О горно-геологических ограничениях использования канатной анкерной крепи на шахтах Восточного Донбасса

Растущие объемы применения канатной (тросовой) анкерной крепи в горном производстве в России и за рубежом наряду с достоинствами этой крепи выявили и ряд недостатков: отказы из-за коррозии канатов, высокая податливость, слабое закрепление во влажных и трещиноватых породах и неэффективная работа в глубоких и динамически нагруженных массивах. Исследование опыта эксплуатации канатной анкерной крепи на шахтах Восточного Донбасса подтвердило наличие этих недостатков, однако в большинстве случаев они не приводили к выраженным негативным последствиям. Анализ случаев неэффективной работы канатных анкеров в выемочных выработках, сохраняемых для повторного использования, позволил установить два основных ограничения их применения: недопустимость закрепления анкеров выше расчетного свода естественного равновесия в непрочных и немонолитных породах, а также необходимость оперативного мониторинга состояния крепи при обводненных, трещиноватых и тонкослоистых породах непосредственной кровли для своевременного усиления крепи. Для учета первого ограничения предложено пересмотреть требования нормативного документа, регламентирующего расчет анкерной крепи, к породам, в которых закрепляются канатные анкеры. Для нейтрализации второго ограничения необходим постоянный мониторинг состояния анкерной крепи, позволяющий своевременно выявлять участки горных выработок, где возможны обрушения пород, и принимать решения по усилению крепи, предотвращающие переход выработок в неработоспособное состояние.

Луганцев Б. Б., Чавкин А. И., Турук Ю. В., Воронова Э. Ю., Будзыка И. А. О горно-геологических ограничениях использования канатной анкерной крепи на шахтах Восточного Донбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 11-1. – С. 38–50. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_111_0_38.

Луганцев Борис Борисович¹ — д-р техн. наук, профессор, действительный член Академии горных наук, председатель совета директоров, e-mail: boris4721@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-8296-7922,
Чавкин Александр Иванович¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: Achavkin@mail.ru,
Турук Юрий Владимирович² — д-р техн. наук, профессор, e-mail: v.d.turuk@yandex.ru,
Воронова Элеонора Юрьевна² — д-р техн. наук, доцент, e-mail: eleonora_sam_ti@mail.ru,
Будзыка Ирина Алексеевна — аспирант, ассистент преподавателя, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, e-mail: budzyka00@mail.ru,
¹ ООО «Шахтинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт» (ООО «ШахтНИУИ»),
² Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова.

Чавкин А.И., e-mail: Achavkin@mail.ru.

1. Луганцев Б. Б., Чавкин А. И., Турук Ю. В., Гревцева Е. А., Афонина Н. Б. Применение двухуровневой анкерной крепи в выемочных выработках на больших глубинах // Маркшейдерия и недропользование. — 2024. — № 5. — С. 89—94. DOI: 10.56195/20793332_2024_5_89_94.

2. Ефимушкин Н. А., Дороженко А. А., Шильников Д. В. Опыт усиления крепи подземных горных выработок в сложных горно-геологических условиях канатными анкерами с повышенной несущей способностью // Уголь. — 2023. — № 2. — С. 17—19. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-2-17-19.

3. Демин В. Ф., Алиев С. Б., Милетенко Н. А., Старостина О. В., Долгоносов В. Н. Разработка средств крепления горных выработок с учетом напряженно-деформированного состояния массива // Маркшейдерия и недропользование. — 2025. — № 1. — С. 71—75. DOI: 10.56195/2079-3332-2025-25-1-71-75.

4. Демин В. Ф., Демина Т. В., Кочнева Л. В. Исследование возможности применения двухуровневого крепления кровли выработок для обеспечения безопасности их эксплуатации / Безопасность технологических процессов и производств: труды V Международной научно-практической конференции. — 2023. — С. 20—27.

5. Клишин В. И., Гречишкин П. В., Серов А. А., Разумов Е. А. Современные технологии анкерного крепления: опыт применения и перспективы // Рудник будущего. — 2012. — № 3. — С. 89—96.

6. Zheng H., Jiang Y., Wu X., Zhang S., Sugimoto S. Investigation on stress distribution and prestress loss model of prestressed anchor cables considering corrosion-induced debonding // Rock Mechanics Bulletin. 2025, vol. 4, article 100189. DOI: 10.1016/j.rockmb.2025.100189. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2773230425000162 (дата обращения: 10.08.2026).

7. Shi M., Sun X., Wang Y., Yin T. Experimental investigation on the corrosion degradation mechanisms of steel strands under the coupled effect of humidity and chloride // Materials Today Communications. 2026, vol. 53, article 115347. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2026.115347. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352492826007361 (дата обращения: 10.08.2026).

