1. MỤC LỤC Table of Contents 1. MỤC LỤC 2 2. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4 3. DANH MỤC BẢNG BIỂU 5 4. DANH MỤC HÌNH VẼ 6 5. MỞ ĐẦU 7 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 9 1.1 Vị trí địa lý 9 1.2 Điều kiện môi trường tự nhiên 9 1.2.1 Điều kiện địa chất 9 1.2.2 Điều kiện khí tượng thủy văn 10 1.3 Điều kiện kinh tế xã hội 10 1.3.1 Điều kiện kinh tế 10 1.3.2 Văn hóa – xã hội 11 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ KIỂM SOÁT CHẤT THẢI QUẶNG ĐUÔI 12 2.1 Trên thế giới 12 2.2 Ở Việt Nam 13 2.3 Đánh giá ảnh hưởng đến môi trường 13 2.3.1 Tác động của chất thải quặng đuôi đến môi trường 13 2.3.2 Các tác nhân gây ra sự cố 14 2.4 Hiện trạng kiểm soát sự cố chất thải quặng đuôi 16 2.4.1 Hiện trạng quản lý chất thải quặng đuôi 16 2.4.2 Công tác giảm thiểu thiệt hại do sự cố 17 2.4.3 Ưu điểm và nhược điểm của công tác kiểm soát sự cố 18 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÃI THẢI 19 3.1 Lựa chọn phương pháp khai thác 19 3.2 Tính toán thiết kế 19 4. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP NGHIÊN CỨU 21 4.1 Cơ sở để đưa ra giải pháp 21 4.2 Giải pháp 21 5. KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 22 5.1 Kết luận 22 5.2 Kiến nghị 22 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 7. PHỤ LỤC 25
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
BÀI TẬP LỚN KIỂM SOÁT SỰ CỐ MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI QUẶNG ĐUÔI TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC VÀ TUYỂN THAN
MỎ THAN CỌC SÁU
Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện – nhóm 05
ThS: Đào Trung Thành Đàm Duy Thanh 1321080085
Kiều Tiến Thành 1321080088Nguyễn Văn Thành 1321080089Nguyễn Văn Thiện 1321080093Nguyễn Thị Tính 1321080521Bùi Thị Mai Trang 1321080103Đậu Thị Hải Trang 1321030896Đoàn Thị Trang 1321080522Nguyễn Thị Huyền Trang 1321080105
Trang 21 MỤC LỤC
Table of Contents
1 MỤC LỤC 2
2 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4
3 DANH MỤC BẢNG BIỂU 5
4 DANH MỤC HÌNH VẼ 6
5 MỞ ĐẦU 7
1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 9
1.1 Vị trí địa lý 9
1.2 Điều kiện môi trường tự nhiên 9
1.2.1 Điều kiện địa chất 9
1.2.2 Điều kiện khí tượng thủy văn 10
1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 10
1.3.1 Điều kiện kinh tế 10
1.3.2 Văn hóa – xã hội 11
2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ KIỂM SOÁT CHẤT THẢI QUẶNG ĐUÔI 12
2.1 Trên thế giới 12
2.2 Ở Việt Nam 13
2.3 Đánh giá ảnh hưởng đến môi trường 13
2.3.1 Tác động của chất thải quặng đuôi đến môi trường 13
2.3.2 Các tác nhân gây ra sự cố 14
2.4 Hiện trạng kiểm soát sự cố chất thải quặng đuôi 16
2.4.1 Hiện trạng quản lý chất thải quặng đuôi 16
2.4.2 Công tác giảm thiểu thiệt hại do sự cố 17
2.4.3 Ưu điểm và nhược điểm của công tác kiểm soát sự cố 18
3 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÃI THẢI 19
3.1 Lựa chọn phương pháp khai thác 19
3.2 Tính toán thiết kế 19
4 CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP NGHIÊN CỨU 21
Trang 34.2 Giải pháp 21
5 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 22
5.1 Kết luận 22
5.2 Kiến nghị 22
6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
7 PHỤ LỤC 25
Trang 42 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Trang 53 DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 Các thông số của bãi thải 17
Trang 64 DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1 Thông số bãi chôn lấp chất thải quặng đuôi 20
Trang 75 MỞ ĐẦU
Môi trường toàn cầu đang phải đối mặt với muôn vàn thách thức từ biến đổi khíhậu, sự nóng lên của trái đất, ô nhiễm không khí, nguồn nước, đất,…đang ảnh hưởnglớn đến sức khỏe con người Nguyên nhân không đâu khác, chình là vì hoạt động sảnxuất, vắt kiệt nguồn tài nguyên của chính chúng ta Trong đó, điển hình là việc khaithác và sử dụng quá mức than đá – một trong những loại nhiên liệu hóa thạch phổ biếnnhất
