《煤炭科学技术》2023—2024年发表论文高被引（WoS数据库）| TOP30

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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TOP30的论文（2023—2024年发表），为相关科研人员进行研究提供参考（统计日期：2024-06-12）。

行业视野: 高被引
类别; 150个
关键词; 185位
专家; 30篇
论文; 11567IP
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复杂构造区页岩孔隙结构、吸附特征及其影响因素

作者(Author)：尚福华, 苗科, 朱炎铭, 王猛, 唐鑫, 王阳, 高海涛, 冯光俊, 密文天

摘要：：随着我国页岩气勘探开发的不断深入，构造复杂区已成为下一步勘探的重要方向。以渝东北复杂构造区龙马溪组页岩为例，开展了扫描电镜、压汞、低压气体吸附、等温吸附等试验，系统性地表征了渝东北地区不同构造变形带龙马溪组孔隙结构及吸附特征，分析了复杂构造区页岩孔隙结构和吸附特征的影响因素，阐明了构造变形对于孔隙结构和吸附能力的作用机制。结果表明：① 滑脱褶皱带和断层褶皱带龙马溪组页岩中发育较多的有机质孔，而叠瓦断层带龙马溪组页岩仅发育少量有机质孔隙，但发育更多矿物相关的孔裂隙；② 滑脱褶皱带龙马溪组页岩中微孔（< 2 nm）、介孔（2~50 nm）及宏孔（> 50 nm）均有发育，而断层褶皱带和叠瓦状冲断带龙马溪组页岩样品中微孔不是很发育，而介孔和宏孔相对比较发育；③ 龙马溪组页岩“过剩”吸附量都是随着压力的增大迅速增加，达到最大值（ 6~9 MPa）后开始缓慢降低，而绝对吸附量则随着压力的增大单调增大；④ 孔隙结构主要受控于TOC（总有机碳）和黏土矿物含量，而吸附能力主要与TOC 和微孔密切相关，此外，构造变形也可以通过改造孔隙结构来影响吸附能力。该研究成果为复杂构造区页岩气勘探提供了理论依据。

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煤炭科学技术

2023年第02期

329

241
基于声谱图和SVM的煤矿瓦斯和煤尘爆炸识别方法

作者(Author)：孙继平, 余星辰, 王云泉

摘要：为提高煤矿瓦斯和煤尘爆炸感知准确率，提出了基于声谱图和SVM 的煤矿瓦斯和煤尘爆炸感知方法：在煤矿井下重点监测区域安装矿用拾音器；实时监测煤矿井下设备工作声音及环境音；将采集到的声音提取由MFCC 构成的声谱图，通过计算声谱图的灰度共生矩阵得到0°、45°、90°、135°的能量、熵、对比度、相关性，分别求其均值和标准差作为声谱图图像纹理特征，构成该声音的特征量，输入到SVM 中建立煤矿瓦斯和煤尘爆炸声音识别模型；对待测声音同样提取其MFCC声谱图图像纹理特征，输入到训练好的识别模型中进行声音识别分类；并进行了试验验证。首先，提取了采掘工作面设备运行、瓦斯和煤尘爆炸等不同声音的MFCC 特征值，分析了不同声音的MFCC 特征值分布情况；提取不同声音的MFCC 声谱图，分析了不同声音的声谱图的特征参数：能量、熵、对比度、相关性的均值和标准差，可见通过提取MFCC 声谱图的灰度共生矩阵特征参数构成的特征量可有效表征声音信号；其次，将待测声音输入建立的识别模型中，完成识别分类。结果表明：所提方法的识别率达到95%，整体识别性能高于其他算法；最后，通过贝叶斯参数优化试验结果可知，优化后的SVM 识别模型的召回率、识别率分别提高10%、3%，优于优化前的识别模型，能够满足煤矿瓦斯和煤尘爆炸感知和报警需求。

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煤炭科学技术

2023年第02期

201

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高位巨厚覆岩运移规律及矿震触发机制研究

作者(Author)：白贤栖, 曹安业, 杨耀, 王常彬, 刘耀琪, 赵迎春, 郭文豪, 顾颖诗, 吴震

摘要：矿震是由矿山开采引起的非天然地震活动，鄂尔多斯矿区侏罗纪煤层上方常见白垩系巨厚层状砂岩组，巨厚砂岩组破断、滑移容易诱发巨厚覆岩型矿震，研究揭示高位巨厚覆岩的内部活动演化规律与动力响应特征是巨厚覆岩型矿震灾害防控的基础。笔者基于符拉索夫厚板理论，结合地面探测孔、地表沉降以及微震监测技术，研究了鄂尔多斯某矿综放开采巨厚覆岩结构演化规律及覆岩内部活动特征，揭示了高位覆岩运动诱发矿震机制。结果表明，综放实体煤回采阶段，采空区面积较小，低位顶板垮落较为迅速，顶板破断角64°～72°，高位巨厚覆岩结构无明显裂隙产生，地表下沉量较小；邻空回采阶段，顶板破断高度向巨厚覆岩层扩展，巨厚覆岩层产生裂隙，巨厚覆岩下顶板破裂角有所增加，并且地表沉降量快速增加呈台阶式下沉。白垩系巨厚砂岩层厚较大、强度较高，推导得出邻空回采阶段工作面推进约324.3 m时，巨厚覆岩结构具备发生初次破断的条件，开始出现强矿震事件；并且其周期破断步距为83.7 m。巨厚覆岩结构破断触发矿震机制为：随采空区面积增加，顶板破裂高度逐渐扩展至高位巨厚砂岩层，该巨厚砂岩层发生竖“O-X”型初次破断、滑移以及周期性破断易诱发强矿震事件。研究结论对高位巨厚覆岩型矿震灾害的预防与治理具有指导作用。

