吴宝杨
- 作品数：11 被引量：53H指数：5
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程水利工程天文地球更多>>
- 矿井水影响下粗砂岩力学性能变化规律研究被引量：6
- 2020年
- 地下水库是矿井地下水处理的有效措施之一,但矿井水对水库坝体力学性能具有弱化效应,威胁着地下水库的安全稳定。因此,有必要开展矿井水作用下岩石力学性能劣化规律研究。本文以灵新煤矿地下水库为背景,通过室内试验研究,分析了矿井水浸泡下粗砂岩力学性能的劣化规律。结果表明:浸泡试件的质量变化与比表面积、填隙物和岩石矿物成分有关。较小水压下,粗砂岩的渗透率呈指数型衰减。但随着水压的进一步增加,堵塞孔隙的颗粒被冲刷,渗透率开始增加;水压越大,渗透率升高幅度越大。随着浸泡时间的增加,岩石抗拉强度存在快速劣化段;之后趋缓,并呈线性劣化趋势。单轴抗压强度呈现先快速减小、后略微增加、再减小的规律。粗砂岩的力学性能劣化是矿井水渗入岩石节理,与填隙物发生水化膨胀以及溶解岩石中部分矿物引起。单轴抗压强度增加阶段与孔隙堵塞引起的孔隙水压力有关。
- 吴宝杨刘康刘康
- 关键词：矿井水浸泡粗砂岩力学性能
- 一种用于煤层开挖的三维固液耦合相似模拟系统及方法
- 本发明涉及一种用于煤层开挖的三维固液耦合相似模拟系统及方法，属于煤矿开采模拟技术领域，解决了现有三维固液耦合相似模拟操作复杂、成本高以及模拟结果可靠性差的问题。模拟系统包括箱体、容器和天平，箱体内部自上而下设有上覆地层、...
- 姚强岭于利强王伟男吴宝杨黄庆享刘晓丽
- 文献传递
- 一种用于煤层开挖的三维固液耦合相似模拟系统及方法
- 本发明涉及一种用于煤层开挖的三维固液耦合相似模拟系统及方法，属于煤矿开采模拟技术领域，解决了现有三维固液耦合相似模拟操作复杂、成本高以及模拟结果可靠性差的问题。模拟系统包括箱体、容器和天平，箱体内部自上而下设有上覆地层、...
- 姚强岭于利强王伟男吴宝杨黄庆享刘晓丽
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- 灵新煤矿地下水库煤柱坝体合理尺寸研究被引量：2
- 2021年
- 近年来,煤矿地下水库技术已成为西部地区保护和利用矿区水资源的重要手段,地下水库矿井水已成为西部地表生态灌溉的重要水源之一。以西部矿区灵新煤矿近距离倾斜煤层群采掘地质条件为工程背景,针对该矿首座煤矿地下水库建设过程中遇到的煤柱坝体留设问题,采用数值模拟的方法,分析了六采区工作面开采和水库储水压力两大因素对煤矿地下水库煤柱坝体的影响。研究表明:相关工作面回采后,会在煤柱坝体及邻近围岩中产生塑性区,随着煤柱坝体宽度的增加,煤柱坝体及附近围岩中塑性区相互贯通的趋势逐渐减弱。当煤柱坝体宽度增至50 m时,塑性区相互贯通的现象消失;当煤柱坝体宽度增加到60 m时,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区间距(塑性区未贯通区域)扩大至40 m左右。在储水压力作用下,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区裂隙将发生二次扩展,随着水压的增大,裂隙扩展长度逐步增大,在3 MPa水压(储水高度300 m)作用下塑性区裂隙扩展长度达到5 m左右。因此,为防止水力作用下煤矿地下水库透水灾害的发生,认为煤柱坝体合理尺寸应取60 m。
- 周光华邵俊杰吴宝杨吴宝杨
- 关键词：数值模拟塑性区
- 浸水次数影响下裂隙砂岩强度损伤及声发射特征被引量：5
- 2020年
