Оценка эволюции деформационных процессов в техногенном массиве рекультивированного объекта горного производства

Рассмотрены результаты экспедиционных исследований авторов (2022– 2025 гг.) по оценке эволюции деформационных процессов в техногенном массиве рекультивированного объекта горного производства – Унальского хвостохранилища. На основе обработанных данных полевых работ по нивелированию построен план изолиний поверхности хвостохранилища. Выявлены значительные, более 0,4 м проседания центральной части хвостохранилища и установлены факты образования новых нарушений поверхности. С учетом сформированных компетенций по исследованию и анализу текущих деформационных процессов и геологических условий месторасположения хвостохранилища, собственного опыта полевых работ был разработан и опробован в качестве тестового эксперимента экспресс-метод определения просадок рекультивированной поверхности лазерным способом. Результаты исследований подтвердили необходимость осуществления постоянного мониторинга хвостохранилища по причине прогрессирующей деформации. Сформированы выводы о необходимости продолжения исследований, направленных на возможное создание наблюдательного геофизического полигона, включающего следующие виды наблюдений: ежегодное нивелирование с расширением зон нивелирования, включая весь периметр ограждающей дамбы; геомеханический мониторинг; мониторинг метеоусловий; наблюдение за ореолами образующихся озер на поверхности хвостохранилища по следам высолов и мест попадания влаги внутрь тела хвостохранилища по вновь образующимся и существующим трещинам; выполнение работы по электроразведке для выявления общей засоленности поверхности хвостохранилища поверхности и возможных мест разгрузки образующихся электролитов ниже по периметру дамбы, в том числе на уровне течения реки Ардон.

Фоменко В. А., Соколов А. А., Лолаев А. Б., Башмашников И. И., Турметова Г. Ж. Оценка эволюции деформационных процессов в техногенном массиве рекультивированного объекта горного производства // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 7. – С. 90–101. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_7_0_90.

Исследования выполнены в Южном федеральном университете за счет средств Российского научного фонда (проект № РНФ/23-37-ГЛ, № 23-77-00015).

Фоменко Владимир Александрович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: vafomenko@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0003-4725-3673,
Соколов Андрей Андреевич¹ — канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: anso@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0002-1127-9612,
Лолаев Алан Батразович — д-р техн. наук, профессор, заместитель директора по инновационному развитию, Владикавказский научный центр РАН, зав. кафедрой, Северо-Осетинский государственный университет, им. Коста Левановича Хетагурова, e-mail: abl-2010@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-0943-6807,
Башмашников Илья Игоревич¹ — студент, e-mail: bash@sfedu.ru, ORCID ID: 0009-0009-5440-2850,
Турметова Гульмира Жусуповна — канд. техн. наук, старший преподаватель, Международный казахско-турецкий университет имени Ходжи Ахмеда Ясави, Республика Казахстан, Туркестан, e-mail: gulmira.turmetova@ayu.edu.kz, ORCID ID: 0000-0001-7754-3829,
¹ Филиал Южного федерального университета в г. Геленджике.

Турметова Г.Ж., e-mail: gulmira.turmetova@ayu.edu.kz.

1. Саинов М. П., Талалаев Н. С. Оценка сейсмостойкости дамбы наливного хвостохранилища // Вестник евразийской науки. — 2024. — Т. 16. — № 1.

2. Du Z., Ge L., Ng A. H. M., Zhu Q., Horgan F. G., Zhang Q. Risk assessment for tailings dams in brumadinho of Brazil using InSAR time series approach // Science of the Total Environment. 2020, vol. 717, article 137125. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137125.

3. Zaalishvili V. B., Melkov D. A., Martyushev N. V., Klyuev R. V., Kukartsev V. V., Konyukhov V. Y., Kononenko R. V., Gendon A. L., Oparina T. A. Radon emanation and dynamic processes in highly dispersive media // Geosciences. 2024, vol. 14, no. 4, article 102. DOI: 10.3390/geosciences14040102.

4. Garcia L. C., Ribeiro D. B., de Oliveira Roque F., Ochoa-Quintero J. M., Laurance W. F. Brazil’s worst mining disaster: corporations must be compelled to pay the actual environmental costs // Ecological Applications. 2017, vol. 27, no. 1, pp. 5—9. DOI: 10.1002/ eap.1461.

5. Sun Y., Chang H., Miao Z., Zhong D. Solution method of overtopping risk model for earth dams // Safety Science. 2012, vol. 50, no. 9, pp. 1906—1912. DOI: 10.1016/j. ssci.2012.05.006.

