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[发明专利]一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法-CN202111499992.3有效
发明人：廉旭刚;张雅飞;刘晓宇;高玉荣;胡海峰;蔡音飞 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-12-09 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01C5/00 文献下载
摘要：本发明涉及开采沉陷监测技术领域，尤其涉及一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法，将开采沉陷区的无人机监测结果与DInSAR差分沉降结果进行融合，根据本发明所提出的数据筛选方法，对DInSAR和无人机监测数据进行筛选，使得筛选后的DInSAR监测值用以边缘监测，筛选后的无人机监测值用以沉陷中心主沉陷值。既利用了无人机数据在沉陷区中心的高精度，又保留了DInSAR差分结果在边缘监测的优越性，弥补了DInSAR手段在大梯度变形的失相干的缺点以及无人机技术在边缘微小变形监测方面的不足。将两种数据优势进行互补，实现采动沉陷区的高精度监测。
一种联合无人机 dinsar 技术开采沉陷监测方法

[发明专利]煤层倾向为标准方向的锐角优化垂线法保护煤柱留设方法-CN202310065427.9在审
发明人： 蔡音飞;刘健松;廉旭刚;胡海峰 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明提供一种煤层倾向为标准方向的锐角优化垂线法保护煤柱留设方法，包括：确定保护对象的松散层保护范围；将所述松散层保护范围外扩，形成初始保护煤柱范围；对所述初始保护煤柱范围的角点为锐角处的煤柱进行优化缩减，得到优化缩减后的保护煤柱范围。本发明以煤层倾向方向为标准方向代替传统垂线法中的走向方向，使垂线计算公式选择时无需人工判断，规避现有以煤层走向为标准方向进行煤柱设计时的方向不确定性、夹角的多值性，并对保护煤柱范围拐点为锐角处的煤柱进行优化缩减，节约资源。
煤层倾向标准方向锐角优化垂线保护煤柱留设方法

[发明专利]基于激光雷达检测的复杂林分生物量估测系统及方法-CN202310045679.5在审
发明人：廉旭刚;张海浪;肖武;张雅飞;刘晓宇;高玉荣;胡海峰;蔡音飞 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-01-30 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明提供一种基于激光雷达检测的复杂林分生物量估测系统及方法，属于复杂林分生物量估测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于激光雷达检测的复杂林分生物量估测方法及估测系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：控制搭载有多光谱传感器和坐标定位模块的无人机，基于差分定位原则采集待测区域内的影像数据；将影像数据上获取到训练样本和验证样本，采用转换离散度算法进行评价，对波谱角分类结果和验证样本采用Kappa系数分析算法进行评估，将获得白皮松的波谱存入波谱库存储，通过多光谱分类数据与LIDAR点云数据相结合，将LIADR点云数据按照各树种筛选出来并进行各树种单木生物量计算；本发明应用于复杂林分生物量估测。
基于激光雷达检测复杂林分生物量估测系统方法

[发明专利]基于热红外遥感数据的土壤含水率实时监测系统及方法-CN202310062312.4在审
发明人：廉旭刚;高玉荣;蔡音飞;胡海峰;常江;张海浪;肖武 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-01-13 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01N25/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于热红外遥感数据的土壤含水率实时监测系统及方法，属于土壤含水率监测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于热红外遥感数据的土壤含水率实时监测方法及监测系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：控制搭载有热红外遥感模块的无人机，全天候不间断采集待测区域地表热红外辐射图像数据；根据采集到的热红外辐射图像确定热红外辐射灰度值，采用普朗克黑体算法计算通道黑体辐射数值，基于回归多项式反函数计算得到待测区域地表裸土的亮度温度数值；实地采集待测区域离散土壤含水率数据，采集时间与无人机采集的热红外数据同步，并将采集数据分为实验数据集和验证数据集；本发明应用于土壤含水率监测。
基于红外遥感数据土壤含水率实时监测系统方法

