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Detecting the backfill pipeline blockage and leakage through an LSTM-based deep learning model

International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2023年第8期30卷 1573-1583页

作者： bolin xiao Shengjun Miao Daohong Xia Huatao Huang Jingyu Zhang State Key Laboratory of High-Efficiency Mining and Metal Mine Safety Ministry of EducationUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China School of Advanced Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Yunnan Jinchengxin Mining Management Co. Ltd.Kunming 650217China Xinjiang Daming Mining Group Co. Ltd.Hami 839121China

Detecting a pipeline's abnormal status,which is typically a blockage and leakage accident,is important for the continuity and safety of mine *** pipeline system for gravity-transport high-density backfill(GHB)is *** designed,efficient,and accurate abnormal pipeline detection methods for GHB are *** work presents a long short-term memory-based deep learning(LSTM-DL)model for GHB pipeline blockage and leakage ***,an industrial pipeline monitoring system was introduced using pressure and flow ***,blockage and leakage field experiments were designed to solve the problem of negative sample *** pipeline's statistical characteristics with different working statuses were analyzed to show their ***,the architecture of the LSTM-DL model was elaborated on and ***,the LSTM-DL model was compared with state-of-the-art(SOTA)learning *** results show that the backfilling cycle comprises multiple working phases and is *** pressure and flow signals fluctuate stably in a normal cycle,their values are diverse in different *** causes a sudden change in interval signal features;leakage results in long variation duration and a wide fluctuation *** the SOTA models,the LSTM-DL model has the highest detection accuracy of98.31%for all states and the lowest misjudgment or false positive rate of 3.21%for blockage and leakage *** proposed model can accurately recognize various pipeline statuses of complex GHB systems.

关键词： mine backfill blockage and leakage pipeline detection long short-term memory networks deep learning

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ZERO TRANSMISSION AND ITS APPLICATION IN HIGH SPEED CNC MACHINE TOOLS

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2000年第3期13卷 184-189页

作者： Zhang bolin, Ma Ping, xiao Shuhong ,Li Yiping, xiao Zhanglin (Department of Mechanical and Electronical Engineering,Guangdong University of Technology) 广东工业大学广东广州

In order to realize high speed machining,the special requirements for the transmission and sturctrue of CNC machine tool have to be satisfied.A high speed spindle unit driven by a built-in motor is *** oil-water heat exchange system is used for cooling the spindle *** spindle is supported by Si_4N_3 ceramic ball angular contact bearings. An oil-air lubricator is used to lubricate and cool the spindle *** special structures are taken for balancing the spindle.

关键词： High speed machining Machine tool Spindle Ceramic ball bearing\

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非牛顿流体充填料浆的管输摩擦阻力预测

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第6期47卷 125-131页

作者：杨晓炳肖柏林高谦北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

在矿山充填采矿中,充填料浆在管道输送中的阻力损失计算是一重要环节.为探索采用摩擦阻力系数模型简单高效地预测充填料浆管输阻力损失的方法,按照流态分类,总结了7种常用的非牛顿流体的摩擦阻力系数模型,结合一个具体案例分析讨论了模... 详细信息

在矿山充填采矿中,充填料浆在管道输送中的阻力损失计算是一重要环节.为探索采用摩擦阻力系数模型简单高效地预测充填料浆管输阻力损失的方法,按照流态分类,总结了7种常用的非牛顿流体的摩擦阻力系数模型,结合一个具体案例分析讨论了模型的正确使用.结果显示,选取模型时必须先考虑工程实际的流体类型和流态;对于最常见的宾汉塑性体的层流运动,使用Darby-Melson模型和Swamee-Aggarwal方程可近似替代Buckingham-Reiner方程,其预测的沿程阻力损失与实际监测十分吻合,是宾汉塑性体层流流动首选的阻力预测模型,而Danish-Kumar模型则过低估计阻力值,适合赫德数较大的流体.实际监测中的速度、沿程阻力波动原因与料浆配比的波动、骨料变异性、料浆非均匀性和充填采场倍线大小等因素密切相关且不可避免.对于层流紊流过渡区流体的沿程阻力预测仍是工程难题.

