密度的确定

密度的确定（共7篇）

密度的确定 篇1

最适密度不是一个常数, 而是一个随经营目的、培育树种、立地条件、培育技术和培育时期等因素变化而变化的数量范围。为了确定林分密度, 就要弄清林分密度与这些因素之间的关系。由于初始密度 (人工林为造林密度) 是形成林分各个时期密度的基础, 本文主要是讲述初始密度的确定原则。

1 林分密度和经营目的的关系

经营目的首先反应在林种上。林种不同, 在培育过程中所需的群体结构不同, 林分密度也不同, 在确定林分密度时一定要确立结构与功能统一的指导思想。如营造用材林需要林分形成有利于主干生长的群体结构, 要按培育的目的材种确定最适宜的造林密度。一般培育大径材 (锯材、枕木、胶合板材等) 的造林密度宜小一些, 以使林木个体有较大的营养空间, 或初期适当密植以充分利用生长空间, 后期进行强度疏伐以促进直径迅速生长。培育中小径材〈矿柱、杆材、造纸材等) 可适当密一些, 以追求更大的材积生长量。对整个用材林如有较高的速生 (轮伐期短) 培育要求时, 造林密度都应小一些, 以促进直径生长, 但要以能充分利用生长空间为底限。

培育防护林更应根据林种类型的不同要求确定林分密度。水土保持林要求林分迅速覆盖林地, 原来一般认为采用较大造林密度使林分迅速郁闭为好, 但近来科研人员研究发现在水分不稳定的地区充分利用造林地上的天然植被资源, 适当降低水土保持林乔木层的造林密度, 有利于林地迅速形成乔一灌一草的林分结构, 更好发挥其水土保持效益;防风固沙林以控制就地起沙为原则, 理论上希望密一些, 实际上常受到沙地严酷的立地条件限制。但如选择合适的树冠较大的灌木树种, 即使造林密度较小, 也能迅速覆盖林地;农田防护林要使密度和配置与所需透光系数相适应。

营造经济林的密度, 要有利于主要利用部位或器官的生产。大多数以产果为主要目的的经济林, 要求全部树冠充分见光, 并且原则上在培育过程中不疏伐, 因此造林密度一般是比较小的。营造以利用生物量为主要目的的薪炭林和超短轮伐期纸浆林, 一般都采用密植, 争取早期充分利用空间, 但应以在收获期不因过密而压抑群体产量为限。

2 林分密度与造林树种的关系

林分密度的大小与树种喜光性、速生性、树冠特征、根系特征、干形和分枝特点等一系列生物学特性有关。一般喜光而速生的树种宜稀, 如杨树、落叶松等;耐荫而初期生长较慢的宜密, 如云杉、侧柏等;干形通直而自然整枝良好的宜稀, 如杉木、檫树等;干形易弯曲而且自然整枝不良的宜密, 如马尾松、部分栎类树种;树冠宽阔而且根系庞大的宜稀, 如毛白杨、团花等;树冠狭窄而且根系紧凑的宜密, 如箭杆杨、冲天柏等。具体确定造林密度时, 还应根据其他条件选用其上限、下限或某个中档密度。

3 林分密度与立地条件的关系

这个关系比较复杂。传统的营林地区大多为湿润地区, 林分培育过程中树木对光的竞争起主导作用, 这是形成传统林学中密度调控理论的基础。现代林业越来越多地涉及到干旱和半干旱地区 (含干旱的亚湿润区) , 我国的情况也如此。而在这类地区, 水分竞争在林分培育过程中起主导作用, 考虑密度问题要与平衡相协调, 从而得出了与传统林学原理不尽相同的原则和尺度。在较为湿润地区, 从单位面积上能够容纳一定径阶 (不计年龄) 的林木株数多少来看, 立地条件好的地方能容纳多些, 立地条件差的地方则少。但从经营要求来看, 则经常恰恰相反, 立地条件好而宜于培育大径阶材的宜稀, 立地条件差而只能育中小径阶材的宜稍密。立地条件好的地方林木生长快, 郁闭分化也早, 这是需要适当稀植的另一重要原因。立地条件差的地方往往需要早期适当密植, 以求得及时郁闭, 但随后就要通过疏伐, 使林分保持长成一定材种的适当密度。但在干旱半干旱地区 (如我国黄土高原的大部分地区) , 降水相对不足但潜在蒸散量却极大, 往往密度过大会超越水分环境的承载力 (或水分环境容量〉, 破坏林木蒸腾耗水与环境供水能力之间的水量平衡。在这种情况下传统的以要求林分及时郁闭为基本特征的密度理论就不适合了, 确定林分密度。

4 林分密度与培育技术措施的关系

就培育技术的总体而言, 培育技术越细致, 越集约, 林木就越速生, 就越没必要密植。20世纪50年代末期有些地方在高度集约栽培的条件下, 还企图利用高密度以获得用材的特高产量, 其结果是以失败而告终。这是忽略了光因子的限制作用和密度作用规律的结果, 应当引以为戒。就培育技术中各项措施而言, 也是这样。整地越细致, 供水供肥越充足, 苗木规格越大, 质量越高, 抚育管理越加强, 就越要求相对的稀植。林农间作结合幼林抚育的育林方法, 也要求初植密度适当减小。在农田中植树的混农林业, 造林密度当然就更小了。但所有上述内容都需和经营目的结合起来考虑, 如采用超短轮伐期培育小径阶纤维用材林和能源林, 虽采用的是高度集约栽培措施, 还是要用高密度的。

5 林分密度与经济因素的关系

密度适当与否还需要用经济效益来衡量, 尤其对商品林更应如此。对商品林来说, 育林成本及最终的产品成本由四部分组成:即造林投资 (包括林地清理、整地、种苗费、栽植费等) 、经营费用 (包括幼林抚育费、成林抚育费、森林保险费等) 、采伐成本 (包括间伐成本、主伐成本等) 和税费;育林收入则包括主伐收入、间伐收入及非木材收入等方面。选择合理密度时应根据以上各个方面计算投入产出比, 选择投入产出比最合理的造林密度。这需要投资者根据现代技术经济分析的原理, 对一个轮伐期内采用动态分析的方法预测各种造林密度林分未来的经济效益。如小径材有销路, 也有实施早期间伐的交通、劳力及机械条件, 经济上也合算, 那么就可采用较大的造林密度;如小径材间伐无利或条件不能满足, 则密度应小些。如果是农林结合、立体经营, 则造林密度的大小还必须以林产品和农产品的综合效益最大作为权衡的标准。