- 循环浸水能够造成工程岩体结构及其力学性质的弱化,对工程岩体的稳定性产生一定影响。为探讨在反复浸水影响下裂隙砂岩强度损伤特征,采用无损浸水试验装置制取浸水0,1,2和3次的标准砂岩岩样和预制裂隙砂岩岩样,研究了其强度损伤及声发射特征。研究结果表明:随着浸水次数增加,砂岩单轴抗压强度和弹性模量减小,而对其破坏形式无显著影响;不同浸水次数影响下的裂隙砂岩全应力-应变曲线均呈现裂隙压密、弹性变形、塑性变形和峰后4个阶段;声发射计数频率和范围随浸水次数增加而减小;标准砂岩起裂位置在试样中部,裂隙砂岩起裂位置在预制裂隙上下端附近;浸水次数越多,声发射定位数量越少,预制裂隙附近损伤越大,在荷载作用下周围产生次生裂隙。研究成果对岩土工程中涉及的反复浸水问题的研究提供了有益参考。
- 吴宝杨王伟男郭东明
- 关键词：水-岩作用裂隙砂岩声发射
- 煤矿地下水库高盐矿井水封存对地下水的影响被引量：3
- 2021年
- 以宁夏灵新煤矿地下水库建设为工程背景,分析了在煤矿地下水库建设和运行过程中,可能对邻近含水层造成影响的两大因素:①煤层工作面重复开采引起的覆岩裂隙导通含水层,会对矿区地下水资源造成初次影响;②在高盐矿井水注入地下水库的过程中,由于浓度梯度的作用,矿物离子将主要沿着裂隙通道进行扩散,进而可能对矿区地下水资源造成二次影响。这2种影响方式都与采空区覆岩中的采动裂隙是否形成贯通的渗流通道密切相关。基于上述分析,首先通过固-液耦合相似模型试验与数值计算相结合的方法,分析了灵新煤矿拟建煤矿地下水库区域重复开采条件下采空区覆岩的裂隙网络演化规律和渗流通道特征,进而深入分析了重复开采对煤层上方各含水层的影响,具体表现在:一采区工作面回采结束后,采空区上覆岩层裂隙相互连通并扩展至K4含水层,但K3含水层与采空区之间未出现明显的渗流路劲,表明重复开采对K3含水层的影响较小。综合上述相似模拟试验和数值计算得到的裂隙网络特征,采用OpenGeoSys多场耦合数值模拟软件,模拟了高盐矿井水在采动裂隙网络中的渗流过程,分析了高盐矿井水在煤矿地下水库中封存后对上覆含水层的污染风险。研究结果表明:注水条件下,高浓度盐水首先在裂隙采空区流动,随后沿着覆岩断裂裂隙进入K4含水层,并最终在K4含水层及其邻近覆岩断裂裂隙中流动,渗流场离K3含水层较远。浓度场在自身重力所用下10 a后扩散速度有所减缓,在50 a内,浓度场主要在K4含水层邻近覆岩、K4含水层和底部泥岩中扩散,只有微量高盐矿井水会扩散至K3含水层中。
- 吴宝杨李全生曹志国郭强孔军峰武书泉张宗鲜
- 关键词：地下水库含水层
- 大倾角松软厚煤层巷道优化设计及数值分析被引量：19
- 2010年
- 以大远煤业有限公司杜家村煤矿2号开采煤层1201回采平巷的工程条件为背景,分析了大倾角松软厚煤层在不同断面形状和支护方式下稳定性问题。采用工程类比法及FLAC3D数值分析软件,对三种方案在不同的巷道断面、支护方式下,巷道围岩的位移变形情况、应力分布情况等进行了模拟分析比较,研究结果表明,在同样采用锚网索+钢带的联合支护形式下,直墙圆拱形巷道形状的垂直和水平变形量比其他两个方案分别低78%和23%,且应力分布较均匀,更加适合大倾角松软煤层巷道的开挖支护。论文研究结果可为工程设计和实际应用提供依据。
- 杨仁树朱衍利吴宝杨郭东明王雁冰韩朋飞
- 关键词：大倾角松软厚煤层支护FLAC3D
- 煤系高岭土矿深孔松动爆破数值分析
- 本文针对煤系高岭土矿开采过程中井下爆破施工环境复杂,采用实验室模拟具有很大难度且准确性低,采用了LS-DYNA大型数值分析软件,对煤系拌生高岭土矿工作面深孔松动爆破进行了数值仿真分析.通过深孔松动爆破模拟,获得了爆炸应力...
