西鞍山铁矿深部立井围岩稳定性数值模拟分析

针对西鞍山铁矿辅助井开挖诱致井筒围岩变形破坏问题，以700～1 000 m深度范围辅助井掘进为依托，运用FLAC3D有限差分模拟软件对竖井开挖过程进行了三维数值分析，阐明了不同深度辅助井开挖诱致井筒围岩变形破坏演化特征，揭示了辅助井掘进过程井筒掘进工作面支护效应下围岩应力及位移释放规律，分析获得了辅助井掘进诱致井筒围岩弹性应变能积聚、迁移与释放演化机理。研究表明：在辅助井开挖过程中，井筒围岩塑性区破坏方式以剪切破坏为主，塑性区范围随着竖井掘进深部的增加不断增加，且最大主应力峰值位置位于井筒围岩弹、塑性区交界处；井筒围岩径向位移随深度呈线性增加，最大径向位移值为90.64 mm,且最小水平主应力方向围岩位移大于最大水平主应力方向；随着竖井掘进深度增加，井筒掘进工作面以上距其2 m位置井筒围岩应力释放率达到95%,且井筒围岩径向位移随距井筒掘进工作面距离增加呈非线性增加，并在距井筒掘进工作面24 m处径向位移达到最大；受开挖扰动影响，井筒围岩弹性应变能密度呈非线性增加，并根据岩爆判据预测竖井掘进至1 050 m处井筒围岩存在岩爆发生可能性。