Hoạt động khai thác than ở Việt Nam đã có lịch sử hơn 160 năm nhưng bảo vệmôi trường khai thác than mới thực sự được quan tâm và thực hiện từ năm 1993 cùngvới hiệu lực thi hành của Luật Môi trường Than hiện nay đang bị khai thác quá mức,cùng với việc các dự án khai thác than được phê duyệt thì vấn đề bảo vệ môi trườngđược quan tâm trong đó quá trình khai thác và tuyển than là những hoạt động sinh rachất thải quặng đuôi, một trong những chất thải gây ô nhiễm môi trường đang đượcquan tâm hiện nay Quặng đuôi, còn được gọi là tailings, quặng cuối, là vật liệu đượcthải ra trong quá trình chế biến khoáng sản Trong quặng đuôi vẫn còn hàm lượngkhoáng sản có ích vì quá trình chế biến khoáng sản không bao giờ đạt hiệu quả 100%.Quặng đuôi khác với quặng nghèo, đó là phần quặng trong mỏ có hàm lượng quặngthấp, không có giá trị về kinh tế và bị thải bỏ trong quá trình khai thác khoáng sản.Quặng đuôi cũng khác với đá thải hoặc vật liệu phủ trên mỏ quặng, bị di dời trong quátrình khai thác khoáng sản mà không được xử lý Chính vì vậy việc kiểm soát sự cốmôi trường do chất thải quặng đuôi là một trong những vấn đề cấp thiết hiện nay
Mục tiêu của đề tài:
- Xác định được tình trạng quản lý chất thải quặng đuôi trong quá trìnhkhai thác và tuyển than mỏ than Cọc Sáu
- Đưa ra những ảnh hưởng khi xảy ra sự cố đối với bãi thải quặng đuôitrong quá trình khai thác và tuyển than tại mỏ Cọc Sau
- Nêu ra những phương pháp kiểm soát sự cố chất thải quặng đuôi trongquá trình khai thác và tuyển than mỏ than Cọc Sau
Trang 8Việc kiểm soát sự cố chất thải quặng đuôi được thực hiện với các phương phápsau:
Hầu hết các công ty khai thác xử lý đuôi quặng bằng cách trộn chúng với nước(để tạo thành bùn) và lưu trữ trong hồ có đập ngăn (thải ướt) Bùn thải nhiều nước,chứa trong các hồ đập lớn có thể là một mối đe dọa cho động vật hoang dã Quặngđuôi thường được chứa trong các hồ chứa, song do chất lượng kém hoặc bảo trì khôngtốt dẫn đến thất thoát chất thải ra ngoài môi trường Do chưa có hệ thống quan trắc vàkiểm toán chất thải tại các mỏ than, nên chưa có số liệu chính xác về khối lượng cácchất thải rắn dưới dạng quặng đuôi tích tụ trong quá trình chế biến và tuyển quặng từtrước tới nay
Nội dung của việc thực hiện kiểm soát chất thải quặng đuôi của quá trình khaithác và tuyển than mỏ than Cọc Sau được tiến hành bằng 4 chương chính:
Chương 1 Tổng quan khu vực nghiên cứu
Chương 2 Tổng quan tình hình quản lý và kiểm soát chất thải quặng đuôi.Chương 3 Tính toán thiết kế bãi thải
Chương 4: Giải pháp nghiên cứu
Trang 91 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5.1 Vị trí địa lý
Công ty than Cọc Sáu thành lập vào năm 1960, lúc đó lấy tên là Mỏ than CọcSáu, trước đó là một công trường khai thác thủ công thuộc Công ty than Cẩm Phả.Năm 2001 mỏ đổi tên thành Công ty than Cọc Sáu Mỏ nằm ở trung tâm vùng thanCẩm Phả, cách thị xã Cẩm Phả 6km về hướng Đông Bắc, cách Công ty tuyển than CửaÔng 4km về hướng Tây Bắc, cách quốc lộ 18A khoảng 2km về phía Bắc
Toàn bộ Công ty than Cọc Sáu nằm trong giới hạn toạ độ nhà nước năm 1972
X = 24 000 ÷ 28 500
Y = 429 000 ÷ 432 500Ranh giới của khu mỏ như sau:
- Phía Tây Bắc giáp Công ty than Cao Sơn
- Phía Tây giáp Công ty than Đèo Nai
- Phía Bắc giáp công trường Quyết Thắng của Công ty than Đông Bắc
- Phía Đông giáp với công trường Nam Quảng Lợi của Công ty than Đông
5.2 Điều kiện môi trường tự nhiên
5.2.1 Điều kiện địa chất
Khu mỏ Cọc Sáu nằm ở khu vực có địa hình nguyên thủy khá cao với dãy núiQuảng Lợi, Ở phía Đông cao trên 350m, phía Tây là dãy núi kéo dài từ Đèo Nai sang,với độ cao trên 150m, phía Bắc và phía Nam địa hình thấp hơn, độ cao địa hình ở đâycao từ 70m đến 100m
Hiện nay do quá trình khai thác lộ thiên đã làm cho địa hình nguyên thuỷ bịbiến đổi hoàn toàn Địa hình mỏ hiện nay được thay thế bằng các moong, các tầng đất
đá và các bãi đổ thải
Hệ thống dòng chảy mặt nguyên thủy và các yếu tố thủy văn tự nhiên đã hoàntoàn bị phá vỡ, thay vào đó là các moong chứa nước và hệ thống mương nhân tạo, hệthống mương của mỏ đón nước và tiêu thoát nước cho các tầng
Trang 10Khoáng sàng Cọc Sáu bao gồm các phức nếp uốn kế tiếp nhau liên tục, lại bịcác hệ thống đứt gãy chia cắt tạo các động tụ chưa than riêng biệt như đông tụ bắc,đông tụ nam.
