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新型电耙运搬出矿系统与设备的工业试验研究

金属矿山 2002年第4期31卷 8-10页

作者：肖雄吴爱祥阳雨平中南大学

缓倾斜中厚～厚矿体的采矿 ,因采场出矿运搬效率低、采切工作量大等突出问题 ,一直被视为一世界采矿难题。试验运用先进的振动助流技术与YZZ型振动助流器 ,优化配置传统电耙运搬设备 ,同时采用高效的YSP型水炮劈石器进行大块二次破碎 ,... 详细信息

缓倾斜中厚～厚矿体的采矿 ,因采场出矿运搬效率低、采切工作量大等突出问题 ,一直被视为一世界采矿难题。试验运用先进的振动助流技术与YZZ型振动助流器 ,优化配置传统电耙运搬设备 ,同时采用高效的YSP型水炮劈石器进行大块二次破碎 ,首创一种高效、低成本的堑沟受矿振动助流采场出矿运搬系统。实践表明 ,本系统具有出矿能力大 (比传统重力自溜电耙出矿提高 4 5 % )、采切工程量少、效率高、同时结构简单。

关键词：电耙运搬出矿系统设备工业试验缓倾斜堑沟受矿振动助流

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物料管道输送的减阻问题

振动．测试与诊断 2002年第1期22卷 29-33页

作者：吴爱祥孙业志中南大学资源环境与建筑工程学院长沙410083

为了提高输送效率和节约能源 ,使用振动减阻的方法来实现物料的输送减阻。尾砂试验表明 ,振动减阻是切实可行的 ,而浆体的浓度和输送速度是两个关键性因素。通过应力波的反射与透射分析 ,认为应力波在管道垂直方向上传播时逐渐衰减 ,迫... 详细信息

为了提高输送效率和节约能源 ,使用振动减阻的方法来实现物料的输送减阻。尾砂试验表明 ,振动减阻是切实可行的 ,而浆体的浓度和输送速度是两个关键性因素。通过应力波的反射与透射分析 ,认为应力波在管道垂直方向上传播时逐渐衰减 ,迫使下层颗粒向上作微小移动 ,降低了浆体的粘性阻力损失。管道振动对层流附面层有较大影响 ,使边壁浆体的速度梯度减小 ,并导致边壁剪切应力的降低。同时 ,使附面层的厚度加大 ,中性稳定雷诺数增加 ,阻止流态的转捩。应力波的作用以及附面层的改变 ,最终导致输送阻力的降低。

关键词：管道输送减阻振动减阻应力波附面层物料运输

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铜钼矿细粒全尾膏体浓度范围确定

岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 3432-3438页

作者：刘超王洪江吴爱祥王勇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

细粒全尾矿沉降浓密困难,制备的膏体浓度决定了其流动性、泌水性及稳定性等指标,是膏体性能好坏的直接体现。为探究工程应用中合适的膏体浓度,采用理论分析、室内试验和相似模拟的手段,从泌水率、饱和度与泌水率、流变学和动态压密4个... 详细信息

细粒全尾矿沉降浓密困难,制备的膏体浓度决定了其流动性、泌水性及稳定性等指标,是膏体性能好坏的直接体现。为探究工程应用中合适的膏体浓度,采用理论分析、室内试验和相似模拟的手段,从泌水率、饱和度与泌水率、流变学和动态压密4个角度分析细粒全尾矿膏体浓度范围。将分析方法和结论应用于乌山铜钼矿,确定了其膏体浓度范围:从泌水率角度分析为67%~71%;根据泌水率和饱和率理论分析为69.3%~70.9%;从流变学角度分析为70.68%;根据动态压密试验,当耙架转速0.05~0.10 r/min,浓度范围为67.41%~70.73%。从而得到该矿细粒全尾矿膏体浓度建议范围为67%~71%,平均浓度为69%。

关键词：采矿工程细粒全尾矿膏体浓度泌水率流变学动态压密

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基于刚架结构模型法的采空区群失稳分析

岩石力学与工程学报 2016年第A02期35卷 4204-4210页

作者：姜立春肖康吴爱祥华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学安全科学与工程研究所广东广州510640 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

为研究纵向采空区群在外部荷载作用下的整体稳定性,将其转化为平面刚架体系,构建纵向采空区群刚架结构的失稳模型,提出基于刚架结构模型法的采空区群失稳判据及分析方法。通过分析多层纵向单元空区构成的采空区群在顶层间柱回采后的整... 详细信息

