《煤炭科學技術》2019年度高影響力論文（2021年評選）

為繁榮煤炭科技，活躍學術氣氛，發現優秀人才，鼓勵廣大煤炭科技工作者把代表性學術成果發表在祖國大地上，本刊根據《<煤炭科學技術>年度高影響力論文評選辦法》，秉承獨立、公正、客觀的原則，遵循科學、專業的方法和合理、規范的程序，經編委會同意，在2019年度發表的360篇論文中，最終選出30篇高影響力論文。獲獎論文將由編輯部頒發榮譽證書和紀念品，以資鼓勵。

行業視野: 煤炭科學技術
類別; 129個
關鍵詞; 133位
專家; 30篇
論文; 36127IP
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華北型煤田巖溶陷落柱研究70年:成因·機理·防治

作者(Author)：尹尚先, 連會青, 劉德民, 尹慧超

摘要：系統闡述了華北型煤田陷落柱及其突水的研究歷程和取得的成就。20世紀30年代煤田巖溶陷落柱偶然發現于煤炭開采中，因其帶來開采及安全影響，研究不斷深化。新中國成立伊始，百業待興，能源先行，陷落柱對煤炭開發的影響逐漸顯現，在解決現場技術問題的同時，基礎理論得到蓬勃發展，至1984年開灤范各莊礦陷落柱特大突水事故震驚世界，其成功封堵復礦標志著我國治理技術基本成熟，該事件成為劃時代的里程碑；其后能源行業從蕭條到黃金10年，煤炭開發向深部、西部轉移，陷落柱突水威脅日趨嚴重，新理論新技術的應用，促進相關研究不斷向縱深發展，到目前為止，基本理論及治理技術日臻完善。由于其局域性和特殊性，國外僅有巖溶塌陷和采礦垮落的理論可作為研究借鑒。從基本特征、分布規律、成因機制、導水性、突水模式及機理、預測探查和治理等方面全方位進行了總結，歸納了巖溶陷落柱空間形態特征、充填物特點、揭露特征、結構構造特征等，系統梳理了巖溶陷落柱分類及類型；探討了巖溶陷落柱導水性，建立了巖溶陷落柱預測指標體系及預測模型，分類提出了陷落柱突水模式和機理及力學判據，研討了陷落柱突水量預測的可行性，規范了陷落柱預測探查及治理的程序，總結了陷落柱治理技術。作者指出了目前陷落柱研究中存在的不足，凝練了巖溶陷落柱成因、導水性、預測、突水機理及突水量預測等方面的待解科學命題，列舉了陷落柱精細化探查、突水監測預警、治理裝備技術等方面技術難題，指明了未來探索及發展方向。應當指出，盡管現有成果基本成型，但距離技術理論體系的完善、滿足保障礦井安全生產還有很長的路要走。

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煤炭科學技術

2019年第11期

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我國煤層氣開發技術現狀與發展方向

作者(Author)：徐鳳銀, 肖芝華, 陳東, 閆霞, 武男, 李相方, 苗亞楠

摘要：我國煤層氣資源豐富、開發前景廣闊，經過20多年的不斷探索，無論從產業規模，還是勘探開發技術方面，都取得了很大的進展。為進一步提高煤層氣開發技術的適應性和煤層氣資源的有效性，推進煤層氣產業的快速發展，以我國煤層氣產業發展現狀為出發點，系統梳理了目前我國煤層氣開發的理論進展和技術現狀。首先，歸納并提出了煤層氣賦存和排采理論方面的新認識，煤儲層微觀氣水賦存與產出存在2種不同的模式，“固氣系統”與“固液系統”協同吸附，儲層基質孔隙水對氣體解吸-傳輸具有重要影響。其次，梳理小曲率半徑定向井、水平井分段壓裂、定量化排采多目標優化控制等煤層氣開發新技術，并深入分析了煤層氣開發面臨的主要問題。提出未來的發展方向是持續加強以排采為核心的理論和關鍵技術攻關，降低開發成本，提高單井產量，實現煤層氣高效開發。

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煤炭科學技術

2019年第10期

993

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8.8m智能超大采高綜采工作面關鍵技術與裝備

作者(Author)：楊俊哲

摘要：為解決淺埋煤層8.8 m特厚煤層一次采全高安全高效開采的問題，以上灣煤礦首個8.8m超大采高綜采工作面12401工作面為研究對象，利用數值模擬、現場實踐以及工程類比等手段，在設備配套、圍巖控制、回采技術以及信息化方面進行技術攻關，形成了一套8.8m超大采高一次采全高綜采關鍵技術。實踐證明：采取的巷道支護、采場礦壓監測、三角區頂板控制、支架自動增壓補液、防片幫、防漏矸、回采工藝、工程質量控制以及信息化等技術，保證了綜采面安全高效回采。8.8m超大采高一次采全高綜采設備選型及配套合理，不僅能夠滿足綜采面生產、支護以及運輸需要，而且生產能力顯著提升。該綜采工作面與同煤層7 m大采高綜采工作面相比，可多回收煤炭405萬t，采出率提高了20.2%。該成套裝備、工藝及關鍵技術的研發和應用，為類似條件下特厚煤層的開采提供技術指導和借鑒。[

