<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">nznistu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Науки о Земле и недропользование</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Earth sciences and subsoil use</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2686-9993</issn><issn pub-type="epub">2686-7931</issn><publisher><publisher-name>Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/2686-9993-2026-49-1-2</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">OEIRQU</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">nznistu-462</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование физико-механических свойств и методы повышения прочности бетонной шахтной крепи при влиянии агрессивных факторов внешней среды</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Study of physico-mechanical properties and methods for increasing the strength of concrete shaft supports under the influence of aggressive environmental factors</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0000-7246-9252</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Перелыгин</surname><given-names>И. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Perelygin</surname><given-names>I. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Перелыгин Иван Викторович, студент, Институт недропользования</p><p>г. Иркутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ivan V. Perelygin, Student, Institute of Subsoil Use</p><p>Irkutsk</p></bio><email xlink:type="simple">perelygin31102008@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4250-6216</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Болотнев</surname><given-names>А. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bolotnev</surname><given-names>A. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Болотнев Александр Юрьевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры разработки месторождений полезных ископаемых, Институт недропользования</p><p>г. Иркутск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksandr Yu. Bolotnev, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Mineral Deposits Development, Institute of Subsoil Use</p><p>Irkutsk </p></bio><email xlink:type="simple">abolotnev@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Иркутский национальный исследовательский технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Irkutsk National Research Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>08</day><month>06</month><year>2026</year></pub-date><volume>49</volume><issue>1</issue><fpage>18</fpage><lpage>29</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Перелыгин И.В., Болотнев А.Ю., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Перелыгин И.В., Болотнев А.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Perelygin I.V., Bolotnev A.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.nznj.ru/jour/article/view/462">https://www.nznj.ru/jour/article/view/462</self-uri><abstract><p>Существуют различные способы крепления подземных горных выработок, каждый из этих способов имеет ряд преимуществ и недостатков. Наиболее универсальным себя зарекомендовало крепление, в составе которого имеется бетонная смесь (набрызг и торкрет – бетонная крепь, железобетонная крепь и т. д.). На данный момент множество рудников и шахт используют бетонную смесь для сооружения различных упрочняющих конструкций в условиях подземной разработки месторождения, требующих очень тщательного подхода, при всем этом горнодобывающие предприятия зачастую сталкиваются с такой проблемой, как потеря бетоном своих прочностных характеристик в процессе эксплуатации. Целью данного исследования являлась наиболее точная оценка поведения бетона при различных агрессивных факторах внешней среды, таких как растепление массива горных пород и наличие агрессивных вод в месте установки крепления. Также в работе рассмотрены возможные методы повышения прочности и устойчивости к тем или иным разрушающим факторам. Исследования включали в себя испытания бетона на морозостойкость, а также проведение «электролизных» испытаний, добавление различных компонентов для повышения прочности бетонных образцов, а также сравнение различных марок бетона. Полученные результаты помогли дать более точную оценку влияния негативных факторов на физико-механические свойства бетонной крепи, дали возможность подобрать комплексный подход к повышению устойчивости крепления в различных условиях подземной среды.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>There are various methods of supporting underground mine workings, each of these methods has a number of advantages and disadvantages. The most versatile method has proven to be the support that includes a concrete mixture (shotcrete and gunite – concrete support, reinforced concrete support, etc.). Today, many mines and mining operations use concrete mixtures to construct various structures in the conditions of underground mining, while mining enterprises often face the problem of concrete losing its strength characteristics during operation. The purpose of the study is to provide the most accurate assessment of concrete behavior under various aggressive environmental factors, such as thawing of the rock mass and the presence of aggressive waters at the support installation site. The paper also discusses possible methods for increasing strength and resistance to various destructive factors. The research included testing concrete for frost resistance, conducting electrolysis tests, adding various components to increase the strength of concrete samples, as well as comparing different concrete grades. The obtained results allowed to provide a more accurate assessment of the influence of negative factors on the physical and mechanical properties of concrete support, as well as to select an integrated approach to increasing the stability of support under various conditions of underground environment.