一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法和系统

1.本技术涉及煤矿开采技术领域，特别涉及一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法和系统。


背景技术：

2.煤矿安全生产受火灾的严重威胁由来已久，采空区遗煤自然发火是引发矿井火灾的源头。随着生产的进行，采煤条件下工作面不断向前推进，导致采空区扩大为一个巨大的空间体，其中，由工作面漏入的新鲜风流、推进过程的遗留煤炭、煤柱、冒落矸石等使得采空区内部环境变得十分复杂。其内部的温度、氧浓度、压力等主要参数均无法直接测量，因此，无法判断采煤条件下采空区内是否存在自然发火风险以及高温区域所在位置。
3.目前，基于二维达西渗流条件下的采空区自然发火模型在对采空区自然发火倾向、高温区域预测的结果与实际观测存在较大误差，无法准确的判断采空区的自然发火风险、以及高温区域所在位置，不能对采空区“自燃”三带划分提供准确的理论指导。
4.因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法和系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
6.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本技术提供一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法，包括：步骤s101、基于岩石力学伺服试验，根据预设模拟条件，确定采空区在预设模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值，以构建所述采空区的非达西渗流模型；其中，所述非达西渗流模型表征所述采煤条件下采空区的非达西渗流系数、非达西因子和所述采空区的孔隙率、粒径的关系；步骤s102、基于预先建立的所述采空区内的速度场模型和所述非达西渗流模型，构建非达西渗流下所述采空区的三维多场耦合模型，以对所述采空区的自然发火危险进行预测。
7.优选的，步骤s101包括：步骤s111、基于岩石力学伺服试验，确定所述采空区在预设模拟条件下的理论模拟模型；其中，所述理论模拟模型表征所述预设模拟条件下，所述采空区的压力梯度和渗流速度的关系；步骤s121、基于所述理论模拟模型，确定所述采空区在所述预设模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值；步骤s131、对所述非达西渗流系数值、非达西因子值，和所述预设模拟条件进行拟合，得到所述采空区的非达西渗流模型。
8.优选的，在步骤s102之前，所述非达西渗流下的采空区自然发火危险预测方法还包括：基于福希海默尔方程，建立所述采空区内气体关于所述渗流系数和所述非达西因子的所述速度场模型。
9.优选的，非达西渗流下所述采空区的多场耦合模型包括：非达西渗流下所述采空区的压力场模型、氧浓度场模型和固体温度场模型；对应的，在步骤s102中，所述对所述采空区的自然发火危险进行预测包括：基于非达西渗流下所述采空区的三维多场耦合模型，确定非达西渗流下所述采空区的最高温度以及超过预设温度阈值的温度区域，以对所述采空区的自然发火危险进行预测。
10.优选的，所述基于非达西渗流下所述采空区的三维多场耦合模型，确定采煤条件下非达西渗流所述采空区的最高温度以及超过预设温度阈值的温度区域，具体为：基于插值法和有限体积法，对所述非达西渗流下的所述采空区的三维多场耦合模型进行空间几何离散，以基于超松弛迭代法进行求解，得到非达西渗流下所述采空区的最高温度以及超过预设温度阈值的温度区域。
11.优选的，所述预设模拟条件包括多组不同的孔隙率值和煤岩粒径值。
12.优选的，所述非达西渗流下的采空区自然发火危险预测方法还包括：基于非达西渗流下所述采空区的三维多场耦合模型，获取所述采空区的氧浓度分布，并按照预设浓度指标，对所述采空区进行划分。
