李剛強，程 剛，李正勝，朱 武，吳發(fā)群

（1.華北科技學(xué)院 礦山安全學(xué)院，北京 101601；2.華北科技學(xué)院 計算機學(xué)院，北京 101601；3.華北科技學(xué)院 河北省物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)創(chuàng)新中心，北京 101601；4.長安大學(xué) 生態(tài)地質(zhì)與災(zāi)害防控自然資源部重點實驗室，陜西 西安 710054；5.華北科技學(xué)院 教務(wù)處，北京 101601）

據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)[1]，2021 年全國煤炭消費量占能源消費總量的56 %，且在未來相當長時期內(nèi)仍然是我國一次能源主力。然而，我國90 %以上煤炭產(chǎn)量來自井工煤礦[2]，賦存條件復(fù)雜，開采技術(shù)要求高、難度大，安全保障能力相對較低。為更好地研究礦山事故發(fā)展趨勢，統(tǒng)計了近10 年我國煤礦事故情況，發(fā)現(xiàn)10 年來煤礦事故起數(shù)下降87.14%，但重特大事故尚未得到根本性遏制，表明我國煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻，與美國、澳大利亞等產(chǎn)煤發(fā)達國家仍有較大差距[3]。應(yīng)急救援作為煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是事故發(fā)生后挽救礦工生命安全和減少經(jīng)濟損失的重要手段。統(tǒng)計表明，有效的應(yīng)急救援可將事故損失降低至無應(yīng)急救援的6%[4]。因此，開展礦山應(yīng)急救援研究，受到行業(yè)學(xué)者廣泛關(guān)注。然而，通過文獻計量可視化對礦山應(yīng)急救援的發(fā)展方向、研究內(nèi)容、研究熱點、發(fā)展趨勢進行多視角分析的研究較少。鑒于此，基于中國知網(wǎng)對礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究文獻進行計量，從發(fā)文量、研究機構(gòu)、研究人員、來源期刊、關(guān)鍵詞等方面進行可視化分析，定量描述當前礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展趨勢，為礦山應(yīng)急救援研究提供借鑒。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1）數(shù)據(jù)來源。研究數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，收錄了中國期刊論文、博士學(xué)位論文、優(yōu)秀碩士學(xué)位論文、重要會議論文和重要報紙等文獻資料。使用CNKI 數(shù)據(jù)庫高級檢索功能，檢索主題設(shè)定為“救援”或“救護”，且有關(guān)“礦山”的文獻；文獻來源和作者不作限制；起始日期不作限制，截止日期設(shè)定為2021 年12 月31 日，共檢索出文獻3 644篇，其中期刊論文2 415 篇、學(xué)位論文282 篇、會議論文104 篇、報紙585 篇，報告等其他文獻258 篇。為了保障數(shù)據(jù)來源與研究主題的匹配度，僅選取期刊論文、學(xué)位論文、會議論文作為研究對象，并剔除無作者和非自然人作者期刊論文408 篇、重復(fù)期刊論文2 篇，最終采用研究文獻2 391 篇。

2）數(shù)據(jù)處理。利用CNKI 數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)出文獻功能，導(dǎo)出為VOSviewer 可自動識別讀取的Refworks格式，利用CiteSpace 自帶的import/export 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，將Refworks 格式轉(zhuǎn)換成CiteSpace 能識別讀取格式。為更好地顯示分析結(jié)果，通過VOSviewer 和CiteSpace 軟件自帶的主題詞剔除與合并功能，將意思接近的主題詞進行合并處理，剔除對聚類分析起干擾作用的檢索詞。

3）研究方法。采用文獻計量分析法，綜合利用VOSviewer 和CiteSpace 文獻計量分析與信息可視化軟件[5]，對獲取的2 391 篇文獻進行可視化分析和知識圖譜構(gòu)建[6]，從年發(fā)文量、研究機構(gòu)、研究人員、期刊來源、高頻關(guān)鍵詞等文獻外部特征及共現(xiàn)關(guān)系等方面，探究當前礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域研究熱點與發(fā)展趨勢。

2 可視化分析結(jié)果與討論

2.1 年度發(fā)文量分析

文獻數(shù)量的年度分布情況可在一定程度上反映某領(lǐng)域研究水平和發(fā)展階段。按年度發(fā)文量對采用的2 391 篇文獻進行統(tǒng)計分析，1973—2021 年礦山應(yīng)急救援研究發(fā)文量結(jié)果如圖1。

