1.文献检索与信息获取
本文的文献检索依据为中国知网数据库（CNKI数据库）。在CNKI数据库内，检索条件设置为“检索条件：((主题=快速掘进)OR(主题=掘进智能化)OR(主题=智能掘进)(精确匹配))；来源类别为SCI来源期刊、EI来源期刊、北大核心、CSSCI和CSCD；检索时间范围为2000—2020年，进行系统检索后发现刊载学术论文为383篇。剔除正文补白、学报简介等无关文献后，共得到有效文献373篇。数据采集日期为2021年3月4日。
2.结果分析
2.1载文计量特征
根据国内文献发文量，可以将“快速掘进”相关文献发文特征分为3个阶段：第1阶段（2000—2008年）内，发文量由4篇增长到28篇，呈波动上升趋势，其中2007—2008年上升速度最快，发文量从11篇增长到28篇；第2阶段（2009—2019年）内，年发文量趋于稳定，平均年发文量约20篇；第3阶段（2020年）内，发文量快速上升，达到34篇，预计未来仍将呈上升趋势（图1）。
图1 2000—2020年国内“快速掘进”主题发文量分布特征
表1 2000—2020年国内“快速掘进”主题论文整体计量特征
从整体计量特征看（表1），在中国知网数据库收录的373篇论文中，基金论文数量为130篇，占比为34.9%；2008—2020年文献总被引5102次，篇均被引次13.68次；从学术研究的参与者看，发表“掘进”研究方向论文的作者达到496人，参与研究机构365个，显示出研究的专业性与综合性。
2.2科研合作网络分析
运用Citespace对国内作者发表的“快速掘进”方向文献进行作者合作网络分析，得到国内作者合作网络（N=496，E=524，D=0.0043）（图2）。通过分析可知，我国“快速掘进”方向文献作者合作网络作者由1个主要合作群和一系列作者对或独立作者构成，主要合作群体量相对较大，该合作群主要作者包括曹现刚、王国法、刘鹏等。在所有作者中，杨仁树（中国矿业大学-北京）的发文量位列第一（8篇），发文量大于3篇的作者还有曹现刚（西安科技大学，4篇）、袁文华（安徽理工大学，4篇）与张旭辉（西安科技大学，4篇）等。
图2 2000—2020年国内主要作者合作网络结构
对我国相关机构发表的“快速掘进”方向文献进行机构合作网络分析，得到机构合作网络（N=365，E=302，D=0.0045）（图3）。通过分析发现，发文量较大（大于7篇）的机构共6个，包括中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院（17篇）、中国煤炭科工集团太原研究院有限公司（15篇）、中国矿业大学矿业工程学院（13篇）、山西天地煤机装备有限公司（8篇）、天地科技股份有限公司开采设计事业部（8篇）与河南理工大学安全科学与工程学院（7篇）等。从总体来看，机构合作较为集中，煤炭行业相关院校和与煤炭资源开发相关的机构发文较多。
图3 2000—2020年主要子机构合作网络结构
2.3研究热点领域分析
从2008—2020年国内发表文献关键词看，我国“快速掘进”研究主要围绕6个关键词展开（图4），除166篇标注“快速掘进”为关键词的文献外，其他主要关键词分别为“岩巷”（22篇）、“巷道掘进”（16篇）、“大断面”（15篇）、“中深孔爆破”（14篇）和“掘进”（12篇）等，此外，“智能化”“岩巷掘进”“光面爆破”“煤巷”“机械化”“掘锚机”“爆破”等关键词出现频率也相对较高，从关键词整体分布结构来看，研究围绕的关键词多，范围较广。我国“快速掘进”研究主要涉及以下重要方向：
图4中国“快速掘进”研究热点与知识网络
1）对不同构成要素的整合，即快速掘进”、“智慧掘进”的实现需要依托一个具有体系性属性的知识网络，即多技术协同所构成的体系方能实现巷道智能、快速掘进。研究表明，实现巷道智能、快速掘进的有效途径包括装备成套化、作业流程自动化、控制方式智能化[6]，关键词共现网络所体现的统合性特点是实现智能、快速掘进的重要影响因素，从关键词整体分布来看，围绕“快速掘进”、“智慧掘进”研究的关键词相对较多，反映“快速掘进”、“智慧掘进”对多学科交叉和复杂技术体系化的需求，因此，通过关键词共现网络分析可知，“快速掘进”“智慧掘进”对复杂多元技术具有体系性要求，即通过统合装备、作业方式、信息、控制等不同技术要求，才能达到推动“快速掘进”、“智慧掘进”科学发展和取得更多应用的目的。
2）对数值模拟、三维地质模型等研究方法以及智能控制、一体化技术、参数优化等技术的需求。
