朱俊傲，張科學，亢 磊，楊海江，吳永偉，王曉玲，閆星辰

(1.華北科技學院 河北省礦山智能化開采技術(shù)重點實驗室，北京 東燕郊 065201；2.中國礦業(yè)大學(北京) 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室，北京 100083；3.華北科技學院 智能化無人開采研究所，北京 東燕郊 065201；4.煤炭科學研究總院，北京 100013；5.華北科技學院 礦山安全學院，北京 東燕郊 065201)

0 引言

煤炭作為推進我國經(jīng)濟發(fā)展的主體能源，在國民經(jīng)濟建設(shè)中具有重要的地位。據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年，全國煤炭消費量40.4億噸，占能源消費總量的56.83%。在以后相當長一段時間內(nèi)仍然是推動我國社會經(jīng)濟繁榮發(fā)展的主要能源。隨著煤礦的開采深度和開采強度逐漸增加，動載作用下沖擊地壓的發(fā)生頻次和破壞程度顯著增加，近三年在山東能源集團龍鄆煤礦、吉林龍家堡煤礦、河北唐山煤礦、山東新巨龍煤礦、陜西胡家河煤礦就發(fā)生了5起重大、較大沖擊地壓事故，累計死亡45人，嚴重影響了礦井安全生產(chǎn)以及地下工程的穩(wěn)定性[1-3]。

目前，國內(nèi)很多學者致力于動載擾動下煤礦沖擊地壓的研究，唐杰兵[4]等以具體工程實例為研究對象，采用數(shù)值模擬的方法，分析了動靜下深井臨空巷道沖擊破壞特征；竇林名[5]等總結(jié)了近年來沖擊地壓監(jiān)測預警方面的研究成果，提出了動靜載疊加誘沖機理，并構(gòu)建了多參數(shù)帶權(quán)重的時空預警模型，有利的推動了沖擊地壓預警與防治的研究；焦建康[6]采用數(shù)值模擬的方法定量的分析了圍巖強度、震源距離及強度，原巖應力，支護強度等單一因素以及多因素交互作用對巷道錨固承載結(jié)構(gòu)變形的影響規(guī)律；蔡武[7]等通過調(diào)研總結(jié)了煤層采掘活動與斷層賦存狀態(tài)之間的概念，并在此基礎(chǔ)上研究了沖擊地壓監(jiān)測與防治的策略，有效的促進了沖擊地壓機理、防治與監(jiān)測的發(fā)展。

王金羽[8]等通過分析動載誘發(fā)巷道沖擊地壓顯現(xiàn)現(xiàn)狀，總結(jié)了抗沖防控建議。任建喜[9]等通過煤巖力學伺服三軸試驗，得出隨著動載頻率的增加，煤巖強度劣化越明顯。

綜上所述，雖然目前國內(nèi)相關(guān)學者在動載誘發(fā)煤礦沖擊地壓方面已經(jīng)進行了大量的研究，并不斷為預防與防治煤礦沖擊地壓提供新方法、新技術(shù)、新理論，但迄今為止仍缺乏對于動載誘發(fā)煤礦沖擊地壓方面的全面系統(tǒng)的分析。鑒于此，本文以中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，運用CiteSpace文獻可視化工具對國內(nèi)動載誘發(fā)沖擊地壓領(lǐng)域的發(fā)文量、發(fā)文機構(gòu)、發(fā)文作者、關(guān)鍵詞等進行可視化分析，以便更清晰的了解領(lǐng)域內(nèi)的研究現(xiàn)狀、研究熱點以及發(fā)展趨勢。

1 數(shù)據(jù)采集與分析方法

本文數(shù)據(jù)樣本均來源于中國知網(wǎng)期刊數(shù)據(jù)庫，采用主題檢索方式進行文獻檢索，主題詞為“沖擊地壓”并含“動載”共獲得234條結(jié)果，通過手動篩查，去除外文期刊論文，會議報告以及重復論文，剩余184篇，其中期刊論文97篇，學位論文87篇，時間跨度為2005～2021年，具體如圖1所示。根據(jù)發(fā)文量的變化曲線可以看出動載作用下沖擊地壓的研究始于2005年左宇軍的《動靜組合加載下的巖石破壞特性研究》，并且近年來經(jīng)歷了初步探索(2005-2013年)、平穩(wěn)發(fā)展(2014-2017年)以及快速發(fā)展(2018-2021年)三個階段，可以看出國內(nèi)對于動載作用下沖擊地壓的研究總體呈現(xiàn)上升的趨勢，并且在未來幾年來動載將是煤礦沖擊地壓的熱點研究方向。

2 研究機構(gòu)與發(fā)文作者分析

2.1 主要研究機構(gòu)分析

通過分析本研究領(lǐng)域的主要研究機構(gòu)得以掌握領(lǐng)域的主要發(fā)展動向，了解該領(lǐng)域內(nèi)各個研究機構(gòu)對于動載作用下沖擊地壓的貢獻及影響力[10]。通過比較分析得到的動載作用下沖擊地壓領(lǐng)域影響力排名前5的機構(gòu)詳見表1。這說明我國在動載作用下沖擊地壓的研究集中在煤礦公司，少量高校也有研究。各個研究機構(gòu)間的合作關(guān)系如圖2所示，圖中節(jié)點的大小表示發(fā)文單位在該領(lǐng)域的影響力的大小，機構(gòu)之間的連線表示發(fā)文機構(gòu)之間具有合作關(guān)系，可以分析出在動載作用下沖擊地壓的研究領(lǐng)域的研究機構(gòu)總體比較分散，但還是以天地科技股份有限公司和中國礦業(yè)大學兩個機構(gòu)為中心展開研究。

