《煤田地质与勘探》2021—2023年水文地质、工程地质、环境地质栏目top20文章

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《煤田地质与勘探》2021—2023年水文地质、工程地质、环境地质栏目top20文章

来源：《煤田地质与勘探》

加强科研成果推广应用，编辑部根据知网、《煤田地质与勘探》官网数据统计，整理出水文地质、工程地质、环境地质栏目2021-2023年高被引论文，优选出TOP20论文，供相关领域学者参考和交流。

行业视野: 煤田地质与勘探
类别; 104个
关键词; 101位
专家; 20篇
论文; 9225IP
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煤矸石固废无害化处置与资源化综合利用现状与展望

作者(Author)：王玉涛

摘要：煤炭生产和加工过程产生的大量煤矸石堆放地表，不仅造成土地压占、水土流失，而且还会引发山体滑坡、泥石流等地质灾害，给矿区生态环境造成严重影响。我国煤矸石累计堆存量已超过60亿t，压占土地1.3万hm~2。2020年，我国煤矸石产量7.29亿t，综合利用量5.26亿t，综合利用率为72.2%。当前我国煤矸石综合利用具有存量和排放量大、产量高度集中、综合利用率不高，区域发展极不平衡，高附加值利用占比小等特点，现有煤矸石的无害化处置与资源化综合利用的规模和能力明显不能满足国家对生态环境保护及“双碳”目标下煤炭综合利用的相关要求。对此，提出煤矸石在采空区充填、地面筑基、塌陷坑回填与土地复垦等方面的规模化无害处置技术和方法，指出井下“采选充处”一体化固体充填开采和采空区地面膏体与浆体充填是控制煤矸石增量、规模化降低煤矸石堆存量的最有效方法。详细阐述煤矸石在发电、建材、资源回收、化工产品制备及农业等方面的综合资源化利用途径，提出构建“煤炭—固废发电—有价元素提取—化工产品—建材材料—井下充填—地面回填—农业应用”的闭合循环产业链模式，建立“多途径、多组分、多层次+梯级回收+生态修复+封存保护+井下高效自动化充填”规模化处置与综合利用体系的煤矸石未来产业化发展方向。

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煤田地质与勘探

2022年第10期

229

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煤炭智能开采地质保障技术及展望

作者(Author)：董书宁, 刘再斌, 程建远, 陈宝辉, 代振华, 李丹

摘要：煤炭智能开采是我国煤炭工业在新一轮技术变革下的战略选择，是实现煤矿安全高效生产的必由之路，地质保障技术可为煤炭智能开采提供准确可靠的地质数据支撑，且能有效探查隐蔽致灾地质因素以减少煤矿生产灾害事故的发生。我国煤炭地质保障技术从服务于资源勘查、高产高效矿井建设到服务于煤矿安全高效生产，从基础地质勘查工作、GIS系统到隐蔽致灾因素探查，不同时期的煤炭地质保障技术具有鲜明的特点。分析了在煤炭智能开采背景下地质保障技术面临的3个难题：地质条件探测精度不足、动态地质信息监测困难与智能开采缺乏统一的地质基础。在前期研究的基础上，论述了面向煤炭智能开采的地质保障技术体系，主要包含高精度综合探测、一体化智能在线监测、工作面地质透明化三大关键技术，通过煤炭开采过程中地质信息综合精准感知、动态融合、同步映射和孪生反馈，实现地质保障的数字化、三维可视化和智能化。面对新一轮能源科技革命和产业变革，针对新形势下煤矿安全发展新要求，提出了煤炭智能开采地质保障云平台、技术标准体系构建的发展方向，平台化、标准化的技术体系可为煤炭安全高效智能绿色开采提供可靠的地质保障。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

