馬有才，牟俊玲，李金枝

(山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 青島 266000)

煤層氣產(chǎn)業(yè)是以煤礦安全生產(chǎn)、煤層氣資源開(kāi)發(fā)利用為目的的新興能源產(chǎn)業(yè)，具有資金和技術(shù)密集性的特點(diǎn)。完整的煤層氣產(chǎn)業(yè)由以煤層氣勘探和開(kāi)發(fā)為主的上游產(chǎn)業(yè)、對(duì)煤層氣進(jìn)行管道運(yùn)輸和銷(xiāo)售的中游產(chǎn)業(yè)和對(duì)煤層氣進(jìn)行加工利用的相關(guān)領(lǐng)域的下游產(chǎn)業(yè)組成[1]。

我國(guó)擁有豐富的煤層氣儲(chǔ)量，開(kāi)發(fā)潛力巨大。發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)對(duì)保障煤礦安全生產(chǎn)、新增能源種類(lèi)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、踐行綠色礦業(yè)理念、減少溫室氣體排放等具有重要意義[2]。國(guó)家層面的煤層氣開(kāi)發(fā)利用“十一五”規(guī)劃、“十二五”規(guī)劃、“十三五”規(guī)劃的實(shí)施，有效地推動(dòng)了煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著這一新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究也蓬勃開(kāi)展，科技文獻(xiàn)大量涌出。在此背景下，有必要對(duì)已有的煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行研究，分析梳理煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究基本特征，主題熱點(diǎn)和演進(jìn)歷程，以期對(duì)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展有所幫助。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

論文主要運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量法，科學(xué)計(jì)量學(xué)及圖書(shū)館情報(bào)學(xué)的基本原理，利用Cite Space知識(shí)可視化軟件，依據(jù)共詞分析法對(duì)我國(guó)有關(guān)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的論文進(jìn)行分析。繪制知識(shí)圖譜和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，可視化展示目前煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)。

文獻(xiàn)計(jì)量法是一種研究科學(xué)文獻(xiàn)外部特征的定量分析方法，運(yùn)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)某一科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行描述、評(píng)價(jià)及預(yù)判。文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)主要包括共詞分析和共引分析兩類(lèi)方法，應(yīng)用類(lèi)型在科學(xué)引文索引發(fā)行后被分為了兩類(lèi)：評(píng)價(jià)類(lèi)和關(guān)聯(lián)類(lèi)。關(guān)聯(lián)計(jì)量學(xué)側(cè)重于揭示某一研究中的一些關(guān)聯(lián)，例如新的科研前沿領(lǐng)域，研究領(lǐng)域的認(rèn)知結(jié)構(gòu)等。對(duì)可視化技術(shù)的使用是關(guān)聯(lián)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重大發(fā)現(xiàn)，并創(chuàng)建了一新領(lǐng)域：信息可視化研究領(lǐng)域中的知識(shí)領(lǐng)域可視化。

科學(xué)知識(shí)圖譜是顯示科學(xué)知識(shí)發(fā)展進(jìn)程和結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種圖像，既是可視化的知識(shí)圖形又是序列化的知識(shí)譜系。Cite Space是陳超美應(yīng)用Java程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的一款信息可視化軟件，是目前最為常用的知識(shí)圖譜繪制的工具之一，軟件依據(jù)共引分析理論和尋經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等對(duì)某一領(lǐng)域的文獻(xiàn)計(jì)量題錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并通過(guò)圖譜展示出科學(xué)發(fā)展演化趨勢(shì)和前沿領(lǐng)域。

本文所采用的數(shù)據(jù)源自于中國(guó)學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CNKI)。檢索時(shí)間為2017年3月17日，選擇“高級(jí)”檢索模式、“期刊”類(lèi)研究文獻(xiàn)，以“煤層氣產(chǎn)業(yè)”并含“發(fā)展”為檢索詞，以“主題”為檢索項(xiàng)，檢索時(shí)間跨度為1995～2017年，篩選條件為“精確”，文獻(xiàn)來(lái)源選擇“全部期刊”，共檢索到768篇期刊論文。對(duì)所得文獻(xiàn)進(jìn)行整理，剔除新聞報(bào)道，會(huì)議通知和法規(guī)政策等非學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，刪除不含關(guān)鍵詞以及與煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展不相關(guān)的論文，共得到591篇有效論文。

2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究基本情況

2.1 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究文獻(xiàn)

