Розглянуто питання відновлення земель, порушених відкритими гірничими роботами. Наведено інформацію про площу щорічно порушених та рекультивованих земель України. Надано методику встановлення параметрів крупноплощадного відвалу, створення якого дозволяє збільшувати площу відновлених земель під сільськогосподарське направлення рекультивації.

Мета роботи - підвищення ефективності гірничотехнічної рекультивації під час відкритої розробки горизонтальних родовищ шляхом обгрунтування технології формування зовнішнього та внутрішнього відвалів з об'єднаною поверхнею, що забезпечить збільшення площі рекультивованих земель для сільськогосподарського використання під час відкритої розробки родовищ. У ході проведення дослідження використано теоретичні та експериментальні методи, зокрема, аналіз існуючих способів рекультивації, математичне моделювання формування відвалів. Встановлено область раціонального застосування розробленого способу формування відвалів з урахуванням одержаних залежностей додаткового збільшення коефіцієнта рекультивації порушених земель від ширини та глибини кар'єрного поля. Коефіцієнт рекультивації максимально збільшується на 6 %, а площа, зайнята укосами зовнішнього та внутрішнього відвалів, зменшується на 39 %. Створено технологічну схему відвалоутворення зовнішнього та внутрішнього відвалів, що передбачає зміну поточної висоти третього та четвертого відвальних ярусів і надає можливість зменшувати площу, зайняту їх укосами, без залучення додаткового виймально-навантажувального устаткування. Застосування скоротить об'єми робіт із гірничотехнічної рекультивації.

Проведено дослідження зі встановлення залежностей площ поверхонь зовнішнього та внутрішнього відвалів, придатних для сільськогосподарської рекультивації, від площ, зайнятих під укосами відвалів і траншей, за розробки горизонтальних родовищ. Встановлено залежності коефіцієнта рекультивації земель від ширини та довжини кар'єру, потужності розкривних порід і корисної копалини за формування відвалів з об'єднаною поверхнею. Встановлено нові залежності ширини відвальної заходки від висоти відвального ярусу. Обгрунтовано технологію формування поверхні об'єднаних відвалів зі встановленим кутом нахилу.

Присвячено обґрунтуванню методологічних підходів до комплексного освоєння мінеральної сировини під час відкритої розробки обводнених розсипних родовищ і встановлення залежностей між елементами гірничотехнічних систем під час розробки нових технологій з урахуванням економічних, технологічних й природоохоронних факторів. Виконано дослідження зі встановлення закономірностей впливу технології комплексного освоєння мінеральної сировини розсипного родовища на показники транспортної роботи кар'єру, параметри користування порушеними землями, формування потенційних техногенних родовищ із супутньої сировини вмісних порід корисних копалин. Результати отриманих досліджень дали змогу обґрунтувати ефективність запропонованої технології комплексного освоєння обводнених розсипних родовищ.

Присвячено вирішенню актуальної наукової проблеми удосконалення методології геомеханічної оцінки та прогнозу стійкості укосів та бортів кар'єрів з неоднорідною структурою та управління їх зсувонебезпечністю. Проаналізовано види деформацій породного масиву і виявлені найбільш значущі чинники порушення стійкості укосів уступів і бортів кар'єрів. Досліджено еволюцію теорій руйнування гірських порід та їх застосування. Розглянуто основні методи оцінки стійкості природних і штучних укосів із застосуванням критеріїв Мора-Кулона і Хоєка-Брауна. Досліджено явище масштабного ефекту в масивах зі статистично неоднорідним середовищем. Установлено залежності зміни фізико-механічних характеристик фунтів та м'яких порід від їх вологонасичення. Запропонована п'ятиступінчаста шкала зсувонебезпечності для оцінки і прогнозу стійкості укосів, яка базується на результатах натурних спостережень та чисельного моделювання. Виконано геомеханічну оцінку стійкості бортів та відвальних масивів для декількох кар'єрів України і Казахстану та встановлено умови їх геомеханічної стійкості.

Представлено аналіз сучасного стану комплексного освоєння обводнених розсипних родовищ корисних копалин. Наведено науково-технічні засади використання технологій комплексного освоєння обводнених розсипних родовищ України. Розглянуто особливості гірничо-геологічного формування обводнених титан-цирконієвих родовищ. Обґрунтовано нові технології комплексного освоєння і параметри елементів системи відкритої розробки обводнених розсипних родовищ. Визначено параметри технологічних схем розробки розсипних титан-цирконієвих родовищ та розроблено рекомендації щодо їх застосування.

