基于可視化分析的礦山綠色充填技術(shù)研究

文易洪 ，田世祥 ,2 ，趙佳佳 ，張 軒

（1.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州省復(fù)雜地質(zhì)礦山開(kāi)采安全技術(shù)工程中心，貴州 貴陽(yáng) 550025）

我國(guó)資源豐富但生態(tài)脆弱，面臨資源枯竭、環(huán)境污染和生態(tài)退化等挑戰(zhàn)[1-2]。礦山綠色充填技術(shù)研究不僅可以為礦山充填技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)和決策支持，也可以為礦山生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)提供有效途徑，有助于促進(jìn)礦山資源高效利用、環(huán)境改善和社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展[3-5]。礦山充填技術(shù)通過(guò)填充充填材料提高礦山穩(wěn)定性和資源綜合利用，減少環(huán)境影響和危害[6]，是礦山綠色開(kāi)采的重要手段[7]。隨著信息技術(shù)發(fā)展，知識(shí)圖譜和可視化技術(shù)為礦山充填技術(shù)研究提供了新工具和方法，這些技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生態(tài)研究。余欣等[8]應(yīng)用CiteSpace 對(duì)國(guó)內(nèi)外生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展進(jìn)行了可視化研究；吳勝男等[9]應(yīng)用CiteSpace 對(duì)濕地恢復(fù)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜合分析；柯麗娜等[10]應(yīng)用CiteSpace 對(duì)中國(guó)海洋生態(tài)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了分析。為此，采用CiteSpace 對(duì)礦山綠色充填技術(shù)進(jìn)行可視化研究，主要從發(fā)文數(shù)量、機(jī)構(gòu)、作者和關(guān)鍵詞進(jìn)行分析研究，旨在梳理和總結(jié)礦山綠色充填技術(shù)研究。

1 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1）數(shù)據(jù)來(lái)源。中英文獻(xiàn)檢索平臺(tái)使用是中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）和WOS 核心合集，CNKI 和WOS 核心合集檢索時(shí)間跨度均為2004-01-01 至2022-12-31。CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)檢索條件：(主題=“礦山充填”O(jiān)R“礦山綠色充填”)；排除與主題不符的文獻(xiàn)和會(huì)議論文，最終篩選出841 篇。WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)檢索條件：(TS=“Mine filling” or “Mine green filling”)；人工剔除不相關(guān)的文獻(xiàn)以及去重處理最終篩選出3 994 篇。

2）研究方法。近年來(lái)，文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)在各學(xué)術(shù)領(lǐng)域已成為重要工具，用統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)方法研究學(xué)科的發(fā)展，借助文獻(xiàn)檢索和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)揭示學(xué)科發(fā)展、進(jìn)展和趨勢(shì)[11-12]?？茖W(xué)知識(shí)圖譜是通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、科學(xué)計(jì)量、信息分析以及圖形繪制等多種手段對(duì)研究領(lǐng)域進(jìn)行可視化分析的方法[13]。其中，CiteSpace 是一款綜合性可視化分析工具，整合了聚類(lèi)分析、關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)、研究前沿剖析等功能，具有總結(jié)性和前瞻性[14]，同時(shí)提供多樣的內(nèi)置算法、豐富的圖譜調(diào)整選項(xiàng)和可靠的結(jié)果驗(yàn)證[15]。

2 礦山綠色充填技術(shù)宏觀分析

2.1 發(fā)文數(shù)量分析

發(fā)文數(shù)量可以顯示出學(xué)者對(duì)某一領(lǐng)域的關(guān)注程度[16]。在CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中，研究文獻(xiàn)數(shù)量自2004 年的30 篇逐年增加，到2022 年達(dá)到56 篇。這表明國(guó)內(nèi)對(duì)這一領(lǐng)域的關(guān)注度逐漸上升，并有相應(yīng)的研究成果。在WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中，2004 年至2006 年的發(fā)文數(shù)量相對(duì)較少，但從2007 年開(kāi)始逐漸增加，并在2018 年至2022 年迅速增至619 篇，顯示出國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)注度不斷上升。

