Исследованы причины возникновения динамических нагрузок на армировку ствола, позволяющие оценить ее относительный ресурс. Предложенная методика позволяет определять наиболее опасные участки в стволе по "портрету" движения подъемного сосуда и обратить внимание на необходимость ремонтных работ.

Розглянуто задачу дослідження динаміки взаємодії підйомної посудини шахтного підйомника з провідниками жорсткого армірування. На підставі математичного моделювання знайдено аналітичні залежності максимальних прискорень напрямних піднімальних посудин щодо режимів: плавного, віброударного та стислого руху у провідниках, також отримано залежність мінімального часу контакту напрямних колодок посудини з провідниками від маси посудини.

Показаны пути и методы обеспечения устойчивости вертикальных стволов после их погашения. Сделаны выводы: устойчивость ствола может быть обеспечена лишь в том случае, если учтены все влияющие факторы в их взаимной увязке, необходимо сооружать в стволе надежные специальные пробки и опоры, производить конструирование ствольных пробок, выбирать места их размещения, рассчитывать основные параметры и параметры опорных перемычек по определенной методике. Важен достоверный прогноз возникающих вертикальных сил, действующих на пробку с учетом эффекта подпружинивания закладки в период ее уплотнения и до момента стабилизации сил трения в стволе, при этом минимальная несущая способность опорной перемычки должна обеспечивать поддержание столба закладочного материала не менее критической высоты засыпки. С целью уменьшения опускания закладки необходимо проводить ее уплотнение еще на стадии возведения.

Приведены результаты теоретических исследований использования напрягающих цементов при производстве крепей вертикальных стволов. Доказана экономическая целесообразность предлагаемых мероприятий.

Рассмотрены структура, свойства, районирование пористых песчаников Донбасса. Освещены физико-химическая сущность, виды и технологические параметры электрохимической обработки грунтов. Обоснованы принципы физического моделирования электрохимического тампонажа пористых песчаников. Описаны методика проектирования, техника и технологические схемы ликвидации водопритоков из них. Предложен электрохимический способ водоподавления в горных выработках.

На базі тривимірної лінеарізованої теорії стійкості розв'язано задачу стійкості багатошарового кріплення вертикальної виробки кругового поперечного перетину в породнім масиві за непружної роботи кріплення та масиву. Надано оцінку впливу геометричних та фізично-механічних параметрів різномодульного кріплення та масиву на критичні контактні навантаження.

Приведен практический опыт строительства горизонтальной многозабойной скважины на морском шельфе с использованием усовершенствованных технологий бурения и крепления основного и бокового стволов.

Обгрунтовано теоретичні та практичні засади забезпечення стійкості приствольного масиву гірських порід та розташованих у ньому гірничих виробок. Розроблено методи розрахунку формування та еволюції напружено-деформованого стану приствольного масиву на підставі застосування основних геологічних та гірничотехнічних факторів впливу. Одержано критерії стійкості приствольного масиву та кріплення стволів. Вивчено механізми поведінки системи "кріплення - масив" та розроблено метод розрахунку кріплення шахтних стволів. Визначено оптимальні параметри попереднього відпрацювання приствольних ціликів, що забезпечують довготривалу стійкість вертикальних стволів за мінімізації конструктивних заходів захисту. На базі одержаних критеріїв, закономірностей і залежностей розроблено комплекс способів і засобів активного управління напружено-деформованим станом приствольного масиву та забезпечення його стійкості.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності і технологічності кріплення вертикальних стовбурів вугільних шахт, які проходять у неоднорідних масивах порід. В роботі розвивається комплексний підхід отримання загальносистемного ефекту від диференційованого вибору кріплення стовбурів та послідовної чи сумісної реалізації регулятивних засобів в системі "кріплення стовбура - неоднорідний породний масив", які сукупно забезпечують демпфірування зміщень, зростання несучої здатності приконтурних порід та кріплення, в результаті чого забезпечується зниження величини і асиметрії навантажень на стовбур та підвищення його стійкості. З врахуванням структурної і міцнісної неоднорідності породного масиву та результатів дослідження закономірностей і особливостей взаємодії системи "кріплення стовбура - масив порід" розроблені науково-технічні принципи вибору і нові конструкції охоронних вантажонесучих систем, які забезпечують довготривалу стійкість шахтних стовбурів в складних гірничо-геологічних умовах. Основні результати роботи знайшли промислове застосування на вугільних шахтах, реалізовані в нормативно-технічних документах.

Запропоновано новий метод діагностування технічного стану системи "підйомна посудина - армування" шахтних вертикальних стволів в екстремальних режимах роботи на основні проведення додаткових динамічних випробувань у режимі запобіжного гальмування та аналізу одержаних діагностичних параметрів. Розроблено методику проведення динамічних випробувань системи "підйомна посудина - армування" у режимі запобіжного гальмування. Запропоновано нові способи обробки одержаних діагностичних параметрів взаємодії підйомних посудин з провідниками армування.

