Обоснование угла откоса уступа и уклона съезда карьерной автодороги при применении беспилотного транспорта

Д.Н. Лигоцкий, Н.А. Долгушин
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №4S/ 2026 стр. 92-98

Резюме: Увеличение глубины карьера создает ряд вызовов для горнодобывающей отрасли. При разработке нижних горизонтов возникает проблема концентрации вредных газов и, как следствие, приводит к дополнительным затратам и увеличению времени отработки. Одним из возможных решений становится применение беспилотных самосвалов, позволяющих обеспечить безопасность ведения работ, повысить экономическую эффективность разработки месторождения и скорректировать параметры карьера. В статье рассматривается проблема оптимизации параметров карьера при использовании беспилотной техники в условиях разработки карьеров с углубкой. Обосновано увеличение угла откоса уступа и уклона карьерных съездов, что приводит к корректировке объемов вскрышных пород, извлекаемых из недр на участке борта, где проходит схема вскрытия. Доказано линейное влияние угла откоса уступа на угол откоса борта. Рассчитан коэффициент запаса устойчивости для магматической и осадочной пород. Показано, что нормативное снижение коэффициента запаса устойчивости при использовании беспилотной техники позволяет увеличить угол откоса уступа на 8 град. На основе тягового расчета установлено, что максимально допустимый уклон съезда при применении беспилотных машин достигает 105‰. Определено взаимное влияние уклона съезда и угла откоса уступа на объем горной массы. Установлено, что корректировка рассматриваемых параметров позволяет сократить объем горной массы, извлекаемой из недр на участке борта, где проходит схема вскрытия, до 34%, и, как следствие, уменьшить средний коэффициент вскрыши, что приводит к возможности дополнительно извлечь полезное ископаемое.

Ключевые слова: беспилотная техника, роботизированный самосвал, уклон съезда, угол откоса уступа, борт карьера, открытые горные работы

Для цитирования: Лигоцкий Д.Н., Долгушин Н.А. Обоснование угла откоса уступа и уклона съезда карьерной автодороги при применении беспилотного транспорта. Горная промышленность. 2026;(4S):92–98. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-92-98

Информация о статье

Поступила в редакцию: 05.06.2026

Поступила после рецензирования: 29.07.2026

Принята к публикации: 04.08.2026

Информация об авторах

Лигоцкий Дмитрий Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры разработки месторождений открытым способом, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-4708-1595

Долгушин Никита Андреевич – аспирант кафедры разработки месторождений открытым способом, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0004-2025-1859; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Волошина Е.А., Новоженин С.Ю., Келехсаев С.К. Обоснование применения беспилотных летательных аппаратов для определения объема складов полезного ископаемого. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(11-1):305–321. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_111_0_305

2. Иванов В.В., Дзюрич Д.О. Обоснование параметров технологической схемы разработки обводненных месторождений строительного песка. Записки Горного института. 2022;253:33–40. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.3

3. Kuznetsov D.V., Kosolapov A.I. Economic and technological aspects of interrelation between open pit mine depth and mining transport parameters. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyi Zhurnal. 2020;(3):87–95. https://doi.org/10.21440/0536-1028-2020-3-87-95

4. Иванов С.Л., Иванова П.В., Кувшинкин С.Ю. Оценка наработки карьерных экскаваторов перспективного модельного ряда в реальных условиях эксплуатации. Записки Горного института. 2020;242:228–233. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.2.228

5. Gendler S.G., Stomma A.A., Ikonnikov D.A. Justification of a ventilation method for extended blind drifts using fans distributed along a discontinuous ventilation pipeline. International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2026;39(11):294–956. https://doi.org/10.5829/ije.2026.39.11b.21

6. Маринин М.А., Поспехов Г.Б., Карасев М.А., Сушкова В.И. Расчетное обоснование параметров дренажного слоя в основании динамического штабеля кучного выщелачивания. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2026;(2-1):99–113. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2026/2-1/2-1_2026_99-113.pdf (дата обращения: 19.03.2026).

7. Фомин С.И., Говоров А.С. Стратегия формирования рабочей зоны карьеров на основе управления бортовым содержанием полезных компонентов в руде. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(11):165–179. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2024/11/11_2024_165-179.pdf (дата обращения: 19.03.2026).

8. Великанов В.С. Прогнозирование нагруженности рабочего оборудования карьерного экскаватора по нечетко-логистической модели. Записки Горного института. 2020;241:29–36. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.1.29

9. Виноградов Ю.И., Сергиенко Н.Н., Васильев Т.В., Песьяков А.В., Емельянов Д.В. Опыт рыхления скального грунта газогенераторами на основе хлората натрия в условиях городской застройки. Горный журнал. 2026;(6):19–25. https://doi.org/10.17580/gzh.2026.06.03

10. Якубовский М.М., Гетманова А.Р., Кузина А.В. Проблемы добычи строительных материалов и возможности их решения. Устойчивое развитие горных территорий. 2024;16(4):1706–1716. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2024-16-4-1706-1716

11. Наговицын О.В., Возняк М.Г. К вопросам управления роботизированным горнодобывающим предприятием. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(5-1):326–335. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_51_0_326

12. Воронов А.Ю., Воронов Ю.Е., Сыркин И.С., Назаренко С.В., Юнусов И.Ф. Обзор систем безлюдных грузовых перевозок на карьерах. Уголь. 2022;(S12):30–36. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-S12-30-36

13. Трубецкой К.Н., Рыльникова М.В., Владимиров Д.Я. От системы «Карьер» к новому интеллектуальному укладу открытых горных работ. Проблемы недропользования. 2019;(3):39–48. Режим доступа: https://trud.igduran.ru/index.php/psu/article/view/408 (дата обращения: 19.03.2026).