关键词：非牛顿流体膏体充填高浓度充填摩擦阻力系数沿程阻力损失

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Key theory and technology of cemented paste backfill for green mining of metal mines

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Green and Smart Mining Engineering 2024年第1期1卷 27-39页

作者： Aixiang Wu Yong Wang Zhu'en Ruan bolin xiao Jiandong Wang Linqi Wang School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Key Laboratory of High Eficient Mining and Safety of Metal Mines(Ministry of Education) University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China

To reduce or eliminate environmental damage during mining processes,green mining practices have emerged as a focal point in China's metal mining *** paste backfll technology plays a pivotal role in promoting green mining within the metal *** technology allows safely backflling of surface tailings into underground mining airspaces,effectively addressing the challenges associated with tailings storage and underground *** this paper,we introduce the paste rheology theory system,which forms the theoretical backbone of cemented paste *** delve into key technologies such as paste thickening,mixing,transportation,and the use of economical,low-carbon ***,we analyze macro and micromechanical properties,in-situ performance monitoring,barricade construction,intelligent control,and numerical simulations of the *** establish several demonstration projects,both domestic and international,that utilize cemented paste backfill technology to foster greener mining *** paste backfill technology is widely used all over the *** has evolved from its initial stages to being recognized as an advanced application by various ministries and commissions:Ultimately,we propose future research directions for cemented paste backfill technology in the context of eco-friendly metal *** perspectives encompass theory,technology,equipment,and mode,which can strongly contribute to the sustainability of the mining industry in China.

关键词： Cemented paste backfll Green mining Paste rheology Mine tailings Low-carbon cementitious materials Intelligent backfill

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基于扩展度表征高浓度混合骨料充填料浆流变特性及应用

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第8期53卷 3104-3112页

作者：吴凡杨发光肖柏林高谦北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为探究高浓度混合骨料充填料浆扩展度与流变特性的关系,首先基于扩展度和料浆受力分析理论,构建屈服应力解析模型;然后测试充填料浆的扩展度和流变参数,分析充填料浆质量分数、水泥掺量对扩展度的影响并建立流变参数经验模型;最后对比... 详细信息

为探究高浓度混合骨料充填料浆扩展度与流变特性的关系,首先基于扩展度和料浆受力分析理论,构建屈服应力解析模型;然后测试充填料浆的扩展度和流变参数,分析充填料浆质量分数、水泥掺量对扩展度的影响并建立流变参数经验模型;最后对比解析模型与经验模型,并对模型输送阻力的工程应用进行分析评价。研究结果表明:利用料浆流动后的形态优化了屈服应力解析模型,简化了原模型复杂的计算过程。当水泥掺量不变时,料浆扩展度随充填料浆质量分数增加显著减小;当充填料浆质量分数一定时,料浆扩展度随水泥掺量增加无显著变化;对料浆扩展度的影响以充填料浆质量分数为主,而水泥掺量对料浆扩展度的影响较小。屈服应力与黏度系数均随扩展度增加呈现负指数型减小趋势,屈服应力与黏度系数经验模型的复相关系数分别为0.951 9和0.950 8,可信度较高。当料浆质量分数为79%,80%,81%,82%和83%时,解析模型所得屈服应力相对误差比经验模型的分别高0.17%,0.94%,0.71%,0.79%和-0.41%,解析模型所得屈服应力的平均相对误差比经验模型的高0.43%,经验模型具有更高的可信度。工程应用表明,监测点1~4的平均输送阻力模型值分别为2 920.18,2 833.93,2 761.73和2 739.25 Pa/m,监测点1~2,2~3和3~4的平均实际输送阻力分别为2 874.97,2 933.96和2 949.06 Pa/m,输送阻力模型值与实际输送阻力最大相差7.02%。基于扩展度可有效表征流变特性,指导矿山充填料浆管道输送。

关键词：充填料浆扩展度流变特性解析模型经验模型管输阻力

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固结粉充填胶凝材料粉体细度对充填体强度的影响

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中国科学：技术科学 2019年第4期49卷 402-410页

作者：肖柏林杨志强陈得信高谦北京科技大学土木与资源工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 金川集团股份有限公司金昌737100

针对利用掺量超过75%水淬渣开发的充填胶凝材料(固结粉),探讨胶凝材料粉体细度对充填体强度的影响规律.粉体的比表面积测量结果表明,比表受温度影响显著,因此,固结粉细度需要比表结合采用+45μm筛余百分比作为细度指标进行其质量评价;... 详细信息