13.本技术实施例还提供一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测系统，包括：渗流模型单元，配置为基于岩石力学伺服试验，根据预设模拟条件，确定采空区在预设模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值，以得到所述采空区的非达西渗流模型；其中，所述非达西渗流模型表征所述采空区的非达西渗流系数、非达西因子和所述采空区的孔隙率、粒径的关系；耦合模型单元，配置为基于预先建立的所述采空区内的速度场模型和所述非达西渗流模型，构建非达西渗流下所述采空区的三维多场耦合模型，以对所述采空区的自然发火危险进行预测。
14.有益效果：本技术提供的非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方案中，首先，基于岩石力学伺服试验，根据预设模拟条件，确定采空区在预设模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值，以得到构建采空区的非达西渗流模型；然后，基于预先建立的采空区内的速度场模型和非达西渗流模型，构建非达西渗流下采空区的三维多场耦合模型，对采空区的自然发火危险进行预测。籍此，通过表征采空区的非达西渗流系数、非达西因子和采空区的孔隙率、粒径关系的非达西渗流模型，结合非达西渗流下采空区的速度场模型，构建非达西渗流下采空区的三维多场耦合模型，更加精准的模拟采空区各物理场的分布情况以及重要参数，对采空区的自然发火危险进行预测，为采空区火灾防治提供科学准确的理论依据。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。其中：图1为根据本技术的一些实施例提供的一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法的流程示意图；图2为根据本技术的一些实施例提供的一种构建采空区的非达西渗流模型的流程示意图；
图3为根据本技术的一些实施例提供的采空区渗流速度与压力梯度的关系示意图；图4为根据本技术的一些实施例提供的采空区三维自然发火的多场耦合关系示意图；图5为根据本技术的一些实施例提供的采煤条件下采空区的边界示意图；图6为根据本技术的一些实施例提供的采煤条件下采空区的压力场的模拟结果；图7为根据本技术的一些实施例提供的采煤条件下采空区的氧浓度场的模拟结果；图8为根据本技术的一些实施例提供的采煤条件下采空区的固体温度场的模拟结果；图9为根据本技术的一些实施例提供的采煤条件下温度观测系统的布置示意图；图10为根据本技术的一些实施例提供的采空区的温度观测结果与非达西渗流下的预测结果的对比示意图；图11为根据本技术的一些实施例提供的非达西渗流下的采空区自然发火危险预测系统的结构示意图。
具体实施方式
16.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。各个示例通过本技术的解释的方式提供而非限制本技术。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本技术的范围或精神的情况下，可在本技术中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本技术包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
17.因此，对采空区内部是否存在自然发火倾向以及高温区域位置是无法准确判断的。目前在对采空区内的自然发火情况以及高温区域位置的预测，是通过基于二维达西渗流条件下的采空区自然发火模型所得的模拟结果实现的，然而，通过对煤矿采空区内部的温度、氧浓度、压力等观测发现，采空区内部的温度、氧浓度、压力的实际状态远远大于基于二维达西渗流建立的采空区自然发火模型的模拟结果，而且在采空区深度方向分布更加深入。
