Effective methods for renovating operational ventilation shafts in the St. Petersburg metro

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Reducing the duration, labor intensity and cost of work during major repairs and reconstruction of mine ventilation shafts.

Aim. Improvement of repair methods for strengthening and thermal insulation of mine ventilation shaft linings.

Materials and Methods. The results of design-theoretical studies and experimental research on the physical model of the ventilation shaft section are presented. The efficiency of foam-glass concrete application for major repair and reconstruction of ventilation shafts is confirmed. It is experimentally proved that when using this technology the jacket body freezing does not occur, and the temperature at the contact of shaft construction and ground does not fall to the freezing point of water.

Results. The implementation of the developed technology on the operating shaft of the ventilation shaft of the metro, including the installation of the temperature monitoring system, is described. The results of monitoring confirmed the declared characteristics of the material and construction. To increase the thermal insulation efficiency and the speed of construction of the structural and thermal insulation jacket, the reinforcing cage was replaced by dispersed reinforcement with fibre application.

Conclusion. The developed structural and heat-insulating jacket on the basis of modified foam-glass concrete containing fibre is able to effectively protect the lining of ventilation shafts from freezing, ensuring their durability and safe operation.

About the authors

E. G. Kozin

Petersburg Metro

Author for correspondence.
Email: ns@metro.spb.ru
SPIN-code: 1576-6514

Cand. Sci. (Engineering), Head

Russian Federation, St. Petersburg

A. P. Ledyaev

Emperor Alexander I. St. Petersburg State Transport University

Email: tunnels@pgups.ru
SPIN-code: 5165-9488
Scopus Author ID: 57211346525

Dr. Sci. (Engineering), professor

Russian Federation, St. Petersburg

D. L. Burin

Petersburg Metro

Email: Burin.D@metro.spb.ru

Deputy Head

St. Petersburg

References

  1. Ushakov KZ, editor. Rudnichnaja ventiljacija: Spravochnik. Moscow: Nedra; 1988. (In Russ.)
  2. Federal Law of Russian Federation №384-F3 of 30 November 2009. “Tehnicheskij reglament o bezopasnosti zdanij i sooruzhenij”. Accessed: 25.05.2025. Available from: https://docs.cntd.ru/document/902192610 (In Russ.)
  3. Federal Law of Russian Federation №442-FZ of 29 December 2017 “O vneulichnom transporte i o vnesenii izmenenij v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossijskoj Federacii”. Accessed: 25.05.2025. Available from: https://docs.cntd.ru/document/556184650 (In Russ.)
  4. Resolution of the Government of St. Petersburg №775 of 29 September 2020 “Ob utverzhdenii Pravil tehnicheskoj jekspluatacii Peterburgskogo metropolitena”. Accessed: 25.05.2025. Available from: https://docs.cntd.ru/document/565880011 (In Russ.)
  5. Dashko RE, Kotyukov PV, Shidlovskaya AV. Hydrogeological conditions effect on safety of underground space expansion during transport tunnel construction. Zapiski Gornogo instituta. 2012;199:9–16. Accessed: 25.05.2025. Available from: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5812/3696 (In Russ.) EDN: OUPFEZ
  6. Dashko RE, Kotyukov PV. The engineering geological control of underground transport tunnels exploitation reliability in Saint Petersburg. Zapiski Gornogo instituta. 2011;190:71–77. (In Russ.) EDN: ROWCVD
  7. Aleksandrova OY, Shidlovskaya AV. Influence of engineering, geological and geo-ecological conditions on deformation and corrosion processes in transportation tunnels in St. Petersburg. Zapiski Gornogo instituta. 2007;172:74–77. (In Russ.) EDN: ICJUKP
  8. Shashkin AG. Design of buildings and underground structures in complex engineering and geological conditions of St. Petersburg. Moscow: Akademicheskaja nauka - Geomarketing; 2014. Accessed: 25.05.2025. Available from: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://geo-bookstore.ru/files/Shashkin-Moscow.pdf (In Russ.)
  9. Ulickij VM, Shashkin AG. Underground structures in urban development conditions on soft soils. Razvitie gorodov i geotehnicheskoe stroitel'stvo. 2010;(1):1–10. (In Russ.) EDN: SYGPQF
  10. Kozin EG, Tulina NV, Nikolaeva TN, Korvet NG. Peculiarities of engineering and geological services in the construction and operation of the Saint Petersburg metropolitan area. In: Trends and prospects for the development of hydrogeology and engineering geology in the spheres of the Russian market economy. XI Tolstihin lectures. Abstracts of the scientific and methodological conference; 2004 Nov 30 – Dec 1; St. Petersburg. St. Petersburg, 2004. (In Russ.)
  11. Burin DL, Kozin EG. Obespechenie bezopasnoj jekspluatacii obdelki stvolov ventiljacionnyh shaht Peterburgskogo metropolitena. Mezhregional'naja nauchno-prakticheskaja konferencija “Transport. Vzgljad v budushhee – TFV-24”; 2024 Nov 7-8; St. Petersburg. (In Russ.) St. Petersburg; 2024:197–200. EDN: TJBATZ
  12. Konkov A, Sokornov A, Korolev K. The results analysis of the tubing tunnel facing mathematical modeling using the reduced section. International scientific Siberian transport forum TransSiberia - 2021. Lecture Notes in Networks and Systems; 2022 March; Springer, Cham; 2022. doi: 10.1007/978-3-030-96380-4_62
  13. Patent RUS №2655712/ 29.05.2018. Ledjaev AP, Kavkazskij VN, Chumov MV, Sokornov AA. Sposob rekonstrukcii shahtnogo stvola s tjubingovoj krep'ju. (In Russ.) EDN: KQYSIY
  14. Oreshko EI, Erasov VS, Lashov OA, Podzhivotov NJu, Kachan DV. Numerical investigation of load-carrying capability of laminated material. Vse materialy. Jenciklopedicheskij spravochnik. 2019;(3):16–21. (In Russ.) doi: 10.31044/1994-6260-2019-0-3-16-21 EDN: ZALLGP
  15. Grinevich DV, Buznik VM, Nuzhnyj GA. Review of numerical methods for simulation of the ice deformation and fracture. Trudy VIAM. 2020;(8(90)):109-122. (In Russ.) doi: 10.18577/2307-6046-2020-0-8-109-122 EDN: WQNHTP
  16. Patent RUS №2823634/ 26.07.2024. Solov'eva VJa, Stepanova IV, Solov'ev DV, Filonov JuA, Kon'kov AN, Sokornov AA, Kozin EG. Teploizoljacionnyj beton. (In Russ.) EDN: YIBVNW

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Destruction of a lining element with displacement

Download (194KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Overall view of the mathematical model of lining elements with foam-glass concrete jacket

Download (271KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Layout of refrigeration units

Download (210KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Kozin Е.G., Ledyaev A.P., Burin D.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».