关键层理论

摘要： 为了优化综放工作面沿空留巷的支护方案,基于岩层控制关键层理论,分析了综放工作面沿空留巷上覆岩层结构特征,获得上覆岩层活动规律。研究结果表明:上覆岩层活动前期,直接顶回转下沉;活动过渡期,基本顶在采空区侧和实体煤侧进行应力调整;活动稳定期,实体煤侧塑性区扩展、顶板平行下沉。建立了顶板结构力学模型,据此得到支护结构优化设计的理论计算数值,该支护结构由顶板锚固结构、实体煤帮锚固结构和巷旁充填体组成。以成庄煤矿4311综放工作面沿空留巷为工程背景,对该支护结构进行优化设计并对留巷围岩变形进行矿压观测,结果显示:留巷围岩变形量在覆岩活动前期、过渡期和稳定期所占比例分别为12%、77%、11%,围岩变形量主要集中在覆岩活动过渡期;留巷断面由原3.0 m×3.2 m,最终变为2.3 m×2.7 m,巷道整体维护效果较好。

摘要： 当煤矿自矿区采出时,采空区上覆岩层会发生变形破坏,一方面煤矿资源会向裂隙发育部位运移,另一方面则存在一定的矿区安全隐患.为了保证煤矿开采工程的安全性,准确掌握矿产运移分布情况,本文采用了关键层理论和数值模拟的方法,以此分析采动覆岩的裂隙演化规律.研究结果显示,裂隙在走向和倾向上呈现出"梯形台"发育特征,在采空区上方裂隙呈现出中部压实、四周发育的"O"形圈分布;在采空区边缘形成卸压区域,此区域裂隙发育,具有较好的抽采效果.除此之外,采空区中部压实区域宽度范围为175 m,裂隙不发育,离层率趋于0;采空区进风巷侧35 m、回风巷侧30 m范围内离层率较大,最大离层率达到了136 m m/m.本文通过数值模拟得到了平煤十三矿采动覆岩的裂隙演化规律,这不仅为煤矿资源抽采提供了理论依据,而且为煤矿安全事故防治工作提供了保障.

摘要： 鄂尔多斯盆地多数煤矿主采侏罗系煤层,开采条件具有大采高、大采深的特点,顶板含水层众多并严重威胁矿井安全,开展侏罗系煤层上覆顶板导水断裂带高度的研究尤为重要.以鄂尔多斯某矿为例,通过理论计算、数值模拟以及相似类比法等手段,对采空区顶板的导水断裂带的发育高度和裂采比进行预测分析.结果表明:裂采比为22.07,导水断裂带发育高度大约为154.48 m,类比所得拟合公式所预测该矿的导水断裂带高度与理论计算值误差较小.

摘要： 为了解决"三下"压煤问题,以高河能源E1309条带膏体充填面为实例,针对E1309大采高条带面膏体充填开采的可行性和技术现状进行分析,提出了条带膏体充填开采方法,并结合高河能源E1309条带面地质特征和岩层特性,利用关键层理论计算出了满足大采高条带膏体充填开采的充填膏体的强度.结合地表沉降预测分析,证明了条带膏体充填技术在厚煤层大采高条件下可以维持顶板长期稳定.

摘要： 针对高强开采井田王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯积聚问题,基于岩层控制关键层理论,对顶板垮落走向与倾向采动裂隙发育进行研究.采用数值模拟的方法研究采空裂隙随工作面推进的演化过程,分析顶板裂隙发育高度,确定大直径高位定向长钻孔最佳布孔层位及钻孔结构,并进行工程实践.结果表明,依据关键层理论计算及采动裂隙数值模拟预测层位布设大直径高位定向长钻孔,抽采效果较好,单孔最大抽采纯量2.10 m3/min,最大抽采体积分数31.39％,4个定向长钻孔累计抽采瓦斯纯量28.99万m3,工作面上隅角瓦斯体积分数最低下降至0.46％,瓦斯治理效果显著,解决了上隅角瓦斯超限问题,保障了工作面的安全回采.

