УДК 622.271:624.131
DOI: 10.36871/2618­-9976.2026.02.003

Авторы

Айжамал Жунусбековна Жолонбаева,
Директор центра тестирования, аспирант. Жалал­-Абадский государственный университет имени Б.Осмонова, Манас, Кыргызстан

Аннотация

В условиях интенсификации открытых горных работ и увеличения глубины карьеров проблема обеспечения устойчивости бортов карьеров и отвалов приобретает особую актуальность. Нарушение устойчивости горных массивов приводит к аварийным ситуациям, снижению производственной эффективности и увеличению экономических и экологических рисков. В связи с этим возрастает необходимость применения научно обоснованных методов оценки устойчивости, основанных на использовании геомеханических моделей, позволяющих учитывать сложные инженерно-геологические условия разработки месторождений. Целью исследования является оценка устойчивости бортов карьеров и отвалов на основе геомеханической модели с учетом физико-механических свойств горных пород и условий их залегания. В ходе исследования применялись методы геомеханического анализа, расчетов предельного равновесия, численного моделирования напряженно-деформированного состояния горного массива, а также сравнительный анализ расчетных и нормативных параметров устойчивости. Исходными данными послужили обобщённые геологические, геотехнические и горнотехнические характеристики карьерных бортов и отвальных массивов.
В результате проведённых исследований установлено, что использование геомеханической модели позволяет более точно определить коэффициенты устойчивости бортов карьеров и отвалов, а также выявить потенциально опасные зоны развития деформаций и сдвижений. Показано, что устойчивость горных сооружений в значительной степени зависит от угла наклона откосов, высоты уступов, прочностных характеристик пород и гидрогеологических условий. Применение геомеханического моделирования обеспечивает возможность прогнозирования поведения горного массива при изменении горнотехнических параметров и условий эксплуатации. Практическая значимость исследования заключается в возможности использования полученных результатов при проектировании и эксплуатации карьеров и отвалов, а также при разработке мероприятий, направленных на повышение безопасности горных работ и снижение риска нарушения устойчивости горных сооружений.

Ключевые слова

устойчивость горных массивов
борта карьеров
отвалы
геомеханическая модель
численное моделирование
напряженно­деформированное состояние

