Annotation:
As shown, with the increase in the depth of deposit development, deterioration of mining and geological conditions, growth of rock pressure, and its dynamic manifestations, the safety and efficiency of maintaining mine workings are ensured by increasing the bearing capacity of the adjacent rock mass through bolting.
Currently, friction-locked tubular bolting, developed in the US in 1977, is becoming increasingly common in mine working support and has been tested and implemented in the Russian Federation since 2009. As established, most large-scale mining enterprises using the underground ore mining method predominantly apply friction-locked tubular bolting of C-profiles in accordance with the cross-section form. Considering the increasing complexity of the geology and rock burst hazard of the deposits under development, their structural elements have been improved to ensure the required bearing capacity and safe support for mine workings. A W-profile bolt with inwardly curved edges has been developed and patented.
The results of a study on the impact of the metal content of C- and W-profile bolts on bearing capacity, using finite element modeling and laboratory testing to assess potential loads on bolts during installation, are presented. A methodology of pilot tests conducted in nine mines of Russia in 2017–2025 and the analysis of their results, confirming that C- and W-profile friction-locked bolts ensure the required level of safety of mine working supports in the relevant mining and geological conditions, is provided.
References:
1. Неверов А.А. Развитие научных основ подземных комбинированных технологий разработки мощных пологопадающих рудных залежей в сложных геомеханических условиях: дис. ... д-ра техн. наук. Новосибирск, 2020. 359 с.
Neverov A.A. Developing scientific premises of underground combined technologies of exploration of extensive flat-dipping ore deposits in complex geomechanical conditions: thesis … Doctor of Technical Sciences. Novosibirsk, 2020. 359 p. (In Russ.).
2. Принципы обеспечения безопасности добычи руды в условиях Таштагольского месторождения / А.И. Копытов, В.П. Тациенко, В.Г. Михайлов и др. // Безопасность труда в промышленности. 2025. № 10. С. 58–64. DOI: 10.24000/0409-2961-2025-10-58-64
Kopytov A.I., Tatsienko V.P., Mikhaylov V.G., Trubitsyn A.A., Voroshilov Ya.S. Principles of Ensuring Safety of Ore Mining in Conditions of the Tashtagol Field. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2025. № 10. pp. 58–64. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2025-10-58-64
3. Войтов М.Д., Копытов А.И., Трипус Т.Е. Анкерные крепи. Конструкции. Механизация. Область применения: учеб. пособие. Кемерово: КузГТУ, 2014. 292 с.
Voytov M.D., Kopytov A.I., Tripus T.E. Anchor supports. Structures. Mechanization. Scope of application: study manual. Kemerovo: KuzGTU, 2014. 292 p. (In Russ.).
4. Еременко А.А., Федоренко А.И., Копытов А.И. Проведение и крепление горных выработок в удароопасных зонах железорудных месторождений. Новосибирск: Наука, 2008. 236 с.
Eremenko A.A., Fedorenko A.I., Kopytov A.I. Implementing and supporting mine workings in rock-bump hazardous areas of iron-ore deposits. Novosibirsk: Nauka, 2008. 236 р. (In Russ.).
5. Штумпф Г.Г., Егоров П.В., Шендрыгин А.Г. Повышение безопасности горных выработок при их креплении анкерной крепью // Безопасность труда в промышленности. 2002. № 2. С. 30–32.
Shtumpf G.G., Egorov P.V., Shendrygin A.G. Increasing the safety of mine workings when fixed with bolting supports. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2002. № 2. pp. 30–32. (In Russ.).
6. Белов В.П., Перковский А.М. Развитие техники и технологии анкерного крепления выработок // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 4. С. 41–43.
Belov V.P., Perkovskiy A.M. Developing techniques and technology of bolting supports of workings. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2004. № 4. pp. 41–43. (In Russ.).
7. Выбор анкерной крепи для выработок, пройденных в шахтах, склонных к горным ударам / В.Н. Лушников, В.А. Еременко, М.П. Сэнди, М.А. Косарева // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 86–95.