18.为此，申请人采用岩石力学伺服试验，得出采空区的压力梯度与渗流速度的非线性关系，利用流体力学计算煤矿采空区漏风下的雷诺数大小，发现采空区气体的渗流行为更加符合非达西渗流。并在此基础上，提出了一种在采煤条件下的非达西渗流下的采空区自然发火危险预测方案，构建非达西渗流下采空区的非达西渗流模型，并结合采空区的速度场模型，生成采空区的三维多场耦合模型，更加精准的模拟采空区各物理场的分布情况以及参数，对采空区的自然发火危险进行预测，为采空区火灾防治提供科学准确的理论依据。
19.示例性方法如图1-图10所示，该非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法包括：步骤s101、基于岩石力学伺服试验，根据预设模拟条件，确定采空区在预设模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值，以构建采空区的非达西渗流模型。
20.其中，非达西渗流模型表征采空区的非达西渗流系数、非达西因子和采空区的孔隙率、粒径的关系。
21.在本技术中，采用岩石力学伺服试验，测定多种不同粒径、不同孔隙率下的岩石（采空区）在多级渗流速度下的压力梯度，结合非达西方程拟合得到压力梯度与渗流速度的非线性关系，进而计算出模拟条件（多种不同粒径、不同孔隙率下的岩石、多级渗流速度）下岩石在不同孔隙率、不同煤岩粒径下的非达西渗流系数值和非达西因子值。并基于岩石在不同孔隙率、不同煤岩粒径下的非达西渗流系数值和非达西因子值，对模拟条件下岩石在不同孔隙率、不同煤岩粒径下的非达西渗流系数值和非达西因子值进行再次拟合，得到采空区的非达西渗流系数、非达西因子和采空区的孔隙率、粒径的通用关系（非达西渗流模型）。
22.在此，预设模拟条件包括多组不同的孔隙率值和煤岩粒径值。也就是说，在岩石力学伺服试验中，设定多组不同的孔隙率值、煤岩粒径值对采空区的渗流情形进行模拟，测定采空区在多级渗流速度下的压力梯度，得到压力梯度与渗流速度的关系的模拟结果，进而通过对模拟结果进行拟合得到采空区在这多组不同的孔隙率值、煤岩粒径值下的非达西渗流系数值和非达西因子值。
23.然后，在得到的采空区模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值，对模拟结果进行再次拟合，得到采空区的非达西渗流系数、非达西因子和采空区的孔隙率、粒径的通用关系。具体如图2所示，步骤s101包括：步骤s111、基于岩石力学伺服试验，确定采空区在预设模拟条件下的理论模拟模型。
24.其中，理论模拟模型表征预设模拟条件下，采空区的压力梯度和渗流速度的关系。
25.在本技术实施例中，通过岩石力学伺服试验，对破碎岩石渗流试验数据进行两次拟合，分别得到不同孔隙率值、不同煤岩粒径值下，压力梯度和渗流速度的关系和非达西渗流模型。在此，对预设模拟条件进行随机取值，模拟破碎岩石的不同孔隙率、不同煤岩粒径，对于不同孔隙率和不同煤岩粒径均能得到其相应的非达西渗流因子和非达西渗流系数。为便于说明，孔隙率用（单位为（%））表示，煤岩粒径用（单位为毫米（mm））来表示。
26.在岩石力学伺服试验中，取分别为、、 、、、。试验条件下，对应得到渗流速度和压力梯度之间的六组关系式分别如下：
………………
（1）其中，表示压力梯度，单位为；表示渗流速度，单位为。
27.步骤s121、基于理论模拟模型，确定采空区在模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值；
在本技术实施例中，在采空区进回风的位置上风流速度最大，而沿着采空区深度和采煤工作面长度增大的方向，风流速度逐渐减小，在此过程中采空区的雷诺数取值范围一般能达到（0，47]，在此，采用雷诺判定准则来判断采空区的渗流行为。当时，适用于达西定律和非达西定律；当（大雷诺数）时，因惯性力显著增大，非线性变化越来越明显，故符合非达西定律。
28.在大雷诺数（非达西渗流）条件下，建立压力梯度、非达西渗流系数、非达西因子、渗流速度、空气密度、以及重力加速度之间的关系（非达西方程）如公式（2）所示，公式（2）如下：
…………………………
（2）其中，表示非达西渗流系数；表示非达西因子；表示空气密度，单位为；表示重力加速度。
