《煤炭科学技术》高影响力学术论文 | 2023年

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，采用定量评价与定性评价相结合的方式，从《煤炭科学技术》2021、2022年发表的760篇论文中，根据论文在中国知网的数据表现，结合微信公众号投票结果，经期刊编委会终评，最终确定40篇论文入选《煤炭科学技术》2023年度高影响力学术论文。获奖论文将由编辑部颁发荣誉证书。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 187个
关键词; 209位
专家; 40篇
论文; 31214IP
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我国煤矿矿井水处理技术现状与展望

作者(Author)：顾大钊, 李庭, 李井峰, 郭强, 蒋斌斌, 卞伟, 包一翔

摘要：系统梳理了我国煤矿矿井水的处理技术现状，对高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和含特殊组分矿井水的常用处理技术进行了对比分析。近年来高矿化度和含特殊组分矿井水逐年增多，相关水质标准大幅提高，给煤矿矿井水处理提出了更高的要求。为了适应新形势，煤矿矿井水处理技术应通过科技创新，实现矿井水大规模低成本处理，支撑矿井水高效利用，一是要大力发展井下处理技术，利用井下空间和岩体自然净化优势大幅降低矿井水处理成本，并实现矿井水大规模调配与利用；二是要因地制宜利用西部矿区丰富的太阳能、地热等新能源以及火电厂余热等，驱动低温多效蒸发、膜蒸馏等处理技术，可大幅降低处理能耗；三是要通过对相关标准体系的完善，促进矿井水处理实现“ 分级处理、分质利用”。

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煤炭科学技术

2021年第01期

1932

2116
我国反井钻机钻井技术与装备发展历程及现状

作者(Author)：刘志强, 宋朝阳, 程守业, 洪文浩, 荆国业, 李新华, 王来所, 赵钧羡

摘要：反井钻机钻井技术是煤矿、金属矿山、水力水电、隧道等地下工程中井孔钻凿的根本性变革技术。介绍了近40a来我国反井钻机钻井技术与装备的发展历程、反井钻机钻井理论与技术以及反井钻进工艺与应用的发展与现状；梳理了反井钻机钻井领域获批科研项目，以及围绕反井钻机钻井发表的论文和专利、出版的论著与标准；进一步介绍了反井钻机钻井围岩预加固和支护等稳定性控制技术，反井钻井机械破岩机理与破岩技术，反井钻机钻架稳定控制技术与动力驱动控制技术，反井钻机导孔钻具、导孔钻进排渣技术、导孔钻进偏斜控制技术以及导孔钻进风险分析与防控技术；反井钻机扩孔钻进钻头滚刀布置形制、扩孔排渣技术、扩孔钻进偏斜控制技术以及扩孔钻进风险分析与防控技术；反井钻机钻井降温除尘技术；给出了反井钻机在矿下溜矸孔、深大斜井、立井井筒延伸、双风井井筒和一次钻成大直径风井等工程中的应用，以及富水冲积层、冻结地层、注浆加固地层和瓦斯地层中反井钻井的应用。经过40a的研究与实践表明，我国在反井钻机钻井领域已经形成以机械破岩理论和钻进技术为基础的反井钻机钻井成套技术与装备体系，为地下工程中井筒的安全、高效、绿色钻进提供技术保障，为我国无人化、机械化和自动化全断面钻井技术与装备的进步做出了重大贡献。

