Хвостохранилище — это огромный искусственный водоем-отстойник, куда десятилетиями сливают жидкие отходы (пульпу) после обогащения руды. Со временем вода уходит, а на дне остаются тонны мелкодисперсных пород, образуя гигантский неустойчивый «техногенный массив». После отработки месторождения такие объекты закрывают и рекультивируют — засыпают, засаживают растениями. Но на этом их история не заканчивается.

Даже после успешной рекультивации старые хвостохранилища могут годами «дышать»: их поверхность проседает, трескается или смещается. Эти деформации угрожают как экологии (риск пылеобразования, загрязнения), так и безопасности близлежащих территорий. Традиционный мониторинг часто фиксирует последствия, но не может точно предсказать, что именно и когда станет «слабым звеном».

Ученые ЮФУ в Геленджике в рамках гранта РНФ (проект № РНФ/23-37-ГЛ) нашли ответ, исследуя Унальское хвостохранилище. Экспедиции, проходившие в течение нескольких лет, позволили им не просто наблюдать, а понять эволюцию деформационных процессов в техногенном массиве и научиться его прогнозировать.

В статье «Оценка эволюции деформационных процессов в техногенном массиве рекультивированного объекта горного производства», опубликованной в журнале «Горный информационно-аналитический бюллетень» (Scopus Q2, «Белый список» ВАК), Владимир Фоменко, Андрей Соколов, Илья Башмашников и ведущий зарубежный ученый Международного казахско-турецкого университета им. Х.А. Ясави Г.Ж. Турметова, представили результаты мониторинга 2022–2025 годов. Работа систематизировала данные о том, как со временем меняется экологическая устойчивость рекультивированного техногенного массива.

Второе ключевое исследование, «Анализ водного режима и эволюции массива грунтов рекультивированного объекта горного производства», позволило сделать еще более важный шаг вперед. Авторы, в числе которых Владимир Фоменко, Андрей Соколов, Мария Аксенова, Георгий Ковалев, выдвинули и обосновали гипотезу о прямой взаимосвязи водного режима внутри массива с деформациями его поверхностного слоя.

«Мы не можем управлять тем, чего не понимаем и не измеряем. Наша работа показала, что классического подхода, учитывающего только общие свойства пород, недостаточно. Критически важным фактором, “запускающим” смещения, является динамика влагонасыщенности. По сути, мы научились слушать и интерпретировать "дыхание” хвостохранилища, «вдох- инфильтрация», «выдох- иссушение», — комментирует суть методологии один из авторов исследований Андрей Соколов.

Разработанная и апробированная учеными ЮФУ методология комплексного анализа впервые в такой полноте учитывает не только стандартные коллекторские свойства (пористость, проницаемость), но и ключевой параметр — динамическую влагонасыщенность массива грунтов. Это позволяет перейти от констатации фактов к прогнозному моделированию и превентивному управлению рисками на рекультивированных территориях.

Публикация результатов в авторитетных российских изданиях, входящих в международную базу Scopus и признаваемых ВАК, подчеркивает высокий научный уровень работы и ее ориентированность на решение прикладных задач российской экономики и экологии.

Полученные данные и апробированная методология создают научную основу для разработки новых, более эффективных стандартов мониторинга и управления рекультивированными промышленными объектами по всей России. Это важный вклад в обеспечение экологической безопасности и устойчивое развитие регионов с горнодобывающей промышленностью.

Исследования выполнены при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № РНФ/23-37-ГЛ).

Текст: Юлия Сопрунова