ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG ĐÔNG BẮC Ở VIỆT NAM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - SOUKNAVONG MANIPHET ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG ĐÔNG BẮC Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - SOUKNAVONG MANIPHET ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG MỘT SỐ MỎ THAN VÙNG ĐÔNG BẮC Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Mã số: Khoa học môi trường 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Quốc Định PGS.TS Vũ Văn Mạnh XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học TS Nguyễn Quốc Định PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải Hà Nội - 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc luận văn mình, em xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Quốc Định PGS.TS Vũ Văn Mạnh hƣớng dẫn trình em thực luận văn Em xin cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Quản lý môi trƣờng, khoa Môi Trƣờng, Ban giám hiệu trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ em suốt thời gian em tham gia học tập nghiên cứu Việt Nam Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới bạn sinh viên học viên Việt Nam nhƣ gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ em nhiều suốt thời gian qua Hà Nội, ngày .tháng .năm SOUKNAVONG MANIPHET MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁC VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 1.1.3 Đặc điểm địa chất - khóang sản 1.2 Khái quát chung khu mỏ Núi Béo 11 1.2.1 Điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế, xã hội 11 1.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn, địa chất cơng trình 19 1.2.3 Lịch sử khai thác mỏ 21 1.2.4 Công nghệ sử dụng khai thác 22 1.3 Khái quát chung mỏ than Cao Sơn 23 1.3.1 Điều kiện tự nhiên, địa chất, kinh tế xã hội 23 1.3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội Cẩm Phả 33 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 36 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 36 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Hiện trạng môi trƣờng trạng khai thác mỏ than Núi Béo 39 3.1.1 Hiện trạng khai thác mỏ 39 3.1.2 Hiện trạng môi trƣờng 42 3.2 Hiện trạng khai thác mỏ than Cao Sơn 45 3.3 Ảnh hƣởng hoạt động khai thác biện pháp áp dụng 47 3.3.1 Tại mỏ than Núi Béo 47 3.3.2 Mỏ than Cao Sơn 60 3.4 Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 84 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Diện tích, dân số tỉnh thuộc khu vực nghiên cứu Bảng 1.2 Tổng hợp nhiệt độ trung bình tháng, năm 13 Bảng 1.3 Tổng hợp lƣợng mƣa trung bình tháng, năm 14 Bảng 1.4 Các đặc trƣng mƣa lớn thiết kế thời đoạn 1, 3, 5, ngày 14 Bảng 