2.1.1 文獻(xiàn)年度收錄數(shù)量統(tǒng)計(jì)

我國(guó)對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究始于1995年，如圖1所示，自2003年我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段后，相關(guān)研究文獻(xiàn)數(shù)量雖有波動(dòng)，但整體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2013年《煤層氣產(chǎn)業(yè)政策》的出臺(tái)，也促進(jìn)了相關(guān)研究的進(jìn)行。從“煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展”這一研究主題歷年的發(fā)文情況可以看出其理論研究不斷成熟且受到越來(lái)越多的關(guān)注。

圖1 文獻(xiàn)年度收錄數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖

2.1.2 文獻(xiàn)歸屬學(xué)科統(tǒng)計(jì)

推動(dòng)黨風(fēng)廉政建設(shè)與企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理深度融合，切實(shí)規(guī)范國(guó)有企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人員廉潔從業(yè)行為，架起制度的“高壓線(xiàn)”，堵住國(guó)資可能的“出血點(diǎn)”，才能推動(dòng)國(guó)有企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)研究共涉及40個(gè)學(xué)科，主要包括工業(yè)經(jīng)濟(jì)、礦業(yè)工程、石油天然氣工業(yè)、地質(zhì)學(xué)、宏觀經(jīng)濟(jì)管理與可持續(xù)發(fā)展、電力工業(yè)等，這充分表明了煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聯(lián)系多樣性及其問(wèn)題研究的交融性和跨學(xué)科性。

2.1.3 文獻(xiàn)支持基金來(lái)源統(tǒng)計(jì)

煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究得到27項(xiàng)基金支持，591篇文獻(xiàn)中有78篇得到基金支持，基金支持率13.20%?；鹬С值奈墨I(xiàn)中，國(guó)家自然科學(xué)基金支持率為4.23%，國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)2.54%，國(guó)家軟科學(xué)研究計(jì)劃1.02%，國(guó)家基金較高的支持率表明國(guó)家對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重視，對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究重要作者

表1 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究重要作者統(tǒng)計(jì)表

2.3 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究權(quán)威機(jī)構(gòu)

由表2可知，對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的理論研究呈現(xiàn)出一定的區(qū)域分布差異，研究主要集中在北京、山西、山東三個(gè)省(市)地區(qū)。這些地區(qū)擁有較多的研究院所，高校資源和大型公司，具有很強(qiáng)的科研能力，山西省更是全國(guó)煤層氣資源的主要儲(chǔ)存地。

表2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)表

3 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究熱點(diǎn)及演進(jìn)歷程

3.1 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究熱點(diǎn)

3.1.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)及中心性分析

關(guān)鍵詞作為文獻(xiàn)檢索標(biāo)識(shí)，是對(duì)文獻(xiàn)主要內(nèi)容的高度概括和濃縮，體現(xiàn)出文章的核心議題，往往代表著學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)，其變化在一定程度上也能夠表示出學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)[3]。關(guān)鍵詞共詞分析通過(guò)統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)中關(guān)鍵詞的共詞強(qiáng)度來(lái)反映詞匯間的關(guān)聯(lián)性和親疏關(guān)系[4]。關(guān)鍵詞的中心性用來(lái)衡量關(guān)鍵詞在網(wǎng)絡(luò)圖譜中的鏈接和媒介作用，中心性越高表明其在網(wǎng)絡(luò)中的引導(dǎo)與控制作用越強(qiáng)。

表3 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)及中心性統(tǒng)計(jì)表

圖2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的高頻且中介中心性在0.1以上的關(guān)鍵詞有6個(gè)，包括煤層氣產(chǎn)業(yè)、開(kāi)發(fā)利用、煤層氣資源、勘探開(kāi)發(fā)、非常規(guī)天然氣、潔凈煤技術(shù)。在熱點(diǎn)圖譜中，1個(gè)節(jié)點(diǎn)代表1個(gè)關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的多少，節(jié)點(diǎn)間的連線(xiàn)表示關(guān)鍵詞之間存在共現(xiàn)關(guān)系，且連線(xiàn)粗細(xì)代表共現(xiàn)次數(shù)的多少[5]。如圖2所示，煤層氣產(chǎn)業(yè)處于圖譜網(wǎng)絡(luò)的中心位置，圍繞煤層氣產(chǎn)業(yè)形成了以煤層氣資源、潔凈煤技術(shù)、常規(guī)天然氣、勘探開(kāi)發(fā)、煤層氣抽采、能源結(jié)構(gòu)、沁水盆地等為研究熱點(diǎn)的關(guān)系網(wǎng)。另外，在圖譜中開(kāi)發(fā)利用，產(chǎn)業(yè)化、新能源發(fā)電、對(duì)外合作等關(guān)鍵詞的節(jié)點(diǎn)圓圈直徑較大，連線(xiàn)較多且相對(duì)較粗，體現(xiàn)了其在研究主題熱點(diǎn)圖中的地位和影響力。