8. Shi M., Wang Y., Sun X. Reliability-based life prediction of corroded anchor cables under alternating wet-dry conditions using a BP neural network with Bayesian inference // Construction and Building Materials. 2026, vol. 534, article 146882. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2026.146882. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061826017885 (дата обращения: 10.08.2026).

9. Ильясов Е. Р., Мунасыпов И. И., Буртолик Л. Б., Матвеев В. В., Царев Д. В. Повышение безопасности и эффективности крепления подземных горных выработок на Североуральском бокситовом месторождении // Горный журнал. — 2026. — № 1. — С. 40—46. DOI: 10.17580/gzh.2026.01.

10. Wang H., Liu P., Gao G., Hou J., Hao Z., Lu Z. Experimental and numerical simulation study on the shear mechanical properties of prestressed anchor cables // Engineering Failure Analysis. 2026, vol. 185, article 110428. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2025.110428. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1350630725011690 (дата обращения: 10.08.2026).

11. Dong Z., Peng H., Liu T., Wang K., Zheng J., Li H., Qiu X. Study on the mechanism of prestress loss caused by friction in the free segment of anchor cables // Construction and Building Materials. 2024, vol. 413, article 134927. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.134927. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061824000680 (дата обращения: 10.08.2026).

12. Panton B., Elmo D., Stead D., Schlotfeldt P. A discrete fracture network approach for the design of rock foundation anchorage // Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Technology. 2015, vol. 124, no. 3. DOI: 10.1179/1743286315Y.0000000014. URL: https://www.researchgate.net/publication/282635582_A_discrete_fracture_network_approach_for_the_design_of_rock_foundation_anchorage (дата обращения: 10.08.2026).

13. Yang W.-M., Wen N.-D., Li S.-C., Li X.-J. Experimental study on anchoring effect of rock bolts to fractured rock mass // Deep and Underground Excavations, 2012. DOI: 10.1061/41107(380)38. URL: https://ascelibrary.org/doi/pdf/10.1061/41107%28380%2938?download=true (дата обращения: 10.08.2026).

14. Dados A. T. Design of anchors in horizontally jointed rocks // Journal of Geotechnical Engineering. 1984, vol. 110, no. 11, pp. 1637—1647. DOI: 10.1061/(asce)0733-9410(1984)110:11(1637). URL: https://www.scilit.com/publications/ea9e765daebd264f9b89689818186e79 (дата обращения: 10.08.2026).

15. Wang Q., Wang M., Xu S., Jiang B., Duan R. Dynamic characteristics and energy absorption mechanism of prestressed anchorage support // Tunnelling and Underground Space Technology. 2025, vol. 163, article 106759. DOI: 10.1016/j.tust.2025.106759. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0886779825003979 (дата обращения: 10.08.2026).

16. Zhang X., Chen S.-H. Analytical solution for load transfer along anchored section of prestressed anchor cable // Yantu Lixue/Rock and Soil Mechanics, 2015. DOI: 10.16285/J.rsm.2015.06.019. URL: https://scholars.whu.edu.cn/zh/publications/%E9%A2%84%E5%BA%94%E5%8A%9B%E9%94%9A%E7%B4%A2%E9%94%9A%E5%9B%BA%E6%AE%B5%E8%8D%B7%E8%BD%BD%E4%BC%A0%E9%80%92%E8%A7%A3%E6%9E%90%E7%AE%97%E6%B3%95/ (дата обращения: 10.08.2026).

17. Луганцев Б. Б., Беликова Н. В., Беликов В. В., Чавкин А. И. Поддержание выработки для повторного использования в аномальной зоне повышенного горного давления // Уголь. — 2021. — № 4. — С. 10—14. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-4-10-14.

18. Tao Z., Zhu Z., Han W., He M. Static tension test and the finite element analysis of constant resistance and large deformation anchor cable // Advances in Mechanical Engineering, 2018. DOI: 10.1177/1687814018810638. URL: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1687814018810638 (дата обращения: 10.08.2026).

19. Wang H., Liu P., Gao G., Hou J., Hao Z., Lu Z. Experimental and numerical simulation study on the shear mechanical properties of prestressed anchor cables // Engineering Failure Analysis. 2026, vol. 185. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2025.110428. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1350630725011690 (дата обращения: 10.08.2026).

20. Алиев С. Б., Демин В. Ф., Томилов А. Н., Милетенко Н. А. Расчет параметров анкерного крепления при проведении горных выработок в условиях угольных шахт // Уголь. — 2021. — № 4. — С. 15—19. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-4-15-19.