Многообразие возможных сочетаний элементов состояний и взаимодействий системы «крепь ствола-породный массив» предопределило выбор комплексного метода геофизических исследований и долговременных непосредственных измерений смещений пород в полость ствола. Лабораторными экспериментами обоснована целесообразность применения для шахтных исследований виброакустического, электрометрического методов и метода регистрации естественного электромагнитного излучения.

Определена совокупность основных информативных параметров геоматериалов бетона, которые отражают изменение среды и конструкции в процессе воздействия механических напряжений, а также других естественных и техногенных факторов и могут быть прямо или опосредствованно определены при геофизической диагностике в натурных условиях:

- электрическое сопротивление,

- уровень естественного электромагнитного излучения,

- амплитуда и спектральный состав свободных колебаний,

- диэлектрическая проницаемость среды.

Экспериментальная и фундаментальная геомеханические предпосылки определяют обоснование применения анкерных натяжных (стяжных) крепей для повышения устойчивости породного массива в цилиндрической части ствола и его сопряжении с примыкающей горизонтальной выработкой при различных типах основного крепления. Учитывая особенности деформирования приконтурных к стволу пород, выбор управляющих воздействий на них для повышения устойчивости должен быть связан с использованием регулятивных элементов, которые обеспечили бы после обнажения пород активное принудительное влияние на массив и долговременное воздействие на него в процессе эксплуатации стволов. К числу таких конструкций относятся анкерные стяжные системы. Шахтные исследования показывают, что дилатансия пород вокруг ствола, проявляющаяся в образовании столбчатых структур, бочкообразного выпирания пород в ствол, образовании сводообразующих полостей в массиве, приводит к существенному изменению свойств и состояния приконтурных пород. Известно, что сохранить в большей мере остаточную прочность массива, повысить трение между слоями, предотвратить его расслоение и вывалообразование можно применением различных конструкций анкерных крепей.
Проведенные шахтные исследования убедительно подтверждают, что условия поддержания вертикальных стволов в неоднородных породах существенно отличаются от типичных сложностью и многообразием, усилением влияния структуры и прочности чередующихся пород на величину и асимметрию нагрузок на крепь, особенностями формирования в массиве дезинтеграционных трибогеомеханических зон, что в совокупности определяет специфику управления горным давлением в стволах. Две главные предпосылки - технологическая и геомеханическая - предопределяют исходную базу и ориентацию требований на создание способов крепления стволов. Сущность первой: повышение уровня эффективности и технологичности крепления шахтных стволов в неоднородных породах предполагает преимущественное применение комбинированных способов с максимальным управляемым использованием свойств массива и обеспечением субоптимальных условий его работы с основной крепью и регулятивными элементами. Сущность второй: комплексное совершенствование технологии проектирования, строительства и эксплуатации стволов может быть достигнуто за счет полной и достоверной оценки условий сооружения стволов на базе предложенного нами литолого-геомеханического тренда и учета установленных закономерностей взаимодействия системы «крепь-породный массив», выявленных на базе шахтных и аналитических исследований.