gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2017-1-31-37gscience-57Research ArticleMINING ROCK PROPERTIES. ROCK MECHANICS AND GEOPHYSICSСВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД. ГЕОМЕХАНИКА И ГЕОФИЗИКАFeatures of phosphogypsym dump deformation developmentОсобенности развития деформаций отвалов фосфогипсаКутеповаН. А.KutepovaN. A.

199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров

Dr. Sci. (Tech.). Chief researcher, The Scientific Center of geomechanics and mining issues.

199106, Sankt-Peterburg, Vasil'evskij ostrov, 21 linija d. 2

koytepovy@mail.ruКоробановаТ. Н.KorobanovaT. N.

199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров

Engineer, The Scientific Center of geomechanics and mining issues.

199106, Sankt-Peterburg, Vasil'evskij ostrov, 21 linija d. 2

tnkorobanova@gmail.comСанкт-Петербургский горный университет, Научный Центр геомеханики и проблем горного производства.РоссияSaint-Petersburg mining UniversityRussian Federation201721072017013139Copyright © Kutepova N.A., Korobanova T.N., 20172017Кутепова Н.А., Коробанова Т.Н.Kutepova N.A., Korobanova T.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/57

The problems of storing wastes of chemical industry are aggravated year by year due to, on the one hand, increasing capacities of chemical enterprises and, on the other hand, strengthening of requirements for environmental protection and sustainable land use. The results of long-term geodetic studies during the formation of phosphogypsum dump of the Balakovo branch of Apatit JSC in the Saratov Region, which enabled studying the laws of development of deformation processes, caused by simultaneous manifestation of landslide displacements and subsidence of the dump surface, are presented. The reasons, mechanism, dynamics, and conditions of landslide formation on phosphogypsum dumps are considered, including the influence of the technogenic aquifer on bearing capacity of the structure base ground. The data of laboratory studies of phosphogypsum characterize it as highly compressible material with pronounced rheological properties, which predetermines the manifestation of large-scale and long-term subsidence deformations on phosphogypsum dumps. The information presented in the paper can be useful for assessing stability of phosphogypsum dumps and determining their maximum capacity.

Представлены результаты многолетних геодезических наблюдений при формировании отвала фосфогипса Балаковского филиала АО «Апатит» в Саратовской области, которые позволили изучить закономерности развития деформационных процессов, обусловленных одновременным проявлением оползневых смещений и осадок поверхности отвала. Рассмотрены причины, механизм, динамика и условия образования оползней на отвалах фосфогипса, включая влияние техногенного водоносного горизонта на изменение несущей способности основания сооружения. Данные лабораторных исследований фосфогипса характеризуют его как сильно сжимаемый материал, обладающий выраженными реологическими свойствами, что предопределяет проявление на отвалах фосфогипса больших по величине деформаций оседания, длительно не затухающих во времени. Представленные в статье сведения могут быть полезны при оценке устойчивости отвалов фосфогипса и определении их максимальной емкости.

