基于ERT技术的矿山充填管道堵塞三维可视化检测方法

全尾砂胶结充填法,在金属矿山的开采中被广泛应用。充填料浆在管输过程中的堵管、爆管现象,给充填管道带来很大的安全隐患,是制约充填技术发展和应用的瓶颈。为了探索矿山充填管道堵塞的可视化检测方法,获取矿山充填管道内壁结块的几何形状与相对位置的三维信息,利用COMSOL软件建立多层ERT传感阵列的三维模型,采用有限元方法求解ERT正问题,阐明了ERT三维敏感场内电势与电流密度的变化趋势。在此基础上,以灵敏度为媒介分析ERT的“软场”特性,揭示了三维敏感场内检测灵敏度的分布规律。采用Gauss-Newton算法求解ERT的逆问题,对5种堵塞仿真模型进行三维图像重建,仿真结果表明正则化Gauss-Newton一步算法在重建图像质量上与正则化Gauss-Newton迭代算法差别极小,但在重建时间上优于正则化Gauss-Newton迭代算法,更适合三维图像重建。Gauss-Newton一步算法中选择Laplace先验知识优于Noser先验知识。最后,根据仿真模型,采用某金属矿尾砂制作尺寸不同的4种结块试件,养护14 h后放入充满质量分数为74%全尾砂充填料浆的竖直管道中的5个不同位置,模拟充填管道内壁...     

输煤管道内部液-固两相流电阻层析检测方法研究

针对输煤管道的可视化检测问题,采用有限元方法建立电阻层析成像传感器的三维模型,分析改变电极尺寸对系统性能的影响。根据分析结果开发一套16电极电阻层析成像系统,用于输煤管道检测。静态试验的结果,验证了该系统的有效性。     

固液两相管道瞬变流模拟研究

针对长距离固液两相输送管道中发生的瞬变流问题, 推导了固液两相浆体管道瞬变流的连续性方程与运动方程及相应的特征方程, 建立了浆体管道固液两相瞬变流的数学模型, 开发了瞬变流计算软件Hydraulic Transport, 引入多线程计算, 大大提高了计算效率, 并对某铁精矿浆体输送管线进行了计算, 计算结果与实测结果基本一致, 验证了计算模块的有效性。     

基于1DCNN-ELM的带式输送机托辊轴承故障诊断研究

针对带式输送机托辊轴承故障诊断中振动信号提取特征困难而导致故障诊断精度较低的难题,提出了一种基于一维卷积神经网络(1DCNN)和极限学习机(ELM)的托辊轴承故障诊断方法。首先,根据具体的故障诊断任务,对采集到的数据进行划分,并进行傅里叶变换,采用多个标签表示健康状态、故障类型和损伤程度。然后,利用1DCNN来提取故障特征,根据提取的故障特征利用ELM进行故障分类。该方法中的参数是随机产生的,不需要迭代更新,可有效加快计算速度。最后,通过Case Western Reserve University的轴承数据集以及自制托辊故障数据集进行故障诊断试验,测试精度均达到了100%,用时分别为2.82 s和2.42 s,能够在较短的时间内准确判断出托辊故障类型,验证了所提方法的有效性。通过与ELM、随机森林、K最邻近法、支持向量机和卷积神经网络等方法进行对比,体现了所提方法的优越性。结果表明：采用1DCNN和ELM相结合的诊断方法,其诊断效果比采用单一方法更好,能够满足煤矿领域托辊故障诊断的需求。     