799

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我国煤矿区矿井水污染问题及防控技术体系构建

作者(Author)：孙亚军, 徐智敏, 李鑫, 张莉, 陈歌, 赵先鸣, 高雅婷, 刘琪, 张尚国, 汪韦峻, 朱璐璐, 王晟

摘要：煤炭开采必然产生大量的矿井涌水，我国目前的矿井水整体上表现出水质相对较差、水处理成本较高等问题。首先明确了我国典型矿区矿井水水质的主体特征：常规离子是造成矿井水水质差的主要化学组分；矿井水中有毒有害物质占比小，且基本优于地下水Ⅲ类水质量标准。其次，详细探讨了我国矿井水水质形成、演化的几个科学问题，包括不同水文地质结构下物理–化学作用所起的主导作用，时间效应对水质演化的影响，微生物群落结构特征及其与环境因素的相关关系，水动力场–化学场–微生物场–温度场的多场耦合问题等。接着重点介绍矿井水污染防控的技术方法，以减少矿井突(涌)水量和水资源保护为前提，以实现煤–水双资源协调开采、煤炭绿色开采为目标，以矿井水“阻断、减量、保护”为主要防控思路，围绕煤矿区矿井水阻断技术、污染负荷减量技术、污染区修复治理等科学问题展开分析；通过各种现有技术、方法、工艺，最大可能地降低吨煤矿井水处理成本，如采用井下预处理、地面深度处理、超深回灌封贮、生态资源化利用等。最后，提出研发煤矿区地下水及污染物的阻断材料和吸附材料、注浆装备、监测设备、投料设备、原位取样检测设备等，形成我国煤矿区矿井水污染防控技术体系。该技术体系的构建可对煤矿绿色开采、煤矿区深层地下水污染防控、闭坑矿井水污染防控、矿区地下水资源及生态环境保护利用等提供理论及技术支撑。

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煤田地质与勘探

2021年第05期

700

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榆神矿区煤矿防治水的几点思考

作者(Author)：范立民, 孙魁, 李成, 宁奎斌, 冀瑞君

摘要：为了科学解释榆神矿区矿井涌水量较大的涌(突)水事件，为煤矿防治水奠定基础，分析了近年来区内发生的突水事件及矿井较大涌水情况，提出矿井较大涌水形成机理、红土层水文地质性质、矿井涌水量预测的准确性等疑问，阐述了突破“井田”范围，从区域上研究地下水系统和突水水源，关注延安组、直罗组、安定组、洛河组等砂岩弱富水性含水层，从导水裂隙带中寻找突水水源，科学评价各岩(土)层的水文地质条件，采动岩层(含水层)渗透性演化以及探索矿井水害源头预防和区域治理思路等几点思考，提出应该从区域上认识水文地质条件及对煤矿涌(突)水的“贡献”，揭示矿井较大涌水形成机理，进一步加强水文地质补充勘探，准确识别含水层、隔水层及其空间赋存关系，探测大采高、大采面环境下导水裂隙带发育规律，并提出从区域上识别地下水强径流带和局部富水区的基础上，制定矿井水害防控措施的思路，为榆神矿区煤矿水害防治提供借鉴和帮助。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

1631

736
基于PSO-BP神经网络的导水裂隙带高度预测

作者(Author)：娄高中, 谭毅

摘要：导水裂隙带高度是西部矿区保水采煤的理论依据和关键参数。近年来，BP神经网络广泛应用于导水裂隙带高度预测，但BP神经网络存在收敛速度慢、易陷入局部极小等问题。为提高导水裂隙带高度预测的准确性，利用粒子群优化算法(PSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化，建立基于PSO-BP神经网络的导水裂隙带高度预测模型。选择开采厚度、开采深度、工作面倾斜长度、煤层倾角、覆岩结构特征为导水裂隙带高度主要影响因素，选取22例导水裂隙带高度实测数据对PSO-BP神经网络进行训练，将训练后的PSO-BP神经网络对2 例测试样本的预测结果与实际值进行对比，并与BP神经网络预测模型及经验公式预测结果进行对比。结果表明：PSO-BP神经网络预测模型的平均相对误差为1.55%；BP神经网络预测模型的平均相对误差为4.8%，经验公式的最小相对误差为9.4%，PSO-BP神经网络预测精度明显优于BP神经网络和经验公式，且绝对误差和相对误差变化较稳定，可以有效预测导水裂隙带高度。