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煤炭科學技術

2019年第10期

1727

4507
煤礦綜采工作面巡檢機器人系統研究

作者(Author)：張樹生, 馬靜雅, 岑強, 朱宇昌

摘要：針對煤礦井下綜采工作面生產安全、設備運行狀況監測等問題，設計了一種柔性軌道式綜采工作面巡檢機器人系統。重點介紹了該機器人系統的組成結構，分別論述了巡檢機器人本體、基站和遠程工作站的設計方法，闡述了適用于工作面狹小空間、多彎曲度的柔性軌道組成和結構設計，最后介紹了包括多機器人協作方法等巡檢機器人系統的控制軟件設計方法。研究表明：該巡檢機器人系統監測功能齊全、適應能力強，解決了在煤礦井下工作面有限空間內、復雜工況下的生產監控問題。

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煤炭科學技術

2019年第10期

1005

684
智能化開采研究進展與發展趨勢

作者(Author)：李首濱

摘要：我國煤炭行業逐步進入智能化開采階段，智能化開采是分階段逐步實現的，從技術到裝備的進步是促進煤礦智能化開采的重要保障。描述了我國智能化開采技術及設備的發展歷程，給出了我國在智能化開采領域的典型示范工程應用，通過分析歸納總結了智能化開采分為4個階段，分別定義為智能化開采1.0、智能化開采2.0、智能化開采3.0和智能化開采4.0，并對每個階段進行了簡要闡釋，給出了其典型特點和技術概要。分析了智能化開采應用存在的3點主要制約因素，即成套裝備的穩定性、可靠性差；智能化開采技術適應性不強；智能化開采觀念、思想、管理模式有待提升等，針對這些制約因素提出了相應的技術及管理對策。對智能化開采各個階段進行了評述，提出一種智能自適應開采技術模式下的控制理論模型，對三維激光掃描技術、隨采物探裝備技術、機器人技術等智能化開采關鍵技術進行了展望。分析認為，目前智能化開采已經在向智能化開采3.0階段過渡，仍須在管理觀念、投入力度、研發團隊建設等多方面下大工夫。隨著各種先進技術的逐步推廣應用，終將實現智能化開采的更高階段目標。

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煤炭科學技術

2019年第10期

4809

2947
我國露天煤礦開采技術綜述及展望

作者(Author)：李浩蕩, 佘長超, 周永利, 黃玉凱

摘要：改革開放40年來，我國露天煤礦開采技術得到快速發展，基于我國露天煤礦開采技術最新資料和2019年國家能源局全國煤礦生產能力公告，從規模、數量、能力、分布以及開發主體等方面歸納了我國露天煤礦發展現狀，具有數量少能力大、超大型為主、開發集中度高3個特點。從基礎理論、開采工藝、裝備水平、信息智能、安全生產、生態恢復等6個方面露天煤礦先進采礦技術，同時對剝采比、邊坡失穩、綠色開采3個方面基礎理論研究成果；闡述了現有開采工藝在轉向協調開采、運輸優化、高效爆破、陡幫端幫開采等方面新技術應用現狀，分析了采裝、運輸等裝備研發應用及國產化、大型化技術情況，開發并應用了卡車智能調度、CI-IDS生產管理、輪胎全壽命管理、疏干智能排水、智能爆破等6套信息智能系統，總結了邊坡滑坡、運輸事故、小煤窯采空區塌陷、水害等4大安全風險防控技術，從綠色開發、生態修復、綜合整治、采復一體、地貌重建、干霧抑塵等6個方面介紹了綜述了綠色礦山建設技術成果，并結合當前實際，提出我國政策與發展不同步、開采模式相對單一、開采技術發展不平衡、大型關鍵設備及零配件仍依賴進口、高效露天開采工藝應用較少、恢復生態原貌技術尚不成熟、重大災害治理技術仍需突破的7個問題。最后，對我國露天煤礦高質量發展提出了5點新認識：探索露天煤礦一礦多坑、井露聯合開發開采新模式，研發吊斗鏟、無人卡車、大型破碎機等采剝運破高端智能裝備為建設智慧礦山提供支撐，創新保障人機安全的安全高效生產新技術，創建全程綠色開采、損傷鑒定、原貌恢復等綠色礦山成套技術體系，同時要建立專業化運營隊伍及培養職業開采人員，加快實現我國煤炭產業高質量發展。

