TOP20|《煤炭科学技术》2022—2023年发表论文高被引（WoS数据库）

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被引频次是衡量科研文献内容质量与创新性的重要标志。《煤炭科学技术》编辑部整理了在WoS中被引TOP20的论文（2022—2023年发表），为相关科研人员进行研究提供参考。

行业视野: 高被引
类别; 100个
关键词; 104位
专家; 20篇
论文; 12289IP
点击量; 29620次
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煤矿智能化最新技术进展与问题探讨

作者(Author)：王国法

摘要：煤炭是我国一次能源中最经济、可靠的资源，煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。随着国家发改委、能源局等八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，煤炭行业供给侧结构改革和高质量发展脚步逐步加快，人工智能、大数据、云计算、工业物联网等新一代信息技术与传统采矿专业深度融合，推动了整个煤炭行业科技发展与工程应用至新的阶段。全面阐述我国自2019年以来智能化煤矿建设最新情况，分析了成功的典型技术与应用案例；详细阐述了煤矿智能化建设顶层架构全方位推动、指引技术进步与实践，构建了煤矿智能化基础理论体系，提出了分类分级智能化煤矿建设路径，基于不同地质煤层条件开展智能化煤矿建设示范工程，并取得了较好的成效；在煤矿智能化基础理论架构方面，提出了智能化煤矿数字逻辑模型与数据推送策略，构建了煤矿巨系统智能化子系统多种类、复杂关联架构与协同机制，通过梳理现有生产系统和生产关系研发基于5G＋新一代智能化系统，形成了坚硬薄煤层大功率高效智能化开采成套技术与装备、“掘锚一体机＋锚运破＋大跨距转载”远程控制智能快速掘进系统成套技术与装备、智能通风系统、井下锂电池驱动人车无人驾驶系统及智能调度系统、固定岗位无人值守系统等；分析了我国煤矿智能化技术发展面临的瓶颈，提出了井下车辆和机器人电动化、井下无线发射功率、5G煤矿应用场景与生态、透明地质模型、智能巨系统兼容协同、连续自动掘进与掘支平行、采煤工作自动调高与调直、无人操作系统常态化运行可靠性、ABCD＋煤矿技术体系、柔性煤炭生产供给体系等十个煤矿智能化技术发展方向及建设路径。

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煤炭科学技术

2022年第01期

2378

7591
面向煤矸分拣机器人的煤矸识别定位系统研究

作者(Author)：曹现刚, 刘思颖, 王鹏, 许罡, 吴旭东

摘要：随着煤炭分选行业对智能化干分选煤技术需求和煤矸图像识别方法需求的增长,研究煤矿复杂分选条件下煤矸混合特征图像的识别方法显得愈发重要。依据深度学习、图像识别和无线通信等理论,设计基于卷积神经网络的煤矸识别定位系统。根据煤矿分选过程的复杂条件,分析煤矸表面特征的5种状态类别,构建煤矸数据集。基于迁移学习的改进AlexNet网络和RPN网络获取煤矸混合特征图像样本的分类信息和像素坐标,通过相机标定方法获得像素坐标在相机坐标系中的位置坐标。构建煤矸分拣机器人分布式控制系统的局域网络,实现识别定位系统与主控系统的实时煤矸检测信息交互。基于煤矸识别定位系统对煤矸图像的检测模型进行测试,试验结果表明,煤矸识别定位系统的识别模型检测准确率可达90.17%,煤矸目标最大定位误差9.45 mm,系统响应测试时间低于350 ms,满足煤矿复杂分选的基本要求。该煤矸识别模型对煤矸混合特征图像具有较好的检测结果,为煤矸图像识别方法应用于煤矿智能化分选发展提供了研究基础。

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煤炭科学技术

2022年第01期

440

1230
煤型战略关键微量元素的地球化学特征及资源化利用

作者(Author)：秦身钧, 徐飞, 崔莉, 王金喜, 李神勇, 赵泽森, 肖林, 郭彦霞, 赵存良

摘要：稀有、稀散、稀土和稀贵等战略性关键元素是用于国民经济和军事国防中的重要原料，发挥着不可替代的作用。随着传统矿床的逐渐枯竭和开采难度加大，煤炭和煤灰中伴生关键元素资源的综合勘探开发和利用越来越受到重视，有望成为一种兼具可循环利用和环境保护双重价值的新型理想替代资源。将煤型战略关键微量元素的地球化学特征及资源化利用作为一个整体，系统阐述了锂、镓、锗、稀土和贵金属等代表性“四稀”战略关键元素含量测定和赋存状态的常用分析方法，在中国煤中的分布富集、赋存状态与地球化学机理，分析了它们从煤到煤灰中的迁移转化和化学形态特征，并对重要关键元素提取过程中的活化浸出、尤其是富集提纯方法进行了总结，最后提出了一些该领域中存在的问题和今后研究应关注的方向，以期为煤及煤灰作为战略关键元素潜在资源进行开发利用的相关理论和技术研究提供科学参考。

