Приведены результаты стендовых и промышленных испытаний экспериментальной секции крепи нового уровня, свидетельствующие о технической возможности и практической целесообразности использования принципа перехода потенциальной энергии упругих элементов, создающих распор между кровлей и почвой, в кинетическую энергию для движения секции к забою при отработке тонких пластов мощностью 0,8 - 1,0 м со слабой кровлей.

Обгрунтовано механізм формування активного навантаження на кріплення за умов високого та середнього метаморфізму. Встановлено закономірності напруженого стану кріплення, які враховують розмір ділянки активного навантаження, кут залягання вмісних порід, параметри реактивного опору. Виявлено особливості деформаційних процесів у покрівлі підготовчої виробки під час очисних робіт та їх вплив на кріплення штреку. Запропоновано нові конструкції та технологічні способи керування напруженим станом кріплення, які забезпечують підвищення стійкості гірничих виробок, зниження матеріальних та трудових витрат на їх підтримання.

Розглядаються закономірності зміни поведінки породного масиву навколо виробки з різноманітними видами кріплення, серед якого і шатрове багатоланкове, раціональні параметри металевого кріплення з прямолінійними ланками та залежності для їх визначення, які забезпечують підвищення стійкості виробок за рахунок збільшення кінематичної рухливості кріплення та рівномірного перерозподілу навантажень на нього при зміні напрямку піддатливості по перерізу в вузлах з'єднання елементів. Розроблені технічні умови на кріплення АППК (арочні піддатливі кріплення).

Дисертація присвячена питанням прогнозування та оцінки стійкості виробок, розробці та впровадженню конструкції металевого кріплення криволінійної форми. В роботі викладені теоретичні та експериментальні дослідження процесу здимання слабкометаморфізованих порід Західного Донбасу, що мають дуже високий рівень структурної неоднорідності та пов'язану з цим мінливість їх фізико-механічних властивостей. Розроблено методику прогнозування та кількісної оцінки стійкості виробок на основі ймовірнісно-статистичних моделей. Це дозволяє при проектуванні виробок прогнозувати їх стійкість із аналізом можливих ефективних варіантів підтримання, одним з яких є апробоване в умовах Західного Донбасу підковоподібне металеве кріплення.

Проведены лабораторные испытания силовых характеристик образцов из типовых стальных специальных взаимозаменяемых профилей бывших в употреблении, предлагаемых в качестве костровых ограждений прилегающих в лаве выработок для их повторного использования. Конструктивные особенности этих опор позволяют в широком диапазоне предварительно управлять их сопротивлением и податливостью.

Проанализированы факторы, влияющие на коррозию металлической крепи в горных выработках. На основе проведения ускоренных коррозионных испытаний определена зависимость протекания процесса коррозии от наличия окалины, минерализации шахтных вод, а также изменения скорости коррозии от действующих нагрузок, что позволило прогнозировать коррозионный износ с учетом условий эксплуатации. Построена номограмма для определения изменений несущей способности специальных взаимозаменяемых профилей в течение срока эксплуатации применительно к условиям угольных шахт на предприятиях "Добропольеуголь" и "Павлоградуголь". Разработаны составы смесей торкрет-бетона, в которых используется зола уноса в качестве замены части цемента. Проведен анализ защитного действия бетонных покрытий по отношению к металлу крепи.

Розглянуто новий спосіб підготування лав на шахті "Західно-Донбаська" ДХК "Павлоградвугілля" та проведення нарізних виробок механізованими комплексами.

Розглянуто питання надійної й економічної підтримки підготовчих виробок на основі методів і способів керування напруженим станом металорамних кріплень і масиву, що вмішує виробку. Основна ідея роботи полягає у використанні явища утворення рухомих порушених зон навколо відслоненої поверхні (очисного вибою лави), що рухається, для наукового обгрунтування та розробки високоресурсних металорамних кріплень, що забезпечують безпеку й ефективність підтримання підготовчих виробок за складних гірничо-геологічних умов. Обгрунтовано новий підхід і вимоги до деформаційно-силових параметрів кріплень, надано нове уявлення щодо закономірностей перебігу деформаційних процесів у підроблюваному масиві, встановлено характер і механізм взаємодії кріплення виробки та підроблюваного масиву. Обгрунтовано новий підхід до керування надійністю виробок за рахунок попереднього резервування й оптимізації запасу міцності кріплення за очікуваного впливу напружено-деформованих зон, що переміщаються. Це дозволяє обгрунтувати та розробити нові конструкції металорамних кріплень, замкових з'єднань і шахтного спецпрофілю, які забезпечують суттєве підвищення стійкості підготовчих виробок і зниження витрат на їх підтримання.

Досліджено закономірності напружено-деформованого стану геомаханічної системи виробка - природний масив за умов здимання порід підошви виробки, в основній покрівлі якої наявний шар міцної породи. Проаналізовано закономірності зміни граничного напруженого стану в складноструктурній покрівлі пологопадаючого вугільного пласта під час його відпрацювання. Обгрунтовано параметри анкерного кріплення капітальних виробок, розташованих у складноструктурному природному масиві. Вивчено вплив корозії на несучу здатність металевого аркового кріплення. З'ясовано закономірності процесів корозії залежно від основних факторів, що впливають. Запропоновано спосіб підвищення стійкості капітальних виробок, закріплених металевим кріпленням, та розроблено методику розрахунку товщини набризкбетонного покриття для захисту кріплення із урахуванням гірничотехнічних умов з метою зменшення витрат, пов'язаних з дією корозії.