29.由公式（1）、公式（2）联立即可模拟条件（多组不同的孔隙率值、煤岩粒径值）下的非达西渗流系数值和非达西因子值。
30.步骤s131、对非达西渗流系数值、非达西因子值和预设模拟条件进行拟合，得到采空区的非达西渗流模型。
31.在获取了模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值后，对多组和对应的非达西渗流系数值、非达西因子值分别进行再次拟合，即可得到采空区的非达西渗流模型。其中，非达西渗流模型如公式（3）所示，公式（3）如下：
……………………
（3）基于前述可知，利用流体力学计算煤矿采空区漏风下的雷诺数大小，发现采空区气体的渗流行为更加符合非达西渗流，大雷诺数下渗流速度和压力梯度为非线性关系。因而，传统的基于达西方程所建立的采空区自然发火预测模型由于是建立在渗流速度和压力梯度的线性关系上，不能准确、有效的对采空区的自然发火进行预测。基于此，本技术中，采用非线性方程来表示大雷诺数下渗流速度和压力梯度为非线性关系，并以此为基础，构建采空区的三维自然发火预测模型（多场耦合模型）。
32.具体的，在步骤s102之前，基于福希海默尔方程，建立采空区内气体关于渗流系数和非达西因子的速度场模型。
33.将非达西方程（公式（2））中的压力梯度分解到三个方向（）后的表达式如公式（4）所示，公式（4）如下：
…………
（4）
其中，表示静压与速压之和，单位为；表示空气密度，单位为kg/m3。表示煤层倾角；分别表示渗流速度沿方向的分量。即由公式（4）即可得到渗流速度沿方向的分量。即构建完成的非达西渗流下采空区内的速度场模型如公式（5）所示，公式（5）如下：
ꢀ……
（5）其中，表示静压和速压之和，单位为，表示煤层倾角。
34.构建的非达西渗流下采空区内的速度场模型的边界条件如公式（6）所示，公式（6）如下：
…………………………
（6）其中，表示风流速度；表示工作面漏风速度，单位为；表示采煤时的边界工作面进风侧部分；分别表示采煤时的上下两行煤柱；表示采空区的深部边界；表示顶板边界；表示底板边界。
35.步骤s102、基于预先建立的采空区的速度场模型和非达西渗流模型，构建非达西渗流下采空区的多场耦合模型，以对采空区的自然发火危险进行预测。
36.在本技术实施例中，非达西渗流下采空区的三维多场耦合模型包括：非达西渗流下采空区的压力场模型、氧浓度场模型和固体温度场模型。在此，利用采空区气体渗流的速度场模型建立非达西渗流下采空区的压力场、氧浓度场和固体温度场模型，并确定压力场、氧浓度场和固体温度场的边界条件。
37.在采空区的压力场中，影响控制体（即采空区进行空间离散得到的众多四面体中的其中任意一个）内气体质量变化的主要因素为：空气流动和气体密度变化。在速度场影响下，认为气体密度变化为零，因而，影响控制体内气体质量变化的主要为空气流动。根据质量守恒，在单位时间内，流入和流出控制体的质量差为（如公式（7）所示）。公式（7）如下：
ꢀ………………
（7）其中，表示任一控制体的封闭曲面；表示风流在封闭曲面微元上的速度，单位为 ；表示单位法线向量；表示控制体边界面上的面积微元；表示采煤时的工作面静压与速压之和，单位为；分别表示单位法向量与轴的夹角。
38.使流入和流出控制体的质量差为0,即，即可得到非达西渗流下采空区的压力场模型，如公式（8）所示，公式（8）如下：
ꢀ…………………
（8）对应的，压力场的边界条件如公式（9）所示，公式（9）如下：
…………………………
（9）其中，表示采煤时沿工作面的气压函数；为采煤时靠近工作面的边界，为对流换热边界。
39.在本技术中，影响采空区的氧浓度场变化的主要因素为：氧气的流动、氧气的消耗、氧气的扩散和氧气密度变化。对于氧气的流动，在采空区内，氧气的流入、流出的质量差如公式（10）所示，公式（10）如下：
………
（10）其中，表示氧气的密度，表示任一控制体的封闭曲面；表示任一控制面积微元；分别表示渗流速度沿方向的分量。
40.对于影响采空区的氧浓度场变化的因素——氧气的扩散，造成的氧气进行控制体的质量差为，如公式（11）所示，公式（11）如下：
………