把上面五个方面综合起来, 确定造林密度总原则应是:一定树种在一定的立地条件和栽培条件下, 根据经营目的, 能取得最大经济效益、生态效益和社会效益的造林密度, 即为应采用的合理造林密度, 这个密度应当在由生物学和生态学规律所控制的合理密度范围之内, 而其具体取值又应当以能取得最大效益来测算。

摘要：最适密度不是一个常数, 而是一个随经营目的、培育树种、立地条件、培育技术和培育时期等因素变化而变化的数量范围。为了确定林分密度, 就要弄清林分密度与这些因素之间的关系。由于初始密度 (人工林为造林密度) 是形成林分各个时期密度的基础, 在此主要讲述初始密度的确定原则。

关键词：确定,林分密度,原则

杨树造林密度的确定原则及应用 篇2

1 造林密度确定的原则

1.1 根据经济目的确定造林密度

防护林、以培育中小径级为目标的用材林、矮化密植的经济林造林密度可大一些, 培育大径材不进行间伐的用材林、某些经济林密度可适当小一些。

1.2 根据树种特性确定造林密度

一是由生长速度决定密度。前期生长快、持续速生期短的树种, 造林密度宜稀;对于前期生长缓慢、寿命长、持续生长期长的树种, 可密植。二是由喜光性决定密度。一般阳性树种喜光, 枝叶开阔, 要求稀植;而阴性树种不喜太强的光照条件, 密度可大些。三是由是自然整枝和直干性决定密度。自然整枝好、直干性强的树种应稀植。四是由冠幅决定密度。宽冠的树种, 造林密度宜稀, 树冠窄的造林密度宜大。

1.3 根据立地条件确定造林密度

立地条件好, 林木生长速度快, 郁蔽早, 造林密度宜稀;立地条件差, 树木生长慢, 郁蔽迟, 宜密植。沙土、砂壤土适合树木生长, 可充分发挥其生长特性, 而低洼黏土壤则差些, 一般在造林地土壤肥沃湿润、有利于树木生长的条件下, 可适当稀植。相反, 在埝坡和土质瘠薄的地方应适当密植。在水土流失和杂草繁茂的地方, 为提早郁蔽以抑制杂草生长, 亦可适当密植[1]。

1.4 根据配置方式确定造林密度

单行、双行植树, 受边缘效应影响, 每株树木都可以享受到充足的阳光, 可以适当密植。3行及3行以上植树, 树木之间竞争激烈, 如果密度过大, 边缘以内的树木受光不足, 生长不良, 同时由于竞争的关系也影响到边缘树木的生长, 因此要适当稀植。

2 杨树的生长特性与造林密度的关系

杨树是喜光树种, 具有较强的趋光性, 林分密度决定杨树的光照条件。常见到公路、沟渠两侧倾斜坡上长杨树, 就是其趋光性所致。杨树的顶端优势明显, 树干直立, 是由于顶端的分生组织活动力强, 抑制侧枝生长的缘故, 常见的多头树则是主干受损后侧枝竞争生长的结果。密度一般对树高的影响不大, 但对林分平均胸径和平均单株材积的影响十分明显。单位面积蓄积量受单位面积株数、平均单株材积和年龄因素的共同制约, 且随着年龄的增大, 密度的作用更加明显[2]。

3 一般造林模式与造林密度在杨树造林中的应用

3.1 短伐期经营模式

短伐期经营是为生产传统大小的木材而设计的, 一般不进行间伐。主要培育锯材、建筑材、胶合板材、人造板材用大径材, 一般来说采用6 m×6 m、7 m×7 m、8 m×8 m的株行距;农田林网、四旁树等单行栽植, 株距应在4 m以上, 公路防护林带双行栽植株行距可设置3 m×6 m“品”字型栽植。一般成片造林采用5 m×6 m、6 m×6 m, 速生丰产林采用6 m×7 m、7 m×7 m、8 m×8 m株行距。林粮间作株行距可以采用4 m×10 m、5 m×10 m、6 m×10 m。更新主要采用重新造林的方式, 很少用萌芽更新的方式, 这种经营模式的林分年蓄积生长量在18~30 m3/hm2, 胶合板材出材率约为50%, 效益成本比为3.5~9.0[3]。

3.2 中短伐期模式

主要培育纤维板、纸浆用材, 以及其他的非传统利用方式如能源林、提炼蛋白质、替代石油化学产品、制作饲料等, 一般造林密度在1 000~4 000株/hm2, 轮伐期为4~8年。生物量通常在种植后5年左右收获, 可采用植苗造林或扦插造林。林分收获后采用萌芽更新, 萌芽更新林分一般也在5年左右收获, 可连续收获3~5次[4]。林分的年生物产量多在10~15 t/hm2。

3.3 超短伐期经营模式

超短轮伐期经营是指高密度、集约经营、轮伐期1~3用吊车吊装, 要在扎吊带的地方做夹板, 保护树皮不受损伤。二是如果是长途运输, 裸根苗要进行根部蘸泥浆处理, 再用湿草包裹。大树在车上运输时, 树冠向车尾倾斜放置, 在树与车帮接触处, 用柔软材料衬垫, 防止树皮被磨伤。长途运输还应该保护好叶片, 盖蓬布, 避免热风吹, 导致叶片大面积干枯缩水;另外, 有必要事先喷抑制蒸发剂, 挂吊针注射液。三是尽量缩短运输过程, 减少不必要的水分及养分消耗, 运到后及时栽种, 提高成活率。四是注意保护土球, 装卸过程中要慎重, 切忌用力过猛导致土球破裂松散;运输过程中要固定好土球, 使之不要滚动。五是对于冠幅较大的树木, 应该妥善对主枝及小枝进行捆梆, 尽量减少断枝。六是一些树木如含笑、广玉兰、香樟等, 树皮很脆, 在运输过程中树极易破裂, 一定得十分小心。如树皮破裂, 可采取缠草绳或者薄膜、涂愈伤膜液等方法[4]。

