Обоснование критериев прогноза устойчивости природно-технической системы «отвал – основание»

Повсеместное увеличение высоты отвалов, интенсивность их отсыпки и расположение на неблагоприятных с позиции устойчивости площадках приводит к оползням. В этой связи возникает необходимость геомеханического сопровождения процесса формирования отвалов. При этом следует рассматривать природно-техническую систему «отвал–основание», так как, по исследованиям ряда ученых, характеристики пород основания оказывают бо́льшее влияние на ее устойчивость, чем отвальная масса. Исходя из требований нормативных документов, реальной возможности обеспечения точности наблюдений за деформациями и вероятности распределения случайных погрешностей установлена предельная погрешность измерений, превышение которой свидетельствует о начале деформации отвала. Из условия обеспечения требуемой точности в определении положения репера разработана методика геомеханического мониторинга природно-технической системы «отвал–основание», включающая информацию о способах наблюдений за деформациями, формулы и номограммы, по которым, в зависимости от точности средств измерения, можно оперативно определять допустимое удаление рабочего репера относительно станции следующими способами: прямая геодезическая засечка, тригонометрическое нивелирование, спутниковое определение координат и лазерное сканирование. На основании опыта эксплуатации и результатов геомеханического мониторинга обоснованы качественные и количественные критериальные показатели для оценки уровня геомеханического риска, характеризующие природно-техническую систему «отвал–основание» от начальной стадии деформации до недопустимого (аварийного) состояния и позволяющие прогнозировать ее устойчивость. 

Бахаева С. П., Ананенко Е. В. Обоснование критериев прогноза устойчивости природно-технической системы «отвал – основание» // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12-2. – С. 5–20. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_122_0_5.

Бахаева Светлана Петровна¹ — д-р техн. наук,  профессор, e-mail: bsp.mdg@kuzstu.ru,
Ананенко Елена Владимировна¹ — аспирант,  e-mail: ananenko_ev@mail.ru,
¹ Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева.

Ананенко Е.В., e-mail: ananenko_ev@mail.ru.

1. Кретов С. И., Исмагилов Р. И., Бадтиев Б. П., Шарковский Д. О., Павлович А. А., Свириденко А. С. Организация комплексного мониторинга устойчивости внешних отвалов, сложенных породами с низкой несущей способностью, на слабом основании в условия ПАО «Михайловский ГОК» // Горная промышленность. — 2019. — № 3(145). — С. 15—19. 

2. Шевченко Г. Г., Брынь М. Я., Гура Д. А. Геодезический мониторинг зданий и сооружений: монография. — Краснодар: КубГТУ, 2022. — 199 с.

3. Adamcová D., Bartoň S., Osiński P., Pasternak G., Podlasek A., Vaverková M. D., Koda E. Analytical modelling of MSW landfill surface displacement based on GNSS monitoring // Sensors. 2020, vol. 20, no. 21, article 5998. DOI: 10.3390/S20215998.

4. Pasternak G., Zaczek-Peplinska J., Pasternak K., Jóźwiak J., Pasik M., Koda E., Vaverková M. D. Surface monitoring of an MSW landfill based on linear and angular measurements TLS, and LIDAR UAV // Sensors (Basel). 2023, vol. 23, no. 4, article 1847. DOI: 10.3390/s23041847.

5. Розанов И. Ю., Завьялов А. А. Применение радара IBIS FM для контроля состояния борта карьера рудника «Железный» (АО «Ковдорский ГОК») // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 7. — С. 40—46. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-7-0-40-46.

5. Kalyuzhny A. S., Rozanov I. Yu. Causes of pit wall failure in Zhelezny Mine by radar monitoring and stability calculations // Journal of Mining Science. 2024, vol. 60, no. 1, pp. 36—44. DOI: 10.1134/S1062739124010058.

6. Курков М. В., Семенов А. Е., Котов А. А. Применение технологий Геоскан для маркшейдерских работ // Маркшейдерский вестник. — 2017. — № 3. — С. 42—48.