Louсhnikov V.N., Eremenko V.A., Sandy M.P., Kosyreva M.A. Support design for mines exposed to rockburst hazard. Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh = Physical and technical issues of the development of mineral resources. 2017. № 3. pp. 86–95. (In Russ.).
8. Копытов А.И., Лебедев А.А., Утробин Б.А. Разработка рациональной технологии крепления горных выработок в удароопасных условиях // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2017. № 5 (123). С. 10–14. DOI: 10.26730/1999-4125-2017-5-10-14
Kopitov A.I., Lebedev A.A., Utrobin B.A. Development of rational technology of supporting mine workings in rock bumps hazardous conditions. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2017. № 5 (123). pp. 10–14. (In Russ.). DOI: 10.26730/1999-4125-2017-5-10-14
9. Крепление горных выработок в условиях деформируемых и удароопасных массивов горных пород / В.Н. Лушников, В.А. Еременко, М.П. Сэнди, Р. Бухер // Горный журнал. 2014. № 4. С. 37–43.
Lushnikov V.N., Eremenko V.A., Sendi M.P., Bukher R. Supporting mine workings in conditions of deformed and rock-bump hazardous rock masses. Gornyy zhurnal = Mining Journal. 2014. № 4. рр. 37–43. (In Russ.).
10. Louchnikov V., Brown S., Bucher R. Mechanized installation of high-tensile chain-link mesh in underground operations. Fast, Safe and Fully Mechanised Installation of High-Tensile Chain-Link Mesh for Underground Support: 11th AusIMM Underground Operators' Conference. Canberra, 2011. рр. 40–60.
11. Ortlepp W.D. Rock Fracture and Rockbursts: an Illustrative Study. Johannesburg, 1997. 98 р.
12. Совершенствование конструкций анкерных крепей для сооружения горных выработок / Ю.А. Масаев, А.П. Политов, А.И. Копытов, В.Ю. Масаев // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. 2018. № 4. С. 66–73. DOI: 10.25558/VOSTNII.2018.8.24.006
Masaev Yu.A., Politov A.P., Kopytov A.I., Masaev V.Yu. Improving roof bolting structures for mine opening constructions. Vestnik Nauchnogo tsentra VostNII po promyshlennoy i ekologicheskoy bezopasnosti = Bulletin of the Scientifi c Center of VostNII for Industrial and Environmental Safety. 2018. № 4. pp. 66–73. (In Russ). DOI: 10.25558/VOSTNII.2018.8.24.006
13. Пат. RU 124310 U1. Трубчатый анкер фрикционного типа / М.Д. Войтов, А.И. Копытов, Т.Е. Трипус; заявл. 26.04.2012; опубл. 20.01.2013, Бюл. № 2.
Voytov M.D., Kopytov A.I., Tripus T.E. Tubular bolt of friction type. Patent RU 124310 U1. Applied: April 26, 2012. Published: January 1, 2013. Bulletin № 2. (In Russ).
14. Пат. RU 187334 U1. Анкерная трубчатая фрикционная крепь / С.И. Сойкин, А.С. Сойкин, Б.А. Утробин; заявл. 26.03.2018: опубл. 01.02.2019, Бюл. № 7.
Soykin S.I., Soykin A.S., Utrobin B.A. Bolting tubular friction support. Patent RU 187334 U1. Applied: March 26, 2018. Published: February 1, 2019. Bulletin № 7. (In Russ).
15. Пат. RU 197298 U1. Анкерная крепь / Б.А. Утробин, С.И. Сойкин, А.С. Сойкин; заявл. 20.02.2020; опубл. 20.04.2020, Бюл. № 11.
Utrobin B.A., Soykin S.I., Soykin A.S. Bolting support. Patent RU 197298 U1. Applied: February 20, 2020. Published: April 20, 2020. Bulletin № 11. (In Russ).
16. Свидетельство № RU 2013660644 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Выбор рудничной крепи и расчет ее параметров на железорудных предприятиях (ЕвразрудаКрепь) / Г.К. Клюкин, А.И. Копытов, С.С. Морозов, Т.Е. Трипус; заявл. 26.07.2013; опубл. 13.11.2013, Реестр программ для ЭВМ.
