В настоящее время в Российской Федерации в регионе КМА добывается около 60 % железной руды. За последние 15 лет мощность железорудных карьеров АО «Стойленский ГОК», АО «Лебединский ГОК», и АО «Михайловский ГОК» увеличилась практически в два раза, в связи с этим увеличился объем пород вскрыши, которые используется в качестве сырьевой базы строительной индустрии в регионе КМА.При наблюдаемой тенденции увеличения объемов добычи железной руды открытым способом, все большую актуальность приобретает эффективность отвалообразования, которая предусматривает транспортировку и размещение в пределах земельного отвода пород вскрыши и некондиционных попутно добываемых полезных ископаемых.На железорудных карьерах КМА объем разрабатываемых вскрышных пород превышает150 млн. м3 в год. Проблемы размещения и оптимизации безопасных параметров отвалов и их устойчивости в настоящий период времени является важной и актуальной проблемой, от успешного решения которой зависят не только технико-экономические показатели работы ГОКов, но и охрана недр и окружающей среды, а также рациональное использование земель. В настоящее время методы управления отвалами, обеспечивающими безопасность ведения горных работ, развиваются по нескольким направлениям, среди которых можно выделить два: технологическое и геомеханическое. Технологическое направление устанавливает параметры отвалов (высота, ширина, длина, угол наклона откосов ярусов, генеральный угол наклона отвала) в зависимости от размеров применяемого оборудования в технологии отвалообразования, схемы отсыпки и возведения отвалов. При этом в расчетах, как правило, используется только одна характеристика отсыпаемых горных пород и грунтов – коэффициент остаточного разрыхления. Поэтому выбор параметров отвалов бескомплексной оценки их устойчивости зачастую приводит к ошибочным или малоэффективным техническим решениям при формировании отвалов.Исходя из горнотехнических характеристик отвалов железорудных карьеров КМА (табл. 1) следует, что диапазон предельных высот отвалов довольно широкий (от 45 до 172 м при высоте ярусов от 15 до 49 м). Углы откосов ярусов и отвалов изменяются от 5° до 38°. Для железорудных месторождений КМА, разрабатываемых открытым способом, характерно наличие пород разной прочности, изменяющейся в широком диапазоне. Осадочные породы составляют около 55 % и имеют широкое распространение, прочность которых изменяется от 0,1 МПа до 5,0 МПа. Скальные породы составляют 45 % и имеют предел прочности при одноосном сжатии от 10 МПа до 180 МПа.Наличие равномерного распределения осадочных и скальных пород, как по площади, так и по глубине железорудных месторождений КМА позволяет формировать техногенные массивы отвалов практически однородной по прочности массой для отвалов рыхлой вскрыши и отвалов скальной вскрыши. Поэтому для каждого тапа породы наблюдается незначительный разброс величин параметров откосов (см. табл.1). Для рыхлых пород высота ярусов отвалов составляет 15–20 м, а угол наклона откоса 33°. Для скальных пород высота ярусов изменяется от 15 до 30 м, а угол наклона откоса составляет 38°.На железорудных карьерах КМА наибольшее распространение получило экскаваторное отвалообразование с использованием экскаваторов типа механических лопат и драглайнов.Шагающие драглайны используются для отвалообразования и при железнодорожном и автомобильном транспорте на карьерах со сложным рельефом местности, когда под отвалы отводятся старые гидроотвалы, заболоченные озера, старые русла рек.Опыт показывает, что схемы отвалообразования драглайнами при использовании автомобильного транспорта очень эффективны при выделении под отвалы площадей со слабыми и наклонными основаниями. Таблица 1Горнотехническая характеристика отвалов железорудных карьеров КМА№ п/пНазвание отвала, предприятияСпособ отвалообразования, вид и тип транспортных средствПараметры отвалов Высота, мУгол откоса, град ОтвалаЯрусаОтвалаЯруса 1АО «Стойленский ГОК» Северный отвал (смешанные породы)Экскаваторный(ЭКГ-8УС) с ж.д. транспортом ОПЭ-1 (НП-1) и 2ВС-10560232033  2АО «Стойленский ГОК» Южный отвал (смешанныепороды)Экскаваторный (ЭКГ-8УС) с ж.д. транспортом ОПЭ-1(НП-1) и 2ВС-105130233333  3АО «Стойленский ГОК» Отвал «Стрелица» (рыхлые породы)Бульдозерный с автотранспортом БелАЗ-755572201930  4АО «Стойленский ГОК» Спецотвал мела №3Отвалообразователем ZP-5500 с конвейерным транспортом52492430  5АО «Стойленский ГОК» Отвал окисленных кварцитовЭкскаваторный (ЭКГ-8УС) с ж.д. транспортом ОПЭ-1(НП-1) и 2ВС-10545203538  6АО «Лебединский ГОК» Отвал №1 (скальные породы)Экскаваторный (ЭКГ-6,3УС) с ж.д. транспортом ОПЭ-1 и 2ВС-10575÷10015÷3015÷2638  7АО «Лебединский ГОК» Отвал №2 (рыхлые породы)Экскаваторный (ЭКГ-6,3УС) с ж.д. транспортом ОПЭ-1 и 2ВС-105105÷17215÷2010÷1833  8АО «Михайловский ГОК» Отвал вскрыши №7Экскаваторный, с ж.