为研究纵向采空区群在外部荷载作用下的整体稳定性,将其转化为平面刚架体系,构建纵向采空区群刚架结构的失稳模型,提出基于刚架结构模型法的采空区群失稳判据及分析方法。通过分析多层纵向单元空区构成的采空区群在顶层间柱回采后的整体稳定性,利用数值模拟和现场工程验证该方法分析结果的可靠性。结果表明,间柱回采完成后,顶板围岩的最大拉应力值、最大竖向变形量均超过允许的阀值,采空区群处于严重失稳状态;数值模拟对比分析表明,空区群内部质点的最大拉应力、压应力值与前者基本吻合,变化趋势相似,拟合度高;现场工程揭示,采空区群上部中段顶板出现垮塌,覆岩坍塌,采空区与地表贯通,验证了该方法分析结果的可靠性。

关键词：采矿工程采空区群刚架结构失稳判据

基于X-Ray CT试验的塌陷区回填体孔隙结构研究

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岩土力学 2017年第12期38卷 3635-3642页

作者：孙伟吴爱祥侯克鹏杨溢刘磊昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

为了研究地表塌陷区回填体破坏过程中的孔隙结构演化规律,利用医用X-Ray CT及小型加载装置开展了废石/尾砂混合回填体实时单轴压缩扫描试验,重构了不同应力状态下回填体的多组分结构模型。试验结果表明:随应力值增大,回填体孔隙率增加,... 详细信息

为了研究地表塌陷区回填体破坏过程中的孔隙结构演化规律,利用医用X-Ray CT及小型加载装置开展了废石/尾砂混合回填体实时单轴压缩扫描试验,重构了不同应力状态下回填体的多组分结构模型。试验结果表明:随应力值增大,回填体孔隙率增加,应力超过峰值应力80%后,孔隙率陡增,孔隙主要以X型共轭面分布;回填体孔隙率随含石量增加而增大;回填体细观结构演化过程可划分孔洞持续压密、孔洞先压密后扩容、孔洞持续扩容、相邻微裂隙的贯通、不均质区的孔隙扩展6种模式;回填体在峰值应力80%以前,CT数、孔隙率变化幅度小,回填体中并未出现显著的贯穿性裂缝,主要以原生孔隙的压缩与扩容、次生孔隙的萌生与扩展两种状态为主;应力超过峰值应力80%后,CT数急剧降低,孔隙率陡增,回填体中的原生、次生孔隙结构逐渐贯通,形成贯穿性裂缝,回填体破坏。

关键词：地表塌陷区回填体 X-Ray CT 三维重构孔隙结构

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地下金属矿山无间柱连续采矿工艺技术研究

金属矿山 2001年第10期30卷 9-12页

作者：吴爱祥胡华中南大学中国矿业大学

分析了地下金属矿山连续采矿的技术经济优势 ,提出了我国地下金属矿山连续采矿技术研究分 4个发展阶段 ,即采场 (溜井 )振动出矿、采场连续大量采矿、区域无间柱连续采矿及全矿连续大量采矿阶段等 ,结合国家“九五”重点科技攻关课题“... 详细信息

分析了地下金属矿山连续采矿的技术经济优势 ,提出了我国地下金属矿山连续采矿技术研究分 4个发展阶段 ,即采场 (溜井 )振动出矿、采场连续大量采矿、区域无间柱连续采矿及全矿连续大量采矿阶段等 ,结合国家“九五”重点科技攻关课题“无间柱连续采矿试验研究” ,详细介绍了工业试验的技术条件、连续采矿方案设计的技术思想、采矿方案设计、回采工艺技术、大量采矿装备及主要研究成果。

关键词：连续采矿无间柱采矿连续采矿装备地下金属矿山

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管道层流通用方程的推导及试验验证

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第11期47卷 61-65,102页

作者：兰文涛吴爱祥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

为分析充填料浆在管道内的运动,根据流变学及流体力学理论,以Herschel-Bulkley(H-B)本构模型推导出管道层流通用方程,确定了流体管道层流临界条件的计算方法.根据所推导的管道层流通用方程,提出了一种流变参数测量方法,并采用工业级的L... 详细信息