綜合2 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中的發(fā)文數(shù)量逐年增加，反映了國(guó)內(nèi)研究者對(duì)礦山綠色充填技術(shù)領(lǐng)域的不斷增強(qiáng)的興趣。國(guó)際學(xué)術(shù)界在WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中的發(fā)文數(shù)量也呈現(xiàn)出顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是近年來(lái)，這表明國(guó)際研究者對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)注度不斷提高。這些數(shù)據(jù)結(jié)果表明，礦山綠色充填技術(shù)研究領(lǐng)域在過(guò)去幾年取得了顯著進(jìn)展，引起了國(guó)內(nèi)和國(guó)際廣泛的關(guān)注。

2.2 發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

發(fā)文機(jī)構(gòu)合作圖譜如圖1。

圖1 發(fā)文機(jī)構(gòu)合作圖譜Fig.1 Cooperation graph of issuing agencies

CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中的機(jī)構(gòu)合作圖譜包含392 個(gè)節(jié)點(diǎn)，連線230 條，其網(wǎng)絡(luò)密度為0.003。在這些機(jī)構(gòu)中，北京科技大學(xué)、中南大學(xué)和長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司在該領(lǐng)域的研究中占據(jù)主導(dǎo)地位，分別發(fā)表了107、51、32 篇文章。WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中的機(jī)構(gòu)合作圖譜涵蓋563 個(gè)節(jié)點(diǎn)和727 條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.004 6。在這些機(jī)構(gòu)中，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（Chinese University of Mining & Technology）、山東科技大學(xué)（Shangdong University of Science and Technology）和 中 國(guó) 科 學(xué) 院（Chinese Academy of Science）是該領(lǐng)域最重要的發(fā)文機(jī)構(gòu)，分別發(fā)表了296、91、90 篇文章。大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)的中介中心性低于0.1，這表明它們之間的合作較少，因?yàn)檠芯糠较虼嬖谳^大差異。然而，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的中心性高達(dá)0.22，表明它與國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)有密切的合作和交流，不僅發(fā)文數(shù)量最多，還具有較大的學(xué)術(shù)影響力，其研究成果在國(guó)際上具有顯著影響。

2.3 發(fā)文作者分析

對(duì)文獻(xiàn)作者進(jìn)行可視化分析往往能清楚了解某個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)的引領(lǐng)者，通過(guò)了解這些學(xué)術(shù)帶頭人的研究成果能夠讓我們知道該領(lǐng)域的研究前沿和發(fā)展趨勢(shì)[17]。發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜是以作者為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)大小表示其發(fā)文量，不同顏色代表研究方向，連線表示合作關(guān)系，連線的粗細(xì)表示合作強(qiáng)度[18]。通過(guò)CiteSpace 分析，得到的發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜如圖2。

圖2 發(fā)文作者共現(xiàn)圖譜Fig.2 Co-occurrence graphs of the authors of the papers

在CNKI 發(fā)文作者圖譜中，共有497 個(gè)節(jié)點(diǎn)和384 條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.003 1。圖中節(jié)點(diǎn)大小直接反映作者發(fā)文數(shù)量；節(jié)點(diǎn)間的連線表示各作者的合作關(guān)系，其連線的粗細(xì)表示合作頻次的高低。國(guó)內(nèi)礦山綠色充填領(lǐng)域的主要合作關(guān)系集中在研究團(tuán)隊(duì)內(nèi)部，不同團(tuán)隊(duì)之間互相引用較少，表明存在研究方向的差異。

WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中的發(fā)文作者圖譜包含602 個(gè)節(jié)點(diǎn)和546 條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.003。最多發(fā)文的作者是ZHANG Jixiong（張吉雄），說(shuō)明此領(lǐng)域的研究主要集中在國(guó)內(nèi)，并在國(guó)際上產(chǎn)生了一定影響力。

目前，礦山綠色充填研究人員主要關(guān)注內(nèi)部研究，機(jī)構(gòu)之間的合作相對(duì)不密切。作者群體內(nèi)部的合作較多，通常由同一機(jī)構(gòu)的成員組成，缺乏不同機(jī)構(gòu)之間的合作。各研究團(tuán)隊(duì)擁有不同的研究方向，合作機(jī)會(huì)有限，導(dǎo)致研究力量分散。建議未來(lái)加強(qiáng)不同機(jī)構(gòu)和不同作者之間的合作和交流，以促進(jìn)礦山綠色充填研究的發(fā)展。