5 移植穴准备

移栽穴地选择要综合考虑土壤类型、结构、含水量、地势及周边环境等因素。一是清除栽植穴内的杂物和建筑渣土。根据种植要求进行土壤回填, 土层的厚度:乔木要达90~150 cm, 灌木50~60 cm, 地被植物30~40 cm;土质状况不良的应进行土壤改良。二是加强排水。在施工中尤其是与土建交叉施工中, 一定要注意不要让水泥浆侵入栽植土中, 如果有这种情况一定要更换被污染的土壤。栽植地地下水位高, 有积水等现象, 而且栽植树木又不耐积水的情况下, 要及时处理, 可进行造坡, 加强排水措施。移植穴的深度决定了栽植的深度, 因此应该根据树木的土球深度、树种的耐积水程度以及现场的实际情况而定。种植穴的深度不合适, 易造成积水烂根或者根部呼吸受阻, 导致根的活力降低, 影响水分的吸收。一般种植穴的大小应该比树木土球大30~40 cm。移植穴的形状切忌挖成锅底形, 不然会造成根系不舒展, 引起植物的死亡。

6 定植前修剪

修剪量与修剪程度一定要根据实际情况确定, 不可乱剪, 也不可不考虑实际情况不作处理。树木在经过重剪后树形恢复很慢, 甚至不可能达到原来的水平。因此, 如没有必要, 可不进行重剪, 保留好主枝及二、三级分枝, 必要可以采用其他的方式比如疏叶等, 加强栽后养护管理水平, 尽量减少修剪量。对于单轴分枝的树种, 切忌修剪领导主枝。修剪后, 尤其是不得已情况下修剪树的一级主干后, 一定要做好伤口的消毒处理。在确定修剪量时要考虑:一是移植时间是否是适栽时间, 比如桂花在3—4月时栽种, 可以尽量减少修剪量, 采取疏叶等措施, 而不必进行重剪。二是树木的形式。是不是事先做过断根处理, 或者是移植苗;如是容器苗, 可以做到无伤害移植, 因此除了病虫枝、扰乱树形枝、徒长枝等稍作修剪外可不多做修剪;移植苗可以根据时间做少量的适当修剪;对在反季节施工的、且成活率不好的树木要重剪, 保留好骨干枝。三是树木本身的状况。一般长势好的少修, 根部状态差的多修等。四是栽植地的环境。如温度、光照等。五是树木的品种。常绿树、落叶树、乔木、花灌木等如要进行修剪的树木品种不同, 修剪的要求也不同。松柏类一般是不作修剪的。

7 树木定植

树木到场地后应尽早栽植, 最好是随到随栽。来不及栽种的苗, 也要及时假植好, 并作遮荫处理。在坑底先回填加有基肥的好土, 将树苗在坑中扶直, 回填好表层土并捣实, 再在树苗周围做好水堰。栽好后再根据需要对苗木进行精剪整形。胸径在8~10 cm以上的树木和竹类, 种植后应立即支撑固定, 以防倾倒, 同时固定根系有利于根系生长。栽植时要随时浇水, 一定要浇透, 但不能积水。

参考文献

[1]王鑫, 杨瑞, 马平辉.大树移栽技术要点[J].中国林业, 2009 (9) :59.

[2]阿曼别克.木沙.大树移栽及抚育管理技术[J].中国园艺文摘, 2009, 25 (5) :45.

[3]陈龙兴.浅谈大树移栽技术与养护[J].上海农业科技, 2007 (6) :95-96.

采煤工作面合理支护密度的确定 篇3

关键词：采煤工作面,支护原则,合理支护密度

回采工作面是地下移动着的工作空间。为了保证矿工的安全以及使采煤作业得以正常进行, 必须对回采面工作空间进行支护, 以保证采场有一个安全可靠的工作空间。采煤工作面支护密度的合理确定, 可保证回采工作面。

1 采煤工作面合理支护的原则

采煤工作面大面积的支护是以单根支柱支护, 顶板情况特殊处, 采用特殊的支护形式, 二者组成了一个支护整体, 控制住顶板, 形成一个采煤的作业空间。就单根支柱的支护来讲, 支护的质量有支柱的柱距、排距、排数、角度、初撑力、支柱的长度、应采用哪一种类别的支柱、选用的支护形式是否合理等, 如果有不合格, 则说明支护的质量没有达到要求, 也即是留下了安全隐患。支柱首先应排在一条直线上, 前提必须是工作面煤壁是直线, 工作面的各处承受的压力才均匀, 才形成压力集中点。

压力集中点的顶板的压力将比其它地段的压力增加数倍, 顶板就有可能失去控制而冒落。如果支柱的排数少于规定排数, 就降低了整个工作面支护的支撑力, 而出现切工作面的情况。如果采煤的推进度没有按照《作业规程》推进, 排距就会与推进度无法同步。造成排距过大或过小的情况。排距过大则增加了全部支柱的控顶面积, 每根支柱所承受的压力比规定的要大, 这样对支护是不利的;如果排距过小, 虽然每根支柱的承载力减小了, 又不利于职工操作。支柱的初撑力达不到要求, 相当于该支柱没有受力, 顶板会提前离层冒落。

支柱的长度不合适, 如果是太短则初撑力达不到质量要求, 成为无效支柱, 如果支柱过长支柱的角度则无法达到质量要求, 仍然成为无效支柱;当支柱不够长时, 有的工人简单地采用双帽的形式, 降低了支柱的稳定性, 遇软底应穿鞋。不然初撑力也达不到规定要求。支柱的柱距增大也会造成悬顶面积过大, 两支柱之间的顶板容易冒落, 也就是所说的“漏档”, 而柱距过小也是不利于工人作业。支柱的角度没有达到规定要求, 该支柱受压后就会产生一个分力, 承受的压力相对小很多, 而且受压后容易倒伏。