为分析充填料浆在管道内的运动,根据流变学及流体力学理论,以Herschel-Bulkley(H-B)本构模型推导出管道层流通用方程,确定了流体管道层流临界条件的计算方法.根据所推导的管道层流通用方程,提出了一种流变参数测量方法,并采用工业级的L管实验装置和流变仪分别测定了某非牛顿流体充填料浆的流变参数.实验结果表明:当含屈服应力的非时变性非牛顿流体在管道层流运动时,管壁切应力沿管径线性分布,管壁处速度梯度和雷诺数有最大值、表观黏度有最小值,在管壁处流速为0;管道内存在半径较大的柱塞流区,柱塞流区边界处速度梯度为0;基于管道层流通用方程的管道试验方法与流变仪测定方法所得流变参数计算的流量结果基本一致.

关键词：非牛顿流体管道层流管道试验流动方程方程可视化

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非牛顿流体管道流动方程及其近似解

哈尔滨工业大学学报 2020年第12期52卷 140-146页

作者：兰文涛吴爱祥北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点试验室(北京科技大学) 北京100083

为准确计算非牛顿流体充填料浆在不同工况条件下的充填流量和沿程阻力并以之指导充填工程实践,对非牛顿流体充填料浆在管道内的流动行为进行了研究.首先根据流变学以及流体力学理论,对充填料浆在管道内的流动状态进行分析,确定了非牛顿... 详细信息

为准确计算非牛顿流体充填料浆在不同工况条件下的充填流量和沿程阻力并以之指导充填工程实践,对非牛顿流体充填料浆在管道内的流动行为进行了研究.首先根据流变学以及流体力学理论,对充填料浆在管道内的流动状态进行分析,确定了非牛顿流体管道输送的层流临界条件;然后推导出近似管道流量方程,大幅度的降低了计算量、简化了计算过程;最后根据所构建的非牛顿流体管道流量方程组和近似管道流量方程组,以铜矿选厂全尾砂和325普通硅酸盐水泥制备了固体质量分数为71%、水泥掺量为11%的非牛顿流体充填料浆进行了环管试验,并分别以精确解法和近似解法对其屈服应力τB、稠度系数K和幂率指数n进行了计算.研究结果表明:试验料浆在管道半径R为0.75 m、管道总长L为26 m及压差ΔP分别152376、132219、109576 Pa时,流量Q分别为119.6、73.1、24.3 m 3/h;基于试验结果以精确解法所求解的τB为128.0983 Pa、K为0.4506、n为1.1097,以近似解法所求解的τB为138.9652 Pa、K为1.2444、n为0.9057;以方程可视化方法绘制的三维图像对比证明精确解法和近似解法所求得的管道流量数值大小基本一致,且有相似的变化规律,证明了近似管道流量方程的准确性;因此,非牛顿流体管道流动方程及其近似解适用于非牛顿流体管道输送工程实践,是白金汉(Buckingham)流动方程和泊肃叶定律(Poiseuille law)的有力补充.

关键词：非牛顿流体幂率流体管道试验流动方程方程可视化

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AMD蚀化砂岩细观力学效应

煤炭学报 2012年第6期37卷 931-935页

作者：姜立春温勇吴爱祥华南理工大学安全科学与工程研究所广东广州510640 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 北京科技大学土木与环境学院北京100083

通过pH值为1.25,3.38的AMD溶液蚀化下砂岩细观结构及力学试验,分析砂岩细观结构及力学性质变化规律;运用分形理论描述砂岩细观结构分布特征,得到AMD蚀化下砂岩表面SEM图像的分形维数(D);基于砂岩弹性模量的变化,引入AMD蚀化下砂岩化学... 详细信息

通过pH值为1.25,3.38的AMD溶液蚀化下砂岩细观结构及力学试验,分析砂岩细观结构及力学性质变化规律;运用分形理论描述砂岩细观结构分布特征,得到AMD蚀化下砂岩表面SEM图像的分形维数(D);基于砂岩弹性模量的变化,引入AMD蚀化下砂岩化学损伤变量(w),建立w与D之间的关系。结果表明:AMD蚀化下砂岩细观结构分布具有分形特征,w与D存在较好的线性关系。pH=1.25时,w=0.78D-1.62;pH=3.38时,w=0.97D-2.04,相关系数均在0.98以上。研究结果从细观层次揭示了AMD蚀化砂岩力学效应。

关键词： AMD 砂岩细观结构力学效应分形维数