5.2.2 Điều kiện khí tượng thủy văn
Khu vực mỏ Cọc Sáu nằm trong vùng có khí hậu niệt đới gió mùa với hai mùa
rõ rệt, lượng mưa lớn và tập trung vào mùa mưa
- Mùa khô bắt đầu từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trungbình từ 150C ÷ 200C, thấp nhất là vào tháng 1, 2 nhiệt độ khoảng 120C ÷ 170C, có lúcnhiệt độ xuông tới 40C ÷ 50C, độ ẩm không khí từ 60 ÷ 80%, hướng gió chủ yếu là gióBắc và gió Đông Bắc, lượng mưa trung bình hàng tháng thấp từ 70 ÷ 100mm/tháng
- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9, lượng mưa trung bình là 350 ÷ 400mm/tháng, mưa nhiều và thường rất lớn vào tháng 7, tháng 8 hàng năm; nhiệt độ trungbình trong mùa từ 200C ÷ 280C, tháng nóng nhất vào tháng 7, tháng 8 có ngày nhiệt độlên đến 380C ÷ 400C, độ ẩm không khí 70% ÷ 80% Hướng gió chủ yếu là hướng Đông
và Đông Nam Mùa này thường có mưa rào đột ngột và có mưa dầm nhiều trong ngày,làm ảnh hưởng đến tiến độ công tác khai thác
Do ảnh hưởng của khí hậu đã làm cho nước mặt và nước ngầm thay đổi
Nước mặt trên toàn bộ diện tích khu mỏ từ mức +40 trở lên được thoát tự chảy
ra ngoài bằng 2 hệ thống mương thoát +90, +60 phía đông và mương +30 phía tâynam Chảy vào lò thoát nước +28 Còn lại toàn bộ lượng nước từ mức +40 trở xuốngchảy vào đáy moong được bơm ra ngoài qua lò thoát nước +28
Nước ngầm thuộc địa tầng khoáng sàng cọc sáu gồm hai tầng chứa nước, tầngchứa nước tiềm thủy nằm trên và tầng chứa nước áp lực nằm dưới Hai tầng chứa nướcnày được ngăn cách bởi lớp đất sét, bột kết dày là trụ của vỉa dày
5.3 Điều kiện kinh tế - xã hội
5.3.1 Điều kiện kinh tế
Công ty than Cọc Sáu nằm trong khu vực công nghiệp lớn, trong vùng có đầy
đủ mọi hệ thống công trình phục vụ cho công tác khai thác mỏ
Trang 11Hoạt động khai thác và sản xuất than của mỏ than cọc sáu đã tạo việc làm vàthu nhập ổn định cho hơn 1300 CBCNV trực tiếp và gián tiếp.