- 郭东明吴宝杨王雁冰赵进李树荣
- 关键词：深孔松动爆破
- 文献传递
- 隔水土层孔隙水压畸变与顶板突水灾变的时空响应特征模拟研究被引量：6
- 2021年
- 随着采煤工作面的推进,上覆隔水土层将受到周期性动载荷作用,引起的孔隙水压畸变在覆岩中产生的力学响应对于浅埋煤层顶板突水灾变有着重要的前兆预警意义。为了分析隔水土层孔隙水压与顶板突水之间的时空响应规律,将隔水土层简化为饱和多孔固液混合介质并构建了隔水土层黏弹性动力学模型,求得孔隙水压分布解析解;应用模拟软件构建了相应的流固耦合模型,分析了在不同开采强度条件下隔水土层孔隙水压变化与覆岩破坏演变规律;基于固液耦合试验平台,进行孔隙水压监测试验,进一步揭示并验证了开采扰动及渗流作用下隔水土层孔隙水压与突水灾变之间的对应关系。研究表明:隔水土层孔隙水压与开采扰动存在紧密联系,当隔水土层孔隙水压因开采扰动而积聚至峰值后,会发生急速消散,土层隔水性消失,工作面顶板则对应发生突水灾变,之后孔隙水压在相对较低的水平短幅波动,其时空响应特征的研究对于富水区下顶板突水预警系统的建立奠定了基础。
- 杨涛杨涛林海飞张杰林海飞陈诚
- 关键词：浅埋煤层孔隙水压
- 煤矿地下水库平板型人工坝体抗震性能分析被引量：2
- 2023年
- 煤矿地下水库有效地解决了西部矿区矿井水保护与利用问题,地下水库安全稳定是其执行“导储用”核心技术的关键,而人工坝体是连接水库坝体的纽带。为此,针对煤矿地下水库人工坝体安全稳定问题,选取典型的平板型人工坝体为研究对象,基于大柳塔2-2煤层煤矿地下水库基本情况,利用相似模拟实验、数值分析等研究方法,分析了不同地震(1~15 m/s^(2))作用下煤矿地下水库平板型人工坝体稳定性特征。相似模拟结果表明:煤矿地下水库平板型人工坝体可以抵抗10烈度以上(12 m/s^(2))地震作用,在由小到大地震循环加载作用下产生的最大位移为0.19 mm;人工坝体产生应力集中的位置主要在坝体底部,应力变化规律为底部>腹部>顶部,同一地震波作用下坝体反面应力峰值约大于正面10%,整个震动过程中人工坝体未出现裂隙发育情况,说明人工坝体始终保持弹性工作状态;顶部压力逐渐增加和循环地震作用过程中,人工坝体内应力急剧增加,坝体水平方向位移与非加压阶段相当,未表现出明显增加现象,但煤柱坝体在此过程中逐渐产生裂隙,最终裂隙贯通造成煤柱坝体垮落破坏。基于力学模型分析及模拟结果表明:大柳塔2-2煤矿地下水库坝体(煤柱+人工)在地震作用下未出现较大塑性变形,位移变化以垂直巷道方向最大,但变化范围均为毫米级,水库坝体在地震作用下保持较好的稳定性;由于人工坝体和煤柱坝体基础性质(强度、密度)不同,震动引起的加速度不同,造成人工坝体作用过程中加速度大于煤柱坝体(差值为1.14倍),导致坝体连接处剪切应力集中,是煤矿地下水库易发生破坏的关键位置。
- 池明波李鹏李鹏武洋张勇李海祥吴宝杨
- 关键词：抗震性能