1.5 Tổng hợp độ ẩm khơng khí trung bình tháng, năm 15 Bảng 1.6 Tổng hợp số nắng trung bình tháng, năm 15 Bảng 1.7 Toạ độ điểm mốc mỏ than Cao Sơn 24 Bảng 1.8 Tổng hợp trữ lƣợng tài nguyên biên giới khai trƣờng 28 Bảng 1.9 Tổng hợp trữ lƣợng biên giới khai trƣờng tính theo vỉa tầng khai thác 29 Bảng 1.10 Đặc điểm vỉa than mỏ Cao Sơn 31 Bảng 1.11 Thành phần hóa học than 32 Bảng 3.1 Tổng sản lƣợng (tấn) khai thác từ 1991 đến 2013 40 Bảng 3.2 Giá trị pH nƣớc thải khu vực dự án năm 2009 43 Bảng 3.3 Tổng hợp thông số khai trƣờng trữ lƣợng than mỏ Cao Sơn 45 Bảng 3.4 Chế độ làm việc mỏ Cao Sơn 46 Bảng 3.5 Các thông số hệ thống khai thác 47 Bảng 3.6 Nguồn phát sinh tác nhân gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng hoạt động mỏ 50 Bảng 3.7 Rủi ro cố môi trƣờng 52 Bảng 3.8 Đánh giá công tác bảo vệ môi trƣờng mỏ than Núi Béo thực 59 Bảng 3.9 Tải lƣợng bụi phát sinh công đoạn khai thác than mỏ Cao Sơn 61 Bảng 3.10 Tải lƣợng khí thải phát sinh sử dụng nhiên liệu động đốt 62 Bảng 3.11 Nồng độ khí độc hại khơng khí mỏ Cao Sơn 63 Bảng 3.12 Tải lƣợng nƣớc thải mỏ Cao Sơn 65 Bảng 3.13 Đặc trƣng nguồn nƣớc sinh hoạt, nƣớc mặt nƣớc thải khu vực mỏ Cao Sơn 66 Bảng 3.14 Tải lƣợng chất thải rắn phát sinh từ hoạt động sản xuất 70 Bảng 3.15 Phƣơng pháp chống bụi 76 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ vị trí tỉnh Đơng Bắc Việt Nam Hình 1.2 Khu vực trạm nghiền sàng, nhà điều hành 11 Hình 1.3 Hình ảnh máy xúc gầu ngƣợc đƣợc sử dụng 23 Hình 3.1 Mỏ than Núi Béo 39 Hình 3.2 Ơ tơ dùng chở than mỏ 41 Hình 3.3 Cơng nghệ khai thác than lộ thiên kèm theo dịng thải mỏ 49 Hình 3.4 Trạm rửa xe tự động trƣớc xe khỏi mỏ 53 Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải 55 Hình 3.6 Trồng xanh bãi thải mỏ than Núi Béo 57 Hình 3.7 Các vị trí có hàm lƣợng Fe vƣợt q TCCP 68 Hình 3.8 Nạp mìn sử dụng phƣơng pháp nổ mìn vi sai phân đoạn 72 Hình 3.9 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải chứa dầu mỡ 77 Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống tuyển 79 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sản xuất than nghành kinh tế quan trọng Việt Nam Với sản lƣợng khai thác 40 triệu tấn/năm nhƣ (Trong có đến 70% sản lƣợng than đƣợc khai thác vùng mỏ Quảng Ninh) với bƣớc tiến vƣợt bậc quy mô khai thác lẫn chất lƣợng sản phẩm đáp ứng ngày cao nhu cầu sử dụng than nƣớc, đáp ứng nhu cầu việc làm cho hàng vạn ngƣời lao động, góp phần tích cực vào phát triển kinh tế xã hội khu vực vùng miền Tuy nhiên, việc khai thác than lại phát sinh nhiều vấn đề tác động tiêu cực tới môi trƣờng nhƣ : gây lún đất, suy thóai nhanh tài ngun rừng; bồi lắng lịng hồ, nhiễm nguồn nƣớc, làm phát sinh nhiều khói bụi chất