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煤田地质与勘探

2021年第04期

331

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基于RA/AF的高温后砂岩破裂特征识别研究

作者(Author)：葛振龙, 孙强, 王苗苗, 赵春虎

摘要：开展岩石高温损伤破裂信息识别研究对地热开发和煤炭地下气化等具有重要的指导意义。通过不同高温处理后砂岩在破坏过程中声发射参数RA(上升时间/振幅)和 AF(平均频率)值变化，研究高温后砂岩内部不同类型裂纹的发展演化规律。结果表明：砂岩在整个加载过程中以拉张裂纹为主，当加载应力超过峰值应力的80%后，剪切裂纹所占比例迅速增大，可将此作为砂岩发生破坏的前兆；当加热温度超过600℃时，剪切裂纹所占比例上升，超过800℃，剪切裂纹所占比例迅速下降，600℃和800℃可作为砂岩损伤突变的阈值温度；高温后位错塞积现象增多，砂岩塑性特征增强，拉张裂纹所占比例增大。研究成果将对高温作用后岩石破裂失稳前兆信息的识别提供重要的理论基础。

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煤田地质与勘探

2021年第02期

1060

390
深部带压开采：传承与创新

作者(Author)：尹尚先, 连会青, 徐斌, 田午子, 曹敏, 姚辉, 孟浩鹏

摘要：回顾了带压开采的传承与创新发展历程。阐述带压开采的概念及充要条件，以带压开采的内涵为基础，定义侵蚀基准面为浅部和深部带压开采的分界线(面)，明确承压水上采煤为带压开采，而含水层“下”采煤不属于带压开采范畴，纠正《煤矿安全规程》中有关“顶、底板带压”的不妥表述。梳理了直接为带压开采服务的理论和技术，探(探查)、治(防治)、保(保障)3项技术，机理(致灾机理)、评价(危险性评价)、预测(灾变预测)3项理论，即构成带压开采理论技术体系；华北煤田奥陶系岩溶随深度增加发育减弱，由此推断，空间上深部岩溶径流带多形成在古岩溶系统中，而现代岩溶径流带则发育于现代岩溶中。深部隔水层损伤裂隙增多，为采后承压水导升奠定物质基础。总结对比了浅部和深部底板岩溶水害特征，阐明深部奥陶纪灰岩(简称奥灰)水突水机理，沿裂隙渗透、扩容、压裂，薄层灰岩中转，不断向上导升，形成大面积散流突水。从理论上说明突水系数已不适用隔水层厚度超出80 m的情形，提出厚、巨厚隔水层带压开采评价方法：p0>3σ3–σ1–pp+T；依据隔水层厚度、底板破坏带、奥灰导升带、突水系数等因素将底板类型划分为5类隔水层，提出相应5级带压开采条件以及5种治理模式；针对深部带压开采复杂条件，倡导应用“全时空”水害综合防治思想理念及技术。面向未来，地质体+水流的本构模型仍是学术界需攻克的最大难题，现实的“卡脖子”难题，如深部岩溶发育规律、精细探查技术、水害机理及评价预测、综合治理技术等，是实现安全带压开采的关键。

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煤田地质与勘探

2021年第01期

582

338
山东新巨龙煤矿区场地高TDS地下水水化学特征及成因机制

作者(Author)：张玉卓, 孙亚军, 徐智敏, 张莉, 吕伟魁, 袁慧卿, 周丽洁, 高雅婷, 朱璐璐

摘要：针对山东巨野新巨龙煤矿区地下水高TDS的现状，基于历史水质资料和取样测试结果，运用Piper三线图、相关性分析、氢氧同位素、Gibbs图解、离子比值与饱和指数等方法，探究其高TDS地下水水化学特征及成因。结果表明：随着建井和煤矿开采，研究区水化学环境发生改变，水化学类型不再是单一的SO4-Na型，深层灰岩水的类型中出现SO4·HCO3-Na和SO4-Ca·Mg型；研究区高TDS地下水的形成主要是因为含水层水动力条件差，高温水岩作用强，溶滤、蒸发浓缩作用明显，同时存在一定程度的反向阳离子交换作用；地下水体中白云岩和方解石表现为沉淀状态，石膏和盐岩处于溶解状态，是地下水主要成分Na+和SO2-4的主要来源。研究成果不但为研究矿井水的构成、揭示煤矿区地下水污染及多场耦合的地下水演化过程和成因机制提供依据，还可为煤炭开采水害防治和矿井水处理利用奠定基础。

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煤田地质与勘探

2021年第05期

543

169