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煤炭科学技术

2022年第03期

595

2188
基于TW-RN优化CNN的煤矸识别方法研究

作者(Author)：郭永存, 王希, 何磊, 刘普壮

摘要：针对小样本数据难以构建深度学习模型和实际工况下多尺度形态、颜色煤矸的识别率低的问题,提出了一种融合迁移学习思想与结构优化的煤矸深度识别模型的优化方法。模仿井下实际生产环境搭建机器视觉平台,采用CCD（Charge Couplect Device)工业相机实时获取煤和矸石图像,利用图像旋转、翻转以及增加噪声方式扩展煤和矸石数据集的多样性。从降低模型训练时间出发,提出一种迁移权重和简化神经元(Transfer Weight-Reduce Neurons, TW-RN)模型优化方法改进预训练卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN)模型,构建了改进后的Im_AlexNet、Im_VGG16、Im_VGG19、Im_ResNet50四种煤矸识别模型。依托扩充后的煤和矸石数据集,仿真对比了4种模型在不同优化器类型、学习率设置方式下的训练结果,确定了每种模型的最佳优化器类型和学习率设置方式。以测试准确率、F1分数、模型内存大小、训练时间4种评估参数为基准,定量评价改进前后每种模型的性能,确定了基于TW-RN优化CNN的最佳煤矸识别网络模型。结果表明:基于TW-RN改进的4种煤矸识别模型的识别准确率均得到了有效提高,且模型训练时间、内存大小均显著降低。煤矸识别率与模型复杂度的关系呈非正相关,相比改进后的Im_VGG16、Im_VGG19和Im_ResNet50深度识别模型, TW-RN方法改进的浅层Im_AlexNet模型性能得到显著提升,其识别精度提高了2.149个百分点,达97.461%,占用内存降低了190 MB,单张图像的识别时间节省了0.788 ms。

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煤炭科学技术

2022年第01期

447

892
裂隙岩体注浆理论研究进展及展望

作者(Author)：胡少银, 刘泉声, 桑昊旻

摘要：开挖卸荷作用下，岩体内部节理、裂隙易发生扩展贯通，极易发生失稳破坏，从而影响工程岩体稳定性。工程实践证明，注浆是修复裂隙岩体、提高围岩稳定性重要的手段。在收集整理国内外研究资料的基础上，对裂隙岩体注浆领域的研究现状进行了全面的归纳和总结，得到了以下关键结论：数十年来，裂隙岩体浆液扩散运移规律取得了较大进展，离散裂隙网络介质理论已成为研究的主流方向，浆液在裂隙内流动的本质是多相流作用下的应力-渗流耦合动态响应与反馈的过程；注浆通过浆液与破碎岩体形成的固结体，显著改善裂隙岩体的物理力学特性，增加整体强度，达到胶结加固的目的；采用离散单元法对裂隙岩体注浆进行数值模拟，能够更好的反应浆液在裂隙中流动扩散的本质。同时，目前关于裂隙岩体注浆问题的研究尚未成熟，现有理论落后于工程实践，其成果大多对实际注浆工程的指导价值有限。因此，结合已有的裂隙岩体注浆理论，运用合理的数值模拟方法，采用适当的模拟试验对岩体注浆关键问题进行深入研究，进而指导现场注浆工艺具有重大意义。对裂隙岩体注浆的发展趋势进行预测，认为以下3个方向是今后研究的重点：(1)建立应力-渗流耦合控制方程，并实现这一动态过程的模拟仿真；(2)建立裂隙岩体工程的锚固注浆联合作用理论；(3)建立适用于深部裂隙岩体注浆的理论体系。