2 采煤工作面合理支护密度的确定

2.1 影响支护密度的因素

2.1.1 顶板压力大小是影响支护密度的首要因素。

2.1.2 支柱类型、性能、质量优劣等也是影响支护密度的因素。

2.1.3 工作面支护布置方式也是直接影响支护密度的因素。

2.1.4 生产管理水平高低, 操作是否合理, 工

作面推进快慢, 工作面的规章制度是否健全, 执行是否认真也是影响支护密度的因素。

2.2 工作面顶板压力计算支柱所承受的载

荷由下列三个部分组成:

2.2.1 直接顶的重量作用到支柱上的载荷Q1;

2.2.2 由于裂隙影响, 而使老顶不能形成平

衡拱那部分岩石重量及老顶周期压力影响, 通过直接作用到支柱上的载荷Q2;

2.2.3 由于支柱性能改变及操作质量影响使支柱所承受的附加载荷Q3。

由于矿井煤层顶板多为Ⅰ、Ⅱ类顶板, 因此, 以Ⅰ、Ⅱ类顶板特点为依据, 通过煤层采高计算直接顶垮落高度和岩石重量, 并用系统数考虑老顶和支护质量的影响。对顶板压力做以计算。

2.3 单体液压支柱的选型与实际工作阻力的计算

2.3.1 支柱选择的依据:

不同型号的支柱工作阻力, 支护密度的大小也不同, 因此, 在确定支护密度之前, 要对支柱进行选型, 以确定支柱的额定工作阻力。为此, 以计算支柱的最大与最小高度, 做为支柱选型的依据。

2.3.2 单体液压支柱最大, 最小高度的选型。

HD=MD-h-h1Hx=Mx-hp-h-h2。式中MD、Hx-支柱的最大、最小高度;mm;MD、Mx-煤层最大、最小高度;mm;h-铰接顶梁高度, 一般为95.5mm;hl-支柱工作阻值由零增加到工作阻力时支柱压缩量一般为10mm;hp-工作面顶板最大下沉量平均值, mm;h2-活柱的最小安全回柱高度, 一般采高大于1.2m支柱取50 mm, 采高小于1.2m支柱取30m。若无观测资料, 工作面顶板最大下沉量平均值却可按下式计算, hp=nx Mpx R式中与岩体整体力学性质有关的系数, 可取0.04-0.05;Mp-煤层平均采高;R-工作面最大的控顶距。

2.3.3 单体液压支柱实际工作阻力的计算。

在工作面上由于单体液压受支柱完好情况、支柱支护质量、控顶距变化、支柱在工作面中所处的位置及支柱增阻特性等不同因素的影响, 其实际可能达到的工作阻力变化是很大的。因此, 不能用说明书上的工作阻力直接进行支护密度的计算, 必须用支柱实际可能达到的阻力计算支护的密度。即Ps=K1x K2x Pe式中P-支柱在工作面中实际可能达到的工作阻力, K1-支柱承载不均衡系数;K2-支柱增阻特性系数, 为支柱在工作面中平均承载阻力与最终承载阻力之比值 (因单体液压支柱为恒阻支柱, 故K2为1) ;P-选用支柱额定工作阻力。

2.4 支柱支护密度的确定

2.4.1 支护密度的选择计算。

由于支柱实际可能达到的工作阻力Ps和顶板压力Pj已经确定, 因此, 可用下式计算工作面的支护密度, Ni=P s式中Ni一顶板支护密度, 根, 立方米;Pj一顶板单位面积上的压力;Ps-支实际可能达到的工作阻力。

2.4.2 实际支护密谋的计算和验算。

式中计算的支护密度Ni为顶板压力和支柱实际工作阻力确定的, 可称之为工作面最小的压力时, 所必须达到的支护密度。而工作面实际支护密度还要受场支架布置方式之影响。受下料、行人、机道宽度、通风断面等条件的限制, 因此, 必须通过对采场支架布置图的支护密度进行计算, 才能验算其是与Ni值相符合与否。

2.4.3 讨论:

当Ns

当出现上述情况, 要对工作面的支护规格进行调整。调整到合理支护密度。为此式中的Ni, 用Ns代替得下式Ni=n/L (s (n-1) +a, 一般情况下, 工作面的支柱排数n是根据工作面的必要工作空间和通风断面要求确定的。机组截深s是由顶板状况、机组功率大小、机组滚筒宽度, 配套的顶梁长度决定的。

机道宽度a一般可定为1.2m, 因此, n、s、a为已确定的已知道, 这样只要调整柱距L, 就可以达到调整N的目的。故转换成下式L=n/Ni[s× (n-1) +s]分别将n, Ni, s, a已知值代人式中就可以计算出Ni应的I值。则按L、n、s、a各值设计采场支护布置。其支护密度Ns和用顶板压力H, 支柱实际工作阻力Ps算出的支护Ni, 必定是相等和十分相近的。

因此该支护密度是合理的。

结语:合理确定回采工作面的支护密度, 是促进回采工作面持续高产、稳产, 并获得良好的经济效益, 提高资源回采率, 保障矿工生命安全的重要手段, 具有十分重要的意义。

参考文献

[1]潘文来.浅谈高档工作面合理的支护密度[J].煤炭技术, 2004 (11) .

[2]彭节, 徐志远.小煤矿采煤工作面合理支护密度的计算[J].中国科技信息, 2006 (3) .