圖1 1973—2021 年礦山應(yīng)急救援研究發(fā)文量分布Fig.1 Research output distribution in mine emergency rescue from 1973 to 2021

1973 年刊登于《煤礦安全》的《礦井輔助救護隊用的呼吸器》[7]是礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域最早的文獻，該文介紹了一種蘇聯(lián)礦井輔助救護隊用的壓縮氧式呼吸器，分析了其結(jié)構(gòu)、技術(shù)特性、佩戴試驗效果等。隨后，每年均有礦山應(yīng)急救援文獻發(fā)表，且發(fā)文量呈現(xiàn)總體上升趨勢。從年度發(fā)文量看，1973—1999年發(fā)文量平穩(wěn)緩慢上升（平均6 篇/a），1999—2012年發(fā)文量急速攀升（平均129 篇/a），2012—2021 年發(fā)文量高位波動（平均190 篇/a）。由此可以得出，1973 年是我國現(xiàn)代礦山應(yīng)急救援研究的起點，1999年是我國礦山應(yīng)急救援研究的分水嶺，其后越來越多的研究機構(gòu)和人員開始關(guān)注并從事礦山應(yīng)急救援研究，推動隨后10 年進入高速發(fā)展期，于2012 年達到發(fā)文量峰值。

根據(jù)發(fā)文量變化趨勢，將礦山應(yīng)急救援研究劃分為3 個發(fā)展階段。①階段1—起步萌芽階段（1973—1999 年）：此階段發(fā)文總量113 篇、占總發(fā)文量的4.7%，年均發(fā)文量僅4 篇；②階段2—高速發(fā)展階段（1999—2012 年）：此階段發(fā)文總量972篇、占總發(fā)文量的40.7%，年均發(fā)文量75 篇，此階段發(fā)文量迅猛增長，主要原因是國家煤礦安全監(jiān)察局于1999 年12 月成立，負責煤礦安全監(jiān)察的同時，還負責全國礦山救護工作[8]，體現(xiàn)了國家對煤礦安全和礦山應(yīng)急救援工作的高度重視，吸引越來越多學(xué)者開始從事礦山應(yīng)急救援研究工作；③階段3—高位波動階段（2012 年至今）：此階段發(fā)文總量1 306篇、占總發(fā)文量的54.7%，與前2 個階段相比，年發(fā)文量雖相對2012 年有所降低，但年均發(fā)文量增高至145 篇，并持續(xù)保持較高水平，表明礦山應(yīng)急救援研究已獲得研究人員廣泛和持續(xù)關(guān)注。

2.2 高被引用文獻分析

文章的被引用次數(shù)是評估文獻水平的最有效指標之一。統(tǒng)計2 391 篇文獻被引用次數(shù)，大于40 次的有37 篇，排名前10 位的高被引論文見表1。

表1 礦山應(yīng)急救援高被引用文獻統(tǒng)計Table 1 Statistics of highly cited literatures in mine emergency rescue

值得注意的是，2 391 篇文獻被引用次數(shù)參差不齊、相差較大，有些論文已發(fā)表多年，但是從未被引用，表明研究人員在注重研究成果數(shù)量的同時，更應(yīng)注重科研質(zhì)量和影響力。

2.3 研究機構(gòu)分析

利用VOSviewer 提取出研究機構(gòu)1 358 個，前9位高發(fā)文研究機構(gòu)見表2。

表2 礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域發(fā)文量前9 位研究機構(gòu)Table 2 Top 9 productive institutions in mine emergency rescue

當前礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究機構(gòu)以高校為主，尤其是西安科技大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）、中國礦業(yè)大學(xué)、華北科技學(xué)院等4 所高校，上述單位發(fā)文總量均超過50 篇，在該領(lǐng)域取得了豐碩研究成果，并培養(yǎng)了眾多研究型和應(yīng)用型礦山應(yīng)急救援人才。同時，4 所高校以中國礦業(yè)大學(xué)（北京）為中心節(jié)點，形成交織互聯(lián)的合作關(guān)系。主要科研院所可概括為2 個主體：①應(yīng)急管理部直屬事業(yè)單位（國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援中心、中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院等）；②中國煤炭科工集團有限公司（重慶、沈陽等研究院有限公司），與其單位職能定位和行業(yè)定位高度相符。棗礦集團、開灤集團、同煤集團等作為重要的煤炭生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)出了較多礦山應(yīng)急救援成果，表明了上述企業(yè)高度重視應(yīng)急救援工作。