Вперше встановлені залежності стану сполучень стовбурів від комплексу факторів впливу котрі враховують гірничо-геологічні, геомеханічні, гірничо-технічні умови охорони та підтримання. Вперше встановлено особливості та закономірності деформування масиву гірських порід в районах сполучень стовбурів на глибоких горизонтах за складних геомеханічних умов, а саме: розміри динамічних зон впливу, які утворюються у разі проведення та перекріплювання пристовбурових виробок на ділянках стовбурів стволів глибоких горизонтів за умов нестійких порід.

Рассмотрены вопросы проектирования, строительства, обслуживания и ремонта шахтных стволов, надшахтных и башенных копров, жесткой и гибкой армировки, подъемных сосудов, коммуникаций. Раскрыты проблемы предотвращения аварийных ситуаций подъемного комплекса. Обоснованы нормативы технического обслуживания и ремонта длительно эксплуатируемого инженерного сооружения. Проанализированы методы и средства инструментального контроля всех элементов, инженерной защиты металлических конструкций, крепи и стволового оборудования. Особое внимание уделено техническим решениям по сооружению глубоких вертикальных стволов, аппаратуре стволовой сигнализации и связи, подземным лифтам, технической диагностике элементов объекта, экспертному обследованию сооружения, экспертизе промышленной безопасности оборудования, методам и средствам замены элементов, аварийно-спасательным работам в стволе, обеспечению охраны труда персонала, энерго- и ресурсоснабжению при эксплуатации, способам защиты, обогрева, реконструкции и ликвидации шахтных стволов.

Освещена история развития и классификации подъемных установок. Проанализирована нормативная база проектирования и эксплуатации подъемного комплекса. Даны сведения о шахтных стволах (ШС), их проектировании, сооружении, эксплуатации, надзоре, техническом обслуживании и ремонте. Описаны новые технологии в строительстве вертикальных ШС, виды и свойства крепи ШС, раскрыты основные причины нарушений крепи вертикальных стволов угольных шахт Донбасса. Внимание уделено вопросам геомеханического обоснования, разработки и внедрения комбинированных способов крепления ШС в структурно неоднородных породах, организации технического обслуживания и ремонта вертикальных стволов и жесткой армировки, совершенствования безопасной эксплуатации надшахтных и башенных копров, эксплуатации разных канатов в ШС, повышения безопасности эксплуатации шахтных подъемных сосудов.

Рассмотрены вопросы реконструкции инженерных сооружений и оснащения для аварийно-спасательных работ. Проанализированы способы защиты бетонной крепи и оборудования шахтного ствола (ШС), особенности его обогрева, эксплуатации наклонных стволов. Описаны методы инструментального контроля состояния элементов ШС и жесткой армировки. Освещены зарубежный опыт контроля технического состояния оборудования ствола, история развития стволовой сигнализации и связи (ССС), приведены нормативные требования к системам ССС на шахтном подъеме, требования по технике безопасности при техническом обслуживании и ремонте ШС. Определены пути предотвращения аварийных ситуаций и устранения их последствий в стволах. Представлены новые технические разработки в области модернизации шахтных подъемных установок. Проведен мониторинг уравновешивания нагрузок на канаты рудничных подъемных установок. Внимание уделено посадочным, разгрузочным и ограждающим устройствам ШС, а также ликвидации ШС.

Рассмотрен вопрос взаимодействия крепления ствола, который строится с отставанием от забоя, и теоретические подходы к моделированию системы крепление - массив вертикальной горной выработки на основе использования пакета программ Лира. В основу исследований положено представление о горной выработке, как сложной технической системе, которая состоит из последовательно соединенных элементов.

Рассмотрены подходы относительно анализа взаимодействия крепления и породного массива с учетом влияния забоя вертикального ствола. Отмечена сложность их использования в слабых породах при комбинированной конструкции крепления. Сделан вывод о целесообразности применения численных методов.

Выполнен анализ причин нарушения гидростойкости бетонной крепи вертикальных стволов шахт. Анализ показал, что основным фактором, влияющим на объемы водопритоков в ствол, является неплотность в стыках между заходками. Предложена методика исследования расширяющихся свойств бетонной смеси для герметизации стыков между заходками.

Приведены основные положения и подходы применения закладочного материала по обеспечению устойчивости погашенных вертикальных стволов.

Розроблено науково-технічні принципи та методики геофізичної діагностики під час обстеження та ремонту кріплення. Проведено апробацію методик дослідження нових типів кріплення шахтних стовбурів.

Рассмотрены вопросы установления закономерностей взаимодействия элементов системы крепление - боковые породы - краевая часть пласта для обоснования области применения бесконсольных механизированных крепей очистных комплексов, при использовании которых в условиях тонких пологих пластов будет повышена производительность, обеспечена безопасность обслуживающего персонала, снижена зольность и себестоимость добытой горной массы. Разработаны рекомендации по совершенствованию технологии крепления лав с неустойчивыми кровлями. Обоснована область применения бесконсольных механизированных крепей, которые будут использованы при создании очистных комплексов для сложных горно-геологических условий.