д. транспортом60-7515-205-733   Начиная с 60-х годов XX столетия успешно, развивается второе (геомеханическое) направление в решении проблемы управления устойчивостью откосов на карьерах и отвалах. Существенный вклад в решение этой проблемы внесли отечественные ученые – Г.Л. Фисенко [1], П.Н. Панюков, А.И. Ильин, А.М. Гальперин, В.И. Стрельцов [2], И.И. Попов, Р.П. Окатов [3], М.Е. Певзнер [4], М.А. Ревазов, А.М. Демин  [5], В.Г. Зотеев, В.Т. Сапожников [6], В.Н. Попов, П.С. Шпаков [7], Ю.И. Кутепов, Б.Д. Половов [8], Ю.И. Туринцев, В.А. Гордеев [9], Т.К. Пустовойтова, А.М. Мочалов, О.Ю. Крячко [10], Ю.С. Козлов [11], В.П. Будков [12], Ф.К. Незамединов, А.В. Киянец, Ю.Д. Рыбалкин и другие.В подавляющем большинстве авторами рассматривались вопросы геомеханического обоснования параметров отвалов в различных горногеологических условиях их формирования в тесной увязке с технологиями отвалообразования и охраной окружающей среды, а также были разработаны методы эквивалентного моделирования при исследовании устойчивости склона [13].В настоящее время разработано более 100 методов расчета устойчивости откосов, которые успешно применяются при разработке проектных решений при разработке полезных ископаемых открытым способом в России и за рубежом. Однако, как показывает практика, в России и странах СНГ ежегодно на железорудных карьерах происходит более 100 нарушений устойчивости откосов. По данным А.И. Ильина среди случаев нарушения устойчивости откосов на железорудных карьерах оползни составляют42,7 %, обрушения – 20,6 %, осыпи – 14,7 %, оплывины и просадки – по 10 %. При этом 75 % деформаций откосов происходит в слабых песчано-глинистых породах, 25 % – в скальных и полускальных выветрелых и трещиноватых породах. На устойчивость откосов наибольшее влияние оказывают подземные и поверхностные воды – 49,8 %, недостаточная геологическая изученность и, как следствие, неверно выбранные параметры откосов – 15,4 %, отсутствие заоткоски уступов – 10 %, отклонение от проектных параметров – 8 %, процессы выветривания и климатические условия – 7,7 %, прочие причины – 3,8 %. Нарушения устойчивости откосов отвалов приводят к мощным оползневым процессам (табл. 2). Причинами этого служит несоответствие основных технологических параметров отвалов, таких как: высота ярусов, углы наклона откосов отвалов, длина рабочего фронта и его скорости подвигания, порядка отсыпки в пространстве и во времени, а также несоответствие способа отвалообразования, конкретным инженерно-геологическим условиям, обуславливающим прочность породных масс отвалов и их оснований.   Таблица 2Нарушения устойчивости откосов отвалов№ п/пМестоположение оползняОбъем, млн. м3Год1Внешний отвал Норильского ГМК, Россия60,019922Внешний отвал №7 АО «Михайловский ГОК», Россия20,019973Внутренний отвал разреза «Павловский-2», Россия1,720034Внутренний отвал разреза «Северная депрессия», Россия3,020055Внешний отвал №7 АО «Михайловский ГОК», Россия20,02015  В НИУ «БелГУ» разработан комплекс программ для выбора безопасных параметров откосов (Otkos1. Расчет безопасных параметров откосов Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008615512; Otkos.log1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009616344; Slope Stability Calculator Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ), которые позволили построить графики зависимостей условной высоты откоса Н´ от угла откоса наклона α и условной ширины призмы возможного обрушения призмы B' от условной высоты откоса Н´ и определить области использования методов расчета для различных геомеханических схем [14]. Графические зависимости построены для коэффициентов запаса устойчивости nз от 1,0; 1,5; 1,2; 1,3; 1,5; 2,0. Разработан графо-аналитический метод определения физико-механических свойств пород слагающих откосы отвалов, который основан на результатах обработки оползней, произошедших на отвалах рыхлой вскрыши железорудных карьеров КМА, и аналитический метод определения безопасных параметров откосов отвалов на слабом наклонном основании [15].  Все вышеперечисленные методы выбора безопасных параметров откосов были апробированы при составлении проектов по формированию отвалов рыхлой вскрыши АО «Стойленский ГОК», АО «Лебединский ГОК», АО «Михайловский ГОК», а также при разработке экспертных заключений по промышленный безопасности железорудных карьеров и карьеров строительной индустрии в регионе КМА. Разработанные методы позволяют управлять устойчивостью откосов уступов при строительстве, эксплуатации, реконструкции и рекультивации отвалов рыхлой вскрыши при разработке месторождений полезных ископаемых, осуществлять мероприятия направленные на повышение безопасности при производстве горных работ, охрану окружающей среды и рациональное использование земельных ресурсов.