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煤炭科学技术

2022年第01期

530

1072
煤层CO2安全封存研究进展与展望

作者(Author)：何学秋, 田向辉, 宋大钊

摘要：以CO2地质封存为代表的负碳排放技术是实现我国碳达峰、碳中和战略目标的重要途径。煤层CO2封存成本低，同时可实现煤层气高效采收，符合国家绿色发展理念。尽早布局煤层CO2封存安全研究是保障我国碳达峰、碳中和目标的战略要求。对煤层CO2封存技术发展现状和安全问题进行了梳理和分析，当前煤层CO2封存仍处于示范阶段，规模化推广应用尚未实现。煤层CO2封存安全性主要受封存地质体结构、地质灾害、工程扰动等因素影响，现有安全监测方法多以CO2泄漏产生的某些环境效应为监测对象，缺乏对封存地质体自身安全性的监测。煤层碳封存全生命周期安全性存在诸多研究空白，严重制约着我国煤层CO2封存技术的发展。针对现存问题，总结提出了应对煤层CO2封存安全的4项关键技术，即煤层安全储碳机理与主控因素、煤层碳封存风险探测与安全评价方法、煤层碳封存全生命周期安全监测预警技术以及煤层碳封存风险应对与应急处置规范。通过上述4个方面的研究，有望构建煤层碳封存科学选址、安全监测预警以及规范应急全流程理论与技术方法体系，为我国煤层碳封存商业化、规模化奠定理论与技术基础。

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煤炭科学技术

2022年第01期

533

658
煤矿冲击地压防治体系中的关键问题探讨

作者(Author)：姜福兴, 张翔, 朱斯陶

摘要：针对我国煤矿冲击地压的防治现状，对煤矿冲击地压防治体系中的几个关键问题进行了探讨，得到以下主要结论：从灾害控制的角度界定了冲击地压与矿震及其相互关系，通过主导力源与煤层-围岩结构的分类组合，提出了32类冲击地压和5类矿震的分类，明确了冲击地压以消除灾害为治理目标，而矿震则需要根据致灾程度分级治理；提出并量化了基础应力影响指数、附加应力影响指数、冲击倾向性影响指数和支护强度影响指数4项冲击危险性评价指标，设计了包含应力条件、冲击倾向性条件和支护条件的冲击危险性多参量耦合评价方法；探讨了震动场、应力场和位移场3级冲击危险监测预警机理，提出了单参量特殊预警与多参量常规预警相结合的预警机制，设计了掘进影响区、回采影响区和不受采掘影响区的分区联合监测方法；根据多元评价指标中降低各因素冲击危险性的要求，提出了“低应力”“低扰动”“低倾向”“强支护”的冲击地压防治路线，设计了基于应力和围岩结构分类的局部卸压和解危措施的组合技术；针对矿震诱发井下冲击地压和地面震动损害的动力灾害，将此类灾害的治理等级划分为预防治理、对症治理和源头治理3级，设计了源头减震、分类治灾、卸压抗震的多级防控技术体系。

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煤炭科学技术

2023年第01期

967

1006
复杂条件下巷道围岩控制技术研究进展

作者(Author)：李桂臣, 杨森, 孙元田, 许嘉徽, 李菁华

摘要：煤炭资源开采正不断向深部迈进，面临的复杂地质条件问题也日益突出。深部资源开采、地下空间开挖等深部岩石工程活动迅速增加，而这些工程活动的开展和巷道的稳定性密切相关。重点总结了复杂条件下煤矿巷道围岩控制领域的相关成果，梳理了当下巷道围岩控制面临的主要复杂条件，划分了工程地质条件和开采技术条件2类巷道复杂条件。阐明了各类复杂条件下巷道围岩的变形破坏特征，指出了围岩应力、围岩性质和支护结构是巷道围岩控制的3类基本对象，明确了围岩应力环境恶化、围岩性质劣化和支护体性能弱化3种失稳形式，在此基础上揭示了不同地质环境与采掘时空关系下回采巷道的失稳机制。分析了现阶段困难巷道围岩控制基本机理：改善围岩应力环境、改良围岩性质与强化围岩承载结构；详述了基于卸压、改性、支护与协同控制的围岩控制技术在不同复杂条件巷道的阶段性理论研究与技术应用现状。同时，分析了泥质采动巷道渗流失稳与围岩控制的典型工程案例，揭示了该类复杂困难条件的巷道围岩失稳机理，提出了疏水泄压、泥岩置换、分级注浆、高强度封层支护结构与底板结构等多种方法协同作用的高强度综合修复与控制技术体系。最后，基于上述4方面研究，结合工程实践，展望了未来复杂条件下巷道围岩控制技术的发展趋势。

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煤炭科学技术

2022年第06期

677

2512