密度的确定 篇4

关键词：杨树,造林密度,确定原则,实际应用

造林密度, 是指单位面积的林地上造林的株数。造林密度太小, 林分长期不郁蔽, 不能形成群体环境, 抵御外界不良环境能力差, 浪费土地, 效益低。太密了, 则造林成本高, 由于过早郁蔽, 幼树受光少, 树冠窄小, 生长细弱, 虽可间伐调整, 但即使进行抚育间伐, 也得不到相应的经济收入。造林密度, 是人工林集约栽培的重要因素。密度一旦确定, 在林分整个生长过程中都起作用, 对采伐年龄和产量影响很大。确定合理的密度, 必须考虑到树种的生物学特性, 以保证林木群体能最大限度地利用空间, 达到高产和预期培育的木材径级。同时, 要充分考虑到不同材种的价格和经济效益。研究表明, 在一定条件下林木单位面积蓄积量随着林分密度的增加而增加, 当密度达到某一值时达到最大, 其后随着密度的增加, 单位面积上蓄积量逐渐减小;林分密度越大, 林木直径的平均值越小, 单株材积也就越小。林木个体或群体生长与林分密度紧密相关的现象, 反映出林分密度对林分存在着一系列的制约作用, 称为密度效应规律。选择适宜的栽植密度是杨树集约栽培的重要环节之一, 它对林分的生长、培育及最终收获量都能产生重大影响。因此, 造林一定要控制适宜的密度, 现将造林密度的应用技术简介如下。

1 造林密度确定的原则

1.1 根据经济目的确定造林密度

防护林、以培育中小径级为目标的用材林、矮化密植的经济林造林密度可大一些, 培育大径材不进行间伐的用材林、某些经济林密度可适当小一些。

1.2 根据树种特性确定造林密度

一是由生长速度决定密度。前期生长快、持续速生期短的树种, 造林密度宜稀;对于前期生长缓慢、寿命长、持续生长期长的树种, 可密植。二是由喜光性决定密度。一般阳性树种喜光, 枝叶开阔, 要求稀植;而阴性树种不喜太强的光照条件, 密度可大些。三是由是自然整枝和直干性决定密度。自然整枝好、直干性强的树种应稀植。四是由冠幅决定密度。宽冠的树种, 造林密度宜稀, 树冠窄的造林密度宜大。

1.3 根据立地条件确定造林密度

立地条件好, 林木生长速度快, 郁蔽早, 造林密度宜稀;立地条件差, 树木生长慢, 郁蔽迟, 宜密植。沙土、砂壤土适合树木生长, 可充分发挥其生长特性, 而低洼黏土壤则差些, 一般在造林地土壤肥沃湿润、有利于树木生长的条件下, 可适当稀植。相反, 在埝坡和土质瘠薄的地方应适当密植。在水土流失和杂草繁茂的地方, 为提早郁蔽以抑制杂草生长, 亦可适当密植。

1.4 根据配置方式确定造林密度

单行、双行植树, 受边缘效应影响, 每株树木都可以享受到充足的阳光, 可以适当密植。3行及3行以上植树, 树木之间竞争激烈, 如果密度过大, 边缘以内的树木受光不足, 生长不良, 同时由于竞争的关系也影响到边缘树木的生长, 因此要适当稀植。

2 杨树的生长特性与造林密度的关系

杨树是喜光树种, 具有较强的趋光性, 林分密度决定杨树的光照条件。常见到公路、沟渠两侧倾斜坡上长杨树, 就是其趋光性所致。杨树的顶端优势明显, 树干直立, 是由于顶端的分生组织活动力强, 抑制侧枝生长的缘故, 常见的多头树则是主干受损后侧枝竞争生长的结果。密度一般对树高的影响不大, 但对林分平均胸径和平均单株材积的影响十分明显。单位面积蓄积量受单位面积株数、平均单株材积和年龄因素的共同制约, 且随着年龄的增大, 密度的作用更加明显。

3 一般造林模式与造林密度在杨树造林中的应用

3.1 短伐期经营模式

短伐期经营是为生产传统大小的木材而设计的, 一般不进行间伐。主要培育锯材、建筑材、胶合板材、人造板材用大径材, 一般来说采用6 m×6 m、7 m×7 m、8 m×8 m的株行距;农田林网、四旁树等单行栽植, 株距应在4 m以上, 公路防护林带双行栽植株行距可设置3 m×6 m“品”字型栽植。一般成片造林采用5 m×6 m、6 m×6 m, 速生丰产林采用6 m×7 m、7 m×7 m、8 m×8 m株行距。林粮间作株行距可以采用4 m×10 m、5 m×10 m、6 m×10 m。更新主要采用重新造林的方式, 很少用萌芽更新的方式, 这种经营模式的林分年蓄积生长量在18~30 m3/hm2, 胶合板材出材率约为50%, 效益成本比为3.5~9.0。

3.2 中短伐期模式

主要培育纤维板、纸浆用材, 以及其他的非传统利用方式如能源林、提炼蛋白质、替代石油化学产品、制作饲料等, 一般造林密度在1000~4000株/hm2, 轮伐期为4~8年。生物量通常在种植后5年左右收获, 可采用植苗造林或扦插造林。林分收获后采用萌芽更新, 萌芽更新林分一般也在5年左右收获, 可连续收获3~5次。林分的年生物产量多在10~15t/hm2。

3.3 超短伐期经营模式

超短轮伐期经营是指高密度、集约经营、轮伐期1~3年, 并采用扦插造林和萌芽更新经营林分。造林密度一般在6667~35000株/hm2, 株行距为0.3 m×0.9 m、0.5 m×0.5 m、1.0 m×1.0 m、1.0 m×1.5 m。第1次产量收获是在造林后的2~3年。萌芽更新的林分 (萌芽林) , 也可在1~3年收获, 约可收获5次左右。

3.4 四旁植树经营模式

密度的确定 篇5

关键词：煤炭,检测方法,重复性限,再现性限

0 引 言

制定一个煤炭检测方法的标准, 其中重要的任务之一就是确定标准测量方法的精密度, 精密度是表征随机误差的大小, 通常用标准差表示。由于我国标准更新不及时, 以及对检测方法中的精密度重视程度不够等原因, 精密度的表达方式各不相同。检测方法的精密度必须合理及科学, 才能得到广泛应用。因此, 检测方法的精密度需采用国际通用的方法来确定。