[发明专利]采动覆岩水力割缝与离层注浆结合的地表沉陷控制方法-CN201811395238.3有效
发明人：廉旭刚;蔡音飞;胡海峰;戴华阳 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-11-22 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明涉及采矿领域，特别涉及矿井的地表沉陷控制领域。采动覆岩水力割缝与离层注浆结合的地表沉陷控制方法，根据钻孔柱状图确定厚岩层的位置和厚岩层的单向抗压强度；在矿井工作面的巷道顶板上方进行水力割缝，水力割缝钻孔在空间上垂直于巷道，水力割缝钻孔与巷道在采空区侧的夹角为αg，水力割缝钻孔从巷道顶板到厚岩层下方在竖直方向的高度为Hg，根据厚岩层的单向抗压强度确定αg，当单向抗压强度大于等于35 MPa小于50 MPa时，αg=70°，当单向抗压强度大于等于50 MPa小于65 MPa时，αg=80°，当单向抗压强度大于等于65 MPa时，αg=90°；在地表处于矿井工作面的巷道的中心位置采用钻孔向厚硬岩层下方的离层空间注浆。
采动覆岩水力离层注浆结合地表沉陷控制方法

[发明专利]一种煤炭超大工作面地下开采减损关键参数的确定方法-CN201910909262.2在审
发明人：李全生;肖武;蔡音飞;张文凯;吕雪娇;李素萃 -专利权人：北京低碳清洁能源研究院;中国矿业大学(北京);太原理工大学
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2020-01-10 - 主分类号： G06Q50/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种煤炭超大工作面地下开采减损关键参数的确定方法，首先根据地下煤炭赋存条件及地质采矿条件，选定用于地下工作面开采关键参数，并以此构建用于正交模拟试验的正交表；然后采用Flac3D软件建立地下工作面开采模型并确定模型边界条件与模型形态；其后根据构建的正交表中各因素与各水平组合，在建立的模型中进行迭代运算与数值模拟，得到各因素与各水平组合条件下的开采沉陷模拟结果；最后采用统计分析方法，确定影响沉陷值和地表破坏程度的显著性开采因素，以确定在不同地质条件下的减损开采的工作面最优参数。本发明基于正交试验减少了模拟次数，基于方差分析能够快速有效的优选地面减损的地下工作面开采参数，方法简单易实施。
工作面开采正交关键参数水平组合构建地下地质采矿条件地下开采地下煤炭地质条件迭代运算方差分析模拟结果模拟试验模型边界模型形态数值模拟统计分析正交试验最优参数显著性优选地表煤炭

[发明专利]一种使用偏态影响函数预测山区采煤沉陷的方法-CN201910166216.8在审
发明人： 蔡音飞;李晓静;廉旭刚;樊斌 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2019-03-06 - 公布日： 2019-07-09 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明涉及煤矿开采领域，提出了一种使用偏态影响函数预测山区采煤沉陷的方法，包括以下步骤：S1、设置20~50个仅地形变化的数值模型；S2、在模型上模拟单元开采，计算地表沉陷值，含下沉和水平移动；选择偏态分布的概率密度函数作为下沉的影响函数，对其进行局部求导作为水平移动的影响函数，用最小二乘法将2个影响函数和模拟的沉陷值进行拟合，得到对应各个数值模型的影响函数参数值；S3、用最小二乘法拟合得到影响函数的各个参数关于地表倾角ag、覆岩层平均厚度H的表达式；S4、计算山区地形条件下单元开采和全采区开采的沉陷值。本发明使用2个偏态影响函数表征单元开采的地表下沉和水平移动进行山区沉陷预测，计算结果比经典方法更加准确。
影响函数下沉数值模型采煤预测山区煤矿开采地表最小二乘法拟合概率密度函数最小二乘法表征单元地表沉陷地形变化模拟单元偏态分布山区地形覆岩层下单元采区拟合求导