Оцінено мінерально-сировинну базу титан-цирконієвих руд і визначено гірничо-геологічні особливості будови та відкритої розробки розсипних родовищ України в сучасних умовах. Розроблено концепцію та запропоновано наукові принципи відкритої розробки розсипних родовищ, які носять системний характер і включають класифікацію родовищ, систематизацію кар'єрних полів, облік геологічних закономірностей залягання розсипу й ефективних технологічних схем розкривних і видобувних робіт, що забезпечує максимальну концентрацію гірничих робіт з мінімальними розмірами робочої зони кар'єру. Запропоновано й обґрунтовано показник концентрації гірничих робіт у кар'єрі. Наведено нові закономірності зміни показника концентрації гірничих робіт від кута укосу робочого, відвального бортів і числа розкривних уступів, збільшення відстані транспортування й експлуатаційних витрат на транспортування розкриву, що дозволило виконувати кількісну та якісну оцінку ефективності систем розробки родовищ. Визначено закономірності зміни параметрів робочої зони кар'єру, залежності між шириною заходки екскаватора-драглайна та коефіцієнта переекскавації розкривних порід від показника концентрації гірничих робіт, обґрунтовано раціональні параметри безтранспортних технологічних схем розробки розсипних руд. Представлено нову математичну модель процесу формування робочої зони кар'єру у разі освоєння горизонтальних родовищ, що дозволило визначати параметри системи розробки родовища з урахуванням параметрів робочої зони кар'єру, його виробничої потужності та продуктивності основною гірничотранспоргного устаткування. Викладено методики вибору раціональних технологічних схем розкривних і видобувних робіт, в цьому випадку вибір схем здійснюється з використанням показника концентрації гірничих робіт і середньої відстані транспортування гірничої маси, а оцінка економічної ефективності схем виконується у відповідності з приростом експлуатаційних витрат і капітальних вкладень на транспортування розкривних порід у відвал. Запропоновано багатофакторну методику оцінки ефективності технологій комплексного освоєння обводнених розсипних родовищ що дозволило встановити найбільш ефективну технологічну схему розробки родовища за численними критеріями. Рекомендовано монографію для широкого кола спеціалістів у галузі гірничої справи, викладачів, аспірантів і студентів вищих навчальних закладів.

Подано результати аналізу сучасного стану та перспектив розвитку методології оперативного планування і управління гірничотранспортними роботами на залізорудних кар’єрах. Запропоновано технологічне обґрунтування та розробка системного методичного забезпечення оперативного планування гірничих робіт. Докладно розглянуто методики оперативного планування гірничотранспортних процесів залізорудних кар’єрів. Наведено обґрунтування системного методичного забезпечення оперативного управління гірничотранспортним процесом на кар’єрі. Значну увагу приділено накопиченому позитивному досвіду підвищення ефективності оперативного планування і управління гірничотранспортними роботами в кар’єрі при розробці залізорудних родовищ України.

Проаналізовано сучасне застосування геоінформаційних технологій на відкритих гірничих роботах. Розглянуто тенденції розвитку підходів до створення та актуалізації цифрового двійника родовища корисних копалин, як основи проведення оптимізаційних розрахунків при плануванні розвитку кар’єрів з урахуванням специфіки гірничого виробництва. Докладно розглянуті основні критерії прийняття рішень фахівцями з гірництва за умови геологічної, технологічної та економічної невизначеності. Увагу приділено аспектам впровадження та оцінці ефективності геоінформаційних систем в загальній системі управління проектами гірничовидобувного підприємства. Висвітлено накопичений позитивний досвід підвищення ефективності використання мінеральних ресурсів в сучасних складних та мінливих економічних умовах з використанням геоінформаційних технологій в умовах експлуатації гірничих підприємств України.

Досліджено сучасні тенденції розвитку відкритого способу розробки родовищ корисних копалин. Проаналізовано стан і перспективи відкритої розробки родовищ корисних копалин в Україні. Увагу приділено аналізу теоретичних і експериментальних досліджень в галузі геомеханіки укосів і бортів кар'єрів. Розглянуто фактори, що впливають на стійкість укосів і бортів кар'рів. Охарактеризовано методи розрахунку укосів з криволінійною поверхнею ковзання. Висвітлено експериментальні дослідження процесу деформування м'яких гірських порід. Здійснено чисельне моделювання процесу порушення стійкості укосів у складноструктурному масиві м'яких гірських порід. Проаналізовано особливості впливу складної геологічної структури та обводнення масиву порід на стійкість укосів кар'єрів. Оцінено процес впровадження результатів досліджень стійкості укосів і бортів кар'єру. Здійснено розрахунок економічної ефективності заходів щодо контролю стійкості укосів.

Проведено аналіз сучасного стану розвитку теорії та практики розробки обводнених титан-цирконієвих родовищ України. Наведено обґрунтування вибору ефективних параметрів технологічних схем розробки обводнених розсипних родовищ на прикладі титан-цирконієвих покладів. Розглянуто особливості розробки технологічних схем видобувних робіт розсипних корисних копалин. Обґрунтовано основні параметри технологічних схем відпрацювання обводнених розсипних родовищ при комплексному освоєнні мінеральної сировини. Висвітлено позитивний досвід вирішення поставленого завдання розробки ефективних технологічних схем обводнених розсипних родовищ в умовах експлуатації гірничих підприємств України та світу.