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煤炭科學技術

2019年第10期

744

734
智慧露天礦山建設基本框架及體系設計

作者(Author)：張瑞新, 毛善君, 趙紅澤, 郭蘇煜, 賈宏君, 趙學彬, 孫健東, 王群, 李淋, 馬遠平, 王宇新, 郭帥, 鮑海明, 林鈺淇

摘要：針對我國當前露天礦信息化建設中存在的信息孤島，各生產部門無法高效協同實現數據資源共享、生產裝備自動化程度低、對安全的自動判斷和預警不足等問題。在對國內外智慧礦山發展趨勢研究基礎上，提出了智慧露天礦山定義，智慧露天礦山層次間關系、智慧露天礦山建設原則和分期建設的“1+4”智慧化系統，即：1個基礎平臺是露天礦山基礎支撐智慧化系統，4個業務系統是指露天礦山時空演化智慧化系統、露天礦山設備及工藝智慧化系統、露天礦山生產計劃與工程管理智慧化系統、露天礦山綜合管理智慧化系統，智慧露天礦總體構架、體系結構和技術框架，規劃了各個系統的重點建設內容及項目構成、實現途徑和分期目標。指出了智慧露天礦山建設體系主要由保障體系、標準規范體系、關鍵技術、決策體系、信息基礎支撐體系、時空演化支撐體系、生產設備與環節管控體系、生產計劃與施工協作體系、綜合應用管理服務體系組成，同時提出了智慧露天礦山建設就是以云計算、大數據、物聯網及礦業工程專業技術為基礎，利用物聯網技術實現“人-人”、“人-物”、“物-物”深度互聯能力；基于統一網絡傳輸標準，使爆破、采裝、運輸、排土、環境等監控系統與機電設備管理、調度通信、工業電視等安全生產技術管理系統得以有機匯接，實現信息共享；利用云計算和大數據技術，對礦山海量數據進行挖掘分析并及時響應，為礦山各管理層面決策提供數據支持；建立統一的礦業協同平臺，使礦山爆破、采裝、運輸、排土等部門協同工作，打破信息孤島，實現露天礦山系統的分布式協同工作，最終實現信息采集全覆蓋、數據資源全共享、統計分析全自動、業務管理全透明、人機狀態全監控、生產過程全記錄，形成完整統一的時空框架和信息系統，提高各業務部門的多元信息融合、共享和生產系統的協同效率，實現礦山的綠色、安全、高效生產。

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煤炭科學技術

2019年第10期

2581

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我國煤礦沖擊地壓發展70年：理論與技術體系的建立與思考

作者(Author)：齊慶新, 李一哲, 趙善坤, 張寧博, 鄭偉鈺, 李海濤, 李宏艷

摘要：文章系統全面地闡述了我國建國70年來在沖擊地壓研究方面取得的成績，主要從理論、監測與預警裝備、防治技術及法律法規與標準構建等方面進行了重點介紹。同時，兼顧國外主要采礦國家在沖擊地壓研究上開展的工作?？梢钥吹?，隨著我國煤礦開采深度的增加，沖擊地壓礦井數量和災害危害程度顯著增加，而國外沖擊地壓因煤礦開采的萎縮，只在個別一些國家偶爾發生沖擊地壓；對于沖擊地壓發生機理的研究，國外對此研究的工作主要是停留在20世紀50—90年代，而我國主要研究成果是近30年的事情，主要包括“三因素”機理、強度弱化減沖機理、應力控制理論、沖擊啟動理論和擾動響應失穩理論等；在沖擊地壓監測預警方面，國外主要集中在微震與地音監測方面，并配合鉆屑法，而我國在此基礎上，提出了采動應力監測方法，并開發了相關技術裝備，現已廣泛應用于實際煤礦沖擊地壓監測與預警；在沖擊地壓防治方面，以往重點關注在煤層和頂板沖擊危險性的消除和解危上，而最近10年來，在巷道支護及煤巖體結構控制的研究與工程實踐方面開展了有益的探索，旨在加強局部巷道支護的同時，從區域上控制煤巖體結構穩定性和應力分布，開發分級分類的沖擊地壓巷道支護技術，采用水力壓裂與深孔爆破等技術實現了對堅硬頂板巖層的有效控制；在沖擊地壓相關法律法規與標準體系建設方面，最近10年來，我國開展了較為系統的制訂工作，包括《防治煤礦沖擊地壓細則》在內的規程及相關標準已制訂并實施，現已初步建成沖擊地壓標準體系。改革開放40年來，我國煤礦沖擊地壓礦井數量不斷增加，研究沖擊地壓的人數不斷增加，沖擊地壓發生機理不斷完善，沖擊地壓監測技術及儀器與裝備從無到有，性能不斷提升，沖擊地壓防治技術與方法不斷完善，有效性不斷提高，沖擊地壓有關法律法規從無到有，現已趨于完善。綜合而言，我國煤礦沖擊地壓理論與技術體系已初步形成。應該看到，隨著大數據、智能化與機器人時代的到來，在新的科學技術的推動下，沖擊地壓理論與技術將獲得更大的發展。

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煤炭科學技術

2019年第09期

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