6. Delenne C., Cappelaere B., Guinot V. Uncertainty analysis of river flooding and dam failure risks using local sensitivity computations // Reliability Engineering & System Safety. 2012, vol. 107, pp. 171—183. DOI: 10.1016/j.ress.2012.04.007.

7. Andreini M., Gardoni P., Pagliara S., Sassu M. Probabilistic models for the erosion rate in embankments and reliability analysis of earth dams // Reliability Engineering and System Safety. 2019, vol. 181, pp. 142—55. DOI: 10.1016/j.ress.2018.09.023.

8. Macedo J., Torres P., Vergaray L., Paihua S., Arnold C. Dynamic effective stress analysis of a centreline tailings dam under subduction earthquakes / Proceedings of the Institution of Civil Engineers — Geotechnical Engineering. 2022, vol. 175, no. 2, pp. 224—246. DOI: 10.1680/jgeen.21.00017a.

9. Solans D., Kontoe S., Zdravković L. Impact of foundation layer characteristics on the seismic response of a tailings dam / 10th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering (NUMGE 2023), 2023. DOI: 10.53243/NUMGE2023-307.

10. Тер-Мартиросян А. З., Сергеев С. А., Ермошина Л. Ю. Сравнительный анализ методов расчета коэффициентов устойчивости ограждающей дамбы хвостохранилища с учетом сейсмического воздействия // Гидротехническое строительство. — 2021. — № 6. — С. 40—44. DOI: 10.34831/EP.2021.94.31.005.

11. Cavalheiro Paulelli A. C., Cesila C., Devoz P. P., Ruella de Oliveira S., Bianchi Ximenez J. P., Pedreira W. R., Barbosa F. Fundão tailings dam failure in Brazil: Evidence of a population exposed to high levels of Al, As, Hg, and Ni after a human biomonitoring study // Environmental Research. 2021, vol. 205, no. 1-2, article 112524. DOI: 10.1016/j.envres.2021.112524.

12. Sanchez L. E., Alger K., Alonso L., Francisco B., Brito M. C., Laureano F., May P., Roeser H., Kakabadse Y. Impacts of the Fundão Dam failure: a pathway to sustainable and resilient mitigation. 2018. DOI: 10.2305/iucn.ch.2018.18.en.

13. Adamo N., Al-Ansari N., Sissakian V., Laue J., Knutsson S. Dam safety: monitoring of tailings dams and safety reviews // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering. 2021, vol. 11, no. 1, pp. 249—289. DOI: 10.47260/jesge/1117.

14. Omachi C. Y., Siani S. M. O., Chagas F. M., Mascagni M. L., Cordeiro M., Garcia G. D., Thompson C. C., Siegle E., Thompson F. L. Atlantic forest loss caused by the world´s largest tailing dam collapse (Fundão Dam, Mariana, Brazil) // Remote Sensing Applications Society and Environment. 2018, vol. 12, pp. 30—34. DOI: 10.1016/j.rsase.2018.08.003.

15. Фоменко В. А., Лолаев А. Б., Соколов А. А., Кузь О. В., Плахотин Д. А. Отдельные результаты геоэкологического мониторинга рельефа поверхности Унальского хвостохранилища // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 8. — С. 38—50. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_8_0_38.

16. Соколов А. А., Мирошников А. С., Соколова Е. А. Алгоритмы управления устойчивостью системы «предприятие горно-металлургического комплекса — внешняя среда» // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 83—86. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.17.

17. Маковозова З. Э., Соколов А. А., Фоменко В. А., Сарбаева М. Т. Влияние гидрогеологических особенностей Унальского хвостохранилища на загрязнение экосистемы тяжелыми металлами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 6. — С. 126—138. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_6_0_126.

18. Дзебоев С. О. Влияние техногенеза на формирование природно-технической системы — намывной техногенный грунтовый массив и экологическая безопасность горных территорий (на примере Унальского хвостохранилища, Республика Северная Осетия — Алания). Автореф. дисс. … канд. геол.-минер. наук. 2022, 21 с.

19. Пряничникова Е. В. Эколого-геохимическая оценка горнорудного района: На примере Садоно-Унальской котловины, Республика Северная Осетия — Алания. Автореф. дисс. … канд. геол.-минер. наук. 2005, 28 c.

20. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Геоэкологический мониторинг при ведении горных работ // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 2. — С. 580—588. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-2-580-588.

21. Каменецкий Е. С., Радионов А. А., Тимченко В. Ю., Панаэтова О. С. Математическое моделирование распределения химических веществ и твердой фазы хвостов, осаждающихся на горных склонах в районе Фиагдонского хвостохранилища РСО — Алания // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 349—361. DOI: 10.21177/1998-45022022-14-3-349-361.