3 礦山綠色充填技術(shù)的熱點(diǎn)與前沿

3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是文章的重要組成部分，它們能夠反映出文章的主題和核心內(nèi)容。關(guān)鍵詞作為能夠代表文章主要內(nèi)容的關(guān)鍵部分之一，其出現(xiàn)頻次與研究成果的數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系[18]。利用CiteSpace對(duì)CNKI 和WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中綠色充填研究的高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行了共現(xiàn)分析，繪制了共現(xiàn)圖譜如圖3。圖中的節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)的大小表示關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次，節(jié)點(diǎn)之間的連線表示關(guān)鍵詞之間的相關(guān)性[19]。

圖3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.3 Keywords co-occurrence graphs

可以發(fā)現(xiàn)：CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中與礦山綠色充填研究相關(guān)的高頻關(guān)鍵詞主要包括“礦山充填”、“膠結(jié)充填”、“綠色開(kāi)采”、“充填開(kāi)采”、“膏體充填”和“充填材料”等。這些關(guān)鍵詞反映了國(guó)內(nèi)研究者對(duì)綠色礦山充填材料的高度關(guān)注；而在WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中，與礦山綠色充填研究相關(guān)的高頻關(guān)鍵詞 主 要 包 括“data mining”“model”“behavior”“system”“mine”和“evolution”等，這些關(guān)鍵詞顯示了國(guó)外研究者對(duì)礦山充填數(shù)據(jù)挖掘、模型建立、系統(tǒng)分析、行為規(guī)律、演化過(guò)程等方面的重視。

由此可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外在礦山綠色充填研究方面存在一定的差異和互補(bǔ)性，這表明有必要進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)際間的學(xué)術(shù)交流和合作，以推動(dòng)該領(lǐng)域的綜合發(fā)展。

3.2 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞突現(xiàn)能夠統(tǒng)計(jì)出某個(gè)時(shí)間段內(nèi)某一關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的增加，從而判斷發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)[20]。CNKI 突顯詞分布情況見(jiàn)表1，WOS 突顯詞分布情況見(jiàn)表2。

表1 CNKI 突顯詞分布情況Table 1 Distribution of CNKI highlighting words

表2 WOS 突顯詞分布情況Table 2 Distribution of WOS highlighting words

從表1 可以觀察到：關(guān)鍵詞“膠凝材料”是一個(gè)持續(xù)的研究主題，自2015 年持續(xù)到2022 年，跨越了7 年。而關(guān)鍵詞“抗壓強(qiáng)度”則成為一個(gè)熱門(mén)研究焦點(diǎn)，其突現(xiàn)強(qiáng)度達(dá)到5.77，是2004 至2022 年間最高的值。通過(guò)比較不同時(shí)間段的突現(xiàn)關(guān)鍵詞，可以發(fā)現(xiàn)早期研究更關(guān)注充填材料的實(shí)際運(yùn)輸、選擇和應(yīng)用等實(shí)際問(wèn)題，而近年來(lái)的研究更強(qiáng)調(diào)充填材料的抗壓強(qiáng)度、綠色礦山建設(shè)和水化機(jī)理等理論方面的探討。這些突現(xiàn)關(guān)鍵詞反映了當(dāng)前該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和趨勢(shì)。

從表2 可以看出：自2004 年至2022 年，“valley fill”是最顯著的關(guān)鍵詞，其突顯強(qiáng)度高達(dá)15.12，這表明在此期間，礦山綠色充填技術(shù)和環(huán)境問(wèn)題受到了廣泛的研究和關(guān)注；“toxicity”是一個(gè)持續(xù)的關(guān)鍵詞，從2010 年延續(xù)至2018 年，共計(jì)8 年；這表明礦山綠色充填的生態(tài)影響是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，需要持續(xù)監(jiān)測(cè)和評(píng)估；此外，“ecosystem”“downstream”和“process mining”是近年來(lái)新興的關(guān)鍵詞，其突顯強(qiáng)度分別為7.02、5.12 和5.06，這反映了礦山綠色充填研究的范圍和深度不斷擴(kuò)展，涉及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、下游水資源的保護(hù)以及過(guò)程挖掘的應(yīng)用等領(lǐng)域。