（11）其中，表示孔隙率；表示任一控制体的封闭曲面；表示氧气散通量，单位为 ；表示方向向量；表示控制体边界面上的面积微元；表示气体渗流速度，单位为；表示氧气的扩散系数。
41.对于影响采空区的氧浓度场变化的因素——氧气的消耗，主要为遗煤氧化消耗，质量为，如公式（12）所示，公式（12）如下：
……………………
（12）其中，表示任一控制体的体积；表示单位时间单位体积的氧气消耗量，单位为 ；表示时间。
42.对于影响采空区的氧浓度场变化的因素——氧气密度变化，由于工作面的推进速度远小于气体渗流速度，故采空区内氧气密度变化为0。由公式（9）、公式（11）、公式（12）可得到非达西渗流下采空区的氧浓度场模型如公式（12），公式（12）如下：
……………
（12）即，将在采空区内，氧气的流入、流出的质量差、氧气的扩散造成的氧气进行控制体的质量差、遗煤氧化消耗的质量分别相加，即可得到非达西渗流下采空区的氧浓度场模型（公式（12））。
43.对应的，非达西渗流下采空区的氧浓度场的边界条件如公式（13）所示，公式（13）如下：
………………………
（13）其中，表示氧气摩尔浓度，单位为；表示工作面进风侧的氧浓度函数。
44.在本技术中，影响采空区的固体温度场变化的主要因素包括：固体颗粒内的热传导以及颗粒间的相互热传导、遗煤的氧化放热、固体颗粒与间隙气体的热对流、移动坐标下冒落岩石流动。
45.对于影响采空区的固体温度场变化因素——固体颗粒内的热传导以及颗粒间的相互热传导，单位时间内，导入、导出控制体的热量差如公式（14）所示，公式（14）如下：
……
（14）其中，表示任一控制体的封闭曲面表示热流密度，单位为；表示控制体边界面上的面积微元；表示孔隙率；表示冒落煤岩固体的导热系数，单位为；表示固体颗粒的温度，单位为。
46.对于影响采空区的固体温度场变化因素——遗煤的氧化放热，如公式（15）所示，公式（15）如下：
……………………
（15）其中，表示任一控制体的封闭体积；表示单位时间内控制体内遗煤的放热量，单位为。
47.对于影响采空区的固体温度场变化因素——固体颗粒与间隙气体的热对流，如公式（16）所示，公式（16）如下：
……………………
（16）其中，表示对流换热系数,单位为；表示控制体内固体颗粒与气体对流换热的表面积，单位为；表示固体颗粒的温度，单位为；表示气体的温度。
48.对于影响采空区的固体温度场变化因素——移动坐标下冒落岩石流动，单位时间内控制体固体颗粒内能的变化，如公式（17）所示，公式（17）如下：
…………
（17）由公式（14）、公式（15）、公式（16）、公式（17）即可得到非达西渗流下采空区的固体温度场模型如公式（18），公式（18）如下：
………
（18）其中，表示固体温度场中任一控制体的体积；表示固体温度场中任一控制体的封闭曲面；表示采空区内浮煤孔隙率，单位为%；表示固体颗粒的导热系数，单位为 ；表示控制体的表面积和体积的比值，单位为；为气体的温度，单位为k；表示固体颗粒的密度，单位为；为固体颗粒的比热容，单位为；表示采煤时工作面的平均推进速度，单位为。
49.对应的，非达西渗流下采空区的固体温度场模型的边界条件如公式（19）所示，公式（19）如下：
………………
（19）在本技术中，通过非达西渗流下采空区的压力场模型（公式（7））、氧气浓度场模型（公式（12））和固体温度场模型（公式（18））构成非达西渗流下采空区的多场耦合模型。在对采空区的自然发火危险进行预测时，基于非达西渗流下采空区的多场耦合模型，确定非达西渗流下采空区的最高温度以及超过预设温度阈值的温度区域，以对采空区的自然发火危险进行预测。具体的，基于插值法和有限体积法，对非达西渗流下的采空区的多场耦合模型进行空间几何离散，以基于超松弛迭代法进行求解，得到非达西渗流下采空区的最高温度以及超过预设温度阈值的温度区域。
50.在本技术中，利用插值函数和有限体积法进行达西渗流下的采空区的多场耦合模型离散，以基于超松弛迭代法进行求解。具体的，首先，将采空区区域划分为有限个相互独立的四面体单元，四面体的顶点作为区域内的节点；然后，将与节点相关的所有四面体单元构成控制容积，形成以节点为中心的封闭控制体，其中控制体容积包含了24个四面体单元，每个四面体单元的部分控制体成为单元控制体；接着，在单元控制体中选择合适的线性插值函数，计算每个单元控制体对节点积分方程的“贡献”，从而将有限体积的积分方程写为由插值函数系数和顶点参数组成的表达式；最后，在整个计算区域中将各个单元控制体对公共节点的“贡献”进行总体合成，完成了积分方程的离散。