3）重视实例研究，如山特维克公司、中国神华等关键词的出现，反映了“快速掘进”、“智慧掘进”头部企业机构的带动与示范作用。
2.4高影响力文献特征
选取2008—2020年中国知网收录的高被引论文（引用数大于30次）进行高影响力文献特征分析，结果表明，高被引论文数为38篇，其中排名前10的高共被引文献见表2。在前10位高被引论文中，与掘进设备及技术相关的有8篇，能够反映快速掘进领域前沿方向。前10篇高被引论文主要发表于2018年之前，仅有2篇发表于2019年，反映快速掘进研究方向发表论文多数还未达到引用峰值。
表2 2000—2020年国内“快速掘进”高共被引文献
3.讨论与分析
3.1载文知识网络特点
从“快速掘进”方向发表文章的研究热点及知识网络结构的整体特征来看，国内发文形成一个紧密围绕“快速掘进”的知识网络（图5）。基于LogLikelihoodRatio（LLR）算法对国内“掘进”文献进行聚类分析（表3），结果显示，聚类标签分别为“快速掘进”（2011年）、“岩巷”（2011年）、“大断面”（2008年）、“掘进”（2008年）、“掘进工作面”（2007年）和“巷道掘进”（2009年）。
图5中国“快速掘进”研究文献聚类特征
表3基于LLR算法的“掘进”文献聚类及标签（2000—2020年）
对国内“掘进”研究文献的空间聚类特征进行分析，得出“快速掘进”是聚类容量最大的聚类标签，并且主要应用于岩巷、中深孔爆破、水力挤出、施工组织等方面，同时注重“四位一体”，相关关键词有“煤与瓦斯突出”“大断面岩巷”“防突措施”等。排名第2的聚类标签是“岩巷”，与爆破、工业性试验、设计软件、科学开采等领域有关，注重安全高效，同时体现出了可持续发展的理念，相关关键词有“钻爆法”“数值模拟”“机械化”等。排名第3的聚类标签是“大断面”，与爆破、岩巷、隧道等方面有关，关注到“四位一体”与安全快速的理念，相关关键词有“光面爆破”“岩巷掘进”“爆破参数”等。排名第4的聚类标签是“掘进”，注重安全高效，典型地点包括察汗乌苏水电站，相关关键词包括“隧道”“冲击地压”“爆破”等。排名第5的聚类标签是“掘进工作面”，运用了掘进机、压力自动记录仪等，追求安全快速与可靠性，相关关键词包括“临时支护”“掘进机”“机理”等。排名第六的聚类标签是“巷道掘进”，与比塞洛斯、中国神华、山特维克公司有关，应用到了力学模型，注重“四位一体”，相关关键词包括“掘锚机”“低透气性突出煤层”“神东矿区”等。6个聚类之间联系紧密，这是由于“快速掘进”研究方向不仅包含掘进技术及机械，还与爆破、安全支护等密切相关。
3.2知识网络时空演化特征
“快速掘进”研究领域是一个相对封闭的研究领域，具有显著的行业应用特性。该领域研究人员多为煤炭行业相关院校、研究院及相关企业机构。
“快速掘进”方向发表文献既受到行业特性的限制，也体现了科研的前沿性、行业需求和国家政策的要求。对“快速掘进”发表文章的聚类时间发展进行分析，6个聚类中，快速掘进（聚类#0）、岩巷（聚类#1）、大断面（聚类#2）与掘进（聚类#3）均于2000年出现，分别以煤与瓦斯突出、综掘巷道、施工组织等、机械化、大断面岩巷、设计软件等、配套方案、岩巷掘进、运输巷等与配套、机械、隧道等为关键词进行研究。2001年，掘进工作面（聚类#4）出现，主要关键词包括安全快速、施工方法、分层开采等。2003年，巷道掘进（聚类#5）出现，主要关键词包括12bm15型掘锚机、巷道掘进、支护等。从整体来看，国内“掘进”研究开始时间较早，未来掘进技术与设备及数字化、智能化与相关技术的结合研究仍将是一大热点。2000—2020年，我国“快速掘进”研究领域的突发热点关键词主要是大断面（2013—2015年）与数值模拟（2015年至今）。
4.结论
1）“快速掘进”是具有煤矿行业特色的研究方向，2008—2020年论文发表特征可划分为3个阶段，即波动上升期，稳定期和快速上升期。
2）“快速掘进”方向相关论文主要贡献机构集中在与煤炭行业密切相关院校、研究院及煤炭企业，这表明“快速掘进”的研究受到煤炭行业相关院校及行业前沿的共同推动。
3）“快速掘进”方向文章知识网络总体离散程度低，论文关键词热点集中于岩巷、大断面、掘进、掘进工作面和巷道掘进等范围，研究方向较为集中，领域性强。4）2008—2020年的“快速掘进”方向论文共出现两个突发性关键词分别是大断面和数值模拟，领域文献受到了科研前沿、行业需求和国家政策的共同影响。
