В работе проведена серия расчетов искусственного замораживания породного массива при проходке шахтных стволов для условий строящегося калийного рудника. Численное решение получено посредством метода конечных элементов с помощью программного комплекса ANSYS. Получены численные зависимости толщины ледопородного ограждения от времени в фазах активного и пассивного замораживания для двух слоев породного массива с различными теплофизическими свойствами. Внешняя и внутренняя границы ледопородного ограждения рассчитывались двумя способами: по температуре фактического замерзания поровой воды и по температуре –8 °С, при которой проводились лабораторные измерения прочности замораживаемых горных пород. Рассмотрен нормальный режим работы замораживающей станции, а также аварийный режим, заключающийся в выходе из строя одной из замораживающих колонок. Исследовалась зависимость уменьшения толщины ледопородного ограждения в фазе пассивного замораживания от длительности фазы активного замораживания. Определено, что в аварийном режиме работы системы замораживания толщина ледопородного ограждения по изотерме –8 °С может уменьшаться на величину более 1,5 м. При этом толщина ледопородного ограждения по изотерме фактического замерзания воды практически всегда сохраняет положительную динамику. Показано, что при анализе толщины ледопородного ограждения по изотерме фактического замерзания поровой воды не представляется возможным оценить опасность аварийных ситуаций, связанных с выходом из строя замораживающих колонок.

Series of calculations for the artificial freezing of the rock mass during construction of mineshafts for the conditions of a potash mine in development was carried out. Numerical solution was obtained through the finite element method using ANSYS software package. Numerical dependencies of frozen wall thickness on time in the ice growing stage and ice holding stage are obtained for two layers of the rock mass with different thermophysical properties. External and internal ice wall boundaries were calculated in two ways: by the actual freezing temperature of pore water and by the temperature of –8 °С, at which laboratory measurements of frozen rocks' strength were carried out. Normal operation mode of the freezing station, as well as the emergency mode, associated with the failure of one of the freezing columns, are considered. Dependence of a decrease in frozen wall thickness in the ice holding stage on the duration of the ice growing stage was studied. It was determined that in emergency operation mode of the freezing system, frozen wall thickness by the –8 °C isotherm can decrease by more than 1.5 m. In this case frozen wall thickness by the isotherm of actual freezing of water almost always maintains positive dynamics. It is shown that when analyzing frozen wall thickness using the isotherm of actual freezing of pore water, it is not possible to assess the danger of emergency situations associated with the failure of freezing columns.