51.在此，仅以压力场离散为例进行说明，压力场离散后如公式（20）所示，公式（20）如下：
……
（20）其中，表示对压力场进行网格划分后获得的任一四面体（控制体）的顶点，为便于说明，在此，四面体的四个顶点分别用进行表示，即。
52.简化后可得：
……………………
（21）其中，表示任一四面体单元；表示四面体单元对四个顶点中的其中一个顶点的贡献值。
53.有控制体单元关于节点的流场方程的矩阵表达式如公式（22）所示，公式（22）如下：
……
（22）（22） ；
其中表示四面体单元的顶点的压力，单位为；表示静压与速压之和；、、均为插值法中插值函数的常数。
54.在本技术中，基于超松弛迭代算法对多场耦合模型进行解算，生成非达西渗流下采空区的温度云图，根据温度云图的结果以及设定的预设温度阈值（60℃-70℃），即可确定出采空区的最高温度数值以及高温区域，进而判断采空区中煤的自燃倾向性。
55.需要说明的是，根据温度云图的结果，可以有效的确定采空区中的高温区域和低温区域，在此，高温区域和低温区域仅为相对而言，而非绝对，其与具体的环境有关。当高温区域中的最高温度没有超过预设温度阈值时，采空区中的煤也没有自燃倾向性。在一场景中的高温区域的温度，也有可能比另一场景中的低温区域的温度要低。
56.在一些可选实施例中，基于非达西渗流下采空区的多场耦合模型，获取采空区的氧浓度分布，并按照预设浓度指标，对采空区进行划分。具体的，基于超松弛迭代算法对多场耦合模型进行解算，非达西渗流下采空区的氧浓度云图，根据氧浓度云图的结构以及设定的浓度指标，将氧浓度云图中氧浓度大于18%的区域划分为散热带，将氧浓度云图中氧浓度大于8%而小于等于18%的区域划分为氧化带，将氧浓度云图中氧浓度小于等于8%的区域划分为窒息带。
57.本技术中，基于福希海默尔方程，建立了采空区的速度场模型，对采空区的压力梯度与渗流速度的非线性关系进行表征；并基于非达西渗流下的速度场模型，构建了非达西渗流下的采空区的压力场、氧浓度场和固体温度场的多场耦合模型，更加精准的模拟采空区各物理场的分布情况以及参数；通过对多场耦合模型进行空间几何离散，利用超松弛迭代进行解算，由解算结果对采空区的自然发火危险进行预测，为采空区火灾防治提供科学准确的理论依据，相比基于达西渗流条件下的采空区自然发火模型所得的预测结果，具有更高的预测精度，能够更加准确的描述采空区的自然发火危险。
58.示例性系统图11为根据本技术的一些实施例提供的一种非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测系统的结构示意图；如图11所示，该非达西渗流下的采空区自然发火危险预测系统包括：渗流模型单元1101和耦合模型单元1102。渗流模型单元1101配置为基于岩石力学伺服试验，根据预设模拟条件，确定采空区在预设模拟条件下的非达西渗流系数值和非达西因子值，以得到采空区的非达西渗流模型；其中，非达西渗流模型表征采空区的非达西渗流系数、非达西因子和采空区的孔隙率、粒径的关系；耦合模型单元1102，配置为基于预
先建立的采空区的速度场模型和非达西渗流模型，构建非达西渗流下采空区的三维多场耦合模型，以对采空区的自然发火危险进行预测。
59.本技术提供的非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测系统能够实现上述任一实施例的非达西渗流下的采空区三维自然发火危险预测方法的步骤、流程，并达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。
60.以上所述仅为本技术的优选实施例，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。