Открытый способ добычи полезных ископаемых характеризуется значительным объемом отходов производства в форме отвалов вскрышных пород и различного рода рудных складов (забалансовых или попутных полезных ископаемых). Рассматривая их на перспективу как техногенные месторождения полезных ископаемых, целесообразно формировать такие скопления минерального сырья целенаправленно. При этом необходимо ориентироваться на технологические свойства руд и пород и условия формирования и хранения такого минерального сырья. При возникновении потребности в минеральном сырье подобного рода его запасы могут быть освоены с максимальной эффективностью.
Эволюцию разработки месторождений полезных ископаемых с точки зрения затрат человеческого физического и умственного труда можно разделить на три периода: 1) примитивного труда, 2) механизации или физического освобождения и 3) автоматизации или интеллектуального освобождения. Этим периодам соответствуют три уровня познания горного производства: эмпирический, аналитический и информационный. Переход к третьему периоду, происходящий в настоящее время, завершится созданием в обозримой перспективе безлюдных технологий горного производства. Соответственно необходимым станет создание теории и методики проектирования карьеров третьего поколения.
Способы проектирования конструкции и параметров карьерных бортов в предельном положении имеют принципиальные отличия в случае разработки месторождений, расположенных на относительно небольших глубинах в приповерхностной зоне, и в случае отработки месторождений, расположенных на значительной глубине, в массивах прочных скальных пород, зачастую в условиях действия высоких напряжений тектонической природы. Обеспечение устойчивости карьерных бортов в подобных условиях должно базироваться на основе учета реального напряженно-деформированного состояния вмещающего массива горных пород. Для высоких бортов, формируемых в скальных породах, снижение концентрации напряжений в придонных зонах карьера достигается выполаживанием бортов с приданием им округлой формы вкрест и по простиранию залежи.
Разработка водонасыщенных хвостохранилищ сопровождается внезапными обрушениями уступов даже при их высоте менее 10 м. В этой связи решение задачи по исследованию устойчивости откоса и выбору оптимальной высоты добычного забоя экскаватора типа обратная лопата, установленного на верхней площадке хвостохранилища, позволит сократить простои выемочно-погрузочного оборудования и увеличить интенсивность ведения горных работ.
Недра – это не только источник минерально-сырьевых ресурсов, но и место размещения захоронений промышленных и хозяйственно-бытовых отходов, хранилищ нефти и газов, среда возведения подземных сооружений, создания заповедников и памятников природы. Разноцелевое и с каждым годом все более интенсивное освоение подземного пространства оказывает значительное воздействие на экосистемы и все их компоненты. Особо следует обращать внимание на рельеф, являющийся верхней границей литосферы, и подвергающийся наиболее сильному влиянию процессов техногенеза. Эти изменения происходят в результате активизации и возникновения природно-техногенных процессов. Как правило, эти изменения проявляются в различных сочетаниях негативных явлений, важнейшими из которых являются деформации вмещающих пород и земной поверхности: истощение и загрязнение подземных и поверхностных вод, затопление и заболачивание подработанных территорий, обезвоживание и засоление почв, загрязнение атмосферного воздуха, изъятие земельных площадей из хозяйственного оборота и др.
