Викладено основні відомості про конструкції сталевого рамного кріплення гірничих виробок. Проаналізовано досвід їх експлуатації, запропоновано методи оцінки стану й прогнозу працездатності, розкрито особливості взаємодії з породним масивом. Розглянуто роботу окремих вузлів та елементів кріплення, технології їх виготовлення, монтажу й повторного використання. Наведено способи та засоби керування зусиллями в конструкціях, шляхи підвищення їх працездатності.

Проанализированы существующие теории прочности. Изложена новая аналитическая теория прочности структурно неоднородных и трещиноватых материалов, в первую очередь - горных пород и массивов. Уделено внимание решению проблемы масштабного эффекта, обоснована его связь с особенностями структурного строения массива, показана зависимость масштабного фактора прочности от напряженного состояния. Приведено сопоставление аналитической теории и экспериментальных данных, описан алгоритм обработки данных испытаний в стабилометрах.

Впервые предложена и обоснована новая научная доктрина развития горной техники и технологии. Разработаны пилотные проекты принципиально новых образцов горной техники (проходческий комбайн, агрегат безлюдной выемки тонких пластов, подъем, водоотлив, вентиляция и др.). Показаны преимущества инновационной модели развития горной промышленности.

Рассмотрена сущность нового метода управления устойчивостью горной выработки путем взрывной разгрузки пород кровли от напряжений. Методом конечных элементов изучены закономерности распределения напряжений при разгрузке. Даны рекомендации по определению геомеханических параметров взрывной разгрузки.

Дано обоснование расчетных схем геомеханики взрыва. Показана превалирующая роль газообразных продуктов взрыва на развитие взрывного разрушения. Впервые получены формулы для оценки давления газов и расширения зарядной полости с учетом их взаимовлияния.

Раскрыта сущность фундаментальных закономерностей проявлений горного давления в подземных выработках. Предложена новая классификация горного давления в подготовительных выработках.

Розроблено гідравлічну систему для прохідницького комбайну фронтальної дії "MIR".

Приведены сведения о горных выработках, материалах и конструкциях шахтной крепи, их характеристики и классификация. Освещены особенности лесоматериалов и изделий из древесины, бетона, природных и искусственных каменных материалов, металлов и металлических изделий, строительных растворов и пластмасс. Изложены основные положения расчёта проявлений горного давления и взаимодействия крепи с массивом горных пород. Внимание уделено расчётам крепи в программной среде "Лира".

Методом конечных элементов изучены закономерности изменения несущей способности рамной крепи горной выработки при различных схемах нагружения в зависимости от изменения пассивного отпора пород.

Рассмотрены существующие подходы к сравнительной оценке и сопоставлению гидромашин различных конструкций. Предложены критерии технической эффективности объёмных гидромашин. Даны примеры их применения, рекомендован обобщенный безразмерный критерий технической эффективности.

Показаны истоки и начальные этапы развития науки о горном давлении. Приведены авторы основных научных гипотез сводов естественного равновесия. Дана краткая биография основоположника учения о горном давлении в отечественной науке проф. М. М. Протодьяконова. Оценен его научный вклад в развитие горной геомеханики.

Методом конечных элементов изучены закономерности изменения работоспособности рамной крепи горной выработки в зависимости от изменения вида нагрузки и параметров взрывной разгрузки пород вокруг горных выработок.

Предложен инженерный метод прогноза пучения почвы в подготовительных выработках и дана оценка вероятности и ожидаемой величины поднятия пород в зависимости от горно-геологических и горно-технических факторов.

Рассмотрены вопросы развития аксиально-поршневых гидромашин. Предложена конструкция нового типа гидромашины аксиальной с корончатым плунжером (ГМАК). Дана методика расчета основных параметров и технические характеристики ГМАК. Приведены технические характеристики ГМАК различных типоразмеров, дан сравнительный анализ серийных гидромашин и ГМАК.

Рассмотрена задача определения степени неоднородности горного массива с помощью метода скважинной интроскопии. Получено основное уравнение зависимости показаний интроскопа от расстояния до контакта различных сред или трещины. Дана оценка нормированного показателя неоднородности массива по данным скважинной интроскопии.

Проанализировано использование современных вычислительных комплексов на примере программы Phase 2 для решения задач в области геомеханики. Сформулированы требования к программному обеспечению для проведения исследований проявлений горного давления.

Предложен новый критерий разрушения пород вокруг выработок. Обобщено понятие оптимальной формы выработки. Сформулировано главное техническое противоречие горной геомеханики и фундаментальные закономерности горного давления, разработана его новая классификация на "малых" и "больших" глубинах разработки.

Приведены результаты исследования работы стальной арочной крепи горных выработок. Учтено влияние пассивного отпора пород на несущую способность крепи. Сформулировано условие оптимального проектирования рамной крепи.

Прослежены этапы развития механики горных пород, раскрыты основные понятия, объект и предмет изучения данной дисциплины. Освещены упругие свойства горных пород, акцентировано на статистических и динамическом методах их определения. Рассмотрена реология как наука, проанализированы реологические свойства горных пород (ползучесть, релаксация, пластичность), приведены механические структурные модели породы (модели Максвелла, Кельвина (Фойгта), Пойтинга - Томсона, Бингама), а также обобщенные реологические модели. Значительное внимание уделено вопросам прочности горных пород и массивов, приведены основные факторы, влияющие на механические свойства и процессы разрушения, раскрыта сущность новой теории прочности, учитывающей влияние трещиноватости на прочность горных пород, реономную микромеханику разрушения, длительную прочность материалов и др. Описан масштабный эффект структурно неоднородных массивов. Акцентировано на вопросах определения свойств пород и массивов, приведены методы комплексных испытаний прочности пород, определения паспорта их прочности, исследования горных пород методами зондирования и т.д.

Выполнены теоретические исследования несущей способности центрально-сжатых трубобетонных элементов. Разработан новый метод определения прочности таких элементов по первому предельному состоянию. Доказана достаточная точность и адекватность расчётов экспериментам.