基于共词分析的国内尾矿库研究热点分析.pdf

2 第0 1 3 2 2 著0 8 月 M I N I N GA N D 矿M E T A 冶L L U R 工G I C A L 程E N G I N E E R I N G A 。弘絮； 年月 ““g “““‘ 基于共词分析的国内尾矿库研究热点分析① 奉国和，梁晓婷 华南师范大学经济管理学院，广东广州5 1 0 0 0 6 摘要以中国期刊全文数据库为样本文献来源，N 查2 0 0 5 ～2 0 1 1 年国内尾矿库研究论文共18 4 2 篇。通过高频词统计、共词分析 和聚类分析等研究方法，得出目前国内尾矿库的研究热点主要包括尾矿库安全生产、安全评价、稳定性、环境保护与综合利用和选 矿厂等几个方面。 关键词尾矿库；共词分析；研究热点 中图分类号X 9 2 文献标识码B文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 4 4 8 0 5 矿业是国民经济的重要支柱产业之一，为国家经 济建设提供了能源和原材料。矿业产生的大量尾矿是 工业固体废弃物的主要来源，作为堆放尾矿的尾矿库 又是重大污染源和危险源。笔者认为针对目前国内尾 矿库的理论研究现状结合实际应用状况，有必要对目 前的研究状况进行归纳总结。本文以近几年国内尾矿 库相关研究论文为基础，借助S P S S 统计软件，试图用 共词分析、聚类分析等方法对国内近几年尾矿库的研 究热点和最新进展进行分析，希望对国内尾矿库研究 发展提供参考和依据。 1 数据来源与研究方法 1 ．1 数据来源 笔者以“尾矿库”为关键词，检索日期为2 0 0 5 ～ 2 0 1 1 年，对C N K I 中“中国学术期刊网络出版总库”数 据库进行主题检索，经筛选得到有效文献18 4 2 篇 检 索日期为2 0 1 2 年2 月1 4 日 。在所获得的18 4 2 条文 献题录中，共包含46 7 8 个关键词。 1 ．2 共词分析 本文主要采用共词分析法。共词分析法是内容分 析法的一种，它通过对一组词两两统计它们在同一文 献中出现的次数，并以此为基础对这些词进行聚类分 析，从而反映出这些词之间的亲疏关系，进而分析这些 词所代表的学科研究热点、主题的结构变化和转移趋 势。共词分析法是对当前发表文献的直接统计，所寻 找的是当前论文所集中关注的主题，适合寻找前沿领 域。因为前沿领域的研究往往人数众多而不集中，作 品比较分散，被引用情况不稳定，而关键词却很好地体 现了该学科的研究热点、发展方向，反映了关键词之间 的联系强度及研究的深度⋯。 为突出反映研究热点，利用B i c o m b 共词分析软件 的词频统计功能对文献的关键词出现频率进行统计。 在共词分析中，关键词出现的频率可以反映某个研究 领域受关注的程度。按照关键词出现的频率进行排 序，就能反映某个学科受关注的研究问题，即学科领域 的研究热点。本文选取累计频次不小于1 8 次的关键 词为高频词，并对同义词、含义太过宽泛的词语进一步 合并筛选，最终确定了表征尾矿库研究的4 5 个关键 词，如表1 所示。 表12 0 0 5 ～2 0 1 1 年4 5 个高频关键词 序号关键词频次序号关键词频次 1 尾矿坝 2 0 42 4 矿山安全 2 6 2 安全生产 1 5 12 5 烟花爆竹 2 6 3 尾矿 1 2 42 6 矿业公司 2 6 4 综合利用 9 92 7危险化学品 2 5 5 稳定性 8 52 8 隐患排查 2 5 6 溃坝 8 42 9 矿区 2 3 7 重金属 6 63 0 山西省 2 l 8 安全隐患 6 33 l 数值模拟 2 l 9安全监管 5 33 2 隐患治理 2 l 1 0 有限责任公司 6 13 3 尾矿资源 2 l 1 l 浸润线 5 03 4 铁矿 2 1 1 2 非煤矿山 5 03 5 矿业 2 0 1 3 矿山企业 4 53 6 可持续发展 2 0 1 4 安全事故 4 33 7 生态环境 2 0 1 5 矿山 3 93 8 湖南省 1 9 1 6 环境保护 3 53 9 渗流 1 8 1 7 矿产资源 3 24 0 安全生产监督管理 1 8 1 8 安全管理 3 24 l 生产许可证 1 8 1 9 安全评价 3 04 2 安全评价 1 8 2 0 选矿厂 2 84 3 安全治理 1 8 2 l 专项整治 2 7“ 企业安全生产 1 8 2 2 循环经济 2 74 5 采空区 1 8 2 3 地质灾害 2 7 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 3 - 0 3 基金项目广东省安全生产监督管理局／广东省财政厅2 0 11 年安全生产专项资金项目 2 0 11 1 5 0 作者简介奉国和 1 9 7 1 一 ，男，湖南人，博士，副教授，主要从事数据挖掘和数字图书馆研究工作。