摘要： 当工作面上覆岩层中含有断层时,地表下沉规律与不含断层时具有显著差别.为了研究上下盘开采断层滑移失稳力学机理,基于关键层理论建立了上下盘开采断层活化力学模型,推导了断层滑移失稳的判据,并结合数值模拟和相似模拟对上下盘开采断层活化难易程度进行了分析.研究结果表明:①相对于上盘开采,下盘开采断层保持稳定除了满足断层带岩体在断层面不发生滑移外还需满足断层面不产生离层,下盘开采断层保持稳定条件更加苛刻,下盘开采断层更容易活化;②对于上盘开采,随着工作面推进,浅部断层带岩体正应力逐渐减小,剪应力逐渐增大,深部断层带岩体剪应力和正应力都逐渐增大,说明断层露头处断层带岩体已经处于活化状态,断层带岩体产生裂隙,应力逐渐松弛,而深部断层带岩体正在为活化蓄能,浅部断层带岩体超前深部断层带岩体发生活化;③对于下盘开采,随着工作面推进,浅部断层带岩体剪应力和正应力逐渐增加,深部断层带岩体剪应力与正应力逐渐减小,工作面推进长度较小时,断层即活化;④工作面推进过程中,下盘开采断层带岩体剪应力与正应力的比值为上盘开采的3～5倍;⑤上盘开采断层活化时仅在断层露头处地表产生轻微裂隙,未形成明显台阶,下盘开采断层活化将在断层露头处产生明显台阶下沉.

摘要： 将工作面上覆岩层分为关键层下部软弱岩层、关键层、松散层3部分,根据关键层理论建立了地表偏态下沉模型.通过引入地表下沉偏态程度分析了各种因素对地表偏态下沉的影响并利用数值模拟分析了松散层厚度对地表偏态下沉的作用.研究结果表明:①关键层下部岩层碎胀系数越小,偏态程度越明显;关键层距煤层顶板高度越小,偏态程度越明显;煤层厚度越大,偏态程度越明显;当采空区长度达到一定值后,偏态程度不随采空区长度的增加发生改变;关键块平均长度越大,偏态程度越明显;松散层厚度越大,偏态程度越明显.②松散层厚度的增加只可以使地表下沉具有连续性,但不会抵消地表下沉的偏态程度.%The overlying strata of working face was divided into three parts including soft stratum,key strata and alluvium.At the same time,the skewness subsidence model was built based on key strata theory to analyze the influence of all kinds of factors on skewness subsidence by introducing the concept of skewness subsidence level.In addition,the numerical model was used to analyze the effect of loosed bed thickness on earth surface skewness subsidence.The results showed that the smaller bulking coefficient was,the more obvious the skewness level was;the smaller the distance from key strata to coal roof was,the more obvious the skewness level was;the larger the coal thickness was,the more obvious the skewness level was.When the length of goal reached a constant value,the skewness level remained unchanging;the larger the length of key strata was,the more obvious the skewness level was;the thicker the coal seam was,the more obvious the skewness level was.Also,the thickness increase of loosed bed can only make the subsidence continuity,but it cannot offset the skewness subsidence level.

摘要： With the increasing social attention on mining induced subsidence and eco-environmental problems,it is imperative to carry out sustainable mining.Facing the new situation,we need to conduct more systematic and in-depth research based on the current research results.In this paper,the rock strata movement theories at home and abroad,their advantages and disadvantages and their application conditions were systematically reviewed when the goaf was controlled by caving method and backfill method.The important role of key strata theory in the theories of rock strata movement and surface subsidence was highlighted.Based on mining induced rock mechanics,the changes of main roof's fracture location and length were analyzed.The model considers that the focus of hyperbola is located on the main key stratum.The hyperbola model integrates the masonry beam theory and the surface subsidence theory organically through key strata theory.In addition,the model describes the overall movement law of the overlying strata in the coal seam.Therefore,the analogous hyperbola model is further development of key strata theory.%随着社会对开采沉陷与生态环境问题日益重视,“科学采矿”势在必行.面对新形势,需要在学习前人研究成果的基础上,进行更系统、深入的研究.首先系统总结了国内外垮落法和充填法处理采空区2种情况下的岩层移动理论、优缺点及其适应条件等,重点阐述了关键层理论在岩层移动方面发挥的重要作用.基于采动岩体力学,系统分析了基本顶断裂位置和断裂步距“正态分布”变化的原因.基于采动岩层破断移动的全过程分析和前人的研究成果,提出了充分采动覆岩整体移动的“类双曲线”模型,认为岩层“类双曲线”的焦点位于主关键层位置,该模型通过关键层把砌体梁理论及地表沉陷理论有机联系起来,描述了煤层上覆岩层整体移动规律,是关键层理论的继承和发展.