[发明专利]一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法-CN201811395236.4在审
发明人：廉旭刚;蔡音飞;胡海峰;戴华阳 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2018-11-22 - 公布日： 2019-04-09 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明涉及采矿领域，特别涉及采矿对地表影响领域。一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法，在煤层工作面巷道顶部上方进行水力割缝，水力割缝钻孔从空间上垂直于巷道，水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角为α_g，水力割缝钻孔从底面到巷道顶部的垂直距离为H_g；根据矿井地质报告中该区域岩层的钻孔柱状图，确定厚硬岩层的位置，从而确定水力割缝钻孔垂直高度的Hg；根据影响的距离即巷道与水力割缝钻孔交点到目标点的水平距离和地表影响等级确定水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角α_g=arccot（D/Hg）。本发明通过进行水力割缝从而确定影响区的影响等级和影响范围，可以实现对矿井地表的影响控制。
水力割缝钻孔岩层地表采动覆岩地表移动分布控制巷道顶部煤柱巷道垂直矿井煤层工作面钻孔柱状图采矿领域垂直距离等级确定地质报告水平距离夹角为目标点影响区硬岩层底面采矿

[发明专利]厚松散层条件下采动岩土体平衡结构分类方法-CN201710262818.4有效
发明人：戴华阳;廉旭刚;蔡音飞;阎跃观;闫伟涛 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2017-04-20 - 公布日： 2019-03-12 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明公开一种厚松散层条件下采动岩土体平衡结构分类方法具体步骤如下：(1)对开采地区进行地质调查；(2)确定开采地区的开采因素；(3)确定上覆岩土层采动平衡拱形结构的主岩拱临界拱高h₀和副岩拱临界拱高h'₀；(4)根据主岩拱临界拱高h₀和副岩拱临界拱高h'₀与基岩厚度、松散层厚度的比较及含水强弱情况，判断岩土拱的形成或破断状况；(5)根据岩土拱的形成或破断状态，确定上覆岩土层采动平衡拱形结构的类别，确定不同开采状态上覆岩土层的采动平衡拱形结构模型。本发明融合了基于横向开采充分性的地表移动评价与从竖向岩层移动“三带”评价的两种模式，构建了厚松散层条件下岩土体开采沉陷新的评价体系。
松散条件下岩土平衡结构分类方法

[发明专利]一种固定于侧壁并可整平的测量棱镜基座-CN201710331830.6在审
发明人：廉旭刚;胡海峰;蔡音飞;王龙飞;刘童谣 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-05-12 - 公布日： 2017-10-03 - 主分类号： G01B11/16 文献下载
摘要：本发明属于水利、岩土、交通和土木工程在变形监测中广泛使用到的棱镜相关设备领域，具体是一种固定于侧壁并可整平的测量棱镜基座，包括部分为实心结构、部分为空心结构的第一连接部，开设于第一连接部的实心结构内且将空心结构与外界相连通的固定螺丝孔，插置于第一连接部的空心结构空腔内的第二连接部，与第一连接部相对的贯穿开设于第二连接部内且通过螺栓将第一连接部和第二连接部紧固配合的紧固螺丝孔。本发明所述的一种固定于侧壁并可整平的测量棱镜基座，配置有水准气泡，可以进行整平。而且整平过程是通过装置绕螺丝钉的旋转完成，比较方便快捷。本装置的安装、拆卸、更换和二次安装都很方便简捷。
一种固定侧壁可整平测量棱镜基座

[发明专利]一种煤层开采相似材料模型实验装置-CN201710271193.8在审
发明人：廉旭刚;蔡音飞;胡海峰;刘童谣;王龙飞 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2017-04-24 - 公布日： 2017-08-25 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明涉及煤层相似材料模拟实验领域，具体是一种煤层开采相似材料模拟实验装置，包括长条形的底板，垂直且并排固定于底板两端的两块挡板，并排均布开设于底板上的若干螺孔，由下至上螺纹配合于螺孔内的螺杆，向上伸出螺孔的螺杆顶端与轴承内圆固定连接，轴承外圆顶端固定有模拟顶板。本发明所述的装置可以通过调节螺杆控制模拟顶板的高度，以达到传统方法采煤厚度的效果，极大的减少了手工开挖的工作量，且提高了开采的精度及效率。通过控制模拟煤层顶板等分成若干个模拟顶板可控制开采距离，开采方向，开采速度。用模拟顶板代替模拟煤层在一定程度上减少了资源的浪费。通过同时调节相邻模拟顶板的高度，可以模拟正负曲率对岩层及地表的影响。
一种煤层开采相似材料模型实验装置

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