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煤炭科学技术

2021年第01期

1338

1383
煤自燃过程特性及防治技术研究进展

作者(Author)：秦波涛, 仲晓星, 王德明, 辛海会, 史全林

摘要：煤炭是我国的主体能源，但煤炭开采面临着有煤自燃灾害的严重威胁。煤自燃不仅烧毁大量煤炭资源，还易引发瓦斯燃烧、爆炸等重特大事故，造成巨大的经济损失和重大的人员伤亡。为了进一步提高煤矿企业对煤自燃灾害的防控能力,推动我国煤炭资源的安全高效开采，分析了煤自燃理论的研究现状，总结了煤自燃监测预警的主要方法和技术，对比分析了煤矿常规的防灭火技术，介绍了煤自燃防治技术的最新发展及应用效果，并提出了煤自燃过程特性及防治技术的未来发展和研究方向。较详细地阐述了煤自燃过程机理及特性理论基础，主要包括煤自燃的低温氧化过程机制、煤自燃分段过程特性及特殊条件下的煤自燃特性；较全面地总结了包括标志气体方法、测温法、示踪气体法等多种煤自燃监测预警技术的原理以及各类技术的优缺点。在上述煤自燃理论和监测预警基础之上，针对常规注浆、注惰气等技术对煤自燃防控效果有限、难以满足矿井安全高效开采的问题，研发了三相[JP]阻化泡沫技术、凝胶泡沫覆盖隔氧技术、无机固化泡沫堵漏控风技术、稠化砂浆等防灭火技术，同时提出借助液氮（液态二氧化碳）的相变吸热对煤自燃高温火区快速灭火降温。此外，为了满足煤矿智能化、精准化开采对矿井火灾防治的新要求，在矿井火灾监测指标信息化与预警智能化、火源辨识与防治技术控制精准化、防灭火材料绿色化等方面提出了下一步的研究展望。

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煤炭科学技术

2021年第01期

656

1887
煤基活性炭定向制备：原理·方法·应用

作者(Author)：解强, 张香兰, 梁鼎成, 曹俊雅, 刘金昌

摘要：依托丰富的煤炭资源，我国成为世界上最大的煤基活性炭生产国。简要回顾了我国煤基活性炭工业的起源和发展历程，介绍了煤基活性炭的制备方法、生产工艺及应用现状，分析影响活性炭合理应用的因素，着重讨论了活性炭定向制备的概念、原理、方法及应用，提出了我国活性炭工业发展面临的重要问题和亟待研究的课题。结果表明：活性炭具有发达的孔隙结构，依据其对气、液相中微量成分选择性吸附的能力，在国防、医药、食品、化工行业得到广泛应用，近年来在能源、环境领域发现极大的应用前景；物理活化法是煤基活性炭制备的基本方法，原煤破碎活性炭、柱状活性炭及压块活性炭工艺是目前煤基活性炭的主要工业生产工艺，尤其是压块活性炭工艺，由于产能大、产品质量高且稳定并适于配煤、添加剂调孔，已成为新建、扩建活性炭企业的首选；孔结构、表面化学、形状、机械强度、流体力学性能等是影响活性炭应用的主要因素，“活性炭定向制备”即以用途对活性炭组成、结构和性能的要求为导向，制备具有适宜组成、孔结构、应用性能的活性炭产品，按照煤基活性炭定向制备涉及的指标及相互关系、影响因素、调控方法及难度，以孔结构调节为中心开发煤基活性炭定向制备技术成为主要策略；孔结构调控是在保证活性炭孔隙充分发育的前提下根据应用需求调节活性炭不同尺寸孔在总孔容中的比例，筛选原料煤、配煤、添加剂、优化工艺参数等措施，可以在不同程度上控制炭化过程，使炭化向生成各向同性、非石墨化、反应活性高、初生孔隙发达炭化物的方向发展，为活化阶段活化剂-炭基质间反应速度的调变打下基础，易于孔结构调控；煤基活性炭定向制备技术已应用于低灰高比表面积活性炭、磁性活性炭及兼有双电层电容和法拉第电容的高容量电极炭的研制，此外，在单种活性炭难以满足应用途径对活性炭提出的综合性能指标要求的情况下，配炭或是一种有效的解决途径。活性炭孔结构的精准量化调控、中孔活性炭的制备、配炭等研究尚待进一步深入；活性炭应用研究，利用西部高碱煤中内源性碱（土）金属调控煤基活性炭孔结构，开发洁净活性炭生产工艺，是煤基活性炭定向制备面临的新课题。