圖1 發(fā)文量總體趨勢

圖2 研究機構(gòu)間的合作關(guān)系

表1 影響力高的發(fā)文機構(gòu)

2.2 主要發(fā)文作者分析

運用Citespace中的AuThor模塊對樣本進行分析，可以得出在該領(lǐng)域發(fā)文影響力排名前8的作者分別為天地科技股份有限公司的焦建康、鞠文君、吳擁政、付玉凱、褚曉威、孫卓越，中國礦業(yè)大學的竇林名、何江，中煤科工開采研究院有限公司的劉少虹，詳見表2。

表2 影響力高的發(fā)文作者

各個作者之間的合作關(guān)系如圖3所示，由圖3 可知，目前我國對于動載對于沖擊地壓的作用方面的研究主要分為兩個合作比較緊密極具影響的團隊，分別為以焦建康、鞠文君等領(lǐng)導的公司企業(yè)團隊及以竇林名，何江領(lǐng)導的高校科研團隊。而且由圖可知竇林名的中心性是高的，表明中國礦業(yè)大學的竇林名教授在當下國內(nèi)動載作用下沖擊地壓方面處于核心位置。

圖3 作者之間的合作關(guān)系

3 關(guān)鍵詞分析

3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜分析

關(guān)鍵詞是文章的核心思想的總結(jié)與凝練，文章的關(guān)鍵詞反映了文章的主題內(nèi)容，因此，通過分析文章的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖圖譜可以了解該領(lǐng)域的研究熱點及研究趨勢。

通過Citespace的中的Keyword關(guān)鍵詞分析模塊對樣本數(shù)據(jù)進行分析，得到如圖4所示的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。可以看出“沖擊地壓”、“動載擾動”、“沖擊礦壓”、“數(shù)值模擬”、“錨桿支護”等是目前的該領(lǐng)域的研究熱點關(guān)鍵詞。

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

3.2 關(guān)鍵詞聚類分析

通過CiteSpace中的cluster功能對樣本數(shù)據(jù)進行聚類分析，得到圖5所示的聚類分析圖，由圖可以得到15個大的關(guān)鍵詞聚類。其中研究較多的關(guān)鍵詞聚類為依次為“沖擊礦壓”，“沖擊地壓”、 “巖石力學”、“數(shù)值模擬”、“礦震”。由此可知當下我國對于該領(lǐng)域的研究主要還是集中在礦震對于沖擊地壓的研究，并且研究方法多采用數(shù)值模擬計算的方法，通過數(shù)值計算，模擬研究動載作用對于煤礦圍巖的力學影響規(guī)律。目前針對動載作用下的巷道支護方面的研究還存在明顯的不足，因此，未來應該加強該方面的研究。

圖5 關(guān)鍵詞聚類分析

3.3 研究趨勢分析

利用CiteSpace的關(guān)鍵詞時區(qū)分布功能得到該領(lǐng)域的關(guān)鍵詞時區(qū)分布圖如圖6所示。可以看出，隨著對于動載作用下沖擊地壓煤礦的研究的深入，其研究的主題也在發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為由最初的孤立研究沖擊地壓與動載，到通過數(shù)值模擬軟件模擬分析礦震對于煤礦巷道破壞情況，再通過巖石力學知識對巷道破壞情況進行分析研究，提出相應的支護方法，一直到近幾年發(fā)展到研究在具體的地質(zhì)條件下的對于沖擊地壓的影響情況。可以看出該領(lǐng)域的研究主題越來越細化，越來越具體。

4 結(jié)論

(1) 通過Citespace知識圖譜軟件對中國知網(wǎng)上主題詞為“動載”和“沖擊地壓”的文獻資料進行分析，經(jīng)分析我國在動載作用對于煤礦沖擊地壓影響方面的研究經(jīng)歷了初步探索階段(2005-2013年)、平穩(wěn)發(fā)展階段(2014-2017年)以及快速發(fā)展階段(2018-2021年)三個階段，得出國內(nèi)對于動載作用對于煤礦沖擊地壓影響的研究總體呈現(xiàn)上升的趨勢，并且在未來幾年來動載將是煤礦沖擊地壓的熱點研究方向。

(2) 通過發(fā)文作者與發(fā)文單位的分析得出了目前國內(nèi)動載作用對于煤礦沖擊地壓影響方面的研究主要集中在天地科技股份有限公司與中國礦業(yè)大學，其中中國礦業(yè)大學的竇林名教授在該領(lǐng)域處于核心位置。

(3) 通過分析研究樣本數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞，得出目前該領(lǐng)域的研究方法多采用數(shù)值模擬的方法，并且該領(lǐng)域的研究主題越來越具有針對性，動載將是未來煤礦沖擊地壓的熱點研究方向。