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 奉国和等基于共词分析的国内尾矿库研究热点分析 表1 中出现频次较高的关键词，在很大程度上体 现了近几年国内尾矿库的研究热点。如溃坝、安全隐 患、安全监管等频次较高的关键词反映出了当前国内 主要关注尾矿库的安全问题；同时重金属污染、生态环 境、环境保护、循环经济、可持续发展等关键词反映了 尾矿库对环境的污染及其相应的环境保护问题，注重 经济和环境的协调发展。此外，表1 中其他的一些关 键词也在一定程度上反映了国内尾矿库研究的热点。 但是单凭词频统计还不能进一步反映这些主题词之间 的关系，不足以准确地概括该学科的研究热点。因此， 需要在确定高频词后，两两统计这4 5 个高频关键词在 文献中的共现频次，建立一个4 5 4 5 的共词矩阵。共 词矩阵的数据，每个值的大小表明共词的频率，如表2 所示。 表2 共词矩阵 局部数据 熬 尾矿坝尾矿溃坝 安全综合安全安全 生产利用隐患监管 02 0 2 03 6OO 8172 1 6 702 53 5 09 910 2 5l6 37 3 5O75 3 尾矿坝 2 0 422 6 尾矿 2 1 2 4 1 溃坝 2 618 4 安全生产0 08 综合利用 2 3 6 1 安全隐患007 安全监管 2 0 2 为消除原始共词矩阵绝对值差异的影响，真正揭 示关键词之间的共现关系，利用O c h i i a 旧1 系数把原始 矩阵转换成相似矩阵和相异矩阵。获取相似矩阵的方 法是将共词矩阵中的每个数都除以与之相关的两个关 键词总频次开方的乘积。相似矩阵中的数字表明的是 数据间的相似性，数字的大小表明了相应两个关键词 之间的距离远近，数值越大则表明关键词之间的距离 越近；反之，相似度越小。3o 。用单位矩阵减去相似矩 阵便得到相异矩阵。 1 ．3 聚类结果 以上面矩阵数据为基础，通过S P S S 软件对4 5 个 高频词进行聚类分析，聚类分析的结果可以反映出这 些词的亲疏关系。根据聚类，国内尾矿库研究呈现为 5 个大类，笔者根据其涵盖的高频词赋予概括性名称 或含义，见图1 。 综合考虑每类关键词的含义，笔者将5 大类依次 命名为安全生产、安全评价、稳定性研究、环境保护与 综合利用、选矿厂相关研究。根据前面的分析，可以认 为，以聚类分析得出的这5 大类别即是当前国内尾矿 库领域备受关注的研究主题。 图l2 0 0 5 2 0 1 1 年国内尾矿库关键词聚类图 2 国内尾矿库领域研究热点分析 从上述5 个研究主题出发，根据对具体文献的研 究，作者进一步确定当前国内尾矿库研究领域的研究 热点。 2 ．1 安全生产相关研究 这个研究热点区域主要包括“烟花爆竹，危险化 学品，安全事故，安全生产，安全监管，生产许可证，专 项整治，隐患排查”等关键词。从这些关键词看出这 个领域主要围绕尾矿库安全生产进行研究。目前国内 关于安全生产的文献较多，主要从以下几个方面进行 1 安全生产中的影响因素李江峰Ho 分析了影响 广东大顶矿业股份有限公司尾矿库安全性的主要因 素，结合实际提出了相应的补救措施。傅联海等人。5 1 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 认为尾矿库危险有害因素有废水超标排放，坝面扬尘， 尾矿输送管道破裂泄露等，而安全管理中应该防范尾 矿堆积坝边坡过陡，浸润线逸出，裂缝，渗漏，滑坡，坝 外坡裸露拉沟，排洪构筑物排洪能力不足，排洪构筑物 堵塞，排洪构筑物错动、断裂、垮塌，干滩长度不够，安 全超高不足，抗震能力不足，库区渗漏、崩岸和泥石流， 地震等自然因素，其对安全生产中存在的危险的因素 概括的较为详细。