3.3 關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析

關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析是使用CiteSpace 對(duì)提取的所有關(guān)鍵詞進(jìn)行分類(lèi)，一般認(rèn)為當(dāng)聚類(lèi)模塊值（Q值）＞0.3 時(shí)就意味著聚類(lèi)結(jié)構(gòu)顯著；當(dāng)平均輪廓值（S值）＞0.7 時(shí)，聚類(lèi)是高效率令人信服的，在0.5 以上，聚類(lèi)認(rèn)為是合理的。若S值為無(wú)窮大，則聚類(lèi)數(shù)通常為1，這樣選擇的網(wǎng)絡(luò)可能太小，只能代表一個(gè)研究主題。為此，將數(shù)據(jù)庫(kù)生成的礦山綠色充填關(guān)鍵詞聚類(lèi)的主題信息導(dǎo)出后匯總。關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖譜如圖4。

圖4 關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖譜Fig.4 Keywords clustering graphs

圖4 中這8 個(gè)聚類(lèi)其聚類(lèi)模塊值為0.58，平均輪廓值為0.85，表明聚類(lèi)結(jié)構(gòu)顯著，聚類(lèi)是高效率令人信服的。

3.3.1 CNKI 關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析

1）CNKI 聚類(lèi)0#和7#。關(guān)鍵詞“膠結(jié)充填”和“膠結(jié)材料”被歸類(lèi)在一起，突顯了膠結(jié)材料在膠結(jié)充填技術(shù)中的重要性。膠結(jié)充填技術(shù)是一種通過(guò)添加膠結(jié)材料將礦石、廢棄物或其他填充物固化在礦山或礦井中的技術(shù)[21]。在這一過(guò)程中，膠結(jié)材料發(fā)揮著膠結(jié)和固化填充物的關(guān)鍵作用，以提高礦山的穩(wěn)定性和進(jìn)行環(huán)境修復(fù)。這一聚類(lèi)可能引起研究人員對(duì)膠結(jié)材料的類(lèi)型、性質(zhì)、添加比例及膠結(jié)充填過(guò)程中的工藝優(yōu)化等方面產(chǎn)生興趣。

2）CNKI 聚類(lèi)1#和6#。這個(gè)聚類(lèi)包含了關(guān)鍵詞“充填開(kāi)采”和“充填采礦”，表明研究聚焦于將充填技術(shù)應(yīng)用于礦山的開(kāi)采過(guò)程。充填開(kāi)采是指在礦山開(kāi)采過(guò)程中，將礦石開(kāi)采后的空隙或廢棄物用充填材料填充，以提高礦山的穩(wěn)定性和資源的綜合利用[22]。在這個(gè)聚類(lèi)中，研究人員可能關(guān)注充填開(kāi)采的工藝流程、充填材料的選擇和添加方式、充填體的穩(wěn)定性以及開(kāi)采效率與充填效果之間的關(guān)系等方面。

3）CNKI 聚類(lèi)2#、4#、5#。這個(gè)聚類(lèi)涵蓋了關(guān)鍵詞“礦山充填”、“充填材料”和“充填技術(shù)”，突出了研究中對(duì)于礦山充填技術(shù)的關(guān)注。礦山充填技術(shù)旨在通過(guò)合理選擇和應(yīng)用充填材料，實(shí)現(xiàn)礦山的穩(wěn)定和環(huán)境的修復(fù)[23]。在這個(gè)聚類(lèi)中，研究人員可能探索充填技術(shù)的不同方法和策略、充填材料的性能與適用性、充填體的穩(wěn)定性評(píng)估以及充填體與周?chē)h(huán)境的相互作用等方面。

4）CNKI 聚類(lèi)3#。這個(gè)聚類(lèi)包含了關(guān)鍵詞“膏體充填”，是指一種利用膏體狀的充填材料進(jìn)行礦山充填的技術(shù)。膏體充填材料具有較高的流動(dòng)性和填充性能，可以適應(yīng)不規(guī)則的空隙形狀。在這個(gè)聚類(lèi)中，研究人員可能關(guān)注膏體充填技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域、膏體充填材料的特性、膏體流動(dòng)性的調(diào)控以及膏體充填過(guò)程中的工藝控制等方面。