3.1.2 關(guān)鍵詞共詞聚類(lèi)分析

運(yùn)用共詞聚類(lèi)分析法進(jìn)一步討論煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的主題熱點(diǎn)間的關(guān)系，共詞聚類(lèi)分析是在共詞分析的基礎(chǔ)上，把共詞出現(xiàn)的頻率作為研究對(duì)象，利用聚類(lèi)的統(tǒng)計(jì)方法，將諸多分析對(duì)象之間復(fù)雜的共詞網(wǎng)狀關(guān)系，用數(shù)目相對(duì)較少的類(lèi)群之間的關(guān)系簡(jiǎn)潔直觀地表示出來(lái)[6]。通過(guò)關(guān)鍵詞共詞聚類(lèi)分析，把一些關(guān)聯(lián)密切的關(guān)鍵詞聚集在一起形成類(lèi)團(tuán)，反映聚類(lèi)關(guān)鍵詞共同的研究方向及關(guān)注的熱點(diǎn)主題。Cite Space提供的聚類(lèi)視圖(cluster)能夠體現(xiàn)出聚類(lèi)間的結(jié)構(gòu)特征，并突出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和重要鏈接，利用Cite Space的自動(dòng)聚類(lèi)功能，共識(shí)別出煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的76聚類(lèi)群，如圖3所示。

圖3 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究關(guān)鍵詞主題聚類(lèi)圖

對(duì)圖譜繪制效果進(jìn)行評(píng)估，如圖3左上角英文所示，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的聚類(lèi)指標(biāo)模塊值(Q值)為0.5584，大于0.3；平均輪廓值(S值)為0.6289，大于0.5，這表明聚類(lèi)效果較好。Cite Space提供了三種從聚類(lèi)施引文獻(xiàn)中獲取聚類(lèi)主題詞的算法[7]，本文在采用默認(rèn)的TF*IDF加權(quán)算法進(jìn)行自動(dòng)聚類(lèi)標(biāo)識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)熱點(diǎn)關(guān)鍵詞進(jìn)行綜合分析，提出煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究主題。

1) 聚類(lèi)#0的研究主題是煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，主要包括產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展兩個(gè)方向，同時(shí)提出對(duì)外合作的發(fā)展方式，相應(yīng)的關(guān)鍵詞為產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、對(duì)外合作、吸引外資、可持續(xù)發(fā)展等。

2) 聚類(lèi)#1和聚類(lèi)#4主要討論煤層氣的綜合利用，包括生活燃料、發(fā)電、濃縮、液化、合成氣、新能源發(fā)電、城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)，通過(guò)煤層氣的多渠道使用，充分發(fā)揮其資源價(jià)值。

3) 聚類(lèi)#3和聚類(lèi)#5關(guān)注的是煤層氣的勘探問(wèn)題，研究方向包括資源評(píng)價(jià)、地質(zhì)選區(qū)、煤系氣協(xié)調(diào)探采及安全問(wèn)題四方面，關(guān)鍵詞表現(xiàn)為煤層氣資源、頁(yè)巖氣、致密氣、沁水盆地、煤礦安全事故等。聚類(lèi)#2涉及的主題是煤層氣開(kāi)發(fā)問(wèn)題，包括煤層氣抽采、綠色生產(chǎn)、晉煤集團(tuán)、鉆井液、實(shí)驗(yàn)井等研究?jī)?nèi)容。煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)是煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，因此加大煤層氣勘探力度，增加探明地質(zhì)儲(chǔ)量；針對(duì)礦區(qū)不同的煤儲(chǔ)層特征和地質(zhì)構(gòu)造條件，采取因地制宜的開(kāi)發(fā)技術(shù)和方式的問(wèn)題一直以來(lái)都受到學(xué)者們極大的關(guān)注。

4) 聚類(lèi)#6是對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的研究，主題詞包括產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)能減排、轉(zhuǎn)型之路、cdm。