thải rắn… ảnh hƣởng không nhỏ đến sức khỏe đời sống ngƣời dân sinh vật khu vực lân cận Các mỏ than khu vực Đông Bắc mỏ đƣợc đánh giá có mức độ ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng Hàng loạt giải pháp bảo vệ môi trƣờng đƣợc thực bao gồm giải pháp quản lý công nghệ nhằm khắc phục tồn sản xuất than gây Tuy nhiên, môi trƣờng bị tàn phá nặng nề Bên cạnh bất cập cơng nghệ cơng tác quản lý môi trƣờng mỏ than bộc lộ nhiều thiếu sót Từ thực trạng tơi thực đề tài : "Đánh giá trạng giải pháp quản lý môi trƣờng số mỏ than vùng Đông Bắc Việt Nam nhằm đánh giá công tác quản lý môi trƣờng đề xuất giải pháp định hƣớng tăng cƣờng lực quản lý môi trƣờng khu vực mỏ Trong khuôn khổ luận văn học viên chọn nghiên cứu trạng mơi trƣờng mỏ than Núi Béo (tỉnh Quảng Ninh) mỏ than Cao Sơn (tỉnh Quảng Ninh) Dựa vào đó, đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng mà khai thác than mỏ gây Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, đánh giá trạng môi trƣờng số mỏ than vùng Đông Bắc Việt Nam - Đề xuất pháp quản lý môi trƣờng mỏ than, ví dụ mỏ than Núi Béo, Quảng Ninh Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa khoa học : Kết nghiên cứu cung cấp tài liệu, góp phần làm rõ trạng mơi trƣờng tình hình thực cơng tác quản lý môi trƣờng số mỏ than Đông Bắc Việt Nam, phục vụ cho việc đƣa áp dụng phƣơng pháp quản lý - kỹ thuật bảo vệ môi trƣờng vùng than cách hiệu - Ý nghĩa thực tiễn : Đƣa giải pháp định hƣớng tăng cƣờng lực quản lý môi trƣờng mỏ than Lào, góp phần khắc phục tồn tại, thiếu sót cơng tác quản lý cải thiện chất lƣợng môi trƣờng, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho đơn vị có hoạt động khóang sản đơn vị tƣ vấn môi trƣờng CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC VÙNG NGHIÊN CỨU Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu 1.1 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên a Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu nằm diện tích tỉnh miền núi Đông Bắc Việt Nam bao gồm: Bắc Kạn, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang Thái Nguyên, với tổng diện tích tự nhiên vùng 26.647,8 km², đƣợc phân bổ nhƣ sau: Bảng 1.1 Diện tích, dân số tỉnh thuộc khu vực nghiên cứu TT Tỉnh Diện tích (km2) Dân số (ngƣời) Bắc Kạn 4859,4 308.900 Lạng Sơn 8327,6 759.000 Quảng Ninh 6099,0 1.109.000 Bắc Giang 3827,0 1.628.400 Thái Ngun 3534,4 1.149.100 Hình 1.1 Sơ đồ vị trí tỉnh Đông Bắc Việt Nam Vùng nghiên cứu nằm vị trí địa lý khoảng từ 21º đến 23º24 vĩ Bắc 102º đến 108º kinh Đông Là vùng có vị trí địa - trị đặc biệt quan trọng, có vai trị xung yếu an ninh - quốc phịng, có đƣờng biên giới giáp với Trung Quốc gồm tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn Phía Đơng giáp với vịnh Bắc Bộ thông biển Đông với chiều dài 250 km thuộc huyện tỉnh Quảng Ninh Miền núi Đơng Bắc có đƣờng đƣờng thuỷ thuận lợi tạo điều kiện giao lƣu trực tiếp với đồng sông Hồng, giao lƣu thông thƣơng để phát riển quan hệ kinh tế đối ngoại với nƣớc khu vực, đặc biệt với tỉnh Quảng Tây, Quảng Đông, Hải Nam (Trung Quốc) b Đặc điểm địa hình, địa mạo Đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu nhìn chung phong phú đa dạng, tỉnh có đặc điểm riêng Có thể khái quát nhƣ sau: * Lạng Sơn: địa hình chủ yếu đồi, núi thấp, độ cao trung bình 252 m so với mực nƣớc biển, nơi thấp 20 m, cao đỉnh Phia Mè thuộc khối núi Mẫu Sơn, cao 1.541 m Địa hình đƣợc chia thành tiểu vùng, vùng núi phía Bắc (gồm núi đất xen núi chia cắt phức tạp, tạo nên nhiều mái núi có độ dốc 350o), vùng núi đá vôi (thuộc cánh cung Bắc Sơn - Văn Quan - Chi Lăng - Hữu Lũng có nhiều hang động sƣờn dốc đứng nhiều đỉnh cao 550 m), vùng đồi, núi thấp phía Nam Đông Nam bao gồm hệ thống đồi núi thấp xen kẽ dạng đồi bát úp, độ dốc trung bình 10 - 250… * Quảng Ninh: tỉnh miền núi - duyên hải Hơn 80% đất đai đồi núi Hơn hai nghìn hịn đảo mặt biển núi Vùng núi chia làm hai miền: Vùng núi miền Đông từ Tiên Yên qua Bình Liêu, Hải Hà, Đầm Hà đến Móng Cái Đây vùng nối tiếp vùng núi Thập Vạn Đại Sơn từ Trung Quốc, hƣớng chủ đạo Đông Bắc - Tây Nam Có hai dãy núi chính: dãy Quảng Nam Châu (1.507 m) Cao Xiêm (1.330 m) chiếm phần lớn diện tích tự nhiên huyện Bình Liêu, Hải Hà, Đầm Hà, dãy Ngàn Chi (1.166 m) phía bắc huyện Tiên Yên Vùng núi miền tây từ Tiên n qua Ba Chẽ, Hồnh Bồ, phía bắc thị xã ng Bí thấp dần xuống phía bắc huyện Đông Triều Năm 2008, Công ty đƣợc Bộ Tài nguyên Môi trƣờng cấp giấy phép khai thác số 2819/GP-BTNMT với công suất 4,3 triệu tấn/năm giảm dần kết thúc khai thác mỏ Thiết kế cho khai thác lộ thiên vỉa 14, 13, 11 đến cốt cao -135m 1.2.4 Công nghệ sử dụng khai thác  Cơng nghệ bóc đất đá Cơng nghệ bóc đất đá đƣợc chọn nhƣ sau: Đất đá bóc đƣợc làm tơi sơ khoan nổ mìn, sau dùng máy xúc gầu cáp máy xúc thủy lực xúc lên ô tô vận chuyển bãi thải Sơ đồ cơng nghệ chủ yếu bóc đất đá mỏ than Núi Béo nhƣ sau: Làm tơi -> xúc bốc -> vận tải -> bãi thải đất đá Đối với tầng đất phủ đệ tứ tầng đất đá thải sử dụng trực tiếp máy xúc khơng cần phải nổ mìn Đối với tầng phía dƣới tiến hành cơng tác khoan nổ mìn, sau đất đá đƣợc máy xúc xúc lên ô tô vận chuyển bãi thải  Công nghệ xúc bốc đất đá than a/ Công nghệ để xúc bốc đất đá Trong năm qua Công ty Cổ phần than Núi Béo đầu tƣ loại thiết bị xúc bốc đất đá có dung tích gầu lớn Thiết bị xúc bốc có hai nhiệm vụ chính: - Bốc xúc đất đá tầng để phát triển bờ công tác - Đào hào mở vỉa b/ Công nghệ để khai thác than Trên sở đặc điểm cấu tạo vỉa than, thiết bị sử dụng trạng khai thác khu vực, để giảm tổn thất làm bẩn than trình khai thác, dự án áp dụng công nghệ khai thác phân tầng Công tác dọn vách, trụ vỉa cá lớp đá kẹp đƣợc thực máy gạt kết hợp với máy xúc thủy lực gầu ngƣợc 22 Hình 1.3 Hình ảnh máy xúc gầu ngƣợc đƣợc sử dụng 1.3 Khái quát chung mỏ than Cao Sơn 1.3.1 Điều kiện tự nhiên, địa chất, kinh tế xã hội a Vị trí địa lý Mỏ than Cao Sơn có diện tích 783ha nằm cụm mỏ khai thác than lộ thiên Đèo Nai-Cọc Sáu-Cao Sơn, cách trung tâm thành phố Cẩm Phả khoảng km phía Bắc Vị trí tiếp giáp mỏ với mỏ khai thác khác khu vực đƣợc thể đồ trạng khai thác đổ thải hình 0.1 (phần phụ lục) Phía Bắc giáp mỏ Khe Chàm I Phía Đơng giáp mỏ Bắc Cọc Sáu Phía Nam giáp mỏ Đèo Nai Phía Tây giáp mỏ Đơng Đá Mài, mỏ Khe Chàm II 23 Mỏ than Cao Sơn khai thác trữ lƣợng than thuộc khóang sản than Khe Chàm, phƣờng Mơng Dƣơng, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Ranh giới quản lý mỏ đƣợc cấp theo định tập đoàn than nhƣ bảng sau: Bảng 1.7 Toạ độ điểm mốc mỏ than Cao Sơn TT Ký hiệu mốc mỏ Hệ toạ độ nhà nƣớc 1972 X Y Hệ toạ độ VN-2000 kinh tuyến trục 105o, múi chiếu 6o X Y CaS.1 28 270 426 417 2328936.379 738031.387 CaS.2 28 332 426 840 2329006.339 738453.247 CaS.3 28 598 427 017 2329275.685 738625.254 CaS.4 28 669 427 363 2329353.199 738969.941 CaS.5 28 543 427 598 2329231.611 739207.327 CaS.6 28 516 427 983 2329211.852 739592.862 CaS.7 28 405 428 251 2329105.885 739862.969 CaS.8 28 189 428 657 2328897.506 740273.063 CaS.9 28 135 428 837 2328846.887 740454.093 10 CaS.10 27 871 428 869 2328583.468 740491.061 11 CaS.11 27 546 428 984 2328260.605 740612.182 12 CaS.12 27 289 429 174 2328007.158 740807.03 13 CaS.13 26 815 429 133 2327532.348 740774.938 14 CaS.14 26 752 427193 2327432.875 738835.981 15 CaS.15 27 177 426 974 2327853.786 738608.977 16 CaS.16 27 910 426 400 2328576.038 738021.158 b Địa hình, sơng suối Địa hình khu vực mỏ trải qua nhiều năm khai thác thay đổi nhiều so với địa hình ngun thủy, khơng cịn thảm thực vật phủ bề mặt, thay vào moong khai thác sâu đồi thải cao Nơi cao đỉnh Cao Sơn phía Nam (+437 m) thấp thung lũng suối Khe Chàm hình từ đới phá hủy nƣớc ngầm phía Bắc Đông Cao Sơn (+20; +30 m) Đáy moong thấp mức: -75 m (khu Tây Cao Sơn) 24 Nguồn tài nguyên rừng hệ sinh thái khu vực mỏ Cao Sơn nghèo nàn, thực vật khu vực khơng khai thác có lớp thực bì phát triển nhanh mùa mƣa, mùa khơ phát triển Trong diện tích khai trƣờng mỏ quản lý có số lồi thực vật chủ yếu loại cỏ tranh, gỗ nhỏ, cối thƣa thớt, có giá trị nhƣ: Mua lông (Melastorna sanguincum), Me rừng (Phyllanthusembilica), Cỏ tranh (Imperata