《Fire》：A Bibliometric Review of Chinese Research on Coal Spontaneous Combustion Inhibitors in Years 1990–2025
编辑推荐：
摘要专业翻译
为更清晰地把握中国煤自燃抑制剂领域的研究现状与发展趋势，本研究采用CiteSpace对来自中国知网（CNKI）数据库（1990–2025年）的相关文献开展文献计量学分析，分析内容涵盖发文趋势、机构合作及关键词共现。研究发现该领域经历了四个发展阶段
摘要专业翻译
为更清晰地把握中国煤自燃抑制剂领域的研究现状与发展趋势，本研究采用CiteSpace对来自中国知网（CNKI）数据库（1990–2025年）的相关文献开展文献计量学分析，分析内容涵盖发文趋势、机构合作及关键词共现。研究发现该领域经历了四个发展阶段：初步探索期（1990–2005年）、稳步增长期（2006–2014年）、快速扩张期（2015–2019年）以及绿色转型下的成熟优化期（2020–2025年）。《煤矿安全》（中煤科工集团沈阳研究院主办）、《煤炭技术》（哈尔滨煤矿机械研究所主办）、《煤炭科学技术》（中国煤炭科学研究总院主办）及《矿业安全与环保》（中煤科工集团重庆研究院主办）为主要发文期刊。按全计数发文量统计，核心作者包括王福生（华北理工大学）、马砺（西安科技大学）及陆伟（安徽理工大学）。机构研究活动集中于中国北部及西北部地区，但跨机构合作仍较为有限。然而，机构间合作与交流仍显不足。“抑制剂”“煤自燃”及“阻化效率”为最高频关键词。当前研究前沿涵盖复合阻化机理、绿色长效阻化及靶向智能释放。传统卤盐类抑制剂存在易流失、有效寿命短等局限，而复合协同型及智能响应型抑制剂等新技术尚不成熟。随着煤炭开采向绿色化与智能化方向推进，未来研究应聚焦于阻化技术与可持续发展理念的融合，以及理论机理研究与工程应用之间的衔接。此外，应借助物联网及自动控制等技术提升抑制剂的高效应用水平，保障安全生产。
论文主体内容总结
1. 引言
中国能源资源禀赋呈现“富煤、贫油、少气”的特征。2024年煤炭占中国能源消费结构的53.2%，短期内国家对煤炭的依赖格局不会改变。随着煤炭开采规模扩大与开采深度增加，矿井灾害风险日趋复杂。煤自燃作为威胁安全生产的重大灾害之一，不仅造成巨大经济损失，还易诱发瓦斯爆炸、有毒气体泄漏等次生灾害，成为制约煤矿安全绿色开采的关键因素。阻化剂技术是中国煤自燃防治中广泛应用的关键技术，其基本原理是通过物理覆盖阻断煤氧接触，或通过化学作用抑制煤体氧化反应，从而切断煤自燃进程。化学阻化剂（如氯化钙、氯化镁）成本低、易推广，是浅部和中等深度矿井常规防治的成熟技术；物理阻化剂（如高分子材料）通过在煤表面成膜实现物理隔离，弥补了化学阻化剂易流失、有效寿命短的缺陷；复合阻化剂融合物理与化学双重作用机制，兼顾防治效率与长效性，成为当前研究热点。新型技术展现出显著潜力，如靶向阻化剂可精准作用于高活性煤体，生物基阻化剂满足绿色发展需求。近年来，中国阻化剂技术体系已从单一类型应用升级为复合化、靶向化、绿色化，形成了以传统化学和物理阻化剂为基础、新型复合阻化剂和靶向阻化剂为补充的多元化防治格局。文献计量学作为定量分析学术领域发展脉络的重要工具，已在煤矿安全、矿山材料等领域广泛应用。然而，现有关于煤自燃阻化剂的文献多集中于实验室材料性能测试与微观机理实验，鲜有研究采用文献计量学方法系统梳理中国阻化剂技术研究的完整发展历程、作者—机构合作网络、关键词热点演化及前沿主题。因此，本文以1990—2025年中国知网相关文献为数据源，运用CiteSpace和Origin 2021等工具开展文献计量分析与知识图谱分析，系统梳理阻化剂领域的发展现状与未来方向。
2. 基于CNKI的文献计量数据处理
本研究采用文献计量学方法，运用CiteSpace可视化分析软件对煤矿阻化剂领域文献进行系统分析，通过聚类、时间线分析及关键词探测功能，识别该领域的作者合作群体、机构分布特征及研究热点变化。以CNKI数据库为数据源，检索期为1990—2025年，初步获得920篇文章。经高质量期刊标准（EI收录、CSSCI、北大核心）三重交集筛选后保留637篇，剔除重复和不完整文献后余484篇，最终通过全文分析排除研究主题不一致的无效文献（如金属腐蚀阻化剂、生物质保鲜等非煤燃烧领域），确认241篇有效中文文献。分析采用CiteSpace（版本6.2.R4）构建知识图谱，分析期为1990—2025年，以年为单位时间切片追踪研究主题的时间演化。采用g指数（k=25）作为词频阈值，网络剪枝采用寻径网络缩放算法结合剪枝切片网络与合并网络，以简化网络复杂性同时保留关键结构连接。结合时间线分析功能与突变检测功能，通过绘图和制表进行深入分析，揭示该领域知识基础的形成与演化过程。