针对利用掺量超过75%水淬渣开发的充填胶凝材料(固结粉),探讨胶凝材料粉体细度对充填体强度的影响规律.粉体的比表面积测量结果表明,比表受温度影响显著,因此,固结粉细度需要比表结合采用+45μm筛余百分比作为细度指标进行其质量评价;粉体粉磨实验表明,最佳粉磨时间为0.5 h,增加粉磨时间将大幅降低粉磨效率.针对不同粉体细度进行了固结粉充填体强度试验,建立了水灰比与其强度的指数函数关系,表明了粉体细度越细,材料强度越高,在此基础上提出了固结粉相对活性指数η的概念,且η与粉体细度δ呈对数线性关系;最后在传统采用浓度、胶砂比等工业充填参数的强度模型基础上,建立了考虑粉体细度影响的充填体强度预测改进模型,通过验证结果显示,模型预测误差率在10%以内,满足充填工业运行的范围.

关键词：高炉水淬渣矿渣基充填胶凝材料粉体细度相对活性指数强度模型

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充填骨料颗粒形态参数定量评价方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第5期52卷 545-553页

作者：肖柏林杨志强陈得信高谦北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 金川集团股份有限公司金昌737100

矿山充填骨料颗粒形态包括形状、棱角度及纹理是影响充填体力学、料浆管输特性及充填系统设计的重要因素.在混凝土及矿山充填领域往往仅考虑骨料颗粒大小及级配,而忽略颗粒形态的影响.针对目前对骨料颗粒形状及棱角度的定量表征评价方... 详细信息

矿山充填骨料颗粒形态包括形状、棱角度及纹理是影响充填体力学、料浆管输特性及充填系统设计的重要因素.在混凝土及矿山充填领域往往仅考虑骨料颗粒大小及级配,而忽略颗粒形态的影响.针对目前对骨料颗粒形状及棱角度的定量表征评价方法不一、适用性不强、用法不明确的问题;在总结分析充填骨料颗粒形状和棱角度的8种定量评价方法的基础上,结合矿山实际应用的7种充填骨料,进行颗粒形态参数计算及对比分析,探讨各评价指标的优缺点及适用性.采用了计算机图像处理技术,计算充填骨料的颗粒形状和棱角度特征参数并进行相关性分析.结果表明:连续级配充填骨料不同粒径区间的颗粒形态参数差异不大,呈偏态分布并可用均值表示;圆形度R和周长-面积分形维数D可用来表征颗粒形状,而不受颗粒棱角度的影响;腐蚀膨胀参数ED、分形棱角度FA可用来表征颗粒棱角度,而不受颗粒形状的影响;而对于剩下的表征形状的球形度S、长宽比F、外形指数I及表征棱角度的指数AI这4个参数相互之间存在关联,不能用于区分颗粒形状和棱角度.最后,为了去除这些指标之间的重复性信息,通过主成分分析的方法得到了两个互不相关的新指标,简化了颗粒形态参数的表征,并在矿山充填骨料分析中应用.

关键词：颗粒形状棱角度充填骨料形态参数主成分分析

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基于奇异值分解的复杂充填尾砂级配综合表征方法

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第11期53卷 4425-4434页

作者：肖柏林苗胜军吴凡高谦北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083

针对当前矿山尾砂等充填骨料种类千差万别、颗粒特征指标繁多、难以从级配角度对不同尾砂实现精准区分与定量评价的现状和难题,利用奇异值分解的数据挖掘算法对十多种矿山充填骨料的级配进行分析,提出一种单一指标的级配综合定量表征方... 详细信息

针对当前矿山尾砂等充填骨料种类千差万别、颗粒特征指标繁多、难以从级配角度对不同尾砂实现精准区分与定量评价的现状和难题,利用奇异值分解的数据挖掘算法对十多种矿山充填骨料的级配进行分析,提出一种单一指标的级配综合定量表征方法。首先,将尾砂多种特征粒径、分布指数、关键颗粒含量等常用指标组成的13维数据映射到奇异特征空间,得到级配的一维综合特征;然后,将综合特征进行重构恢复,分析该方法的性能;接着对比分析综合特征指标与传统指标在聚类及充填体性能影响分析上的优势;最后,结合工程案例检验该方法的应用效果。研究结果表明,相比于常用的“粒径<20μm颗粒质量分数”表征分类方法,特征映射方法对骨料的聚类分析结果更准确、更合理,可实现对各类尾砂的多级精准区分;研究获得了复杂充填骨料级配的奇异特征映射空间,可用于其他骨料的重构变换;在文献数据与工程案例组合的应用检验中,充填体强度、流变特性与映射特征值的线性关系显著,表明该方法应用简便,具有较强泛化能力,对完善复杂骨料级配综合表征方法具有重要理论意义及工程应用价值。