Klyukin G.K., Kopytov A.I., Morozov S.S., Tripus T.E. Selection of mine support and calculation of its parameters at iron ore enterprises (EurazrudaKrep). Certificate № 2013660644 on the state registration of a computer program. Applied: July, 26. Published: November 13, 2013. Computer programs register. (In Russ).
17. Кречетов А.А. Повышение несущей способности анкерной крепи с фрикционным закреплением // Горный журнал. 2022. № 9. С. 47–52. DOI: 10.17580/gzh.2022.09.08
Krechetov A. A. Enhancement of load-bearing capacity of roof bolting with friction rock stabilizers. Gornyy zhurnal = Mining Journal. 2022. № 9. рр. 47–52. (In Russ). DOI: 10.17580/gzh.2022.09.08
Neverov A.A. Developing scientific premises of underground combined technologies of exploration of extensive flat-dipping ore deposits in complex geomechanical conditions: thesis … Doctor of Technical Sciences. Novosibirsk, 2020. 359 p. (In Russ.).
2. Принципы обеспечения безопасности добычи руды в условиях Таштагольского месторождения / А.И. Копытов, В.П. Тациенко, В.Г. Михайлов и др. // Безопасность труда в промышленности. 2025. № 10. С. 58–64. DOI: 10.24000/0409-2961-2025-10-58-64
Kopytov A.I., Tatsienko V.P., Mikhaylov V.G., Trubitsyn A.A., Voroshilov Ya.S. Principles of Ensuring Safety of Ore Mining in Conditions of the Tashtagol Field. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2025. № 10. pp. 58–64. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2025-10-58-64
3. Войтов М.Д., Копытов А.И., Трипус Т.Е. Анкерные крепи. Конструкции. Механизация. Область применения: учеб. пособие. Кемерово: КузГТУ, 2014. 292 с.
Voytov M.D., Kopytov A.I., Tripus T.E. Anchor supports. Structures. Mechanization. Scope of application: study manual. Kemerovo: KuzGTU, 2014. 292 p. (In Russ.).
4. Еременко А.А., Федоренко А.И., Копытов А.И. Проведение и крепление горных выработок в удароопасных зонах железорудных месторождений. Новосибирск: Наука, 2008. 236 с.
Eremenko A.A., Fedorenko A.I., Kopytov A.I. Implementing and supporting mine workings in rock-bump hazardous areas of iron-ore deposits. Novosibirsk: Nauka, 2008. 236 р. (In Russ.).
5. Штумпф Г.Г., Егоров П.В., Шендрыгин А.Г. Повышение безопасности горных выработок при их креплении анкерной крепью // Безопасность труда в промышленности. 2002. № 2. С. 30–32.
Shtumpf G.G., Egorov P.V., Shendrygin A.G. Increasing the safety of mine workings when fixed with bolting supports. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2002. № 2. pp. 30–32. (In Russ.).
6. Белов В.П., Перковский А.М. Развитие техники и технологии анкерного крепления выработок // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 4. С. 41–43.
Belov V.P., Perkovskiy A.M. Developing techniques and technology of bolting supports of workings. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2004. № 4. pp. 41–43. (In Russ.).
7. Выбор анкерной крепи для выработок, пройденных в шахтах, склонных к горным ударам / В.Н. Лушников, В.А. Еременко, М.П. Сэнди, М.А. Косарева // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 86–95.
Louсhnikov V.N., Eremenko V.A., Sandy M.P., Kosyreva M.A. Support design for mines exposed to rockburst hazard. Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh = Physical and technical issues of the development of mineral resources. 2017. № 3. pp. 86–95. (In Russ.).
8. Копытов А.И., Лебедев А.А., Утробин Б.А. Разработка рациональной технологии крепления горных выработок в удароопасных условиях // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2017. № 5 (123). С. 10–14. DOI: 10.26730/1999-4125-2017-5-10-14
Kopitov A.I., Lebedev A.A., Utrobin B.A. Development of rational technology of supporting mine workings in rock bumps hazardous conditions. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2017. № 5 (123). pp. 10–14. (In Russ.). DOI: 10.26730/1999-4125-2017-5-10-14
9. Крепление горных выработок в условиях деформируемых и удароопасных массивов горных пород / В.Н. Лушников, В.А. Еременко, М.П. Сэнди, Р. Бухер // Горный журнал. 2014. № 4. С. 37–43.