14. Юрак В.В., Душин А.В., Мочалова Л.А. Против устойчивого развития: сценарии будущего. Записки Горного института. 2020;242:242–247. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.2.242

15. Трубецкой К.Н. Перспективы применения роботизированной техники на карьерах будущего. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013;(S1):354–363.

16. Лель Ю.И., Глебов И.А. Обоснование оптимального уклона крутонаклонных автосъездов для полноприводных автосамосвалов, эксплуатируемых при доработке алмазорудных месторождений. Горная промышленность. 2022;(1S):95–99. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1S-95-99

17. Журавлев А.Г. Тенденции развития транспортных систем карьеров с использованием роботизированных машин. Проблемы недропользования. 2014;(3):164–175. Режим доступа: https://trud.igduran.ru/index.php/psu/article/view/71 (дата обращения: 19.03.2026).

18. Gaber T., El Jazouli Y., Eldesouky E., Ali A. Autonomous haulage systems in the mining industry: cybersecurity, communication and safety issues and challenges. Electronics. 2021;10(11):1357. https://doi.org/10.3390/electronics10111357

19. Хазин М.Л. Роботизированные карьерные самосвалы. Известия Уральского государственного горного университета. 2020;(3):123–130. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2020-3-123-130

20. Yakovlev V.L., Zyryanov I.V., Zhuravlev A.G., Cherepanov V.A. Features of modern approach to selection of haulage systems for open pit diamond mines in Yakutia. Journal of Mining Science. 2018;54(6):979–987. https://doi.org/10.1134/S1062739118065131

21. Ryl’nikova M.V., Vladimirov D.Ya., Pytalev I.A., Popova T.M. Robotic geotechnologies as way of improving efficiency and ecologization of mineral resource management. Journal of Mining Science. 2017;53(1):84–91. https://doi.org/10.1134/S1062739117011884

22. Zhang K., Kang L., Chen X., He M., Zhu C., Li D. A review of intelligent unmanned mining current situation and development trend. Energies. 2022;15(2):513. https://doi.org/10.3390/en15020513

23. Лукичёв С.В., Наговицын О.В., Ильин Е.А., Рудин Р.С. Цифровые технологии инженерного обеспечения горных работ – первый шаг к созданию «умного» добычного производства. Горный журнал. 2018;(7):86–90. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.07.17

24. Ефимов В.И., Абрамкин Н.И., Ефимова Н.В. Применение безлюдных технологий на открытых горных работах. Устойчивое развитие горных территорий. 2021;13(3):449–456.

25. Vorobev A.Ye., Metaxa G.P., Bolenov Ye.M., Metaxa A.S., Alisheva Zh.N. Digitization of the mining industry. concept and modern geotechnology. News of the Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. 2019;4(436):121–127. https://doi.org/10.32014/2019.2518-170X.105

26. Sizemov D.N., Temkin I.O., Deryabin S.A., Vladimirov D.Ya. On some aspects of increasing the target productivity of unmanned mine dump trucks. Eurasian Mining. 2021;(2):68–73. https://doi.org/10.17580/em.2021.02.15

27. Логинов Е.В., Кара С.В., Масальский С.С., Петров К.Д. Обоснование параметров системы открытой разработки при использовании комплекса экскаватор–автосамосвал в условиях Крайнего Севера. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(6):17–30. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_6_0_17

28. Babyr N.V., Kuziev D.A., Sazankova E.S., Dobler M.O. Influence of cyclic impacts of powered roof support on weakening of immediate roof rocks. Eurasian Mining. 2026;(1):14–19. Available at: https://www.rudmet.ru/journal/2523/article/41017/ (accessed: 17.04.2026).

29. Темкин И.О., Клебанов Д.А., Дерябин С.А., Конов И.С. Построение интеллектуальной геоинформационной системы горного предприятия с использованием методов прогнозной аналитики. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(3):114–125. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-3-0-114-125

30. Клементьева И.Н., Кузиев Д.А. Установление максимальной жесткости упругодемпфирующего устройства в механизме тяги драглайна. Горный журнал. 2021;(5):79–83. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.05.09

31. Voronov Yu., Voronov A., Makhambayev D. Current state and development prospects of autonomous haulage at surface mines. E3S Web of Conferences. 2020;174:01028. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017401028

32. Стенин Д.В. Перспективы развития производства автономных тяжелых платформ для безлюдной добычи полезных ископаемых. Горное оборудование и электромеханика. 2019;(6):3–8. https://doi.org/10.26730/1816-4528-2019-6-3-8

33. Сорокин О.И., Шоков А.А. Внедрение автоматизированной системы управления горнотранспортным комплексом. Горный журнал. 2017;(5):85–88. https://doi.org/10.17580/gzh.2017.05.20

34. Дубинкин Д.М., Максимова О.С. Современное состояние цифровизации и роботизации при разработке недр открытым способом. В кн.: Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2022: сб. материалов 19-й Междунар. науч.-практ. конф., г. Кемерово, 23–24 ноября 2022 г. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева; 2022. С. 501.1–501.8. Режим доступа: https://science.kuzstu.ru/wp-content/Events/Conference/Sibresource/2022/materials/pages/Articles/501.pdf (дата обращения: 19.03.2026).

35. Reshetnyak S.N., Zotov V.V., Kuziev D.A., Kozlova O.Yu. Enhancing performance efficiency of electric consumers with in surface infrastructure of coal mines. Eurasian Mining. 2025;(1):100–104. https://doi.org/10.17580/em.2025.01.20