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煤炭科学技术

2021年第01期

570

724
深部煤炭资源智能化开采技术现状与发展方向

作者(Author)：李伟

摘要：深部煤炭资源开采采场地应力高、采动影响强烈，冲击地压灾害时有发生。智能化开采是深地资源开采的重要手段，深部资源安全绿色、智能高效开采技术与装备亟需研发，以加快开展千米深井智能开采实践。根据兖矿集团多年来煤矿开采的技术经验，在分析智能化开采技术现状的基础上，围绕煤炭资源深部开采灾害防治和探-掘-采等关键生产环节，分别对矿井地质探测与建模、深井灾害防治技术、智能化掘进与开采技术现状及存在的问题进行了阐述，展望了深部煤炭资源智能化开采趋势，提出了各项技术相对应的具体研究内容及预期研究目标。目前三维地质建模技术可基本辅助规划井下安全生产，但仍处于起步阶段，探测精度不够，缺乏实时处理功能，实现地层精准模型构建有待高精度探测技术与数据处理方法展开研究；矿震观测系统的引进及发展有助于冲击地压防治，但仍需在关键层运动特征监测及灾害治理手段方面深入研究，同时须进一步提升矿井热害防治智能化水平；智能化采掘技术在基础理论、装备研制等方面取得长足进步的同时，应该向复杂地质条件下煤层及装备协同控制方面投入更多研究。

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煤炭科学技术

2021年第01期

801

1220
煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

作者(Author)：程远平, 周红星

摘要：煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个“四位一体”综合防突措施的关键环节，对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定，包括地应力指标和瓦斯指标，是通过现场反复测试、试验确定的；而现今的突出防治管理模式不支持这种方法，故只能采取实验室试验研究，主要是针对瓦斯相关指标的研究，结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭8煤、祁南3煤、朱仙庄10煤、童亭7煤和新景3煤等6个煤样，煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤，试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W，瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K1和Δh2，以及钻屑瓦斯解吸指标K1与Δh2之间的关系规律。结果表明：突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系，但各煤样的这种对应关系是变化的，国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应，也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度，不同变质程度煤层很难存在统一的临界值；应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系，结合突出煤层的实际，如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等，可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时，未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求，进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标，以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。

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煤炭科学技术

2021年第01期

662

1147
“三下”采煤膏体充填开采技术研究

作者(Author)：孙希奎

摘要：膏体充填是控制采矿岩层运动、防治地表沉陷的主要充填开采技术之一。针对我国东部煤矿开采过程遇到的建筑物、水体、铁路下以及承压水体上压煤资源开采问题，以淄博矿业集团济北矿区主力矿井的开采条件为背景，分析了膏体充填的基本原理、工艺方法及试验应用情况，重点介绍了岱庄煤矿在建筑物下条带煤柱置换开采，高层建筑下压煤充填开采，承压水体上充填开采等领域的典型应用案例。通过应用膏体充填开采技术，地面受护建筑物移动变形数值均小于建筑物Ⅰ级损坏标准，受底板灰岩水威胁的工作面充填开采后底板破坏深度仅6.0～6.5 m，防范底板水害的作用显著。结合济北矿区未来的发展方向，认为膏体充填应该进一步在承压水体上开采的相关理论和工艺技术，重复采动影响下建筑物保护的理论和对应措施，复杂条件下充填工艺、设备、流程优化以及与井下煤矸智能分选系统相结合等方面着重进行研究攻关。研究结果对济北矿区膏体充填开采进一步应用有重要借鉴意义。

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煤炭科学技术

2021年第01期

602

1397
新疆煤基固体废弃物处置与资源化利用研究

作者(Author)：黄艳利, 王文峰, 卞正富

摘要：新疆煤炭资源储量丰富，是我国重要的煤炭生产接续区和战略性储备区，开发利用过程中产生的煤基固废合理处置与资源化问题是制约矿区环境保护的难题之一。总结分析了新疆煤基固废的理化特征和分类形式及其产生的地质背景。分析表明：吐哈、准噶尔、伊犁、库拜四大煤田产生的煤基固废的理化特征存在明显地区差异，以低阶烟煤为主的低变质煤田区域的煤矸石多以砂岩、黏土岩、钙质岩为主；通过对典型煤基固废的综合评价，提出了新疆煤基固废梯级资源化利用的产业链布局模式；提出了以煤基固废的就地充填为基础，协同发展保水开采、净水开采、储能开采等煤基固废利用的新方法，探讨了煤基固废-电-化、煤基固废-电-建等高附加值开发利用产业布局模式，详细阐述了煤基固废的发电利用、建材利用、化工产品制备、充填处置及工程填料等方面综合资源化利用方法的原理和技术路线，提出了以合理处置矸石和水资源保护为目标的煤炭资源高效集约化开采技术。研究成果对新疆地区优化煤炭产业布局、煤基固废梯级资源化利用及矿区生态环境保护具有重要的指导意义。

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煤炭科学技术

2021年第01期

897

1299