5.3.2 Văn hóa – xã hội
Hoạt động sản xuất của mỏ không những tác động đến đời sống văn hóa tinhthần của CBNV trong mỏ mà còn tác động đến tổ chức kinh tế xã hội và dân số trongvùng Một số đắc trưng xủa tác động này
- Mật độ dân số cao, tập trung đông quang khu vực khai thác mỏ
- Tỷ lệ lao động trên tổng số dân số cao
- Nghề nghiệp chủ yếu là khai thác mỏ và các dịch vụ công nghiệp mỏ Chỉ cómột số ít làm nông nghiệp và lâm nghiệp
- Văn hóa giáo dục phát triển , chất lượng cuộc sống được cải thiện rõ rệt so vớicác vùng khác
Trang 126 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VÀ KIỂM SOÁT
CHẤT THẢI QUẶNG ĐUÔI 6.1 Trên thế giới
Than được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sinh hoạt thường ngày, được xem
là nguồn năng lượng cơ bản không thể thiếu
Theo ước tính, tổng trữ lượng trên toàn thế giới có khoảng hơn 10.000 tỷ tấn,tron đó trữ lượng có thể khai thác được khoảng 3.000 tỷ tấn và than chiếm ¾ trong số
đó Than đá tập trung chủ yếu ở Bắc Bán cầu và khoảng 4/5 trong số đó thuộc vềTrung Quốc, Hoa Kỳ, Nga, Đức, Úc, Ba Lan,
Nơi tập trung chủ yếu: Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5thuộc về Trung Quốc (tập trung ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở cácbang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLBĐức, Ấn Độ, Ôxtrâylia (ở hai bang Quinslan và Niu Xaoên), Ba Lan
Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới: sản lượng khai thác khác nhaugiữa các thời kỳ và luôn có xu hướng tăng
Từ thập niên 90 của thế kỷ XX, Trung Quốc trở thành quốc gia có lượng than
đá khai thác lớn nhất thế giới với việc tìm thấy được những mỏ than khổng lồ tại nướcnày, thậm chí lượng than khai thác được còn vượt hơn cả Hoa Kỳ
Theo thông tin trên thị trường than quốc tế, sản lượng than tiêu thụ hàng nămchỉ chiếm 10% tổng số than khai thác được Vào những năm gần đây, tình hình giaothông và các phương tiện vận chuyển đường biển ngày càng phát triển nên tình hìnhxuất khẩu than ngày càng khả quan hơn Đứng đầu trong hoạt động xuất khẩu than từnhiều năm nay là Úc, chiếm tới 35% tổng lượng than xuất khẩu ra thế giới Tiếp theo
đó là những nước như Trung Quốc, Hoa Kỳ, Nam Phi, In Dô Ne Si A, Colombia, BaLan, Ngan, Nhu cầu nhập than đá luôn đến từ các nước có nền công nghiệp pháttriển mạnh như Anh, Nhật, Hàn Quốc, Hà Lan, Pháp, Ý, và là những quốc gia cónhu cầu lớn, thị trường nhập khẩu than chủ yếu của thế giới
Trang 136.2 Ở Việt Nam
Tại Việt Nam, than có nhiều loại và tập trung chủ yếu ở Quảng Ninh chiếm tỷ
lệ 90% tổng sản lượng than có trên cả nước Trữ lượng than nước ta có khoảng 6,6 tỷtấn, trong đó trữ lượng có khả năng khai thác là khoảng 3,6 tỷ tấn Sản lượng khai thác
và xuất khẩu trong những năm gần đây cũng tăng khá mạnh
6.3 Đánh giá ảnh hưởng đến môi trường
6.3.1 Tác động của chất thải quặng đuôi đến môi trường
Hiện nay do quá trình khai thác lộ thiên đã làm cho địa hình nguyên thủy bịbiến đổi hoàn toàn Địa hình mỏ hiện nay được thay thế bằng các moong, các tầng đất
Hệ thống dòng chảy mặt nguyên thủy và các yếu tố thủy văn tự nhiên đã hoàntoàn bị phá vỡ, thay vào đó là các moong chứa nước và hệ thống mương nhân tạo, hệthống mương của mỏ đón nước và tiêu thoát nước cho các tầng.
Chất lượng nước sông, suối có thể bị giảm do axít mỏ chảy tràn, thành phần độc
tố vết, hàm lượng cao của những chất rắn hòa tan trong nước thoát ra từ mỏ và lượnglớn phù sa được đứa vào sông suối Chất thải mỏ và những đống than tổn trữ cũng cóthể thải trầm tích xuống sông suối, nước rỉ từ những nơi này có thể là axít và chứanhững thành phần độc tố vết
Dòng chảy tràn chứa đầy trầm tích đổ vào các khe rãnh, sông suối tự nhiên hoặccác dòng nhân tạo Sự lắng đọng trầm tích có thể xảy ra ở các vùng nước mặt hoặctrong diện tích đồng bằng ngập lụt của thung lũng suối Trong lịch sử, xói mòn và trầmtích đã hình thành các lớp trầm tích dày trong khu vực ngập lụt và làm thay đổi môi
Trang 14xói mòn bao gồm lưu lượng và vận tốc của dòng chảy từ các các trận mưa, hệ số thấmcủa đất, độ phủ thực vật, chiều dài và độ dốc của sườn dốc.