Lushnikov V.N., Eremenko V.A., Sendi M.P., Bukher R. Supporting mine workings in conditions of deformed and rock-bump hazardous rock masses. Gornyy zhurnal = Mining Journal. 2014. № 4. рр. 37–43. (In Russ.).
10. Louchnikov V., Brown S., Bucher R. Mechanized installation of high-tensile chain-link mesh in underground operations. Fast, Safe and Fully Mechanised Installation of High-Tensile Chain-Link Mesh for Underground Support: 11th AusIMM Underground Operators' Conference. Canberra, 2011. рр. 40–60.
11. Ortlepp W.D. Rock Fracture and Rockbursts: an Illustrative Study. Johannesburg, 1997. 98 р.
12. Совершенствование конструкций анкерных крепей для сооружения горных выработок / Ю.А. Масаев, А.П. Политов, А.И. Копытов, В.Ю. Масаев // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. 2018. № 4. С. 66–73. DOI: 10.25558/VOSTNII.2018.8.24.006
Masaev Yu.A., Politov A.P., Kopytov A.I., Masaev V.Yu. Improving roof bolting structures for mine opening constructions. Vestnik Nauchnogo tsentra VostNII po promyshlennoy i ekologicheskoy bezopasnosti = Bulletin of the Scientifi c Center of VostNII for Industrial and Environmental Safety. 2018. № 4. pp. 66–73. (In Russ). DOI: 10.25558/VOSTNII.2018.8.24.006
13. Пат. RU 124310 U1. Трубчатый анкер фрикционного типа / М.Д. Войтов, А.И. Копытов, Т.Е. Трипус; заявл. 26.04.2012; опубл. 20.01.2013, Бюл. № 2.
Voytov M.D., Kopytov A.I., Tripus T.E. Tubular bolt of friction type. Patent RU 124310 U1. Applied: April 26, 2012. Published: January 1, 2013. Bulletin № 2. (In Russ).
14. Пат. RU 187334 U1. Анкерная трубчатая фрикционная крепь / С.И. Сойкин, А.С. Сойкин, Б.А. Утробин; заявл. 26.03.2018: опубл. 01.02.2019, Бюл. № 7.
Soykin S.I., Soykin A.S., Utrobin B.A. Bolting tubular friction support. Patent RU 187334 U1. Applied: March 26, 2018. Published: February 1, 2019. Bulletin № 7. (In Russ).
15. Пат. RU 197298 U1. Анкерная крепь / Б.А. Утробин, С.И. Сойкин, А.С. Сойкин; заявл. 20.02.2020; опубл. 20.04.2020, Бюл. № 11.
Utrobin B.A., Soykin S.I., Soykin A.S. Bolting support. Patent RU 197298 U1. Applied: February 20, 2020. Published: April 20, 2020. Bulletin № 11. (In Russ).
16. Свидетельство № RU 2013660644 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Выбор рудничной крепи и расчет ее параметров на железорудных предприятиях (ЕвразрудаКрепь) / Г.К. Клюкин, А.И. Копытов, С.С. Морозов, Т.Е. Трипус; заявл. 26.07.2013; опубл. 13.11.2013, Реестр программ для ЭВМ.
Klyukin G.K., Kopytov A.I., Morozov S.S., Tripus T.E. Selection of mine support and calculation of its parameters at iron ore enterprises (EurazrudaKrep). Certificate № 2013660644 on the state registration of a computer program. Applied: July, 26. Published: November 13, 2013. Computer programs register. (In Russ).
17. Кречетов А.А. Повышение несущей способности анкерной крепи с фрикционным закреплением // Горный журнал. 2022. № 9. С. 47–52. DOI: 10.17580/gzh.2022.09.08
Krechetov A. A. Enhancement of load-bearing capacity of roof bolting with friction rock stabilizers. Gornyy zhurnal = Mining Journal. 2022. № 9. рр. 47–52. (In Russ). DOI: 10.17580/gzh.2022.09.08