cylindrica), Lách (Miscanthus florbundus), Sậy khô (Neyraudia reynaudiana), Sim (Rhodomyrtus tomentosa)… Ở khu vực mỏ quản lý động vật rừng quý thuộc nhóm I nhóm II sinh sống theo Nghị định số 18/HĐBT ngày 17/1/1992 Hội đồng Bộ trƣởng Hệ thống suối khu vực mỏ khơng cịn tồn tại, nƣớc mƣa chảy theo mƣơng rãnh thoát nƣớc mỏ phía Bắc đổ vào suối Khe Chàm c Khí hậu Khu mỏ Cao Sơn nằm vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, thời tiết phân thành hai mùa rõ rệt mùa mƣa mùa khô Mùa mƣa tháng đến tháng 10, thời tiết nóng ẩm mƣa nhiều, nhiệt độ trung bình dao động khoảng 26,9÷29,7oC, nhiệt độ tối cao tuyệt đối đạt 36,6oC vào tháng Mùa khô tháng 11 đến tháng năm sau, thời tiết hanh khơ lạnh, nhiệt độ trung bình dao động khoảng 16,6÷21,2oC Độ ẩm khơng khí tƣơng đối trung bình hàng năm 85%, cao vào tháng đạt 91%, thấp vào tháng 11 75% Độ ẩm khơng khí cịn phụ thuộc vào độ cao, địa hình phân hóa theo mùa, vùng địa hình đồi núi phía Bắc có độ ẩm khơng khí thấp vùng ven biển, mùa mƣa có độ ẩm khơng khí cao mùa khơ Lƣợng mƣa trung bình hàng năm 2.307 mm, năm có lƣợng mƣa lớn đạt 3.076 mm (năm 1966) với số ngày mƣa 151 ngày, năm có lƣợng mƣa nhỏ 1.314 mm (năm 1976) Lƣợng mƣa phân bố không năm, vào mùa mƣa lƣợng mƣa chiếm 86% tổng lƣợng mƣa năm, mùa khô lƣợng mƣa nhỏ chiếm 14% tổng lƣợng mƣa năm Mùa bão thƣờng xảy vào tháng 7, tháng hàng năm, gây mƣa lớn gió giật mạnh dễ xảy lũ sạt lở đất Ngồi ra, cịn mốc mƣa đáng ý: ngày 11/7/ 1960 có lƣợng mƣa lớn ngày 25 258,6 mm; tháng 8/1968 có lƣợng mƣa lớn tháng 1089,3 mm; mùa mƣa năm 1960 có lƣợng mƣa lớn 2.850,8 mm có số ngày mƣa nhiều 103 ngày Hƣớng gió chủ đạo vùng gió Đơng Bắc gió Đơng Nam Gió Đơng Bắc thịnh hành từ tháng 10 đến tháng năm sau, tốc độ gió 2÷4 m/s Gió mùa Đơng Bắc tràn theo đợt, đợt kéo dài từ 3÷5 ngày, tốc độ gió đạt tới 8÷13,8 m/s, làm thời tiết hanh khơ, lạnh, giá rét Gió Đơng Nam thịnh hành từ tháng đến tháng 9, tốc độ gió từ 1,6÷5,4 m/s, gió thổi từ biển vào mang theo nhiều nƣớc, nên khơng khí mát mẻ d Các yếu tố địa chất, thành tạo than khu vực mỏ Cao Sơn Cấu trúc địa chất Về địa tầng chứa than, mỏ Cao Sơn nằm trầm tích hệ Trias thống thƣợng, bậc Nori - Reti, điệp Hòn Gai (T3n - r hg) Thành phần thạch học bao gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết vỉa than, tổng chiều dày khoảng 1800m Trong ranh giới mỏ Cao Sơn tồn ba tập vỉa than Tập vỉa than (vỉa 14-5a, 14-5, 14-4, 14-2, 14-1, 13-2, 13-1), tập vỉa than (vỉa 12, 11, 10, 9) vỉa than dƣới tiến hành thăm dò bổ sung [16] Cấu trúc khóang sàng than Cao Sơn phần nếp lõm lớn, mà cánh đƣợc giới hạn bới đứt gãy A-A phía Nam đứt gãy L-L phía Bắc phía Tây phần chuyển tiếp với nếp lồi 2525, ngồi cịn hai nếp