7. Исмагилов Р. И., Захаров А. Г., Бадтиев Б. П., Сенин Н. В., Шариков И. С., Павлович А. А., Шепель А. М. Внедрение беспилотных летательных аппаратов для оперативного решения научно-производственных задач в условиях Михайловского ГОКа им. А.В. Варичева // Горная промышленность. — 2020. — № 3. — С. 26—30.

8. Гусев В. Н., Блищенко А. А., Санникова А. П. Исследование комплекса факторов, оказывающих влияние на погрешность реализации маркшейдерской съемки горных объектов с применением геодезического квадрокоптера // Записки Горного института. — 2022. — Т. 254. — С. 173—179. DOI: 10.31897/PMI.2022.35. 

9. Pasternak G., Pasternak K., Koda E., Ogrodnik P. Unmanned aerial vehicle photogrammetry for monitoring the geometric changes of reclaimed landfills // Sensors (Basel). 2024, vol. 24, no. 22, article 7247. DOI: 10.3390/s24227247.

10. Филатов А. В., Калашник А. И., Максимов Д. А. Оценка горизонтальных смещений бортов карьера «Железный» Ковдорского ГОКа с использованием данных спутниковой радиолокационной съемки // Маркшейдерский вестник. — 2017. — № 1. — С. 36—41.

11. Акматов Д. Ж., Николайчук В. В., Тихонов А. А., Шевчук Р. В. Радарная интерферометрия как дополнение к классическим методам наблюдений за сдвижением земной поверхности // Горная промышленность. — 2020. — № 1. — С. 144—147.

12. Васильев Ю. В., Филатов А. В. Выявление зон локальных деформаций методом радарной интерферометрии по результатам мониторинга на Самотлорском геодинамическом полигоне // Маркшейдерский вестник. — 2016. — № 3. — С. 38—45.

13. Бахаева С. П., Ананенко Е. В. Мониторинг природно-технических систем «отвал—основание» // Маркшейдерия и недропользование. — 2024. — № 6(134). — С. 67—80. DOI: 10.56195/20793332_2024_6_67_76.

14. Ананенко Е. В., Бахаева С. П. Оценка влияния нагрузок и воздействий на напряженно-деформированное состояние природно-технических систем «отвал—основание» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 10. — С. 5—21. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_10_0_5.

15. Ананенко Е. В., Бахаева С. П. Анализ риска развития деформаций и геомеханический мониторинг для природно-технических систем «отвал—основание» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 9. — С. 5—21. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_9_0_5.

16. Гордеев В. А. Уравнительные вычисления по МНК: монография. — Краснодар: ООО «Издательский Дом — Юг», 2024. — 264 с.

17. Сиводедова М. В., Черепанов П. В. Построение графиков в настольном приложении: интеграция MATPLOTLIB / Россия молодая: Сборник материалов XVII Всеросийской научно-практической конференции с международным участием [Электронный ресурс]. — Кемерово, 2025.

18. Жабко А. В. О причинах и способах предотвращения техногенных катастроф, произошедших вследствие разрушения откосных сооружений // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2024. — № 4. — С. 69—85. DOI: 10.21440/0536-1028-2024-4-69-85.

19. Kumar A., Nainegali L., Das S. K., Reddy K. R., Mishra A. Slope stabilization of coal mine overburden dumps: life cycle environmental sustainability assessment of alternatives // Environmental Earth Sciences. 2024, vol. 83, no. 385, article 14. DOI: 10.1007/s12665-024-11691-2. 

20. Chaturvedi A., Singh G. S. P., Sharma S. K. Stabilization of mine waste dumps through bio-engineering // Journal of The Institution of Engineers (India): Series D. 2024, vol. 105, pp. 1319—1330. DOI: 10.1007/s40033-023-00524-4. 

21. Жабко А. В., Жабко Н. М. Расчет критериев безопасности и критических значений контролируемых показателей при мониторинге безопасности намывных гидротехнических сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-2. — С. 25—38. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_112_0_25. 

22. Малаханов В. В. Классификация состояний и критерии эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений // Гидротехническое строительство. — 2000. — № 11. — С. 8—14.