3.3.2 WOS 關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析

將WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)生成的礦山綠色充填關(guān)鍵詞聚類(lèi)的主題信息導(dǎo)出后匯總。這8 個(gè)聚類(lèi)其平均輪廓值為0.79，聚類(lèi)模塊值為0.48，表明聚類(lèi)結(jié)構(gòu)顯著，聚類(lèi)是高效率令人信服的。

1）WOS 聚類(lèi)0#，數(shù)據(jù)挖掘（data mining）在礦山綠色充填技術(shù)可視化研究中扮演重要角色。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，研究人員可以從大量數(shù)據(jù)中提取有用的信息和模式，以幫助優(yōu)化充填材料的選擇、工藝參數(shù)的調(diào)整和充填過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制。數(shù)據(jù)挖掘方法如聚類(lèi)、分類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等可以用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中的潛在關(guān)系和趨勢(shì)，為礦山綠色充填技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化提供支持。

2）WOS 聚 類(lèi)1#。酸 性 礦 山 排 水（acid mine drainage）是礦山開(kāi)采過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)境問(wèn)題。在礦山綠色充填技術(shù)可視化研究中，關(guān)注酸性礦山排水的治理和處理方法至關(guān)重要。研究人員可能探索酸性礦山排水的成因、形成機(jī)制以及其對(duì)環(huán)境的影響，以尋求可行的控制和治理措施，例如通過(guò)調(diào)整充填材料的性質(zhì)、改善充填工藝或采用生物修復(fù)等方法，實(shí)現(xiàn)酸性礦山排水的減少和凈化。

3）WOS 聚 類(lèi)3#。膠 結(jié) 膏 體 回 填（cemented paste backfill）是一種常用的礦山充填技術(shù)。在研究中，研究人員可能關(guān)注膠結(jié)膏體回填的工藝參數(shù)優(yōu)化、膠結(jié)材料的選擇和配比、回填體的穩(wěn)定性評(píng)估以及回填過(guò)程的控制和監(jiān)測(cè)等方面。通過(guò)可視化技術(shù)，可以實(shí)時(shí)展示膠結(jié)膏體回填過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)的變化和相互作用，幫助研究人員更好地理解回填過(guò)程并優(yōu)化相關(guān)工藝。

4）WOS 聚類(lèi)4#。金（gold）作為一種重要的金屬礦產(chǎn)資源，在礦山綠色充填技術(shù)可視化研究中引起了關(guān)注。研究人員可能關(guān)注金礦充填技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)，包括充填材料的選擇、工藝參數(shù)的調(diào)整和充填過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制?？梢暬治隹梢詭椭芯咳藛T更直觀地了解金礦充填過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，例如金礦資源的綜合利用、環(huán)境保護(hù)和礦山穩(wěn)定性的優(yōu)化。

5）WOS 聚類(lèi)5#。填充堆積（valley fill）是在礦山充填過(guò)程中將填充材料堆積在山谷或低洼地形中的技術(shù)。研究人員可能關(guān)注填充堆積的工藝參數(shù)、填充材料的選擇和添加方式、堆積體的穩(wěn)定性評(píng)估以及堆積體與周?chē)h(huán)境的相互作用等方面。通過(guò)可視化技術(shù)，可以實(shí)時(shí)展示填充堆積過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)變化和堆積體的形態(tài)演變，幫助研究人員更好地理解填充堆積過(guò)程并優(yōu)化相關(guān)工藝。

6）WOS 聚類(lèi)7#。邊緣計(jì)算（edge computing）是一種將計(jì)算和數(shù)據(jù)處理推向網(wǎng)絡(luò)邊緣的技術(shù)。在礦山綠色充填技術(shù)可視化研究中，邊緣計(jì)算可能被應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制礦山充填過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)邊緣計(jì)算，研究人員可以將數(shù)據(jù)處理和決策推向礦山現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)、響應(yīng)和優(yōu)化。邊緣計(jì)算在礦山充填技術(shù)可視化研究中可能涉及網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)傳輸、邊緣設(shè)備的選擇和部署等方面的研究和應(yīng)用。