uốn nhỏ nằm phía Đơng Cao Sơn là: nếp lõm 186 nếp lồi 151 Trong đứt gãy A-A đứt gãy lớn, làm ranh giới phía Nam mỏ Cao Sơn, đới phá huỷ rộng khoảng 200m đến 300m Đứt gãy A-A có phƣơng vĩ tuyến, mặt trƣợt đứt gãy cắm Nam góc dốc từ 80o85o [12] Trữ lượng than Căn vào tài liệu địa chất đƣợc phê duyệt biên giới khai trƣờng thiết kế trữ lƣợng tài nguyên than địa chất mỏ Cao Sơn tính đến 2009 nhƣ bảng 2.2 2.3 Kết tính tốn trữ lƣợng theo công thức (2-1) đƣợc xây dựng dựa phƣơng pháp trung bình đại số (Secant) tiêu trữ lƣợng than (chỉ tiêu Nhà nƣớc tiêu TVN) [2] 26 (2-1) Trong đó: Q: Trữ lƣợng than khối tính trữ lƣợng, mtb: Chiều dày trung bình vỉa than tổng chiều dày vỉa than vị trí lỗ khoan số lƣợng lỗ khoan, m D: Trọng lƣợng riêng than, tấn/m3 S: Diện tích khối tính trữ lƣợng, m2 27 Bảng 1.8 Tổng hợp trữ lƣợng tài nguyên biên giới khai trƣờng Vỉa Tổng (1)+(2) Trữ lƣợng (tấn) Tài nguyên (tấn) (tấn) Cấp 111 14-5 17 923 126 409 995 14-4 125 940 366 188 759 752 125 940 14-2 515 663 914 864 105 494 13-2 955 661 715 084 13-1 30 484 635 10 921 466 12 585 714 11 12 708 065 10 22 863 996 Tổng 97 162 800 24 327 597 Cấp 122 Tổng (1) Cấp 211 Cấp 222 Tổng (2) 409 995 745 298 767 833 513 131 020 358 665 935 829 370 495 305 687 272 402 356 226 847 326 458 553 305 884 496 17 805 962 791 015 887 658 12 678 673 585 714 585 714 452 333 255 732 12 708 065 205 762 15 658 234 22 863 996 22 087 190 41 310 999 63 398 189 437 014 33 764 611 28 Bảng 1.9 Tổng hợp trữ lƣợng biên giới khai trƣờng tính theo vỉa tầng khai thác Đơn vị: Tầng Vỉa than KT Tổng V14-5 V14-4 V14-2 V13-2 V13-1 V12 V11 V10 TT +185 134 524 +170 137 697 12 620 150 318 +155 136 013 14 310 150 323 +140 731 064 134 660 865 723 +125 001 982 92 854 201 181 20 526 316 543 +110 915 778 191 120 281 792 19 524 408 214 +95 183 117 213 199 312 444 32 291 14 281 617 764 949 +80 719 908 57 601 295 984 104 715 44 271 29 812 252 291 +65 719 456 46 991 296 962 146 993 42 843 28 850 282 096 10 +50 712 477 44 135 296 162 162 839 41 415 27 889 284 915 11 +35 160 226 37 408 469 692 108 056 227 212 186 179 91 698 280 471 12 +20 066 356 34 465 525 310 121 827 314 694 192 385 94 754 349 791 13 +5 828 086 30 075 521 224 119 857 358 257 179 973 88 641 126 112 14 -10 952 994 64 079 492 544 205 712 627 349 366 376 297 447 006 501 15 -25 723 135 80 391 475 797 227 481 487 262 471 690 413 666 879 421 10 134 524 29 10 16 -40 514 249 75 689 413 391 241 876 471 206 441 258 386 978 544 647 17 -55 170 440 67 793 381 343 216 158 403 352 441 285 637 136 317 508 18 -70 58 533 40 393 175 709 155 045 616 449 424 606 147 789 618 524 19 -85 57 093 39 199 55 266 152 241 679 018 410 909 110 764 504 490 20 -100 10 548 53 