Список литературы

[1] Алибаев А.П. Способ комбинированной разработки полезного ископаемого в прибортовой зоне карьера / А.П. Алибаев, Г.Т. Маматова, К.Ж. Усенов // Вестник Педагогического  университета. 2012.  №  6(49).  С. 31–34. EDN SCKQIZ. https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=21496553.
[2] Кожогулов К.Ч. Инновационные  технологии  при  комбинированной  разработке  нагорных рудных месторождений / К.Ч. Кожогулов, К.Ж. Усенов, А.П. Алибаев // Известия Национальной Академии наук Кыргызской  Республики. 2010. № 4.  С. 7­12. EDN XCCXEF. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27423641.
[3] Сравнительный  анализ  методов  расчета  запаса  устойчивости  бортов  нагорных  карьеров  /  К.Ж.  Усенов,  А.П.  Алибаев,  М.А.  Иманкулов,  С.Ж.  Куваков  //  Вестник  Жалал­Абадского государственного университета. 2021. № 4(49). С. 224–229. EDN GMVQUU. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48745664.
[4] Усенов К.Ж. Комплексный подход к оптимизации расписания работы рабочих мест гибкого  автоматизированного  производства  /  К.Ж.  Усенов,  А.М.  Камбаров  //  Современные  информационные  технологии  управления  предприятием­2025: Сборник  материалов  международной  научно­практической  конференции,  Москва, 24 марта 2025 года. Чебоксары: Общество с ограниченной ответственностью «Издательский  дом  «Среда», 2025.  С. 300–306. EDN MRYLMF. https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=82372025.
[5] Усенов К.Ж. Определение  напряженно­деформированного  состояния  массива  вокруг  подземных  выработок  при  отработке  сближенных  крутопадающих  рудных  тел с учетом влияния открытых горных работ: специальность 05.15.11: автореферат  диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Усенов Кенешбек  Жумабекович.  Бишкек, 1994. 17  с. EDN ZLPHID. https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=30232972.
[6] Усенов К.Ж. Пути интеграции обеспечения связей между предметами математика  и информатика в образовательном процессе / К.Ж. Усенов, Б.Э. Тойчуева // Вестник  Жалал­Абадского  государственного  университета. 2024.  №  1(59).  С. 47–52. EDN GPEGGX. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=67914020ъ.
[7] Ahmad S.S. (2024). Slope Stability Analysis of Opencast Mine Dump using the Limit Equilibrium Method – a Case Study. Mining, Metallurgy & Exploration, 41(5), 2555­2566. https://link.springer.com/article/10.1007/s42461­024­01081­4.
[8] Cao H., Ma G., Liu P., Qin X., Wu C. & Lu J. (2023). Multi­factor analysis on the stability of high slopes in open­pit mines. Applied Sciences, 13(10), 5940. https://doi.org/10.3390/ app13105940.
[9] Chen T., Shu J., Han L., Tovele G.S. & Li B. (2023). Landslide mechanism and stability of an open­pit slope: The Manglai open­pit coal mine. Frontiers in Earth Science, 10, 1038499. https://doi.org/10.3389/feart.2022.1038499.
[10] Gupta G., Sharma S.K., Singh G.S.P. & Kishore N. (2021). Numerical modelling­based stability analysis of waste dump slope structures in open­pit mines­a review. Journal of the Institution of Engineers (India): Series D, 102(2), 589­601. https://link.springer.com/article/ 10.1007/s40033­021­00277­y.
[11] Li G., Yang X., Wang D., Wang Y. & Yu X. (2022). Stability of inner dump slope under coal pillar support: case study in an open­pit coal mine. International Journal of Coal Science & Technology, 9(1), 25. https://link.springer.com/article/10.1007/s40789­022­00493­1.
[12] Li S., Zhao Z., Hu B., Yin T., Chen G. & Chen G. (2023). Three­dimensional simulation stability analysis of slopes from underground to open­pit mining. Minerals, 13(3), 402. https://doi.org/10.3390/min13030402.
[13] Mu H. (2025). Research on the disaster mechanism and control technology of large section high waste dump slope in open pit mines. Scientific Reports, 15(1), 8909. https:// www.nature.com/articles/s41598­025­93268­y.
[14] Nizametdinov F., Nizametdinov R., Akhmatnurov D., Zamaliyev N., Mussin R., Ganyukov N., … & Rak Z. (2025). Geomechanical Basis for Assessing Open­Pit Slope Stability in High­Altitude Gold Mining. Applied Sciences, 15(15), 8372. https://doi.org/10.3390/app15158372.
[15] Popescu F.D., Andras A., Radu S.M., Brinas I. & Iladie C.M. (2024). Numerical investigation of the slope stability in the waste dumps of romanian lignite open­pit mines using the shear strength reduction method. Applied Sciences, 14(21), 9875. https://doi.org/ 10.3390/app14219875.
[16] Yang Y., Ji F., Gao Y. & Liang P. (2025). Slope stability analysis using a surrogate model with varying sampling precision: a case study of open­pit mine dump slopes. Natural Hazards, 121(9), 10963­10988. https://link.springer.com/article/10.1007/s11069­025­ 07239­7.
[17] Yang Z., Ding X., Liu X., Wahab A., Ao Z., Tian Y., … & Ma P. (2024). Slope deformation mechanisms and stability assessment under varied conditions in an iron mine waste dump. Water, 16(6), 846. https://doi.org/10.3390/w16060846.
[18] Yang Z., Liu X., Qian W., Ding X., Ao Z., Zhang Z., … & Wahab A. (2024). Investigation of Steep Waste Dump Slope Stability of Iron Ore Mine – A Case Study. Applied Sciences, 14(8), 3430. https://doi.org/10.3390/app14083430.