Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №1.

Д. В. Жиров, Г. С. Мелихова, В. В. Рыбин и др. factors of dangers for stability of deep open pits were singled out and described. Interdisciplinary studies at the Zhelezny Mine of the Kovdor deposit have allowed designing and successive testing a complex geotechnical and geomechanical research method, as well as monitoring the geological setting in order to design and operate deep open pits. Potential risks of disturbing the stability and integrity of the open pit design can be reduced significantly by achieving a principally better level of detail, accuracy, information content and reliability of data on geotechnical, geomechanical and structural parameters in the whole bulk of the peripheral rock mass involved into the designing process as compared to the conventional approach. This allows for rational and differentiated creating the design of the open pit walls taking all their individual features into account. Keywords: deep open pits, redesign, geomechanical, stress field, engineering, faults, deposit, fissuring. Введение Современное состояние дел с невозобновляемыми минеральными ресурсами характеризуется несколькими негативными тенденциями, среди которых наиболее важными считаются: истощение сырьевой базы, ухудшение (деградация) горнотехнических и геологических условий добычи, а также резкий рост её ресурсоемкости (удельных расходов энергии, материалов, оборудования, финансов и др.). Как известно, уровень добычи большинства полезных ископаемых обеспечивают преимущественно крупные и уникальные месторождения. Так, всего две сотни из нескольких десятков тысяч известных в России месторождений дают вклад более 65 % от общих запасов и более 85 % от годового выпуска [1]. Однако в отечественной горной промышленности к началу 2000-х гг. наметилась проблема, связанная с исчерпанием запасов по действующим проектам и истощением наиболее богатой и рентабельной приповерхностной части месторождений. Эти же тенденции характерны и в масштабе всего мира. Число месторождений мирового класса ограничено, и, как показывает практика, для компенсации погашенных запасов на одном из них необходимо разведать и ввести в строй несколько средних-малых сырьевых объектов, освоение которых требует в расчете на удельные показатели (тонну подготовленных запасов, тонну извлекаемого полезного ископаемого и т. п.) гораздо больших инвестиций и других видов ресурсов. Для многих развитых горнопромышленных регионов, в том числе для Кольского региона России (СВ Фенноскандинавского щита), социально-экономическое состояние и будущее развитие напрямую зависят от возможности эффективной отработки глубоких горизонтов месторождений-гигантов. Необходимо отметить, что практически всегда геологические запасы крупных месторождений значительно превышают извлекаемые запасы по действующим проектам, поэтому по мере приближения горных работ к конечному контуру карьера остро встает вопрос выбора наиболее рационального и эффективного способа дальнейшего развития рудника с учетом обеспечения требуемого уровня безопасности [2] (рис. 1). Переход на подземный способ добычи (вариант С) требует заблаговременного инвестирования значительных средств на весьма длительный срок (годы - первые десятки лет) в подготовительную горно-капитальную инфраструктуру. Чаще всего, это хороший вариант для месторождений высоколиквидных полезных ископаемых с высокой удельной стоимостью руды и её компактным залеганием. Однако в реальной жизни вопрос о дальнейшей судьбе месторождения возникает, как правило, внезапно, в наименее благоприятный период. Проектирование нового карьера за счет разноски бортов с сохранением нормативных значений их среднего угла наклона (вариант B) - также весьма затратный путь по материальным и трудовым ресурсам. При этом значительно увеличивающийся коэффициент вскрыши часто выводит экономику проекта за пределы окупаемости. Вариант D предусматривает оптимизацию бортов карьера с обоснованием максимально возможных углов уступов и бортов [3]. Последний вариант экономически и технологически наиболее привлекателен, так как позволяет проводить его реализацию постепенно, без остановки 16 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2016(24)