2.4 研究人員分析

統(tǒng)計礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域主要的研究人員，分析研究人員共現(xiàn)關(guān)系，能夠識別出核心研究人員及其相互間的合作強度和互引關(guān)系[9]，為業(yè)內(nèi)學(xué)者搜集最新研究成果提供快速的路徑參考，極大縮減高質(zhì)量研究成果的檢索時間。將分析的2 391 篇文獻導(dǎo)入VOSviewer，提取出研究人員3 113 位，其中發(fā)文量5 篇以上的研究人員有66 位，排名前10 位的高發(fā)文量研究人員見表3。

表3 礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域前10 位研究人員Table 3 Top 10 productive researchers in mine emergency rescue

部分研究人員之間聯(lián)系較為緊密，形成了以鄭萬波、文虎、李小明、馬漢鵬、蔣曙光等為代表的多個研究團隊。分析各團隊研究方向可知：昆明理工大學(xué)鄭萬波團隊主要從事礦山應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)與平臺建設(shè)研究[10-11]，西安科技大學(xué)文虎、鄭學(xué)召團隊主要從事礦山鉆孔救援、生命探測技術(shù)及裝備等研究[12]，華北理工大學(xué)李小明團隊主要從事礦山應(yīng)急救援人員心理應(yīng)激、醫(yī)療救護研究[13]，華北科技學(xué)院馬漢鵬團隊主要從事礦山應(yīng)急救援隊伍監(jiān)管、救援能力評估研究[14]。因研究方向和技術(shù)類別差異性較大，導(dǎo)致目前各研究團隊間的合作緊密度不高。

2.5 期刊來源分析

期刊的發(fā)文量和高被引文章數(shù)，可以說明期刊在某領(lǐng)域的影響力，礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域發(fā)文量排在前10 位的期刊，發(fā)文量共計1 076 篇，占總發(fā)文量的29.35%，是礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域主流期刊?！睹旱V安全》和《勞動保護》發(fā)文量排在前2 位，是最受礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域?qū)W者青睞的期刊。礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域前10 位高發(fā)文期刊見表4。

表4 礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域前10 位高發(fā)文期刊Table 4 Top 10 productive journals in mine emergency rescue

檢索出的2 005 篇期刊論文，來源于SCI、EI、CSSCI、CSCD、北大核心等核心數(shù)據(jù)庫的共470 篇，占期刊論文總量的23.4%，高質(zhì)量研究成果占比相對較低。因此，礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究深度和高質(zhì)量成果產(chǎn)出亟需進一步加強。

3 研究熱點及發(fā)展趨勢分析

3.1 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞是文章主題的核心概括，能夠概括文章主旨、解釋文章中心、展示文章脈絡(luò)等。關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻次是衡量研究熱度的重要指標之一，通過分析高頻關(guān)鍵詞可獲知礦山救援領(lǐng)域研究熱點、研究趨勢和知識結(jié)構(gòu)等。將2 391 篇文獻導(dǎo)入CiteSpace，提取出關(guān)鍵詞7 588 個、研究密度0.007 3，關(guān)鍵詞較為分散，研究面較廣；其中，出現(xiàn)次數(shù)大于10 的高頻關(guān)鍵詞有145 個。頻次前20 位關(guān)鍵詞見表5，前10位高頻突現(xiàn)詞見表6。

表5 礦山應(yīng)急救援高頻關(guān)鍵詞Top20Table 5 Top20 high-frequency keywords in mine emergency rescue

表6 礦山應(yīng)急救援高頻突現(xiàn)詞Top10Table 6 Top 10 high-frequency emergent words in mine emergency rescue

礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域關(guān)鍵詞呈現(xiàn)4 個特點：

1）研究領(lǐng)域以煤礦（頻次271，中心度0.18）為主，煤礦事故、礦井火災(zāi)等高頻關(guān)鍵詞均與煤礦有關(guān)，非煤礦山因安全保障能力相對較高、安全事故相對較少，在礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域研究熱度較低。