отвалы фосфогипсаустойчивость откосовдеформационные процессыосадкиоползнимеханизм деформационных процессовтехногенный водоносный горизонтдеформационные свойства фосфогипса.phosphogypsum dumpsslope stabilitydeformation processessubsidencelandslidesmechanism of deformation processestechnogenic aquiferdeformation properties of phosphogypsumReferencesГальперин А.М., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов: Учеб. пособие для вузов: в 2 т. – М.: Издательство Московского государственного университета, 2006. – Т. 1: Насыпные и намывные массивы. – 391 с.Galperin AM, Förster V., Chief H.-J. Tehnogennye massivy i ohrana prirodnyh resursov: Ucheb. posobie dlja vuzov: v 2 t. [Technogenic arrays and protection of natural resources: Proc. Manual for universities: in 2 tons.] – Moscow: Publishing House of Moscow State University, 2006. – Vol. 1: Bulk and Reclining Massifs. – 391 p. In Russian.Ивочкина М.А. Инженерно-геологическое обеспечение устойчивости отвалов фосфогипса [текст]: дис. канд. техн. наук: 25.00.16 / Ивочкина Мария Александровна; ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» – СПб, 2013. – 172 с.Ivochkina M.A. Inzhenerno-geologicheskoe obespechenie ustojchivosti otvalov fosfogipsa [tekst]: dis. kand. tehn. nauk: 25.00.16 [Engineering geological support of the stability of phosphogypsum dumps [text]: dis. Cand. Tech. Sciences: 25.00.16]. Ivochkina Maria Aleksandrovna; The National Mineral Resources University "Gorny" – St. Petersburg, 2013. – 172 p. In Russian.Изучение физико-механических свойств гипсосодержащих отходов производства фосфорной кислоты и пород в техногенных массивах «сухих» отвалов фосфогипса с установлением их нормативных значений для выполнения расчетов устойчивости при обосновании оптимальных параметров отвальных сооружений: отчет о НИР / Кутепов Ю. И. – СПб: Горный университет, 2012. – 93 с.Izuchenie fiziko-mehanicheskih svojstv gipsosoderzhashhih othodov proizvodstva fosfornoj kisloty i porod v tehnogennyh massivah «suhih» otvalov fosfogipsa s ustanovleniem ih normativnyh znachenij dlja vypolnenija raschetov ustojchivosti priobosnovanii optimal'nyh parametrov otval'nyh sooruzhenij: otchet o NIR [Study of physicomechanical properties of gypsum-bearing wastes of phosphoric acid and rocks in technogenic massifs of "dry" dumps of phosphogypsum with the establishment of their normative values for performing stability calculations for the rationalization of optimal parameters of dumping structures: report on research]. Kutepov Yu.I. – SPb: Mining University, 2012. – 93 p. In Russian.Коробанова Т.Н. Мониторинг опасных геодинамических процессов при формировании отвала фосфогипса Балаковского филиала АО «Апатит» / Т. Н. Коробанова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – № 4. – С. 405-408.Korobanova T.N. Monitoring opasnyh geodinamicheskih processov pri formirovanii otvala fosfogipsa Balakovskogo filiala AO «Apatit» [Monitoring of dangerous geodynamic processes during the formation of the phosphogypsum dump of the Balakovo branch of JSC "Apatite"]. Mining information-analytical bulletin. – 2015. – No. 4. – Pp. 405-408. In Russian.Кутепова Н.А. Инженерно-геологическое обоснование прогноза гидрогеомеханических процессов при ведении горных работ [текст]: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 25.00.16 / Кутепова Надежда Андреевна; ГОУ ВПО СанктПетербургский государственный горный институт им. Г. В. Плеханова (технический университет) – СПб, 2010. – 39 с.Kutepova N.A. Inzhenerno-geologicheskoe obosnovanie prognoza gidrogeomehanicheskih processov pri vedenii gornyh rabot [tekst]: avtoref. dis. … d-ra tehn. nauk: 25.00.16 [Engineering-geological justification for the prediction of hydrogeomechanical processes in the conduct of mining operations [text]: author's abstract. Dis. ... Dr. techn. Sciences: 25.00.16] St. Petersburg State Mining Institute. GV Plekhanov (Technical University) – St. Petersburg, 2010. – 39 p. In Russian.Мещеряков Ю.Г., Федоров С.В. Промышленная переработка фосфогипса. – СПб: Стройиздат СПб, 2007. – 104 с.Meshherjakov Ju.G., Fedorov S.V. Promyshlennaja pererabotka fosfogipsa [Industrial processing of phosphogypsum]. – St. Petersburg: Stroyizdat St. Petersburg, 2007. – 104 p. In Russian.Отчет о НИР: «Выполнить изучение инженерно-геологических условий и разработать рекомендации по оптимизации параметров отвалов ООО «Балаковские минеральные удобрения». – СПб, 2010.Report on research: «Vypolnit' izuchenie inzhenerno-geologicheskih uslovij i razrabotat' rekomendacii po optimizacii parametrov otvalov OOO "Balakovskie mineral'nye udobrenija" ["To study the engineering-geological conditions and develop recommendations for optimizing the parameters of the dumps of OOO" Balakovo Mineral Fertilizers"]. – St. Petersburg, 2010.Отчет о НИР: «Внедрение на ООО «БМУ»системы мониторинга устойчивости отвала фосфогипса с одновременной оценкой количества размещаемого материала». – СПб, 2012.Report on research: "Vnedrenie na OOO "BMU" sistemy monitoringa ustojchivosti otvala fosfogipsa s odnovremennoj ocenkoj kolichestva razmeshhaemogo materiala" ["Implementation of a monitoring system for the stability of the phosphogypsum slab at LLC BMU with the simultaneous estimation of the quantity of the placed material"]. – St. Petersburg, 2012., Julian, Phosphogypsum (PG): Uses and Current Handling Practices Worldwide, Proceedings of the 25th Annual Lakeland Regional Phosphate Conference. October 13-14, 2010, London UK.Hilton, Julian, Phosphogypsum (PG): Uses and Current Handling Practices Worldwide, Proceedings of the 25th Annual Lakeland Regional Phosphate Conference. October 13-14, 2010, London UK.Korobanova, Tatyana. «Dangerous geodynamic processes accompanying dump’s formation». Applied and Fundamental Studies: Proceedings of the 8th International Academic Conference. April 29-30, 2015, St. Louis, USA. Science and Innovation Center Publishing House, Ltd., 2015. pp. 84-90.Korobanova, Tatyana. «Dangerous geodynamic processes accompanying dump’s formation». Applied and Fundamental Studies: Proceedings of the 8th International Academic Conference. April 29-30, 2015, St. Louis, USA. Science and Innovation Center Publishing House, Ltd., 2015. pp. 84-90.Abramson. Slope stability and stabilization methods. – New York: John Wiley & Sons, 2001. – 712 p.Lee Abramson. Slope stability and stabilization methods. – New York: John Wiley & Sons, 2001. – 712 p.Tayibi H., Choura M., López F.A., Alguacil J.A., López-Delgado A. (2009). Environmental impact and management of phosphogypsum (Review). J. Environ. Manage. 90, 2377-2386.Tayibi H., Choura M., López F.A., Alguacil J.A., López-Delgado A. (2009). Environmental impact and management of phosphogypsum (Review). J. Environ. Manage. 90, 2377-2386.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.