摘要： 鉴于水体下开采采动裂隙发育规律对井下安全性评价的重要作用,以水库下综放开采为工程背景,采用关键层理论、组合岩梁理论,并采用相似模拟物理试验手段,研究了覆岩的破断规律,以及在覆岩组合岩层及关键层破断过程中,岩层垂直位移、导水断裂带发育高度以及覆岩裂隙网络的演化规律.研究结果表明:主关键层垮落前后,观测线采空区中部测点的下沉曲线斜率较大,岩层垂直方向上下沉剧烈;导水断裂带发育高度曲线随着覆岩岩层组合周期性垮落呈现出台阶跃升,且两台阶的间距即为覆岩的周期垮落步距;当主关键层垮落后,覆岩导水断裂带发育高度稳定,导水断裂带顶界位于亚关键层Ⅱ下部.裂隙网络的富集区主要集中在前后煤壁,且靠近开切眼侧裂隙区裂隙密度大于停采线侧裂隙密度,由于采空区中部破断岩层在上覆载荷的作用下裂隙压实闭合,造成模型裂隙密度曲线呈偏态"马鞍"状.%In view of the important role of fracture development laws in safety evaluation during coal seam mining under the water body, based on the engineering background of full-mechanized caving mining under the reservoir, by the key strata theory, the combined rock beam theory, and similar physical simulation test method, we studied the breaking laws of overburden rock and the vertical displacement of rock strata, the development height of water conducting fractured zone and the evolution laws of overlying fissure network in the process of rock forming and critical layer breaking. The research result shows that: before and after the collapse of the main key stratum, the subsidence curve slope of observation points in the middle position of gob is larger, and the overburden stratum sinks in the vertical direction shapely; water conducting fractured zone height curve steps up with the periodic rupturing of combimed rock beams, and two steps spacing is the cycle of overburden rock rupture step distance; after the main key stratum breaking down, overburden rock water conducting fractured zone finally reaches the bottom of the inferior key stratum Ⅱ. Fracture network enrichment region mainly focused on the front and rear coal walls, and the fracture density in the crack area near the open-cut hole is greater than that in the lateral fissure of the stop line. Due to the fracture compaction of the fractured rock strata in the middle of the goaf, the fracture density curve of the model is skewed to the"saddle".

摘要： 本文分析提出了溶腔层状覆岩中关键层的破断影响着溶腔覆岩中垮落带的发育高度,基于关键层理论推导出确定盐岩单井水溶溶腔层状覆岩垮落带发育高度的方法和判据.选用弹性圆薄板理论建立了盐岩单井水溶开采溶腔覆岩关键层判别基本模型,推导出了岩溶单井水溶开采溶腔层状覆岩中关键层的确定方法;建立了溶腔层状覆岩中关键层悬露直径是否小于2a1是关键层是否发生破断的判据;根据关键层破断后形成的岩块之间的力学关系,推导了判断关键层发生破断情况下是形成断块铰合而不垮落,还是直接垮落的判据.

摘要： 首先根据关键层理论对岩层移动变形进行判别,以弹性理论为基础构建关键层下沉计算模型,通过基岩和松散层土体下沉的耦合关系,建立松散层下沉预测模型;以太沙基土压缩理论为基础,对采动影响土体进行压缩预计,建立土体压缩模型;最后将建立的下沉模型和压缩模型叠加,得到最终地表的沉陷模型.该方法根据松散层和基岩不同的变形机理以及土体的压缩情况,经过定量计算,确定开采引起的地表及岩层移动变形大小.此方法尤其适用于厚松散层地区的沉陷预计.

摘要： 介绍了岩层控制关键层理论的基本概念,研究了两层硬岩层同步破断的条件及关键层上载荷分布,揭示了关键层破断的复合效应和关键层上载荷的动态与非均布特征.并就关键层运动对采场矿压显现、覆岩裂隙场分布及地表下沉的影响进行了分析,对关键层理论在采场矿压控制、卸压瓦斯抽放、底板突水防治、离层注浆与建筑物下采煤等方面的工程应用情况进行了总结.最后指出了关键层理论下一步研究的重点.

摘要： 采用数值模拟研究了两层硬岩层破断顺序及关键层上载荷分布，揭示了关键层破断的复合效应和关键层上载荷的动态与非均布特征。并就关键层运动对覆岩裂隙场分布及地表下沉的影响、关键层理论在岩层移动控制及煤矿瓦斯抽放中的工程应用等方面所取得的进展进行了综述，最后指出了关键层理论下一步研究的重点。

摘要： 该文运用岩层控制中的关键层理论，初步探讨了离层注浆控制地表沉陷的机理，可为离层注浆技术中的注浆层位选取及孔排距设计等提供一定的理论依据。

摘要： 以关键层理论为基础,运用材料力学理论、弹塑性力学知识及变形分析方法,综合考虑覆岩岩性和地层岩性结构、煤层开采高度、开采尺寸、垮落岩石的碎胀性等因素,研究了采动岩层的破断条件和导水裂隙带高度的预计方法,从理论上得到了一种导水裂隙带高度的预计方法.把这一方法应用于榆树湾井田,对该区采动覆岩的破坏规律、导水裂隙带的发育特征及其高度进行了初步研究,得出的结果与现场实测基本吻合.为煤矿合理设计开采方式方法和安全开采提供了科学决策依据和技术支持.