王军∞o 进行了尾矿库主要危险、有 害因素识别与分析，针对性地提出相应的安全对策及 其建议，同时认为所有危险有害因素都不是孤立的，而 是相互影响的，可能会引发连锁反应。 2 安全现状高春学一。以承德市尾矿库为例，分 析了其在建设、运行、监管等环节存在的主要问题，从 法制、技术和教育角度提出针对性措施。门永生等 人伸。通过我国尾矿库事故案例来分析我国尾矿库安 全现状，为防止事故发生提出措施。谢旭阳等人∽1 从 尾矿库安全生产许可证领取情况、设计状况、服务年限 情况、筑坝方式、尾矿库安全度状况、应急预案编制情 况、评价状况、排洪设施完好情况、下游情况、库区内违 章情况等1 1 个方面较为全面地分析了我国尾矿库安 全现状，从宏观上指导安全生产。梁战等人‘1 叫针对该 尾矿库安全问题及面临闭库实际状况，提出以拦截库 外洪水、重整库内坡度及进行坡面维护为主的安全治 理对策。 2 ．2 安全评价相关研究 这个类别涉及到“矿业公司，矿山企业，安全评 价，安全管理，溃坝，山西省”等关键词。从这些关键 词可以看出这个领域主要围绕矿业公司尾矿库的安全 评价进行研究。 安全评价是尾矿库事故预防工作的重要组成部 分，通过安全指标评价可对危险因素进行判断和预测、 对存在危险的因素采取有效预防措施，以防事故发生。 郑欣等人采用层次分析法确定各指标权重，将集对 分析理论用于尾矿库安全评价，并通过实例证明其适 合于尾矿库的安全评价。朱君星等人2 1 考虑到传统 层次分析法的不足，采用不确定型层次分析法建立安 全评价模型，不仅能考虑评价过程中的模糊性和不确 定型，而且能更好地利用专家评价信息，减少随机误 差，使评价过程更合理，结果更可靠。王英博等人纠 通过建立模糊层次综合评价模型进行安全评价，为尾 矿库安全管理提供了科学依据。高振兴等人’1 4o 认为 目前运用的各种安全评价方法不能综合地判别尾矿库 的安全状况，利用初始模糊隶属函数和突变级数对尾 矿库进行评价，其结果应用于尾矿库安全状况评价是 合理可行的，但对于指标的评分及其分解层数的多少 的确定仍需进一步研究。蒋卫东等人【l 纠用综合模糊 数学与灰色理论方法评价尾矿库是否安全。 2 ．3 稳定性研究 该类包括了“稳定性、渗流、浸润线、数值模拟、尾 矿坝”等关键词，结合相关文献得出，该类主要围绕尾 矿库的稳定性进行研究。 稳定性是衡量尾矿库性能的重要标准。欧阳振 华钊针对目前我国尾矿库测量中人工测量和基于 G P S 测试技术的自动测量系统的不足，研发出基于 G S M ／G P R S 通信网络平台尾矿库稳定性在线监测系 统。系统的建成能有效获得尾矿库坝体变形的动态演 化过程，为进一步研究尾矿库溃坝致灾机理、适时预报 灾情发展态势、避免灾害的发生或者减少灾害发生时 造成的损失提供有效的技术手段。许宝田等人Ⅲ1 首 先采用极限平衡法对齐鲁石化热电厂粉煤灰贮灰坝在 正常水位和洪水位下的稳定性进行了计算，结果表明 坝体稳定性满足相关规范要求，但安全储备偏低。鉴 于稳定与变形的关系，采用F L A C 程序对坝体稳定性 进行分析，得到了可能滑动面的位置和稳定性系数，计 算结果与极限平衡法计算结果基本一致。范林森刮 利用瑞典圆弧法，对尾矿库坝体稳定性进行了评价，得 出了该坝体的稳定性满足规范要求，证明了该评价方 法是有效的，只要评价参数选择合理、正确，评价结果 是可信的。梁力等人引分别选用极限平衡法中的瑞 典圆弧法、毕肖普法和简布法，有限元法与极限平衡法 结合的方法以及有限元强度折减法，应用A N S Y S 软件 对某尾矿坝进行了静力稳定性数值分析。通过应用不 同方法对尾矿坝的静力稳定性计算，得出了此尾矿坝 的稳定安全系数和可能滑动面形状，结果表明数值方 法在尾矿库坝体稳定计算中具有显著优势，结果能直 观而有效的反映尾矿坝的稳定性。李亮等人Ⅲ1 鉴于 当前尾矿库在线监测系统中关于浸润线深度预警指标 存在的难定量化问题，利用F L A C 2 0 进行了抗滑稳定性 分析，其结论为在线安全监测系统的预警提供了技术 支持。 2 ．4 环境保护与综合利用 “重金属污染，环境保护，综合利用，可持续发展， 尾矿资源，循环经济，矿产资源，生态环境，尾矿”等关 键词包含在该类中。