В связи с высокой ответственностью вертикальных стволов по своему предназначению, изучению влияния горного давления на крепь и состояние вертикальных стволов во всём мире уделяется большое внимание. В этой области работали многие крупные ученые, предложившие в разное время теории и методы расчетов параметров горного давления.
В настоящее время повсеместно законодательно на территории стран СНГ применяется метод научно – исследовательского института ВНИМИ, основанный на натурных замерах давления на крепь вертикальных выработок при помощи специальной динамометрической крепи и на физических и математических моделях. Исследованиями установлены значения средних нагрузок на крепь ствола диаметром в свету Dсв = 6 м, которые приведены в следующей таблице 16.
Таблица 16.
Значения средних нагрузок на крепь круглого ствола диаметром D св = 6 м для пересчета нагрузок при других диаметрах стволов:
| Глубина ствола, м | Средняя нагрузка Q ср, Т/м 2 | |||
| Монолитная бетонная или тюбинговая крепь при последовательной или параллельной схемах проходки ствола, при углах падения пород: | Монолитная крепь из быстротвердеющего бетона при совмещенной схеме проходки ствола со створчатой опалубкой, при углах падения пород: | |||
| до 30° | более 30° | до 30° | более 30° | |
| До 400 | ||||
| 400 – 800 | ||||
| 800 - 1200 |
При проходке вертикальных стволов большего или меньшего диаметра, чем D св = 6 м, применяются следующие перерасчеты:
- средняя радиальная нагрузка Q для стволов больших или меньших диаметров в свету (D св ⋛ 6 м)соответственно увеличивается или уменьшается по сравнению с нагрузкой Q ср на 5% на каждый метр приращения или уменьшения диаметра ствола, т.е.:
Q = [1 + 0,1(
- 3)] Q ср, Т/м 2 .
В районах сопряжений ствола с другими выработками (до 20-ти м выше и ниже сопряжений) средняя нагрузка Q спр на крепь принимается в 1,5 раза больше, чем на протяженных участках, т.е.:
Q спр = 1,5 Q = 1,5[1 + 0,1( - 3)] Q ср, Т/м 2.
При проходке ствола по водоносным породам, имеющим гидравлический напор воды q г, полная средняя нагрузка Q ср будет равна:
Q сгр = Q + q г = (Q + q г) =, Т/м 2,
а в тех же гидравлических условиях на сопряжениях:
Q спрг = 1,5(Q + q г)[1 + 0,1( - 3)] Q ср + 1,5 q г.
где q г – гидравлический напор воды, равный глубине заложения места определения давления, а в районе сопряжений ствола;
Q ср – табличные данные средней радиальной нагрузки на крепь ствола диаметром 6 м по таблице 16;
Q спр – средняя радиальная нагрузка на крепь ствола в районах воздействия сопрягаемых выработок;
Q сгр - средняя радиальная нагрузка на крепь ствола в районах воздействия гидравлического напора;
Q спрг - средняя радиальная нагрузка на крепь ствола в районах воздействия гидравлического напора на сопряжениях с другими выработками;
При тампонировании затюбингового пространства под давлением средняя нагрузка на крепь принимается равной максимальному давлению. Давление бетонного раствора не должно превышать несущую способность крепи.
При пересечении стволом трещиноватых и глинистых пород, омываемых водой до или после закрепления ствола, а также при пересечении угольных пластов, средние нагрузки удваиваются по сравнению с исходными нагрузками Q ср и поправками.
Расчетные максимальные нагрузки Qmax на крепь вертикальной выработки определяются по средним нагрузкам Q срс учетом коэффициента неравномерности распределения нагрузки q по контуру крепи:
Qmax = Q (1 + 3 q), T/м2;
Значения коэффициента q принимается по следующей таблице:
Таблица 17.
Значения коэффициента неравномерности q в зависимости от угла падения пород и расстояний расчетного участка от сопряжений ствола с выработками околоствольных дворов:
Угол падения  , град.
| Значение q при расположении выработки от сопряжения с другими выработками, м | |
| На расстоянии более 20 м | На расстоянии менее 20 м | |
| 0° ≤ ≤ 10°
| 0,4 | 0,8 |
10° ≤  30°
| 0,6 | 0,8 |
 30°
| 0,7 | 0,9 |
При наличии напорных вод коэффициент неравномерности q умножается на величину 
. При тампонировании затюбингового пространства бетоном под давлением, коэффициент q уменьшается на 25%.