摘要： 采动裂隙带高度的确定是煤层瓦斯高位抽采工作的重点,目前仍然没有一个完全可以精确确定的方法,本文基于关键层理论,用变形分析方法计算判断岩层受采动后的最大水平拉伸变形是否发生破断,同时结合采高、岩石的碎胀性及工作面推进距离与岩层破断的相互关系,建立了采动裂隙带高度的预测方法,并结合布尔台煤矿201采煤工作面进行了计算预测,与实际情况符合得较好,具有推广应用价值.

摘要： 阐述了煤矿绿色开采的提出、内涵及绿色开采技术体系.绿色开采技术的主要内容,应包括保水平采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等,岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一个理论平台.

摘要： 该文详细介绍了采动覆岩中灰色结构的定义与特征，以及用于描述和分析这种灰色结构的砌体梁结构和关键层理论。

摘要： 矿山岩石力学是采矿工程技术发展的基础之一，随着煤炭工业可持续发展战略的提出，煤炭开采必须摆脱传统的发展模式，这给矿山岩石力学提供了新的动力和机遇。矿山岩体，特别是受采动影响后，是一种非常特殊的固体介质，因而必须采用相应的研究方法，发展新的理论模式，建立有特色的学科体系，才能为解决矿山工程发展中的技术难题提供可靠的理论依据。该文较为详细地介绍了采动岩体力学的基本概念和基本研究框架，并作了相应的展望。

摘要： 一种基于自动铺丝技术的铺层理论厚度测算方法，包括以下步骤：提取待成型零件的贴模面，并将贴模面用点云表示；根据铺丝程序的理论轨迹，在第一铺层上提取每条丝束的中心线，并依次在后续铺层上提取所有中心线；对于任一铺层，求取点云任一点与铺层上任一中心线的垂线，垂线长度；根据计算得到的点与中心线之间的距离，判定点是否落在预浸料覆盖区域，依次对点云每个点进行判定，筛选出落在预浸料覆盖区域的点，去除落在预浸料覆盖区域外的点，新的点云用来表达本铺层的理论厚度；对全部铺层进行分析，将表示每层理论厚度的点云进行叠加，对重复点计数，根据计数结果进行着色，计数大小对应不同色谱来表达最终全铺层理论厚度。

摘要： 本发明公开了一种基于视网膜大脑皮层理论的深度学习低光照图像增强方法，其步骤包括：通过一个分解网络将待提亮低光照图片分解成本质和光照，在本质上进行噪声去除，将光照和本质输入一个提亮网络得到提亮后的光照，将提亮后的光照和去除噪声后的本质相乘得到最后的正常光照图片。本发明能够端对端地学习提亮低光照图像，通过机器学习方法能够取得更为精确的光照本质分解和更自然适用范围更广的提亮结果。

摘要： 本发明涉及一种基于粘土胶体化学双电层理论的冻土中未冻水含量计算法，该方法包括以下步骤：⑴采集土壤样本，进行颗粒分析实验，确定土壤中粘土、粉土、沙土的质量百分比；⑵得到土壤的比表面积AS；⑴获得扩散层厚度x处的阳离子溶液浓度；⑵得到未冻水含量。本发明基于静电场泊松方程与静电荷玻尔兹曼分布的双电层理论推导出未冻水含量理论公式，最终结合实测资料和已有的未冻水含量经验公式，给出了自变量为土壤类型(比表面积)、温度的常规冻土的未冻水含量理论公式。本发明可以计算任意常规冻土的未冻水含量，计算便利、简单，影响因子清晰。

摘要： 本发明提供了一种基于分区分层理论的山区耕地智能化提取方法，包括：获取研究区的高空间分辨率光学遥感影像；基于分区分层理论，对遥感影像进行地理分区；针对不同形态类型的耕地分别制作耕地标签：分层提取规则耕地及梯田空间形态信息、坡耕地空间形态信息、林草间耕地空间形态信息：最后根据研究区耕地的空间关系，按照林草间用地‑坡耕地‑梯田‑规则耕地的顺序，将各类型耕地结果逐层优化，获取耕地空间形态信息。本发明实现了山区的耕地快速、智能化提取，减少了人工调查和编辑的工作量，解决了传统方法难以在山区开展耕地形态信息提取的问题。