该类主要围绕环境保护和综合利 用两个方面进行研究。 1 环境保护石海林口川就矿产资源开发对矿区 生态环境影响的主要几个方面作了比较全面的概括， 并介绍了一些西方国家在这些方面的防治经验和前沿 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 奉国和等基于共词分析的国内尾矿库研究热点分析 4 5 l 研究课题。王涛等人旧。通过截杀尾矿库的类型及设 施，分别从尾矿坝单元、放矿单元、排水单元辨识了尾 矿库存在的危险因素。梁小丽旧纠从尾矿库污染监测、 污染防治能力建设、环境整治工作等方面提出污染防 治对策。臧文学等人Ⅲo 针对宽城华尖金矿地质环境 现状，提出了矿山地质环境保护措施及方案。颜学 军旧副分析了综合利用尾矿资源的意义和值得注意的 问题，强调应妥善处理尾矿的综合治理与环境保护之 间的关系。 2 综合利用王秀萍旧刮结合国内外尾矿化学处 理与综合利用的一些实践经验，对尾矿化学处理及综 合利用的国内外研究进行概括。张保存旧列以铜陵集 团公司下属矿山尾矿库为例，分析了库存尾砂综合利 用的主要途径，认为尾矿库尾砂再利用具有良好的经 济效益、社会效益和环境效益。赵结斌旧副对章家谷尾 矿库尾砂进行综合回收利用研究，充分回收尾砂中的 铜硫铁等资源，取得了较好的经济和社会效益。莫晓 兰等人- 2 9 。建立多金属尾矿可利用程度的模糊综合评 价数学模型，利用该模型对该地区1 0 座以C u 为主的 多金属尾矿库进行评价，为尾矿的合理开发利用提供 了科学依据。李美云等人旧刮通过建立尾矿综合利用 管理信息系统，解决了矿厂企业尾矿库带来的安全隐 患、环境污染、地质灾害、生态迫害等问题。金家康等 人。3 针对国内外尾矿综合利用状况，分析探讨了铁尾 矿综合利用中存在的问题，对合理有效的利用铁尾矿 砂具有重要意义。 2 ．5 选矿厂相关研究 该类包含“选矿厂，矿区，地质灾害，治理采空区， 铁矿，矿业”等关键词，从这些关键词看出这个类别主 要围绕尾矿库的选址进行。 赵文凯等人∞刘评价了尾矿库选址、尾矿库容计算 和尾矿坝的设计施工，为环境管理部门决策提供了技 术支持。樊学豹等人口到对合理确定选矿厂、尾矿库位 置和选矿工艺进行研究，提升了公司市场竞争力。周 志广等人旧4 1 在恒仁矿业有限公司选矿厂尾矿坝现场 勘察的基础上，建立有限元数值模型，对处于正常运行 条件下的坝体进行数值分析，同时采用基于极限平衡 理论的条分法对尾矿坝的稳定性进行计算，从而实现 了对尾矿坝稳定性的定量分析，对尾矿库的安全生产 具有重要的指导意义。夏既胜等人口纠认为尾矿库选 址时除了选择低洼区外，还要考虑距离矿厂的距离等 问题，利用G I S 的空问叠加、缓冲区分析等强大空间分 析功能，为矿山尾矿库选址提供了帮助。张军等人口钊 通过对梅山矿业公司选矿厂现有生产的总尾矿的实验 表明在相同背景场强下，水平磁系高梯度磁选机的回 收率较垂直磁系高梯度选机高，高梯度磁选工艺在适 宜的操作条件下，可以实现梅山选矿厂尾矿的减量排 放和现有尾矿库的尾矿再利用。赵平∞刊针对铅锌选 矿企业的生产状况，提出了铅锌选矿厂在环境影响评 价中应重点关注的问题，即环境影响评价应重点就尾 矿库的选址及建设等进行评价。 3 结语 通过对国内2 0 0 5 ～2 0 1 1 年间发文的高频词共现 聚类分析，可以清晰看出它们之间的亲疏关系，从而归 纳出国内近几年尾矿库领域的研究热点，得出国内该 领域研究热点集中于尾矿库安全生产、安全评价、稳定 性研究、环境保护与综合利用、选矿厂5 个方面。研究 表明，国内尾矿库理论研究与实践研究脱节，尾矿库研 究的力量主要包括高校、研究机构以及企业。高校注 重理论，研究机构关注实践，企业以经济效益为中心。 在未来的研究中，需要各个机构加强合作。 参考文献 [ 1 ]秦长江，侯汉清．知识图谱信息管理与知识管理新领域[ J ] ． 大学图书馆学报，2 0 0 9 ，2 7 1 3 0 3 7 ． [ 2 ] 宫玉雯，王鲁燕．2 0 0 5 2 0 0 8 年我国图书情报学w e b 2 ．0 研究热 点分析[ J 】．农业图书情报学刊，2 0 1 0 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