2）研究對象以礦山救護隊（頻次190，中心度0.22）為主，救護隊員、救護隊、應(yīng)急救援隊伍等關(guān)鍵詞均與礦山救護隊直接相關(guān)，說明礦山應(yīng)急救援隊伍作為礦山生產(chǎn)安全事故的主要救援力量，得到了業(yè)內(nèi)學(xué)者的廣泛和持續(xù)關(guān)注；在礦山救護體系、救援裝備、訓(xùn)練演練、隊員素質(zhì)、心理應(yīng)激、指揮協(xié)調(diào)等方面均有大量的研究成果；在全災(zāi)種、大應(yīng)急的新時代應(yīng)急管理背景下，礦山救護隊伍正在從傳統(tǒng)單一的礦山救援向集事故預(yù)防、多專業(yè)救援、集約化培訓(xùn)和多功能裝備儲備等功能于一體的“一專多能”綜合性應(yīng)急救援隊伍轉(zhuǎn)變，重點拓展地下封閉空間搜救、地震搜救、地面排水等救援能力。

3）研究事故類型以瓦斯事故（強度3.2）為主，瓦斯事故是高頻突現(xiàn)詞中唯一的事故類型，主要包括瓦斯爆炸或燃燒、煤與瓦斯突出、瓦斯窒息（中毒）等，占我國重特大礦山事故死亡人數(shù)的66.5%[15]，二次瓦斯爆炸更是礦山救護隊員的第一大殺手，得到業(yè)內(nèi)研究人員廣泛和持續(xù)關(guān)注。

4）研究方向逐步向科學(xué)救援方向發(fā)展，應(yīng)急預(yù)案、搶險救援、安全管理、應(yīng)急管理等關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高，表明“生命至上、科學(xué)救援”理念進一步牢固，礦山應(yīng)急救援正從被動救援向主動預(yù)防轉(zhuǎn)變。2011 年以來，物聯(lián)網(wǎng)、避難硐室、鉆孔救援和應(yīng)急演練等關(guān)鍵詞高頻突現(xiàn)，說明礦山應(yīng)急救援越來越注重新興智能化信息技術(shù)的應(yīng)用，通過加強應(yīng)急演練磨礪礦山企業(yè)、應(yīng)急救援隊伍等救援主體間的協(xié)同，提升應(yīng)急處置能力，鉆孔救援技術(shù)及裝備持續(xù)保持較高研究熱度，并在救援實戰(zhàn)中得到良好應(yīng)用。

3.2 研究熱點分析

根據(jù)關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)性，VOSviewer 自動劃分出多組關(guān)聯(lián)詞，將無關(guān)關(guān)聯(lián)詞剔除，剩余若干關(guān)聯(lián)詞，以不同顏色表示，形成的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜如圖2。圖中節(jié)點顏色表示同一聚類，節(jié)點大小取決于關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次，節(jié)點越大表示出現(xiàn)頻次越高；節(jié)點間的連線表示節(jié)點間曾經(jīng)共同出現(xiàn)過，能顯示該線條所連接的節(jié)點及共現(xiàn)頻次，線條越多表示與之關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵詞越多，熱度越高。

圖2 1973—2021 年礦山應(yīng)急救援高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖Fig.2 High-frequency keywords in mine emergency rescue from 1973 to 2021

煤礦、礦山救援、應(yīng)急救援、礦山救護隊等節(jié)點無論大小還是位置均具有突出的優(yōu)勢，是礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的重點內(nèi)容。應(yīng)急救援體系、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急救援能力、信息化、救援裝備、救護隊員等節(jié)點與其關(guān)聯(lián)度較高，是礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究熱點。