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>бетон</kwd><kwd>бетонные образцы</kwd><kwd>М400</kwd><kwd>агрессивная среда</kwd><kwd>растепление массива горных пород</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>concrete</kwd><kwd>concrete samples</kwd><kwd>M400</kwd><kwd>aggressive environment</kwd><kwd>thawing of rock mass</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Khalikova E.R., Demin V.F., Demina T.V., Syzdykbaeva D.S., Zairov Sh.Sh. Technological conditions for ensuring the stability of the array of enclosing rocks during the fastening of mine workings // Комплексное использование минерального сырья. 2024. № 3. С. 76–84. https://doi.org/10.31643/2024/6445.31. EDN: RINFRY.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khalikova E.R., Demin V.F., Demina T.V., Syzdykbaeva D.S., Zairov Sh.Sh. Technological conditions for ensuring the stability of the array of enclosing rocks during the fastening of mine workings. Complex Use of Mineral Resourses. 2024;3:76-84. https://doi.org/10.31643/2024/6445.31. EDN: RINFRY.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ягодкин Ф.И., Плешко М.С. Повышение качества бетонной крепи вертикальных шахтных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 11. С. 324–328. EDN: LTZNSN.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yagodkin F.I., Pleshko M.S. Improving the quality of concrete walling for vertical mine shafts. Mining informational and analytical bulletin. 2009;11:324-328. (In Russ.). EDN: LTZNSN.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перелыгин И.В., Болотнев А.Ю. Исследование прочностных свойств бетонной шахтной крепи при растеплении массива горных пород // Молодежный вестник Иркутского государственного технического университета. 2024. Т. 14. № 2. С. 334–337. EDN: EKVAZZ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Perelygin I.V., Bolotnev A.Yu. Investigation of the strength properties of concrete shaft supports during the thawing of an array of rocks. Molodezhnyj vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2024;14(2):334-337. (In Russ.). EDN: EKVAZZ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Старцев В.О. Влияние агрессивных жидкостей на свойства полимерных композиционных материалов (обзор) // Труды Всесоюзного алюминиево-магниевого института. 2022. № 8. С. 98–112. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2022-0-8-98-112. EDN: QUEYUI.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Startsev V.O. Effect of aggressive liquids on properties of polymer composite materials (review). Trudy Vsesoyuznogo alyuminievo-magnievogo instituta. 2022;8:98-112. (In Russ.). https://doi.org/10.18577/2307-6046-2022-0-8-98-112. EDN: QUEYUI.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аузина Л.И. Системно-модельный анализ при оценке гидрогеологических условий месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2024. Т. 335. № 1. С. 90–101. https://doi.org/10.18799/24131830/2024/1/4232. EDN: SRJQJA.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Auzina L.I. System model analysis in estimating hydrogeological conditions of Eastern Siberia mineral deposits. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2024;335(1):90-101. (In Russ.). https://doi.org/10.18799/24131830/2024/1/4232. EDN: SRJQJA.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li Jinghua, Li Guichen, Zhang Lei, Miao Kaijun, Wo Xiaofang, Yuan Yingqi, et al. Experimental study on stress-permeability evolution of rocks under complex mining-induced loading: Insights into water inrush risk in floor strata // International Journal of Mining Science and Technology. 2025. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2025.12.007. EDN: PWYMDQ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li Jinghua, Li Guichen, Zhang Lei, Miao Kaijun, Wo Xiaofang, Yuan Yingqi, et al. Experimental study on stress-permeability evolution of rocks under complex mining-induced loading: Insights into water inrush risk in floor strata. International Journal of Mining Science and Technology. 2025. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2025.12.007. EDN: PWYMDQ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лавров С.А. Воздействие климатических изменений на сезонное протаивание и водный режим почвогрунтов зоны вечной мерзлоты // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2022. № 4. С. 66–85. https://doi.org/10.35567/19994508_2022_4_5. EDN: HKGQJU.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lavrov S.A. The impact of climate change on seasonal thawing and water regime of soils in the permafrost zone. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2022;4:66-85. (In Russ.). https://doi.org/10.35567/19994508_2022_4_5. EDN: HKGQJU.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бублик С.А., Семин М.А., Левин Л.Ю. Исследование прочности монолитной бетонной крепи шахтного ствола в условиях переменных тепловых нагрузок // Вычислительная механика сплошных сред. 2021. Т. 14. № 2. С. 220–232. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2021.14.2.19. EDN: DFLCVG.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bublik S.A., Semin M.A., Levin L.Yu. Study of the strength of monolithic concrete lining of mine shaft under variable heat loads. Computational Continuum Mechanics. 2021;14(2):220-232. (In Russ.). https://doi.org/10.7242/1999-6691/2021.14.2.19. EDN: DFLCVG.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Huang Zhenjiang, Shen Mingxuan, Zhao Yu., Wang Chaolin., Bi Jing, Zhang Yongfa, et al. Experimental study on damage evolution and failure precursor characteristics of granite under thermal shock cycles // International Journal of Mining Science and Technology. 2025. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2025.11.006. EDN: PZJQIU.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Huang Zhenjiang, Shen Mingxuan, Zhao Yu., Wang Chaolin., Bi Jing, Zhang Yongfa, et al. Experimental study on damage evolution and failure precursor characteristics of granite under thermal shock cycles. International Journal of Mining Science and Technology. 2025. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2025.11.006. EDN: PZJQIU.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fattahi H., Jiryaee F. Reliability analysis of surface settlement caused by mechanized tunneling-a case study // Journal of Mining and Environment. 