3.2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究主題熱點(diǎn)演進(jìn)歷程

本研究利用Cite Space軟件中的“時(shí)區(qū)視角”(Time Zone View)功能，時(shí)區(qū)間隔設(shè)為1年，對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的關(guān)鍵詞進(jìn)行縱向分析，探索研究前沿?zé)狳c(diǎn)及演進(jìn)情況。繪制煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)演進(jìn)圖譜(圖4)。

我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大致分為三個(gè)階段：1952～1989年，煤礦井下瓦斯抽放階段；1990～2002年地面煤層氣勘探實(shí)驗(yàn)階段；2003年至今，煤層氣產(chǎn)業(yè)形成與發(fā)展階段。分析圖4可知，在煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一階段，研究主要集中在煤層氣含量的測(cè)定，煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，資源評(píng)價(jià)，勘探實(shí)驗(yàn)以及對(duì)外合作等方面。從2003年開(kāi)始，我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)研究取得一定發(fā)展成果，開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)，研究集中在煤層氣產(chǎn)業(yè)政策，發(fā)展方向，煤層氣資源量及其綜合利用等方面。值得注意的是，從2009年開(kāi)始，對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，經(jīng)濟(jì)效益及煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)保問(wèn)題的相關(guān)研究日益增多，且煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)問(wèn)題一直都是研究的熱點(diǎn)。

4 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的展望

4.1 勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)創(chuàng)新

充足的探明儲(chǔ)量為煤層氣的開(kāi)發(fā)利用提供資源保障，因此煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)仍是未來(lái)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的重點(diǎn)內(nèi)容。以“煤層氣”為檢索詞，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索，綜合分析2015～2017年的立項(xiàng)課題可知，未來(lái)幾年我國(guó)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)研究將圍繞煤儲(chǔ)層物性、煤層氣成藏作用、煤層氣資源評(píng)價(jià)、煤層氣井完井技術(shù)，排采與增產(chǎn)改造技術(shù)展開(kāi)[8]；利用多維空間專(zhuān)利地圖、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)多智能技術(shù)、單井空間形態(tài)拓?fù)浞治觥⒚簩託馑娇准す庵悄芏ㄏ蜚@進(jìn)工藝等方法著重加強(qiáng)對(duì)低滲透煤層氣、深部煤層氣、低濃度煤層氣和大傾角巨厚煤層氣的開(kāi)發(fā)研究；以及圍繞改善煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)裝備和抽采工藝，推進(jìn)“探采一體化”開(kāi)發(fā)新模式研究，保障已鉆井的改造投產(chǎn)工作和已投產(chǎn)井的上產(chǎn)增產(chǎn)工作的順利進(jìn)行[9]。

圖4 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)演進(jìn)圖

4.2 協(xié)調(diào)發(fā)展

協(xié)調(diào)發(fā)展是煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的主要方向，推進(jìn)煤層氣與煤炭等資源協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)，地面開(kāi)采與井下抽采協(xié)調(diào)發(fā)展，上下游及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。堅(jiān)持就近利用、余氣外輸?shù)脑瓌t，著重加強(qiáng)管道運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。管網(wǎng)建設(shè)不完善會(huì)降低煤層氣的利用率，同時(shí)，管網(wǎng)的建設(shè)和改造增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，削弱其開(kāi)發(fā)煤層氣的積極性，影響了煤層氣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；纳虡I(yè)發(fā)展進(jìn)程。因此，綜合考慮可靠性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性三種因素，研究設(shè)計(jì)既符合當(dāng)前工況要求，又能適應(yīng)未來(lái)生產(chǎn)工況變化和管網(wǎng)壓力波動(dòng)的煤層氣公共輸送管線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的保障作用。

4.3 綠色發(fā)展

綠色發(fā)展將成為煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的新趨向。通過(guò)資源綜合利用、保障安全生產(chǎn)，減少環(huán)境破壞，實(shí)現(xiàn)煤層氣產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。綜合利用不同濃度的煤層氣，加大對(duì)通風(fēng)煤層氣利用的研究，避免資源浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，煤礦事故防治工作取得重大成就，但瓦斯事故沒(méi)有從根本上得到有效遏制，瓦斯依然是煤礦安全生產(chǎn)“第一殺手”，因此，對(duì)煤礦瓦斯安全生產(chǎn)的研究具有重要意義。加快煤層氣地面開(kāi)采基地化與井下瓦斯抽采規(guī)?；l(fā)展方面的研究與實(shí)踐，減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境收益的統(tǒng)一[10]。