摘要： 本发明涉及一种基于支持向量机和边界层理论的气动热预测方法，由边界层理论得知，气动热具有很强的当地性，是一个局部量，而且其分布很大程度上取决于边界层外缘信息。基于边界层外缘信息和气动热间的密切关联，本文采用了数据驱动的当地化建模思路，利用支持向量机构建了从当地边界层外缘特征到当地壁面气动热的气动热预测模型。本方法的有益之处在于不需要再画更精细的网格求解耗时NS方程，只需直接求解简单省时的Euler方程获得边界层外缘特征，就可通过训练好的模型快速获得气动热分布。相比传统的数值计算方法，避免了网格质量的不确定性，在保证预测精度的同时将效率提高十几倍。

摘要： 本发明公开了一种基于分层理论的红外图像放大方法及系统，该方法包括如下步骤：S1：获取红外增强图像IN，并对所述红外增强图像IN做滤波处理，得到滤波后的低频滤波图像GB；S2：根据分层理论，将红外增强图像IN减去低频滤波图像GB，得到高频细节图像GD；S3：采用双线性算法放大所述低频滤波图像GB，得到与目标图像OUT尺寸一致的滤波放大图像GBM；S4：采用最近邻算法放大所述高频图像GD，得到与目标图像OUT尺寸一致的细节放大图像GDM；S5：按比例合并所述滤波放大图像GBM和所述细节放大图像GDM，得到目标图像OUT。本发明消除了最近邻方法的“锯齿感”，同时提高了红外图像的清晰度。

摘要： 本发明公开了一种基于边界层理论的火焰对流传热测量方法，属于工业测量领域。该测量方法包括以下步骤：首先利用气体流量计控制的预混火焰燃烧器和稳定的外加风场形成稳定的边界层火焰；利用高精度3‑D移动滑轨连接R‑型精细热电偶，利用电脑实现位置的精确控制；利用电脑控制的R‑型精细热电偶实现对边界层火焰温度场的精细测量，求取气固相界面的温度云图数据；根据本发明提供的边界层火焰对流换热系数与气固相界面温度云图之间的数值关系，进行编程，开发一款直接读取温度场数据，能够直接处理得到气固相界面对流传热数据的软件。本发明提出的测量方法可以免除作差测量法繁琐且精度低的缺点，具有操作简单方便、较高测量精度、易于推广的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于跳汰床层理论分离炉渣与金属的设备，涉及炉渣分离设备技术领域，具体为一种基于跳汰床层理论分离炉渣与金属的设备，包括底板，所述底板的上方固定安装有均匀分布的竖向套接管，且底板的外部固定套装有出料台。该基于跳汰床层理论分离炉渣与金属的设备，通过伺服电机和转轮以及传动带和碾压辊的配合使用，使得该基于跳汰床层理论分离炉渣与金属的设备能够将混合残渣倒入注料箱的内部，同时启动伺服电机，伺服电机通过其输出轴带动转轮旋转，继而通过转轮和传动带的传动带动连接轴转动，从而使得连接轴外部的碾压辊滚动，对位于碾压辊之间的混合残渣进行碾压，将残渣粉碎，便于后续对金属和炉渣进行分离。

摘要： 本发明公开了一种基于视网膜大脑皮层理论的深度学习低光照图像增强方法，其步骤包括：通过一个分解网络将待提亮低光照图片分解成本质和光照，在本质上进行噪声去除，将光照和本质输入一个提亮网络得到提亮后的光照，将提亮后的光照和去除噪声后的本质相乘得到最后的正常光照图片。本发明能够端对端地学习提亮低光照图像，通过机器学习方法能够取得更为精确的光照本质分解和更自然适用范围更广的提亮结果。

摘要： 一种基于自动铺丝技术的铺层理论厚度测算方法，包括以下步骤：提取待成型零件的贴模面，并将贴模面用点云表示；根据铺丝程序的理论轨迹，在第一铺层上提取每条丝束的中心线，并依次在后续铺层上提取所有中心线；对于任一铺层，求取点云任一点与铺层上任一中心线的垂线，垂线长度；根据计算得到的点与中心线之间的距离，判定点是否落在预浸料覆盖区域，依次对点云每个点进行判定，筛选出落在预浸料覆盖区域的点，去除落在预浸料覆盖区域外的点，新的点云用来表达本铺层的理论厚度；对全部铺层进行分析，将表示每层理论厚度的点云进行叠加，对重复点计数，根据计数结果进行着色，计数大小对应不同色谱来表达最终全铺层理论厚度。