基于PSO-DBN-ELM的管道流型辨识算法研究

电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography, ECT)是一种基于电容敏感场的过程层析成像技术,该技术通过传感器测量所需电容数据,实现充填管道流型检测,从而满足管道流型可控性。传统ECT流型辨识方法识别速率较低、运算较为复杂,成像结果也存在误差。为了改善传统方法存在的问题,提出一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)优化深度置信网络—极限学习机(Deep Belief Networks-Extreme Learning Machine, DBN-ELM)的流型识别算法,电容数据采集模块采集电容数据并制作相应数据集,经过DBN网络提取电容数据特征,在DBN网络顶层添加ELM完成对抽象电容流型数据的辨识;DBN隐含层神经元个数影响着整个模型的学习能力和信息处理能力,因此引入PSO优化算法首先计算出每层玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine, RBM)的最优神经元个数。与其他流型辨识算法相比,所需时间短,成像效果较好,对加快工业智能化发展有着重要的意义。     

基于可视化分析的矿山绿色充填技术研究

矿山绿色充填对于生态环境的保护具有重要作用。为了探究近年来国内外矿山绿色充填技术的发展趋势,采用Cite Space分析2004—2022年CNKI和WOS上的文献,通过发文数量、机构、作者和关键词研究矿山绿色充填技术的现状和趋势。研究表明：国内外对矿山绿色充填技术的关注度逐年增加,中国在该领域处于领先地位;其研究重点集中在充填材料、充填工艺、充填效果和环境影响等方面,数据挖掘、酸性矿山排水与边缘计算等是热点领域;矿山绿色充填技术具有广阔的发展前景,但仍需解决材料、工艺设备与效果检测评价的问题,以提高充填水平和效果。     

超声波层析成像技术中图像重建方法的对比研究

地震层析成像是一种调查和认识地下地质结构的有效方法,被广泛应用于工程与地质灾害和地球物理勘探等领域。它包括模型的参数化、正演计算、反演及图像重建、反演结果的评价四部分,其中反演及图像重建是地震层析技术的关键部分。因此,对图像重建算法的研究就尤为重要。在建立数值模型的基础上,通过对ART和SIRT数字化图像重建效果的分析与比较,得出SIRT方法重建图像效果最好。     

固液两相流泵的研究进展

固液州相流泵又称杂质泵。通常包括泥泵、砂砾泵和渣浆泵等类型,广泛应用于采矿工业中矿渣及电厂粉煤灰的输送、煤炭部门水煤浆运输及水利工程中疏浚作业等。随着国民经济的发展,市场对崮液两相流泵的需求日益扩大,行业的前景非常看好;另一方面由于固液两相流泉抽送介质的千差万别,两相流流动问题的复杂性,使得对固液两相流泵的研究越发重要。本文将主要介绍固液两相流泵的研究进展情况。     

矿山充填技术的研究与展望

介绍了矿山充填技术的发展历程及应用现状,着重提出了煤矿矸石井下充填技术,融入了"绿色开采"理念。通过对充填体力学作用机理的探讨,结合采矿作业要求,研究了新的充填工艺和方式。对于保护环境、合理开发资源,实现矿产资源的二次开发利用,促进矿山可持续发展具有一定的现实意义。     

固相密度对浮选机内固-液两相流悬浮均匀性的影响

借助计算流体动力学(CFD)方法,采用欧拉-欧拉模型研究了WEMCO浮选机内固-液两相流的流动规律,探讨了湍流模型、固相密度及转速对固液流场特性、固体分散均匀性和功耗的影响。结果表明：Shear stress transport (SST)湍流模型能更好地预测固液流场流动及固体分散性,流体在叶轮作用下形成上下两个循环流并呈中心轴对称结构。随着叶轮转速的增加,固体悬浮分散性显著提高,功耗呈指数增加。当固体密度增加时,固体悬浮均匀度ξ值与叶轮转速呈线性变化,固相密度越高越不利于悬浮分散。     

基于电阻应变片的膏体充填管道流量检测

提出一种基于压差理论的新型流量检测方法。在对充填膏体流变特性研究的基础上,分析管道输送阻力与膏体流速的关系,设计了基于压差法的膏体充填管道流量检测实验,并且通过实验对压差法测管道流量的正确性进行了验证。该方法实现了充填管道内膏体流量的精准测量,并对管道压力进行实时监测,防止堵管和爆管事件发生。     

