Обоснование оптимального расстояния транспортировки вскрышных пород на прибортовой отвал с учетом устойчивости борта карьера

Определение оптимального расстояния транспортировки вскрышных пород на прибортовой отвал в условиях глубоких карьеров с учетом геомеханического ограничения по устойчивости борта – проблема, актуальная для всех глубоких карьеров. Минимизация плеча перевозки за счет сооружения отвала на нерабочем борте карьера является основным влияющим фактором на эксплуатационные затраты, расход топлива и время цикла автосамосвалов. Необходимо учитывать, что размещение отвала вблизи верхней бровки приводит к росту дополнительной нагрузки на прибортовой массив, изменению напряженно-деформированного состояния и снижению коэффициента устойчивости откоса. Оптимальное расстояние формулируется как компромиссная величина, обеспечивающая достижение минимальных удельных транспортных затрат при выполнении условия нормативной устойчивости борта. Для количественной оценки влияния отвала учитываются геометрические параметры борта и отвала, плотность отвальных пород, высота и конфигурация складирования, а также прочностные характеристики массива (сцепление, угол внутреннего трения, удельный вес). Верификация аналитических зависимостей выполняется численным моделированием методами предельного равновесия и/или конечных элементов в программном комплексе Rocscience, что позволяет установить минимально допустимое расстояние размещения отвала и сформировать технологическую схему прибортового отвалообразования, удовлетворяющую требованиям безопасности и экономической эффективности. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании параметров прибортовых отвалов и выборе рациональной организации автотранспортных потоков на стадии технико-экономического обоснования и оперативного планирования горных работ.

Ключевые слова: глубокий карьер, прибортовой отвал, вскрышные породы, плечо перевозки, расстояние транспортировки, устойчивость борта, коэффициент устойчивости, дополнительная нагрузка, призма возможного обрушения, минимально допустимое расстояние, численное моделирование, геомеханические ограничения.

Как процитировать:

Умаров Ф. Я., Каримов Ш. В., Туйчибоев Э. И., Норов Д. Ш. Обоснование оптимального расстояния транспортировки вскрышных пород на прибортовой отвал с учетом устойчивости борта карьера // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 11-1. – С. 22–37. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_111_0_22.

Благодарности:

Информация об авторах:

Умаров Фарходбек Яркулович¹ — д-р техн. наук, профессор, директор, Scopus Author ID: 55827283800, e-mail: farkhodbek.umarov@yandex.ru,
Каримов Шерзод Вафо угли¹ — PhD, доцент, начальник сектора научных исследований, инноваций и подготовки научно-педагогических кадров, e-mail: karimov20-13@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-8618-3703,
Туйчибоев Элдор Илхом угли¹ — базовый докторант, e-mail: tei050599@gmail.com, ORCID ID: 0009-0008-6089-7231,
Норов Дилшод Шухратиллаевич — преподаватель, Навоийский инновационный университет, 210100, Навои, Республика Узбекистан, e-mail: norovd72@gmail.com,
¹ Филиал НИТУ «МИСиС» в г. Алмалык, Алмалык, Республика Узбекистан.

 

Контактное лицо:

Каримов Ш.В., e-mail: karimov20-13@mail.ru.

Список литературы:

1. Thompson R. J. Mine haul road design and management: a review of current practice // Transactions of the Society for Mining, Metallurgy and Exploration. 2011, vol. 328, pp. 474—484.

2. Bazaluk O., Anisimov O., Saik P., Lozynskyi V., Akimov O., Hrytsenko L. Determining the safe distance for mining equipment operation when forming an internal dump in a deep open pit // Sustainability. 2023, vol. 15, no. 7, article 5912. DOI: 10.3390/su15075912.

3. Chand K., Koner R. Internal mine dump slope stability and failure zone identification using 3D modelling // Journal of Mining and Environment. 2023, vol. 14, pp. 1105—1119. DOI: 10.22044/jme.2023.13013.2360.

4. Chand K., Koner R. Failure zone identification and slope stability analysis of mine dump based on realistic 3D numerical modeling // Geotechnical and Geological Engineering. 2024, vol. 42, pp. 543—560. DOI: 10.1007/s10706-023-02588-1.

5. Jia L., Wang J., Cai X., Fang L., Ma Y., Wang Z. Study on morphology optimization of open-pit mine slope based on section and spatial morphology effect // Scientific Reports. 2024, vol. 14, article 2603. DOI: 10.1038/s41598-024-53227-5.

6. Wang S., Zhang Z., Wang C. Prediction of stability coefficient of open-pit mine slope based on artificial intelligence deep learning algorithm // Scientific Reports. 2023, vol. 13, article 12017. DOI: 10.1038/s41598-023-38896-y.

7. Lyu J., Hu T., Liu G., Cao B., Wang W., Li S. Stability evaluation of open-pit mine slope based on Bayesian optimization 1D-CNN // Scientific Reports. 2024, vol. 14, article 13995. DOI: 10.1038/s41598-024-64663-8.

8. Deng T., He J., Sun J., Peng S., Pang X., Chen T., Zhang X. Intelligent optimization of slope step parameters in open pit mines containing weak interbedded layers based on machine learning and multi-objective optimization methods // Frontiers in Earth Science. 2025, vol. 13, article 1666375. DOI: 10.3389/feart.2025.1666375.

9. Zhao H., Wei H., Qin B., Du H., Shao Z. Anti-sliding trenches to enhance slope stability of internal dumps on inclined foundations in open-pit coal mines // Applied Sciences. 2025, vol. 15, no. 19, article 10510. DOI: 10.3390/app151910510.

10. Luan B., Zhou W., Ao Z., Han Z., Xiao Y. Fuel-efficient road classification methodology for sustainable open pit mining // Applied Sciences. 2025, vol. 15, no. 11, article 6309. DOI: 10.3390/app15116309.

11. Thoeni K., Hartmann P., Berglund T., Servin M. Edge protection along haul roads in mines and quarries: A rigorous study based on full-scale testing and numerical modelling // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2025, vol. 17, no. 7, pp. 4020—4035. DOI: 10.1016/j.jrmge.2024.10.005.

12. Griffiths D. V., Lane P. A. Slope stability analysis by finite elements // Géotechnique. 1999, vol. 49, no. 3, pp. 387—403. DOI: 10.1680/geot.1999.49.3.387.

13. Bishop A. W. The use of the slip circle in the stability analysis of slopes // Géotechnique. 1955, vol. 5, no. 1, pp. 7—17. DOI: 10.1680/geot.1955.5.1.7.

14. Morgenstern N. R., Price V. E. The analysis of the stability of general slip surfaces // Géotechnique. 1965, vol. 15, no. 1, pp. 79—93. DOI: 10.1680/geot.1965.15.1.79.

15. Новоженин С. Ю., Илюхин Д. А., Федоров Т. С., Волкова Я. А. Анализ результатов дистанционного зондирования борта карьера методом радарной интерферометрии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 10. — С. 97—111. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_10_0_97.

16. Протосеня А. Г., Веселова А. В. Оценка влияния карстовой полости на устойчивость рудного массива при разработке месторождений Западной Якутии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 1-1. — С. 33—46. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_0_33.

17. 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.

18. Методические указания по определению параметров бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов. — М.: ИПКОН РАН, 2022. — 80 с.