Геомеханические резервы оптимизации конструкции борта карьера на этапе доработки месторождения
А.Л. Билин, А.С. Калюжный
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Горная Промышленность №5/ 2026 стр. 251-257
Резюме: В статье рассматриваются возможности дополнительной геомеханической оптимизации конструкции борта глубокого карьера на завершающем этапе эксплуатации. На примере Коашвинского месторождения обосновано применение пониженных коэффициентов запаса устойчивости (КЗУ = 1,2) для участков борта со сроком отработки до 3 лет. Детально проанализированы риски, связанные с трещиноватостью массива, наличием карбонатных пород, процессами окисления и обводненностью. Выполнена оценка возможности смещения верхней кромки борта и снижения объемов вскрыши при выделении этапа доработки. Расчёты устойчивости выполнены методом предельного равновесия с использованием круглоцилиндрических поверхностей скольжения для критических профилей висячего борта залежи, где исходный КЗУ составляет 1,31. Показано, что при смещении верхней кромки борта внутрь рудного тела на 28,4– 31,5 м достигается совпадение координат борта на отметке –188 м с проектным положением при существенном приросте извлекаемых запасов на нижних горизонтах. Для скорректированного контура на горизонте этапа доработки расчётный КЗУ составляет 1,24–1,26, что удовлетворяет нормативным требованиям. Показано, что комплексный подход, включающий уточнение геомеханической модели, оптимизацию буровзрывных работ и иерархическую систему мониторинга, позволяет существенно снизить коэффициент вскрыши без ущерба для промышленной безопасности. Экономический эффект от оптимизации борта в рассматриваемом участке оценивается в 4,5 млрд руб., что эквивалентно исключению 22,9 млн м условной вскрыши.
Ключевые слова: Коашвинское месторождение, устойчивость бортов карьера, этап доработки, коэффициент запаса устойчивости, трещиноватость, обводненность, объем вскрыши
Для цитирования: Билин А.Л., Калюжный А.С. Геомеханические резервы оптимизации конструкции борта карьера на этапе доработки месторождения. Горная Промышленность. 2026;(5):251–257. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-5-251-257
Информация о статье
Поступила в редакцию: 10.05.2026
Поступила после рецензирования: 22.06.2026
Принята к публикации: 13.07.2026
Информация об авторах
Билин Андрей Леонидович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-0744-6593; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Калюжный Антон Сергеевич – научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-5178-6993; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Решетняк С.П., Авраамова Н.С. Обоснование и реализация рациональных технологических схем автомобильно-конвейерного транспорта скальных горных пород для глубоких карьеров. Рациональное освоение недр. 2022;(1):32–39. https://doi.org/10.26121/RON.2022.59.77.005
2. Бурмистров К.В., Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н. Оценка устойчивости функционирования системы вскрытия карьеров. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020;(4):132–141.
3. Пыталев И.А., Бурмистров К.В., Юсупов М.Э., Головей С.И. Развитие циклично-поточной технологии на высокопроизводительных глубоких карьерах с учетом динамики формирования рабочей зоны. Маркшейдерия и недропользование . 2022;(5):34–40. https://doi.org/10.56195/20793332_2022_5_34
4. Afum B.O., Ben-Awuah E. A review of models and algorithms for surface-underground mining options and transitions optimization: some lessons learnt and the way forward. Mining. 2021;1(1):112–134. https://doi.org/10.3390/mining1010008
5. Корчак П.А., Рыбин В.В., Билин А.Л., Жиров Д.В. Комплексное обоснование конструкции борта Коашвинского карьера на конец отработки. Горный журнал . 2024;(10):72–76. https://doi.org/10.17580/gzh.2024.10.10
6. Read J., Stacey P. (eds) Guidelines for Open Pit Slope Design . Collingwood, Vic.: CSIRO Publishing; 2009. 496 p. https://doi.org/10.1071/9780643101104
7. Shults R., Nurpeissova M., Burlibayeva S., Umirbayeva A., Turumbetov T. Geomonitoring of the open-pit mine slopes during subsoil development. Civil Engineering Journal. 2024;33(1):50–64. https://doi.org/10.14311/CEJ.2024.01.0004
8. Рыбин В.В., Константинов К.Н., Калюжный А.С. Оценка устойчивости борта карьера комплексом инструментально-расчетных методов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024;(6):23–29. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20240603
9. Stead D., Wolter A. A critical review of rock slope failure mechanisms: The importance of structural geology. Journal of Structural Geology. 2015;74:1–23. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2015.02.002
10. Budetta P. Assessment of rockfall risk along roads. Natural Hazards and Earth System Sciences . 2004;4(1):71–81. https://doi.org/10.5194/nhess-4-71-2004
11. Waltham T., Bell F.G., Culshaw M.G. Sinkholes and Subsidence: Karst and Cavernous Rocks in Engineering and Construction . Berlin, Heidelberg: Springer; 2005. 384 p. https://doi.org/10.1007/b138363
12. Фокин В.А. Проектирование и производство буровзрывных работ при постановке уступов в конечное положение на предельном контуре глубоких карьеров . Апатиты: Изд-во Кол. науч. центра РАН; 2004. 231 с.
13. Козырев С.А., Власова Е.А., Усачев Е.А. Сейсмическое и акустическое воздействие массовых взрывов при ведении взрывных работ в карьере. Горная промышленность. 2025;(6):199–205. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-6-199-205
14. Билин А.Л., Казачков С.В. Основные технологические принципы конструирования бортов карьеров с уступами, имеющими вертикальные откосы. В кн.: Мельников Н.Н. (ред.) Экологическая стратегия развития горнодобывающей отрасли – формирование нового мировоззрения в освоении природных ресурсов: сб. ст. Всерос. науч.-техн. конф. с участием иностранных специалистов, г. Апатиты, 13–15 октября 2014 г . Апатиты; СПб.: ООО «Реноме»; 2014. Т. 1. С. 84–92.
15. Наговицын О.В., Лукичев С.В., Алисов А.Ю. Решение задач проектирования и планирования открытых горных работ в системе Mineframe. Записки Горного института. 2012;198:49–54. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5913 (дата обращения: 10.04.2026).
16. Рыбин В.В., Константинов К.Н., Каган М.М., Панасенко И.Г. Принципы организации комплексной системы мониторинга устойчивости объектов горнодобывающего предприятия. Горный журнал. 2020;(1):53–57. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.01.10
17. Carlà T., Farina P., Intrieri E., Ketizmen H., Casagli N. Integration of ground-based radar and satellite InSAR data for the analysis of an unexpected slope failure in an open-pit mine. Engineering Geology. 2018;235:39–52. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.01.021
18. Haupt S., Engelbrecht J., Sibolla B., Mdakane L.W. Time series InSAR analysis for slope stability monitoring using Sentinel-1 in open pit mining. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science s. 2023;XLVIII-1/W2-2023:945–951. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-1-W2-2023-945-2023
19. Le Roux R., Sepehri M., Khaksar S., Murray I. Slope stability monitoring methods and technologies for open-pit mining: A systematic review. Mining . 2025;5(2):32. https://doi.org/10.3390/mining5020032
20. Козырев А.А., Рыбин В.В., Билин А.Л., Фокин В.А., Мелик-Гайказов И.В. Обоснование конструкций устойчивых бортов карьеров в массивах скальных тектонически напряженных пород. Горный журнал. 2010;(9):24–27.