关键词：全尾砂胶结充填骨料级配奇异值分解级配表征智能充填

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MOF-derived Ni3Fe/Ni/NiFe2O4@C for enhanced hydrogen storage performance of MgH2

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Journal of Energy Chemistry 2025年第2期101卷 333-344页

作者： Yangping Chen bolin Sun Guoqing Zhang Siyuan Ni Canbing Li Juxiong Tian Yanrui Zhang Xinxi Li School of Materials and Energy Guangdong University of Technology Shen Zhen Source Sensor Technology CO. Ltd Department of Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong University China Power Investment Xinjiang Energy & Chemical Group Hotan Co.Ltd

Magnesium hydride（MgH2） is an important material for hydrogen（H2） storage and transportation owing to its high capacity and ***,its intrinsic properties have considerably limited its industrial *** this study,the NiFe-800 catalyst as metal-organic framework（MOF） derivative was first utilized to promote the intrinsic properties of *** to pure MgH2,which releases1.24 wt% H2in 60 min at 275℃,the MgH2-10 NiFe-800 composite releases 5.85 wt% H2in the same *** at a lower temperature of 250℃,the MgH2-10 NiFe-800 composite releases 3.57 wt% H2,surpassing the performance of pure MgH2at 275℃.Correspondingly,while pure MgH2absorbs 2.08 wt% H2in60 min at 125℃,the MgH2-10 NiFe-800 composite absorbs 5.35 wt% H2in just 1 min,Remarkably,the MgH2-10 NiFe-800 composite absorbs 2.27 wt% H2in 60 min at 50℃ and 4.64 wt% H2at 75℃.This indicates that MgH2-10 NiFe-800 exhibits optimum performance with excellent kinetics at low ***,the capacity of the MgH2-10 NiFe-800 composite remains largely stable after ***,the Mg2Ni/Mg2NiH4acts as a "hydrogen pump",providing effective diffusion channels that enhance the kinetic process of the composite during ***,Fe0facilitates electron transfer and creates hydrogen diffusion channels and catalytic ***,carbon（C） effectively prevents particle agglomeration and maintains the cyclic stability of the ***,the synergistic effects of Mg2Ni/Mg2NiH4,Fe0,and C considerably improve the kinetic properties and cycling stability of *** work offers an effective and valuable approach to improving the hydrogen storage efficiency in the commercial application of MgH2.

关键词： Catalysts Hydrogen energy MgH2 MOF derivative Solid state storage

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混合骨料堆积模型研究与新型模型建立

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材料导报 2018年第14期32卷 2400-2406页

作者：肖柏林杨志强高谦郭晓东北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 金川集团股份有限公司金昌737100

骨料堆积密实度不仅影响混凝土和充填体的强度,还关系到新拌混凝土或充填料浆的和易性与管输性,因此它是混凝土工程和充填矿山研究课题之一。本实验在明确基本概念的基础上,首先探讨了五个堆积率计算模型的特性。然后分析了三个颗粒间... 详细信息

骨料堆积密实度不仅影响混凝土和充填体的强度,还关系到新拌混凝土或充填料浆的和易性与管输性,因此它是混凝土工程和充填矿山研究课题之一。本实验在明确基本概念的基础上,首先探讨了五个堆积率计算模型的特性。然后分析了三个颗粒间相互作用影响堆积率的壁效应及松动效应模型,讨论其差异性及适用范围。针对金川镍矿废石骨料进行堆积密实度实验和计算模型验证,结果表明,不同粗细颗粒混合比下所适用的模型也不同,现有堆积模型难以精确预测实际堆积率。最后提出基于径向基函数(RBF)神经网络黑盒建模思路及实现过程,建立能准确预测骨料堆积率计算的通用模型,并对模型特点进行了讨论。

关键词：堆积模型堆积率堆积密实度混合骨料 RBF神经网络

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