1 煤炭检测方法精密度的表达

通过组织实验室间的协同试验, 用数理统计方法, 计算并确定标准测试方法的重复性限r和再现性限R的数值, 并确定重复性r和再现性R与质量分数m的函数关系, 简称方法精密度。精密度数值是测试方法的质量指标, 是评价、选择测试方法和制修订标准的依据。但是, 目前很多的煤炭检测方法的精密度并未采用规范的方式表达。在国家标准和行业标准中常见的有以下几种情况。

1.1 重复性限和再现性限

SN/T 2087-2008《煤中氯含量的测定高效液相色谱法》行业标准 , 是按照GB/T6379.2-2004标准确定其方法的精密度, 其重复性r和再现性R用重复性标准偏差和再现性标准偏差来表示。SN/T1599-2005《煤灰中主要成分的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》行业标准, 同样是按照GB/T6379.2-2004标准确定其方法精密度, 但它们是用重复性限和再现性限来表示方法的精密度, 重复性限和再现性限可根据公式 (1) 和 (2) 计算, 即

式中:sr———表示实验室内的重复性方差。

式中:sR———表示再现性方差, 为重复性方差和实验室间方差之和。

上述的精密度表达方式是科学、规范的, 并且符合GB/T6379.1-2004标准的要求。

1.2 重复性限和再现性性临界差

现行的《煤中全硫的测定方法》与《煤的发热量测定方法》等国家标准的精密度, 是用重复性限和再现性临界差表示。根据最新ISO3534标准对再现性临界差的定义 , 它并没指明两个测试结果的最终值的绝对差概率为95%, 而检测方法的精密度概率都定义在95%。所以, 用再现性临界差描述方法的精密度是不合适的。

1.3 实验室允许误差

现行的国家标准《煤中氯的测定方法》的方法精密度, 是用同一试验室允许差和不同试验室的允许差来表示。利用试验室允许差来衡量方法的精密度, 存在着一定的滞后性, 采用绝对误差在一定程度上又影响了试验的可操作性, 同样也无法保证分析结果的合理性和科学性[3]。

1.4 两次重复试验结果

MT/T 925-2004《工业型煤落下强度测定方法》行业标准 , 是以两次重复试验结果的差值表示该方法的精密度。SN/T 2087.2-2011《煤中氯的测定第2部分: 氧弹燃烧-自动电位滴定法》与MT/T 924-2004《工业型煤热稳定性测定方法》等行业标准 , 则是以两次重复测定结果的绝对差值不大于其算术平均值的10%来表示方法的精密度。这些表示方法都没有确切的指明概率 (置信水平) 是95%, 没能按照国际通用的方法来确定方法的精密度, 同样是不合适的。

2 检测方法精密度的确定

确定检测方法的精密度需严格按照GB/T 6379.2-2004的要求。一般, 需要邀请8~15家实验室依据起草单位提供的检测方法, 对不同水平的分析样品由一名操作员进行测定, 且每个样品的重复分析次数在2次以上。并对所获得的各个实验室数据进行整理、列表。从技术上检查是否有明显不规则测量数据及错误数据, 必要时与相关实验室确认。按照公式 (3) 和 (4) 计算各实验室单元平均值和单元内标准差 (sii) , 即

式中:nij—是第i个实验室在水平j这个单元的测试结果数;

yijk—是该单元第k个测试结果 (k=1, 2, …, nij) 。

然后, 对测试结果的一致性进行检查, 并用曼德尔的h-k图, 检查是否存在精密度或准确度极端异常的实验室。再对各实验室分析数据进行异常数据检验, 用格拉布斯 (Grubbs) 法检验各单元内的异常值;用柯克伦 (Cochran) 检验方法检验在同一水平下单元方差是否存在异常;用格拉布斯法或狄克逊 (Dixon) 法检验同一水平下单元均值是否存在异常。通过, 对异常数据检验, 在剔除异常数据后, 根据公式 (5) 对于水平j, 计算总平均值

式中:p———给定水平下的实验室数。

最后, 可根据公式 (1) 和 (2) 计算出各水平的重复性限r和再现性限R。

如果能够确定精密度与测量值m之间有函数关系, 可进行线性迭代回归和对数回归, 得到分析方法中测量值m对重复性限r和再现性限R的线性回归方程和对数回归方程, 并最终确定检测方法的精密度表达公式。如果不存在精密度与测量值m之间有函数关系, 可对每种所考察的物料水平分别确定各自的精密度值[4]。

3 结论

很多不同的因素都能够引起测量方法的结果出现变异, 重复性和再现性是精密度的两个极端度量情况:重复性描述的是变异最小情况, 再现性描述的则是变异的最大情况。因此, 在制定煤炭检测方法时, 需要通过科学、规范的试验方法估计检测方法精密度的两个极端度量, 才能保证标准检测方法的精密度科学、合理。

通过协同试验室间试验获得的测量方法精密度的数值, 需要在假定精密度试验的设计和执行过程中, 已经遵循了GB/T 6379.1中给定的所有原则, 才能科学、实用、有效。

参考文献

[1]GB/T 6379.1-2004测量方法与结果的准确度 (正确度与精密度) 第1部分:总则与定义[S].

[2]GB/T 3358.2-2009.2统计学词汇及符号.第2部分:应用统计[S].

[3]樊鑫淼.水泥化学分析新方法的要点分析与研究[J].新世纪水泥报道, 2013, (5) :17-20.

