Основные структурные факторы, определяющие устойчивость бортов угольных карьеров

Проведен анализ основных природных факторов, оказывающих влияние на устойчивость бортов угольных карьеров. По результатам исследований авторов выявлены первостепенные причины, определяющие устойчивость склоновых поверхностей горных массивов угольных месторождений. К ним относятся слабые межслоевые контакты, представленные обычно глинистыми прослоями. Подчеркнуто значение циклитов как основных структурных единиц осадочных пород, формирующих устойчивую и стабильную систему. Разностные слои, составляющие основу циклитов, рассматриваются как ключевые скрепляющие элементы массива. Подробно рассмотрены формирование, характеристики и влияние эндогенных трещин на прочность горных массивов, а также их распределение в зависимости от мощности разностных слоев. Подробно описана связь между мощностью разностных слоев и частотой эндогенных трещин, что напрямую влияет на устойчивость склоновых поверхностей. Существенное значение при прогнозировании деформаций имеет расположение слабых межслоевых контактов относительно разрабатываемой карьерной выработки. Рассмотрено влияние прочности и морфологии межслоевых контактов на устойчивость бортов карьеров. Исследованы условия падения слоев в выработку или массив, оказывающее также значительное влияние на устойчивость стационарного борта карьера. Выполнена систематизация слабых контактов по сдвиговой прочности и типу слагающих их пород, наглядно проиллюстрированы различные типы слабых контактов примерами из горной практики. Выделены основные типы межслоевых контактов, имеющих различный характер деформирования. Подчеркнута важность их характеристики и их влияние на устойчивость горных массивов.

Супрун В. И., Зеленин Д. П., Казаков В. А. Основные структурные факторы, определяющие устойчивость бортов угольных карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12. – С. 52–69. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2025_12_0_52.

Супрун Валерий Иванович — д-р техн. наук, горный инженер, директор Проектно-экспертного центра НИТУ МИСИС, e-mail: labstone@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4585-8003,
Зеленин Дмитрий Петрович — горный инженер, заместитель директора по перспективному развитию, АО «ЧЕРНИГОВЕЦ», e-mail: d.p.zelenin@chernigovets.ru,
Казаков Владимир Александрович — канд. техн. наук, доцент, НИТУ МИСИС, e-mail: 

Казаков В.А., e-mail: kazakov.va@misis.ru.

1. Дунаев В. А., Яницкий Е. Б., Агарков И. Б. Изучение геолого-структурных условий эксплуатации месторождений как основа разработки мероприятий по закреплению уступов карьеров в скальных горных породах // Горное дело. — 2016. — № 2. — С. 110—116.

2. Дерябин Ю. С., Супрун В. И., Липатников С. Г., Каранов Д. Н., Матвеев А. В., Радченко С. А., Левченко Я. В., Ворошилин К. С. Основные причины возникновения деформаций бортов угольных карьеров и способы их стабилизации // Рациональное освоение недр. — 2020. — № 3. — С. 58—69. — DOI: 10.26121/RON.2020.32.14.004. EDN FWEZNC.

3. Зеленин Д. П., Ворошилин К. С. Базовые факторы, определяющие устойчивость стационарных бортов угольных разрезов // Горный журнал. — 2023. — № 12. — С. 41—48. DOI: 10.17580/gzh.2023.12.07.

4. Рублев Д. Е., Юшкин В. Ф., Кузнецов С. А. Изучение влияния природно-климатического фактора в развитии механо-эрозионных процессов в краевой зоне борта угольного разреза // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2025. — Т. 12. — № 1. — С. 27—39. DOI: 10.15372/FPVGN2025120104. EDN WOOFKL.

5. Ушаков Д. К. Анализ факторов, влияющих на устойчивость скальных пород в бортах карьера // Вестник ЗабГУ. — 2019. — Т. 25. — № 1. — С. 29—36.

6. Уринов Ш. Р., Номдоров Р. У., Джуманиязов Д. Д. Исследование факторов, влияющих на устойчивость бортов карьера // Journal of Advances in Engineering Technology. — 2020. — № 1(1). — С. 11—15.

7. Пустовойтова Т. К., Гурин А. Н., Кагермазова С. В., Фунг Мань Дак, Киеу Ким Чук Особенности устойчивости бортов угольных карьеров Вьетнама // Маркшейдерский вестник. — 2010. — № 1(75). — С. 27—32. EDN MBGLSV.

8. Бабелло В. А., Щукин С. И., Овчаренко Н. В. О причинах деформаций западного борта разреза «Уртуйский» // Маркшейдерский вестник. — 2016. — № 5(114). — С. 26—31.

9. Гордеев В. А. Влияние инженерно-геологических условий на устойчивость карьерных откосов по методу предельного равновесия на плоской поверхности скольжения // Известия вузов. Горный журнал. — 2007. — № 8. — С. 43—51.

10. Тавостин М. Н., Вознесенский А. С., Куткин Я. О. Определение параметров паспорта прочности трещиноватых горных пород с учетом контактных свойств трещин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 8. — С. 106—110. EDN RGRJEV.

11. Рац М. В., Чернышов С. Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых пород. — М.: Недра, 1970. — 290 с.

12. Исьянов О. А., Ильдеров Д. И., Супрун В. И., Радченко С. А. Опыт стабилизации оползневых процессов на Уртуйском разрезе // Горный журнал. — 2021. — № 1. — С. 102—106. DOI: 10.17580/gzh.2021.01.17. EDN IMEVAB.

13. Стромоногов А. В. Обоснование безвзрывной технологии добычи блоков известняка на карбонатных месторождениях Русской платформы: автореф. дисс. к-та техн. наук. — М., 2017. — 25 с.

14. Супрун В. И., Зеленин Д. П. Зоны нарушений горных массивов взрывом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — CB 2. — С. 3—38. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2025_2_2_3.

15. Репин Н. Я. Подготовка и экскавация вскрышных пород угольных разрезов. — М.: Недра, 1978. — 256 с.

16. Бар Н., Злобин Г. А. Особенности геотехнического анализа при проектировании и управления рисками площадок кучного выщелачивания // Горный журнал. — 2025. — № 1. — С. 108—113. DOI: 10.17580/gzh.2025.01.16.

17. Тархов А. Г. К вопросу об анизотропии упругих свойств горных пород / Материалы ВСЕГЕИ. Общая серия, № 5. — М.; Л., Изд-во АН СССР, 1940. — С. 209 —222.

18. Рыльникова М. В. и др. Методические указания по изучению массива горных пород для обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов. — М.: ИПКОН РАН, 2022. — 102 с.

19. Якобашвили О. П. Сейсмические методы оценки состояния массива горных пород на карьерах: диссертация ... доктора технических наук. — М.: ИПКОН РАН, 1992. — 259 с.

20. Ржевский В. В. О научных основах расчетов давления горных пород (часть 1) // Известия вузов. Горный журнал. — 1982. — № 6. — С. 1—9.

21. Muller L. Der Felsbau. 1. Teil. Stuttgart, Fer. Enke Verlag, 1963, 945 p.