固-液旋流分离器两相流场数值模拟研究

采用标准k-ε湍流模型和混合模型的数值模拟方法,对固-液旋流分离器内的两相流流动机理及分离特性进行研究。模拟结果表明,分离特性符合有密度差的两相流分流机理。建立的模型和使用的计算方法有效。     

垂直管粗颗粒水力提升不稳定流数值模拟

根据垂直管固液两相流的特征，考虑固液两相流密度、浓度、弹模、阻力等特点，对粗颗粒水力提升不稳定流进行数值模拟。推导出含粗颗粒固液两相流波速方程，水击计算的连续方程及运动方程。可用于解决深海采矿、水力采煤和河道清淤工程等领域的粗颗粒水力提升问题。     

基于计算机仿真的水煤浆管道输送流动性分析

主要对不同直径的煤炭颗粒在直管道中的流动性进行分析和对同种直径的煤炭颗粒在不同管道中的流动性进行分析。当煤炭颗粒的直径为0.40 mm时,水煤浆出现了明显的分层现象,煤炭颗粒下沉,当煤炭颗粒直径减小到0.20 mm,甚至更小时,分层现象变得不明显;0.20 mm的煤炭颗粒在直管道的流动性较好,在弯管道中出现了分层现象,并且弯转角度越小,分层现象越明显。     

基于AMESim的充填支架液压系统仿真研究

通过液压仿真技术研究,对充填支架立柱液压系统进行了仿真分析,利用AMESim软件建立充填支架液压系统模型,模拟充填液压支架的实际工况,进行立柱液压系统仿真,验证动态仿真结果的正确性,为充填液压支架液压系统整体动态性能的准确分析提供了新的研究思路。     

上向分层充填法采矿的数值模拟研究

为了科学地评价矿区在水岩耦合条件下采矿过程中的矿柱稳定性以及地面沉降问题,避免工程经验类比法的不确定性和随意性,在工程地质勘察以及岩体物理力学试验的基础上,运用应力和位移的统一场理论,以司家营铁矿为工程背景,利用矿段的工程地质剖面图,在有限元数值分析软件ANSYS中建立精细的三维数值计算模型,导入FLAC3D数值模拟软件进行矿区在水岩耦合条件下的数值模拟,最后获得地表沉降云图、矿柱的应力云图以及渗流场的矢量分布图。在此基础上对矿山开挖过程中的地面位移、矿柱应力和渗流场的分布特征进行了分析,对上覆岩层及地表变形和矿柱承受的应力状况进行预测。最终成果不仅可以对现阶段矿山的开采过程提供一定的科学依据,同时对矿山的安全生产具有重要的指导意义。     

似膏体管输弯管段浆体流动的数值模拟研究

 摘要:论文对似膏体充填料浆在管路输送的弯管段动态特征进行了数值模拟的研究,确定了似膏体料浆相关物理参数,选择了适合似膏体料浆的管输数学模型,利用FLUENT模拟获得了弯管段压力场、速度场的分布特征,并将模拟结果与理论计算进行了对比分析。研究结果对似膏体管路输送实验和实践有一定的指导意义和实用价值。     

等量分流技术在矿山充填系统中的应用与研究

针对管道自流输送充填系统中管口出流的不利影响,通过管道自流输送中浆体流动状态的研究,提出了应用于充填出流的等量分流技术,并参照多口出流的水力学研究成果,进行了理论分析和公式推导,完成了充填系统卸流管的设计。工业试验表明,采用该项技术后,充填体的均质性、充填体强度和充填系统输送的稳定性均有较大的改善。     

采空区充填技术研究

结合安各庄铁矿采空区现状,采用上向分层充填工艺进行空区处理和残矿回收,有效解决了原采场未留设人行通风天井和矿石溜井的问题,提高矿石回收率36个百分点,降低贫化率5.6个百分点,在充填治理空区的同时充分回收了空区上部残留矿石,经济效益和社会效益显著。