Nguồn chính gây sói mòn/trầm tích tại khu vực khai thác có thể bao gồm cácmoong, bãi thải, đống đá thải và đất phủ, quặng đuôi và đê bao, đường vận chuyển, nơitrữ quặng, các điểm bảo dưỡng xe và thiết bị, khu vực thăm dò, và các khu vực khaihoang Ngoài ra, các vật liệu lộ ra trong quá trình khai thác (công trình mỏ, chất thải,đất bị ô nhiễm, v v…) cũng đóng góp trầm tích với các chất ô nhiễm hóa học, chủ yếu
là kim loại nặng Những biến đổi điều kiện tự nhiên (ví dụ, địa chất, thực vật, địa hình,khí hậu, và nước mặt), kết hợp với sự khác biệt đáng kể về số lượng và tính chất vậtliệu tại các mỏ sẽ gây khó khăn cho việc tổng quát hóa về số lượng và đặc tính của tảilượng trầm tích
2.3.2.2 Các yếu tố nhân sinh
Quá trình khai thác than của mỏ lộ thiên Cọc Sáu đã thải ra môi trường mộtlượng chất thải rắn từ quá trình khoan nổ mìn, bốc xúc và vận chuyển đất đá đến nơi
đổ thải Các bãi thải được hình thành từ quá trình khai thác than khi chưa được ổn định
đã thúc đẩy quá trình ngoại sinh hoạt động là một trong những nguyên nhân gián tiếpcho vấn đề trôi lấp bãi thải
Trong quá trình khai thác dùng phương pháp khoan nổ mìn ảnh hưởng của cácdạng sóng nổ đến môi trường và các công trình trên mặt đất Ngoài ra quá trình khaithác than cũng gây ra ô nhiễm bụi và tiếng ồn do khâu khoan nổ mìn, xúc bốc và vậntải, tiếng ồn phát sinh do sự hoạt động của máy móc và thiết bị khai thác gây ra
Trang 152.3.2.3 Các dự báo rủi ro
Các hoạt động sản xuất than có rất nhiều nguy cơ rủi ro cao, ảnh hưởng đến conngười cũng như môi trường xung quanh
Rủi ro môi trường nghiêm trọng nhất có thể xảy ra trong khu vực khai thác mỏ
là hiện tượng trượt lở bờ mỏ và bãi thải gây biến dạng địa hình, uốn cong các dòngchảy tự nhiên , trôi lấp mương cống thoát nước, ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm Vớicông nghệ đổ thải là sự kết hợp giữa ô tô vận tải và máy gạt, tạo hệ thống bờ an toànkhi đổ thải cao 1-1,2 m Tuy nhiên trong trường hợp trời mưa các bờ an toàn này dễ bịtrượt lở Quá trình đổ thải với khối lượng và tần suất lớn cũng là một nguyên nhân dễgây trượt lở bờ an toàn
Ngoài ra do ảnh hưởng của thời tiết,việc khai thác và sản xuất than cũng xảy ramột số sự cố môi trường và các hiện tượng thiên tai như:
+ Trượt lở bờ mỏ và bãi thải trong mùa mưa bão
+ Trơn trượt trên các tuyến đường vận chuyển
+ Gió cuốn bụi và đất đá ra các khu dân cư lân cận
Các tác động bao gồm ô nhiễm nước ngầm bên dưới các cơ sở khai thác nêutrên và ô nhiễm nước mặt lân cận Các chất độc có thể thấm qua đất và nhất là khi dướiđáy các cơ sở này không được trang bị một lớp chống thấm thích hợp
Đuôi quặng là chất thải với khối lượng lớn có thể chứa nhiều chất độc hại Hầuhết các công ty khai thác xử lý đuôi quặng bằng cách trộn chúng với nước (để tạothành bùn) và lưu trữ trong hồ có đập ngăn (thải ướt) Bùn thải nhiều nước, chứa trongcác hồ đập lớn có thể là một mối đe dọa cho động vật hoang dã
Trong thời kỳ mưa lớn, nước có thể chảy vào hồ đuôi quặng vượt sức chứa của
nó, đòi hỏi phải xả nước Việc xả nước có thể làm suy giảm chất lượng nước của cácsông, suối xung quanh Ngoài ra, sự cố vỡ đập nước thải sẽ tạo ra những hậu quả môitrường tồi tệ Khi hồ chứa đuôi quặng bị vỡ, một lượng lớn nước độc hại có thể giếtchết các sinh vật sống dưới nước và gây độc nguồn nước uống ở hạ lưu