Геодинамическое обоснование устойчивости отвалов фосфогипса на глинистом грунтовом основании

Разработка месторождений полезных ископаемых и последующая переработка минерального сырья предопределяет неизбежное образование отходов, часть их которых является полезным продуктом и может быть использована для хозяйственных нужд. Так, при производстве экстрактной фосфорной кислоты (ЭФК) из апатитов и фосфоритов образуется попутный продукт – фосфогипс. При получении одной тонны ЭФК образуется 4-5 т гипса, а при ежегодном мировом объеме её производства 35-37 млн. т попутно возникает 180 млн. т фосфогипса. Востребованность фосфогипса как минерального ресурса составляет не более 5% от получаемых объемов, практически весь он направляется на длительное хранение в отвальное хозяйство.

Крупнейшие российские производители ЭФК расположены в Московской, Ленинградской, Вологодской, Саратовской областях, Краснодарском крае. Интенсификация производства с каждым годом обостряет проблему размещения фосфогипса, т.к. расширение объектов хранения продукции химической промышленности вблизи крупных городов ограничено отсутствием доступных площадей, ужесточением природоохранных требований. Рациональное решение проблемы состоит в увеличении отвалоёмкости имеющихся сооружений за счет наращивания их высоты.

Формирование высоких отвалов на глинистом грунтовом основании сопряжено с потенциальным риском нарушения устойчивости ввиду техногенных изменений геологической среды, трудно прогнозируемых на стадии проектирования. К числу объектов, остро нуждающихся в проведении специальных исследований для обоснования устойчивости, относится отвал Балаковского Филиала АО «Апатит». Потребности предприятия в ежегодном размещении 3 млн. т фосфогипса предопределяют необходимость увеличения высоты отвала в перспективе до 100 м. Однако его эксплуатация уже сегодня при высоте менее 60 м осложнена развитием оползневых процессов, представляющих опасность для работающего горнотранспортного оборудования и инженерных объектов, технологически связанных с отвалом. <...>