3. 煤矿阻化剂研究的文献特征分析
3.1 文献时间分析
1990—2005年为初步探索期，年发文量维持在0—6篇的低水平，研究主要聚焦传统阻化剂的基础性能测试与分析，以现场应用试验为核心研究方法。2006—2014年为稳步增长期，年发文量逐步升至6—12篇，研究重点发生根本性转变，研究团队摒弃了火灾发生后直接喷洒阻化剂的被动应急模式，全面转向火灾发生前对煤体进行阻化剂预处理的主动预防模式。研究范围从现场喷洒、注浆等基础应用技术扩展到阻化剂与煤中活性基团相互作用机理分析及煤氧化动力学特性定量探索，形成了理论与技术协调发展的研究格局。同时，针对不同煤种和赋存条件的矿井开展了大规模阻化剂优选，酚类、胺类等高效有机阻化剂凭借长效阻化性能在相关研究中占比显著提升。2015—2019年为快速扩张期，年均发文量增至9—17篇，2017年达到峰值17篇。研究热点明显转向“高性能与环境友好”，含磷化合物和卤化物复合制剂相关文章占比超过65%，基于量子化学的阻化机理深入研究和多组分协同体系构建逐渐成为研究热点。2020—2025年为整合优化期，年发文量较前期峰值有所回落，但稳定维持在高位5—9篇。传统阻化剂普遍存在长效性不足、靶向性差等技术瓶颈，学者们逐渐将研究重心转向阻化技术的低碳化与智能化转型。
3.2 涉及期刊分析
对煤矿阻化剂相关文献的期刊分布进行统计分析，筛选出10种核心期刊，共收录175篇论文，占总文献量的73.53%。发文量排名前四的期刊为《煤矿安全》（74篇）、《煤炭技术》（21篇）、《煤炭科学技术》（19篇）和《矿业安全与环保》（15篇），合计占比54.2%，是该领域的核心发表载体。年发文量与期刊被引量之间呈现高度耦合关系。《煤炭学报》以463次被引量位居首位，表明煤矿安全类期刊扎根于采矿与安全学科，定位明确、研究焦点突出。高被引论文的研究方向与领域发展高度一致，主要集中于复合阻化机理、低温氧化阻化等方向。《煤炭科学技术》和《采矿与安全工程学报》等期刊密切关注阻化剂技术的研发与工程应用，形成了从基础研究到工程实践的系统布局，清晰反映了跨学科融合趋势。
3.3 作者特征分析
作者合作网络分析显示，聚类分析中连线数量最多的核心人物为华北理工大学的王福生、西安科技大学的马砺和辽宁工程技术大学的代凤伟。王福生团队主要聚焦阻化机理与材料研发；马砺团队深入阻化剂技术与工程应用；代凤伟团队专注于复合阻化剂的配方优化与作用机理研究。三大团队分别对应阻化剂基础理论、工程应用和技术衔接三个核心维度，共同构建了覆盖阻化剂研发到实际应用全过程的上下游互补体系。发文量前10的作者统计显示，王福生成为该领域的学术标杆，其团队长期致力于阻化剂的阻化机理与材料研发。王建涛团队（聚焦复合阻化剂实验和有机磷阻化剂研究）和杨胜强团队（专长协同阻化剂研发和采空区自燃防治）共同形成了研究方向互补的核心研究集群。王德明团队（聚焦煤自燃氧化动力学机理和阻化效率定量评价）和邓军团队（专注复合阻化剂井下应用和协同防灭火技术）也在各自方向积累了扎实成果。然而，核心团队之间缺乏稳定的合作体系，高校基础研究与企业的工程转化之间缺乏高效对接机制，跨机构合作创新平台建设不足，制约了阻化剂从材料研发到现场应用的全链条技术突破。
4. 煤矿阻化剂的研究热点与前沿
4.1 关键词共现分析
