立最优瓦斯浓度预测模型,并预测工作面未来12 h 的瓦斯浓度。研究结果表明:与LSTM 及基于遗传算法(GA) 的LSTM模型预测结果相比,在相同迭代次数下,CS 算法具有更好的全局寻优能力,有效避免了GA 算法易陷入局部最优的不足;基于CS-LSTM 预测模型的均方根误差( RMSE) 为0. 023,该模型与其他2 种模型相比精度较高,预测效果较好。

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矿业安全与环保

2022年第04期

320

112