通過(guò)以上關(guān)鍵詞聚類(lèi)的分析，可以更全面地了解礦山綠色充填技術(shù)可視化研究。這是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性研究，需要應(yīng)用和融合多種技術(shù)和方法，包括數(shù)據(jù)挖掘、邊緣計(jì)算、可視化技術(shù)等。礦山綠色充填技術(shù)的研究目標(biāo)是通過(guò)合理選擇和應(yīng)用充填材料，實(shí)現(xiàn)礦山的穩(wěn)定和環(huán)境的修復(fù)，同時(shí)提高資源的綜合利用率。這個(gè)領(lǐng)域的研究對(duì)于礦山可持續(xù)性和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要，它通過(guò)綜合考慮不同技術(shù)和方法，尋求最佳解決方案，以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

4 分析探討

研究采用CiteSpace 對(duì)CNKI 和WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出的4 835 篇文獻(xiàn)進(jìn)行分析，對(duì)礦山綠色充填技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述。盡管礦山綠色充填技術(shù)研究具有廣闊的發(fā)展前景，但現(xiàn)階段的研究存在不足，主要包括以下幾個(gè)方面：

1）充填材料的選擇和配比。充填材料的性能直接影響充填體的穩(wěn)定性和生態(tài)效益。因此，需要根據(jù)不同礦區(qū)的地質(zhì)條件、采空區(qū)形態(tài)和充填目的等因素，合理選擇和配比充填材料。目前，常用的充填材料包括全尾砂、粉煤灰、建筑垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物等。然而，這些材料的來(lái)源、成分和特性等都存在較大差異，因此需要進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)和評(píng)價(jià)，以確定最優(yōu)的充填方案。這種個(gè)性化的選擇和配比可以確保充填體在特定礦山條件下達(dá)到最佳的穩(wěn)定性和生態(tài)效益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用和環(huán)境的保護(hù)。

2）充填工藝和設(shè)備。充填工藝和設(shè)備在實(shí)現(xiàn)礦山綠色充填中扮演著關(guān)鍵角色，涉及充填材料的輸送、混合、注入和固化等多個(gè)環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了多種充填工藝和設(shè)備，包括大流量充填、深井充填、水力充填、干式充填和半干式充填等。然而，這些工藝和設(shè)備仍然存在一些不足之處，例如輸送距離受限、混合效果不佳、注入壓力不穩(wěn)定和固化時(shí)間不易控制等問(wèn)題。因此，需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化這些工藝和設(shè)備，以滿(mǎn)足不同礦山條件下的充填需求。這將有助于提高充填工藝的效率和可靠性，同時(shí)減少資源浪費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)。

3）充填效果的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)是確保礦山綠色充填效果的重要手段，它能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決充填過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，從而提高充填質(zhì)量和效率。目前，常用的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)方法包括物理、化學(xué)和生物方法等。然而，這些方法仍然存在一些局限性，如監(jiān)測(cè)范圍有限、監(jiān)測(cè)參數(shù)單一和監(jiān)測(cè)結(jié)果不夠準(zhǔn)確等。因此，為了更全面和可靠地監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)充填效果，有必要結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)更高效和可靠的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)系統(tǒng)，這將有助于確保綠色充填技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

應(yīng)用CiteSpace 對(duì)2004—2022 年發(fā)表在CNKI和WOS 中的文獻(xiàn)通過(guò)發(fā)文數(shù)量、發(fā)文機(jī)構(gòu)、發(fā)文作者和關(guān)鍵詞等方式對(duì)礦山綠色充填技術(shù)研究現(xiàn)狀及新興趨勢(shì)進(jìn)行分析。在礦山綠色充填技術(shù)研究中，我國(guó)處于領(lǐng)先地位，發(fā)文數(shù)量和中心性位列第一。發(fā)文量與中心性最高的機(jī)構(gòu)是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)；中國(guó)與其他國(guó)家的合作最為緊密。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析顯示，該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)集中在充填材料、充填技術(shù)、充填開(kāi)采、膠結(jié)充填、膏體充填等方面。數(shù)據(jù)挖掘、酸性礦山排水、邊緣計(jì)算等是新興的研究方向。礦山綠色充填是一種具有廣闊發(fā)展前景的技術(shù)，但在實(shí)施過(guò)程中還需要解決一些技術(shù)難題，提高充填水平和效果。為此，需要加強(qiáng)綠色充填領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和成果，建立完善充填標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，促進(jìn)礦山綠色充填技術(shù)的推廣和應(yīng)用。