2022. Vol. 13. No. 1. P. 201–216. https://doi.org/10.22044/jme.2022.11570.2143. EDN: UNPJAN.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fattahi H., Jiryaee F. Reliability analysis of surface settlement caused by mechanized tunneling-a case study. Journal of Mining and Environment. 2022;13(1):201-216. https://doi.org/10.22044/jme.2022.11570.2143. EDN: UNPJAN.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Баранова А.А., Гасс Ю.А., Лоншаков И.В. Определение масштабных и поправочных коэффициентов для образцов мелкозернистого бетона // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2019. Т. 9. № 3. С. 502–509. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2019-3-502-509. EDN: XOFKOF.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baranova A.A., Gass Yu.A., Lonshakov I.V. Determination of scale and correction factors for fine-grained concrete samples. Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2019;9(3)502-509. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2019-3-502-509. EDN: XOFKOF.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Луценко Е.В. Автоматизированный системнокогнитивный анализ влияния состава бетона на его физикомеханические свойства и стоимость // Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2023. № 191. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.14701.56804.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lutsenko E.V. Automated system-cognitive analysis of the influence of concrete composition on its physical and mechanical properties and cost. Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2023;191. (In Russ.). https://doi.org/10.13140/RG.2.2.14701.56804.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Калашников В.И. Эволюция развития составов и изменение прочности бетонов. Бетоны настоящего и будущего. Часть 1. Изменение составов и прочности бетонов // Строительные материалы. 2016. № 1–2. С. 96–103. EDN: VPWHMH.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kalashnikov V.A. Evolution of development of concretes compositions and change in concrete strength. Concretes of present and future. Part 1. Change in compositions and strength of concretes. Construction materials Russia. 2016;1-2:96-103. (In Russ.). EDN: VPWHMH.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Котляревская А.В., Лубенец Я.В., Котляревский А.А. Актуальность применения базальтовой фибры в современном строительстве // Инженерный вестник Дона. 2021. № 11. С. 507–516. EDN: RQIRTM.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kotlyarevskaya A.V., Lubenets Y.V., Kotlyarevsky A.A. The relevance of the use of basalt fiber in modern construction. Inženernyj vestnik Dona. 2021;11:507-516. (In Russ.). EDN: RQIRTM.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ведищев К.А., Полторан Я.Е. Экспериментальные Исследования фибробетонных конструкций // Аллея науки. 2017. Т. 4. № 15. С. 421–424. EDN: YMDUEH.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vedishchev K.A., Poltoran Ya.E. Experimental studies of fiber-reinforced concrete structures. Alleya nauki. 2017;4(15):421-424. (In Russ.). EDN: YMDUEH.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ерошкина Н.А., Коровкин М.О., Чамурлиев М.Ю. Применение полипропиленовой микрофибры в технологии геополимерного мелкозернистого бетона // Инженерный вестник Дона. 2018. № 2. С. 217. EDN: YATGRV.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eroshkina N.A., Korovkin M.O., Chamurliev M.Ju. Application of polypropylene microfiber in technology of geopolymer fine grained concrete. Inženernyj vestnik Dona. 2018;2:217. (In Russ.). EDN: YATGRV.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хорошев А.А., Есина Е.С., Нархова С.Е., Кононенко В.В. Влияние коррозии и методы защиты бетонных и железобетонных конструкций // Инженерный вестник Дона. 2025. № 3. С. 50–61. EDN: KQGQTY.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khoroshev A.A., Esina E.S., Narkhova S.E., Kononenko V.V. The effect of corrosion and methods of protection of concrete and reinforced concrete structures. Inženernyj vestnik Dona. 2025;3:50-61. (In Russ.). EDN: KQGQTY.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перелыгин И.В., Болотнев А.Ю. Влияние коррозии на железобетонные конструкции при ведении подземных горных работ // Молодежный вестник Иркутского государственного технического университета. 2025. Т. 15. № 1. С. 153–157. EDN: VVDDPT.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Perelygin I.V., Bolotnev A.Yu. Effect of corrosion on reinforced concrete structures during underground mining. Molodezhnyj vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2025;15(1):153-157. (In Russ.). EDN: VVDDPT.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liu Gang, Zhu Xingyu, Yang Jiayong, Zhang Zhiqiang, Song Jilin, Yang Yuda. Study of structural deterioration behavior of mining method tunnels under steel reinforcement corrosion // Buildings. 2025. Vol. 15. No. 11. Р. 1902. https://doi.org/10.3390/buildings15111902. EDN: QHUIFB.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liu Gang, Zhu Xingyu, Yang Jiayong, Zhang Zhiqiang, Song Jilin, Yang Yuda. Study of structural deterioration behavior of mining method tunnels under steel reinforcement corrosion. Buildings. 2025;15(11):1902. https://doi.org/10.3390/buildings15111902. EDN: QHUIFB.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ahmad Z., Salmi A., El Ouni M.H., Ahmed M., Ahmed B., Ghazouani N. Experiments and modeling of structural behavior of different BFRP reinforcements in concrete compressive members // Materials and Structures. 2024. Vol. 57. No. 6. Р. 141. https://doi.org/10.1617/s11527-024-02416-9. EDN: QWOZGY.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ahmad Z., Salmi A., El Ouni M.H., Ahmed M., Ahmed B., Ghazouani N. Experiments and modeling of structural behavior of different BFRP reinforcements in concrete compressive members. Materials and Structures. 2024;57(6):141. https://doi.org/10.1617/s11527-024-02416-9. EDN: QWOZGY.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