通过CiteSpace软件对241篇CNKI文献进行关键词共现分析，共得到113个节点。高频核心关键词包括“抑制剂”（80次）、“煤自燃”（62次）、“自燃”（23次）和“阻化率”（21次）。关键词被划分为11个不同研究聚类。聚类1（煤自燃）作为该领域核心基础聚类，涵盖发生机理、演化规律、早期识别特征、氧化性能测试及现场防治技术等关键词，2021年后“煤自燃”以1.78的突现强度持续保持研究热度。聚类2（自燃）为煤矿抑止防灭火核心技术聚类，包含防灭火技术、阻化防火、预警等关键词，2000—2005年和2010—2025年两个阶段研究热度均处于高位，推动了阻化防灭火技术与智能预警技术及多技术协同防控体系的深度融合。聚类3（抑制剂）作为抑止防灭火技术的核心载体聚类，早期研究旨在通过实验室试验评价阻化剂的阻化效率和适用条件，近年研究逐步转向环保高效阻化剂的开发与复合阻化技术的探索。聚类4（阻化率）涵盖阻化效率、放热速率、氧化诱导期等关键词，按测试场景和评价维度分为实验室静态阻化率、现场动态阻化率和长期阻化率三类，2005—2025年间以3.15的突现强度保持持续热度。聚类5（阻化效果）聚焦阻化剂作用效果的定量表征与机理分析，1995年以来多以现场应用试验为核心方法，2014年后逐步转向环保高效阻化剂开发与复合阻化技术探索。聚类6（阻化机理）的核心关键词包括官能团变化、活化能、自由基浓度等，2010年起步，2020—2025年成为研究热点，近年更注重多尺度机理分析，利用高精度表征技术揭示阻化剂与煤体界面相互作用、官能团演化及自由基淬灭的动态过程。聚类7（指标气体）涵盖指标气体、特征温度、吸附等关键词，2014—2019年间以1.32的突现强度成为研究热点，推动了煤自燃早期识别技术从人工检测向多参数智能预警的升级。
4.2 研究热点：关键词突现分析
研究前沿与热点的演化可分为四个阶段。第一阶段（1995—2000年）：研究聚焦煤阻化剂（突现强度1.26）和胶凝时间（突现强度1.28），以现场试验测试为核心手段，建立了煤自燃机理与阻化剂作用机理的基本认知。第二阶段（2001—2010年）：阻化率（突现强度3.15）、防灭火技术（突现强度1.27）和防治（突现强度1.27）成为核心研究方向，实现了从经验认知到机理探索的跨越。第三阶段（2011—2020年）：以活化能（突现强度3.28）为核心研究方向，二次氧化（突现强度1.89）和耗氧速率（突现强度1.7）等微观机理相关概念关注度显著提升，含磷化合物、温控包覆阻化剂等新材料关键词频繁出现，研究进一步融合量子化学机理、多组分协同系统等前沿热点。第四阶段（2021—2025年）：特征温度（突现强度3.31）和阻化率（突现强度3.15）等研究主题持续受到关注，跨学科融合与绿色发展成为核心发展方向，融合先进检测技术和大数据分析的智能防控方案日趋成熟。
5. 研究局限与未来展望
计量分析显示，国内煤自燃阻化剂技术研究在复杂煤种适应性、全流程智能化、绿色低碳发展等方面仍存在不足。第一，天然提取物制备的阻化剂在生物可降解性与长期稳定性之间的平衡是当前研究的关键挑战，新型绿色材料成本显著高于传统阻化剂。未来绿色发展将致力于形成高效、环保、经济多维协同的发展模式，以木质素、粉煤灰、炉渣等为核心原料，通过可生物降解合成技术开发低残留、可回收的环保阻化剂。第二，阻化剂抑制煤自燃自由基链式反应的微观机理认识不清，制约了精准火源定位技术和多指标预警模型的突破。未来研究将聚焦官能团演化、自由基反应链、氧化动力学等微观内在机理，结合褐煤、无烟煤和烟煤的特征差异，建立融合温度、多元气体和环境参数等多源信息的动态分级预警模型。第三，受采空区特殊环境和空间位置等客观条件制约，阻化剂性能无法稳定发挥。未来将建立煤自燃微观机理与实时监测数据的标准化融合算法，开发具有时空可控释放特性的靶向阻化剂，实现煤氧化关键阶段的动态释放。第四，阻化剂制备、运输、喷洒全流程智能化水平较低，与煤自燃监测信息系统相互孤立。未来将依托物联网和自动控制技术构建全流程智能决策系统，实现阻化剂从制备、输送到全方位精准喷洒的全链条智能响应。第五，本研究的引文分析基于CNKI数据，主要反映国内引文状况，了解该领域的国际影响力需参考WoS或Scopus等国际数据库。
6. 结论
对920条CNKI记录进行筛选，最终获得1990—2025年间发表的241篇中国煤自燃阻化剂期刊论文。年发文量支撑了四个发展阶段：初步探索、稳步增长、快速扩张和整合优化。少数矿业安全类期刊和高校占据了国内产出的重要份额。全计数产出和合著分析确定了王福生、马砺和陆伟为数据集中最高产的作者。关键词分析显示研究从宏观阻化率评价和常规盐类向多尺度机理分析、复合环保材料及监测联动或响应型递送方向转变。关于国际影响力的更广泛结论需要CNKI、Web of Science和Scopus数据的协调统一，所提出的研究方向尚需实验和矿井规模验证。