密度的确定 篇6

1 聚类有效性分析与聚类个数估计

1.1 聚类有效性分析

现在常用的估计聚类个数的有效性评价方法大概有3种:有效性指标、检测稳定聚类结构的稳定性方法和系统演化方法。其中,有效性指标在实际中应用广泛,包括Silhouette指标、Davies-Bouldin指标、Calinski-Harabasz指标、加权的类间类内相似度比率和Homogeneity-Separation指标等。

1.1.1 平均Silhouette(Sil)指标。

设a(t)为聚类Cj中的样本t与类内所有其他样本的平均不相似度或距离,d(t,Ci)为样本t到另一个类Ci的所有样本的平均不相似度或距离,则b(t)=min{d(t,Ci)},i=1,2,……,k;i≠j[1]。Sil指标计算每个样本与同一聚类中样本的不相似度以及与其他聚类中样本的不相似度,其每个样本t的计算公式如下:

一般以一个数据集的所有样本的平均Sil值来评价聚类结果的质量,Sil指标越大,表示聚类质量越好,其最大值对应的类数作为最优的聚类个数。

1.1.2 Davies-Bouldin(DBI)指数。

DBI指数是基于样本的类内散度与各聚类中心间距的测度,进行类数估计时其最小值对应的类数作为最优的聚类个数。设DWi表示聚类Ci的所有样本到其聚类中心的平均距离,DCij表示聚类Ci和聚类Cj中心之间的距离,则DB指标如下:

1.1.3 Calinski-Harabasz(CH)指标。

CH指标(伪F统计量)是基于全部样本的类内离差矩阵与类间离差矩阵的测度,其最大值对应的类数作为最优的聚类个数,则CH指标如下:

其中,SSB和SSw分别表示类间离差矩阵和类内离差矩阵,k为聚类数目。类间离差矩阵SSB定义如下:

其中,mi,m分别表示第i个类的中心和类内平均,||mi-m||定义了向量之间的欧式距离。类内离差矩阵SSw的定义如下(也称为Hartigan指标):

其中,x,Ci分别表示数据点和第i个类。

从定义可以看出:好的聚类结果,是希望SSB越大越好和SSw越小越好。因此,CH(k)的值越大,选择的k值越接近最优。

1.2 聚类数目对有效性的影响

对于盲聚类分析,聚类数目和聚类初始中心对于结果的影响很明显,因为目前采用的聚类算法,类似于K-均值聚类,都对类数和初始聚类中心敏感。

不失一般性,对同一组数据集合,分别采用目标类数为3~5进行K-均值聚类,仿真的对比结果如图1所示。

为了对比不同聚类数目下的聚类结果的性能指标,对上述实验数据,分别采用2.1节中的指标进行评估,结果如图2所示。从图2可以看出,前3种指标显示,选择类数为4最接近最优的聚类目标。但是采用Hartigan指标,其结果不然。

上述实验中,不同的指标所侧重的测度是不一致的,从而适用的应用场景也是有区别的。另外,从相邻类数下指标的走势可以看出,K-均值算法对于类数敏感性显而易见。因此,在聚类之前,能够确定有效的聚类数目是非常必要和重要的。

2 基于局部密度估计的聚类个数确定

给定点集S,对于每一个样本点i,为其定义2个属性参量:局部密度ρi和距离高密度点集的距离δi。样本点i的局部目的ρi定义如下:

其中,dij为样本点i和样本点j之间的“距离”度量,并且满足三角不等式;dc是常数参数,定义为截止距离,其物理意义是控制样本点的影响最远距离。式(6)中函数R(x)的定义如式(7):

其中,ρi表示距离i的距离小于dc的样本点数量。i的参数δi计算如下:

其中,max(ρ)为点集S的最大局部密度。从式(8)可以看出,对于非最大局部密度样本点,δi定义为样本点i距离其他任意更高局部密度样本点的最小距离;而对于最大局部密度样本点,δi定义为其他点到此点的最大距离。

通过对点集S中的样本经行二维空间的处理,以ρi和δi两个指标对点集降维处理。其中,ρi用来限制点集在多维测度空间内的局部密度,而δi用来度量局部密度较大的多维点集在测度空间内的相对聚类。距离其他高局部密度较“远”的点,称为在决策图上的“孤点”。“孤点”的个数即是聚类的估计类数。在局部密度的估计中,截止距离dc的选择非常重要,其影响了局部密度测度空间的边界。对于dc的选择准则,还需要进一步的理论分析,但是多次实验证明,dc的选择需要保证局部密度的最小取值不小于点集总数的1%~2%。

3 实验结果与分析

对于2.2中所采样的同样的数据数据集合,使用2中介绍的基于局部密度估计的方法,计算点集中每个样本的ρi和δi两个指标,绘出决策图如图3所示。

从图3可以看出,在ρi和δi两个指标都很“突出”的区域有4个明显的“孤”点。所以,估计算法确定出的聚类数目为k=4。对于2.2节的结论,两者的结论是一致的。通过对多组数据的实验,该文所提出的算法估计出的聚类类数和Sil指标、DBI指标和CH指标的一致率分别是99.4%、99.1%和98.8%。

4 结论

从K-均值算法对于聚类个数和初始中心敏感的缺陷出发,基于聚类中心具有高密度且距高局部密度聚类中心具有较远距离的特点,提出一种基于局部密度估计的聚类个数的估计方法。经过仿真实验,验证了该算法具有良好的有效性和鲁棒性。

摘要：随着人工智能和数据挖掘技术的兴起,聚类分析已被广泛应用于通信、文本数据统计、生物信息学和图像处理中。对于非监督聚类分析,聚类的分类数目是决定聚类质量的关键因素。通常聚类个数事先无法确定,随即选择的初始聚类中心容易使聚类结果不稳定。针对此,基于聚类中心具有高局部密度且距高局部密度聚类中心距离较远的特点,提出一种基于局部密度估计的聚类个数的估计方法。经过仿真实验,验证了该算法具有良好的有效性和鲁棒性。