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煤炭科学技术

2023年第03期

182

96
基于同态滤波方法的煤矿井下图像增强技术研究

作者(Author)：龚云, 颉昕宇

摘要：视觉同位定位与地图构建技术在井下搜救工作中运用广泛，而机器人采集图像质量的好坏直接决定构图的质量，目前受煤矿井下粉尘和光源的条件影响，收到的图像信息存在的灰度偏暗和对比度低的问题，所以井下图像的增强效果有待提高。针对这一问题，提出一种在HSV空间下结合加权分布自适应伽马校正(Adaptive Gamma Correction with Weighting Distribution, AGCWD)的同态滤波方法。首先对经典同态滤波算法中存在高亮区和阴影区的过增强问题，用AGCWD算法对HSV空间下V分量的像素概率密度进行自适应的伽马校正，非线性地映射出新的概率分布，提高同态滤波对高光区和阴影区的适用性；再使用单参数同态滤波进行处理，以缓解多参数导致的参数过难选择问题；为了保留图像的细节，对单参数同态滤波后的结果进行对比度受限的自适应直方图均衡化(Contrast Limited Histogram Equalization, CLAHE)处理；最后进行HSV逆变换得到RGB空间下的图像，完成图像的增强。结果表明，改进的同态滤波算法相较于CLAHE算法，均值、标准差、峰值信噪比(PSNR)和信息熵分别提高了65.29%、21.58%、17.03%、5.18%，相较于经典同态滤波算法分别提高了52.07%、40.73%、36.23%、8.96%。试验数据表明改进的同态滤波算法能够在增强图像的亮度和对比度、保留图像细节信息的同时还在一定程度上抑制了经典同态滤波对明暗差距大的像片的过增强现象。

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煤炭科学技术

2023年第03期

126

57
水岩作用下煤岩组合体力学特性与损伤特征

作者(Author)：陈光波, 李谭, 杨磊, 张国华, 吕鹏飞, 滕鹏程

摘要：水岩相互作用是地下采矿工程活动中的常见问题。为研究水岩作用下煤岩组合体的力学特性、损伤特征及劣化机制,对不同浸水时间下的细砂岩−煤 (FM)、粗砂岩−煤 (GM)、细砂岩−煤−粗砂岩(FMG)3 种组合体开展了轴向压缩试验。结果表明:①组合体含水率随浸水时间增加而增大,浸水20 d 以后达到饱水状态;5~15 d 为组合体的吸水区,15~20 d 为组合体近饱和区,20~25 d 为组合体的饱和区。②水岩作用下 3 种组合体的抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数具有明显的劣化效应,其参数值均随浸水时间增加而减小;浸水 5~15 d 阶段为峰前能量陡降区,浸水 15~25 d 阶段为峰前能量缓降区;浸水时间 5~15 d,组合体冲击能量指数劣化明显,15 d 之后,劣化效应较弱;浸水 5~10 d 组合体为弱冲击倾向性,浸水 15~25 d 组合体无冲击倾向性。③随着浸水时间增加,组合体的声发射累积数显著下降。利用损伤理论构建了基于浸水时间的组合体损伤模型,该模型揭示了损伤变量与浸水时间的关系,反映了随着浸水时间增加,组合体的损伤程度增大的规律。④推导了类孔隙比计算公式,组合体的类孔隙比为:FM 组合体