礦山應(yīng)急救援理念從建國初期的“人海戰(zhàn)術(shù)”到1970 年代的“國家（集體）財產(chǎn)大于個人生命”，逐步發(fā)展為當今的“以人為本、安全第一、生命至上”，救援行動更加科學(xué)專業(yè)高效，救援人員生命安全、心理健康愈發(fā)受到重視，科學(xué)救援理念得到全面踐行。理念的更新必定引領(lǐng)管理、技術(shù)及裝備的更新。應(yīng)急救援管理開始從“重事后救災(zāi)”逐步向“重事前預(yù)防”過渡，應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急演練在應(yīng)急救援中發(fā)揮越來越重要的作用，基于數(shù)字化、信息化、智能化與礦山工程的深度融合，應(yīng)急救援數(shù)字預(yù)案和指揮決策一體化信息平臺研究成為新趨勢；應(yīng)急救援技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，形成了針對水、火、瓦斯和頂板等礦山典型災(zāi)害，以及災(zāi)情感知、應(yīng)急通信、緊急避險等諸多實用技術(shù)，其中避難硐室和救生艙作為一種被動救援技術(shù)是2011—2014 年礦山救援領(lǐng)域的研究熱點，宋元明等[16]于2004 年提出的鉆孔救援技術(shù)至今仍保持較高研究熱度，礦山企業(yè)和應(yīng)急救援隊的應(yīng)急救援能力評估近10 年也保持一定研究熱度，上述技術(shù)的更新融合形成了集災(zāi)害感知、通信傳輸、能力評估于一體化的主被動互補型救援技術(shù)體系；應(yīng)急救援裝備，特別是大型、特殊救援裝備經(jīng)歷了整體引進、改造改進、自主創(chuàng)新的發(fā)展歷程，早期的救援裝備僅包括救災(zāi)電話、負壓氧呼吸器、光學(xué)瓦檢儀和板磚密閉等，隨著礦山應(yīng)急救援理論與技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，使得目前大型潛水泵、救災(zāi)鉆機、生命信息探測儀、多功能集成式裝備保障車等先進救援裝備在救援實戰(zhàn)中得到廣泛應(yīng)用，且基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，隨著物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，推動礦山應(yīng)急救援裝備朝著智能化、信息化、一體化方向發(fā)展，如井下救援機器人、高精度井下人員定位、便攜式智能生命信息探測儀、災(zāi)區(qū)信息遠程探測儀、透地通信裝置和大口徑救生鉆機等科技含量高、成套性強、適應(yīng)面廣、便攜性好、精準可靠的救援裝備將成為當前和未來一段時期研究熱點。

4 結(jié) 語

1）通過年度發(fā)文量分析，將礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域研究分為3 個發(fā)展階段：起步萌芽階段（1973—1999年）、高速發(fā)展階段（1999—2012 年）、高位波動階段（2012 年至今），年均發(fā)文量呈總體穩(wěn)步上升趨勢。

2）礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域研究機構(gòu)以高校為主，形成了以西安科技大學(xué)、昆明理工大學(xué)、華北理工大學(xué)等為代表的多個研究團隊，研究方向分別聚焦于鉆孔救援及生命探測技術(shù)裝備、救援指揮通信系統(tǒng)與平臺建設(shè)、救援人員心理應(yīng)激及醫(yī)療救護、救援隊伍監(jiān)管及救援能力評估等方面，但團隊間的合作亟需進一步加強。

3）礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究以煤礦行業(yè)為主，對象以礦山救護隊為主，事故類型以瓦斯事故為主。應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急指揮、應(yīng)急通信、應(yīng)急演練、鉆孔救援、救援裝備、救護隊、物聯(lián)網(wǎng)已成為當前礦山應(yīng)急救援領(lǐng)域的研究熱點。“以人為本、安全第一、生命至上”的科學(xué)救援理念已經(jīng)形成并全面踐行，應(yīng)急救援管理開始從“重事后救災(zāi)”向“重事前預(yù)防”過渡，應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急演練重要性愈發(fā)凸顯，應(yīng)急救援數(shù)字預(yù)案和指揮決策一體化信息平臺研究成為新趨勢。物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興智能信息技術(shù)在礦井災(zāi)害感知、應(yīng)急通信、指揮決策、應(yīng)急能力評估和救援方案智慧構(gòu)建等方面得到成功和廣泛應(yīng)用，應(yīng)急救援技術(shù)及裝備不斷朝著智能化、信息化和一體化方向發(fā)展，科技含量高、成套性強、適應(yīng)面廣、便攜性好、精準可靠的救援技術(shù)及裝備將成為當前和未來一段時期的發(fā)展趨勢，為我國礦山應(yīng)急救援發(fā)展提供科學(xué)指引。