密度的确定 篇7

1 采煤工作面合理支护的原则

采煤工作面大面积的支护是以单根支柱支护, 顶板情况特殊处, 采用特殊的支护形式, 二者组成了一个支护整体, 控制住顶板, 形成一个采煤的作业空间。就单根支柱的支护来讲, 支护的质量有支柱的柱距、排距、排数、角度、初撑力、支柱的长度、应采用哪一种类别的支柱、选用的支护形式是否合理等, 如果有不合格, 则说明支护的质量没有达到要求, 也即是留下了安全隐患。支柱首先应排在一条直线上, 前提必须是工作面煤壁是直线, 工作面的各处承受的压力才均匀, 才形成压力集中点。压力集中点的顶板的压力将比其它地段的压力增加数倍, 顶板就有可能失去控制而冒落。如果支柱的排数少于规定排数, 就降低了整个工作面支护的支撑力, 而出现切工作面的情况。如果采煤的推进度没有按照《作业规程》推进, 排距就会与推进度无法同步。造成排距过大或过小的情况。排距过大则增加了全部支柱的控顶面积, 每根支柱所承受的压力比规定的要大, 这样对支护是不利的;如果排距过小, 虽然每根支柱的承载力减小了, 又不利于职工操作。支柱的初撑力达不到要求, 相当于该支柱没有受力, 顶板会提前离层冒落。支柱的长度不合适, 如果是太短则初撑力达不到质量要求, 成为无效支柱, 如果支柱过长, 支柱的角度则无法达到质量要求, 仍然成为无效支柱;当支柱不够长时, 有的工人简单地采用双帽的形式, 降低了支柱的稳定性, 遇软底应穿鞋。不然初撑力也达不到规定要求。支柱的柱距增大也会造成悬顶面积过大, 两支柱之间的顶板容易冒落, 也就是所说的“漏档”, 而柱距过小也是不利于工人作业。支柱的角度没有达到规定要求, 该支柱受压后就会产生一个分力, 承受的压力相对小很多, 而且受压后容易倒伏。

2 采煤工作面合理支护密度的确定

2.1 影响支护密度的因素

2.1.1 顶板压力大小是影响支护密度的首要因素。

2.1.2支柱类型、性能、质量优劣等也是影响支护密度的因素。2.1.3工作面支护布置方式也是直接影响支护密度的因素。2.1.4生产管理水平高低, 操作是否合理, 工作面推进快慢, 工作面的规章制度是否健全, 执行是否认真也是影响支护密度的因素。

2.2 工作面顶板压力计算支柱所承受的载荷由下列三个部分组成:

2.2.1 直接顶的重量作用到支柱上的载荷Q1;

2.2.2由于裂隙影响, 而使老顶不能形成平衡拱那部分岩石重量及老顶周期压力影响, 通过直接作用到支柱上的载荷Q2;2.2.3由于支柱性能改变及操作质量影响使支柱所承受的附加载荷Q3。由于矿田煤层顶板多为Ⅰ、Ⅱ类顶板, 因此, 以Ⅰ、Ⅱ类顶板特点为依据, 通过煤层采高计算直接顶垮落高度和岩石重量, 并用系统数考虑老顶和支护质量的影响。对顶板压力做以计算。

2.3 单体液压支柱的选型与实际工作阻力的计算

2.3.1 支柱选择的依据:

不同型号的支柱工作阻力, 支护密度的大小也不同, 因此, 在确定支护密度之前, 要对支柱进行选型, 以确定支柱的额定工作阻力。为此, 以计算支柱的最大与最小高度做为支柱选型的依据。2.3.2单体液压支柱最大, 最小高度的选型。HD=MD-h-h1Hx=Mx-hp-h-h2。式中MD、Hx-支柱的最大、最小高度;mm;MD、Mx-煤层最大、最小高度;mm;h-铰接顶梁高度, 一般为95.5mm;h1-支柱工作阻值由零增加到工作阻力时支柱压缩量一般为10mm;hp-工作面顶板最大下沉量平均值, mm;h2-活柱的最小安全回柱高度, 一般采高大于1.2m支柱取50 mm, 采高小于1.2m支柱取30m。若无观测资料, 工作面顶板最大下沉量平均值却可按下式计算, hp=nx Mpx R式中与岩体整体力学性质有关的系数, 可取0.04-0.05;Mp-煤层平均采高;R-工作面最大的控顶距。2.3.3单体液压支柱实际工作阻力的计算。在工作面上由于单体液压受支柱完好情况、支柱支护质量、控顶距变化、支柱在工作面中所处的位置及支柱增阻特性等不同因素的影响, 其实际可能达到的工作阻力变化是很大的。因此, 不能用说明书上的工作阻力直接进行支护密度的计算, 必须用支柱实际可能达到的阻力计算支护的密度。即Ps=K1x K2x Pe式中P-支柱在工作面中实际可能达到的工作阻力, K1-支柱承载不均衡系数;K2-支柱增阻特性系数, 为支柱在工作面中平均承载阻力与最终承载阻力之比值 (因单体液压支柱为恒阻支柱, 故K2为1) ;P-选用支柱额定工作阻力。

2.4 支柱支护密度的确定

2.4.1 支护密度的选择计算。

由于支柱实际可能达到的工作阻力Ps和顶板压力Pj已经确定, 因此, 可用下式计算工作面的支护密度, Ni=Ps式中Ni一顶板支护密度, 根, 立方米;Pj一顶板单位面积上的压力;Ps-支实际可能达到的工作阻力。2.4.2实际支护密谋的计算和验算。式中计算的支护密度Ni为顶板压力和支柱实际工作阻力确定的, 可称之为工作面最小的压力时, 所必须达到的支护密度。而工作面实际支护密度还要受场支架布置方式之影响。受下料、行人、机道宽度、通风断面等条件的限制, 因此, 必须通过对采场支架布置图的支护密度进行计算, 才能验算其是与Ni值相符合与否。2.4.3讨论:当Ns

结束语

合理确定回采工作面的支护密度, 是促进回采工作面持续高产、稳产, 并获得良好的经济效益, 提高资源回采率, 保障矿工生命安全的重要手段, 具有十分重要的意义。

摘要：回采工作面支护方式因工作面的支护地点不同分为一般支护和特殊支护, 根据煤层赋存条件和矿压观测结果, 确定工作面支护强度之后。合理支护密度的确定对于回采工作面的顶板管理起着非常重要的作用。

关键词：采煤工作面,支护原则,密度

参考文献

[1]潘文来.浅谈高档工作面合理的支护密度[J].煤炭技术, 2004 (11) .

[2]彭节, 徐志远.小煤矿采煤工作面合理支护密度的计算[J].中国科技信息, 2006 (3) .