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煤炭科学技术

2023年第04期

293

137
中低阶煤官能团对煤润湿性影响试验研究

作者(Author)：严敏, 岳敏, 林海飞, 闫冬洁, 魏嘉宁, 秦雪燕, 张瑾

摘要：煤层注水可有效抑制煤矿开采过程中瓦斯大量涌出，其抑制效果主要取决于煤层的润湿特性。煤的化学结构是影响煤体润湿性的重要因素之一，为研究中低阶煤体官能团与其润湿性之间关系，对典型中低阶煤样进行煤质特征分析，采用Nicolet iN10 傅里叶变换显微红外光谱仪得到煤样官能团参数。以去离子水在煤表面固−液−气交界处接触角的大小来表征煤体润湿性强弱，采用JC2000D接触角测量仪得到煤样接触角大小；Zeta电位可反映煤样润湿性和煤表面官能团电离程度，以此建立煤样亲水性官能团(羟基官能团、其他含氧官能团)与接触角、Zeta电位的关系。试验结果表明：随着煤变质程度增加，煤样亲水性官能团强度逐渐减小，中阶煤亲水性官能团峰高较低阶煤降低0.13，吸收峰面积减小58.91；亲水性官能团与煤样接触角为负相关关系，即随着亲水性官能团吸收峰强度增大其接触角逐渐减小，从中阶煤艾维尔沟煤样到低阶煤屯堡煤样，接触角减小8.27°；亲水性官能团与煤样Zeta电位呈一阶指数衰减函数关系，其相关系数高达0.95以上，即随着亲水性官能团吸收峰面积增大其Zeta电位绝对值逐渐增大，煤样表面负电性强，煤体亲水性好。其中，羟基官能团对煤润湿性影响较大，自缔合羟基形成的氢键是主要影响煤体润湿的因素；其他含氧官能团中的羧基、醚键等亲水性官能团在分子间作用力下与水分子结合，表现出较强的活力，提高了煤体亲水性。

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煤炭科学技术

2023年第05期

191

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钱家营烟煤中CO、CO2和O2竞争吸附特性研究

作者(Author)：董轩萌, 郭立稳, 董宪伟, 王福生

摘要：为明晰煤与CO、CO2、O2之间的吸附规律，研究CO与CO2、O2在煤中的竞争关系，以钱家营烟煤为研究对象，基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）的试验结果，通过定量分析和分子单元参数构建的方法，构建钱家营烟煤分子晶胞结构（C1160H860O80N20），为验证构建模型的准确性，利用量子化学计算模拟分子的红外光谱，计算结果与试验结果基本吻合。在此基础上，采用巨正则蒙特卡罗和分子动力学方法，研究压力（0−16 MPa）、温度（20−60 ℃）对煤吸附CO、CO2、O2的影响。研究结果表明：拟合的等温吸附曲线符合Langmuir方程，在相同压力下，温度越高，CO、CO2、O2吸附能力越弱，在相同温度下，煤层埋深压力与吸附量之间呈正相关趋势，单一气体CO、CO2和O2的吸附量为CO2>O2>CO，且CO2率先达到饱和吸附状态；二元组分气体的竞争吸附结果显示，在低压或浅埋深煤层，CO2/CO的吸附选择性有明显优势，随压力变化，O2/CO的吸附选择性变化不明显。CO2的竞争吸附能力大于CO，随CO物质的量分数增加，CO2的吸附量减少；在CO与O2物质的量之比≤1时，O2的竞争吸附量大于CO，而CO物质的量远大于O2时，CO的吸附量大于O2，所以CO物质的量分数越高，对CO2和O2的吸附能力起到抑制作用。在CO异常浓度较高的烟煤煤层，利用注射CO2控制灭火的效果不显著，所以还应控制工作面漏风量，以防CO脱附煤体，保证井下CO浓度在规定允许范围。

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煤炭科学技术

2023年第06期

282

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我国煤矿水害事故特征、致因与防治对策

作者(Author)：曾一凡, 武强, 赵苏启, 苗耀武, 张晔, 梅傲霜, 孟世豪, 刘晓秀

摘要：水害作为煤矿“五大灾害”之一，在威胁煤矿安全生产和职工生命安全方面，已成为仅次于瓦斯事故的第二大“杀手”。2000—2022年，全国煤矿共发生水害事故1205起、死亡5018人，其中较大以上水害事故102起，死亡2039人。为总结事故教训，探寻事故规律，用事故教训推动水害防治工作，从地理区域、年代、季节、水文地质类型、突水水源和煤矿企业所有制等对水害事故特征进行了不同维度的统计和分析。结果表明，在事故特征方面，矿井水文地质类型复杂程度与水害事故发生频率高度一致；华南地区事故起数和伤亡人数位居首位，且全年内水害事故高发期主要集中在3—5月和7—8月；老空水是水害事故的主要充水水源，具有极强的隐蔽性和危害性，并且主要发生在技术探查及管理能力更弱的乡镇所有制煤矿中。在事故致因方面，客观上开采环境复杂，主观上重视不够，即管理不当和违法违规开采，是事故发生的主要原因；点状的陷落柱和线状断层构造等隐蔽导水内边界以及老空水等未按规定探放，是事故发生的主要技术原因。最后，采用文献计量学可视化分析发现，当前煤矿水害方面聚焦的研究主题可以很好地对应“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水原则。从破解煤矿水害“风险查不清”“有险断不准”“出险治不了”等困境出发，相应从矿井充水因素和隐蔽致灾地质因素普查、立体充水水文地质条件分析以及分类源头精准防治等三大方面提出相应的对策；并顺应水害防控信息化和智能化发展趋势，提出透明矿山、水害灾变监测预警和应急救援等保障技术措施。

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煤炭科学技术

2023年第07期

458

284