424 149 066 660 077 397 212 073 738 344 066 21 -115 51 866 95 368 096 284 203 045 200 037 705 651 352 250 22 -130 53 983 66 245 800 404 217 049 282 798 754 317 174 796 23 -145 64 107 791 681 210 046 241 418 729 984 037 236 24 -160 29 446 532 762 109 596 791 325 348 087 811 216 25 -175 231 700 297 61 350 585 155 712 377 060 410 26 -190 151 231 441 57 392 547 404 601 901 439 290 27 -205 794 42 878 497 310 993 288 534 270 28 -220 10 221 371 350 754 438 136 009 29 -235 891 359 370 665 586 034 847 30 -250 562 346 218 576 733 932 513 31 -265 13 601 563 546 577 147 32 -280 14 539 671 376 685 915 33 -295 14 070 617 461 631 531 34 -310 690 663 065 667 755 35 -325 506 189 506 189 22 863 998 97 162 800 Tổng 17 923 126 125 940 515 663 955 661 30 484 635 30 585 714 12 708 065 Trữ lƣợng tài nguyên than địa chất là: 213.744.179 Trong trữ lƣợng tài nguyên than địa chất khu Cao Sơn cộng Khe Chàm IV tính đến trụ vỉa 10 133.695.125 Trữ lƣợng tài nguyên than địa chất biên giới khai trƣờng tính đến cốt cao đáy mỏ (-325 m) 151.855.450 Trong trữ lƣợng khu Cao Sơn Khe Chàm IV 122.983.771 khu Khe Chàm II (từ mức -200 ÷ -100 m) là: 28.871.679 Đặc điểm cấu tạo vỉa than Cao Sơn Đối tƣợng khai thác lộ thiên thiên thiết kế kỹ thuật gồm vỉa: V10, V11, V12, V13-1, V13-2, V14-1, V14-2, V14-5 thuộc tập tập địa tầng chứa than khu mỏ, cụ thể nhƣ bảng 1.10 Bảng 1.10 Đặc điểm vỉa than mỏ Cao Sơn Tên vỉa V14-5 V14-4 V14-2 V14-1 V13-2 V13-1 V12 V11 V10 Chiều dày tổng quát vỉa (m) 0,37÷28,95 7,7(299) 0,42÷19,11 3,16(283) 0,18÷15,5 3,4(292) 0,1÷6,01 1,7(109) 0,27÷17,2 3,87(251) 0,1÷28,9 5,25(322) 0,19÷11,01 1,65(225) 0,47÷16,32 3,67(142) 0,28÷24,17 5,44(79) Chiều dày Chiều dày riêng than (m) đá kẹp (m) 0,37÷26,26 6,77 0,42÷13,38 2,86 0,18÷11,37 3,1 0,1÷5,26 1,57 0,27÷12,12 3,45 0,1÷21,23 4,32 0,19÷8,4 1,54 0,47÷12,23 3,3 0,28÷20 4,87 0÷7,46 0,93 0÷6,26 0,31 0÷4,13 0,3 0÷1,18 0,13 0÷5,08 0,41 0÷8,2 0,96 0÷2,74 0,13 0÷4,09 0,37 0÷4,17 0,57 Ghi giá trị bảng: 31 Số lớp kẹp (số lớp) 1÷10 1÷8 1÷6 1÷2 1÷9 1÷12 1÷4 1÷5 1÷8 Độ dốc 6÷60 26 5÷65 29 3÷70 26 5÷60 24 3÷75 24 3÷160 26 3÷63 24 9÷75 26 9÷67 25 Cấu tạo vỉa Tƣơng đối phức tạp Phức tạp Tƣơng đối đơn giản Đơn giản Rất phức tạp Đơn giản đến phức tạp Tƣơng đối phức tạp Tƣơng đối phức tạp Phức tạp Chất lượng than Đặc tính vật lý: Than có màu đen, vết vạch đen, ánh kim bán kim có ánh nửa mờ, mờ Vết vỡ than thƣờng vết vỡ vỏ sò, dạng bậc vết vỡ dạng bằng, vết vỡ dạng mắt Than có cấu tạo phân lớp dày, đồng đơi có cấu tạo dạng dải, thấu kính, phân lớp mỏng, chứa nhiều khe nứt nội sinh Than Cao Sơn thuộc loại than có độ cứng trung bình số (HGI) khoảng 40÷45 Đặc tính hóa học: Từ kết phân tích, tính tốn cho thấy than thuộc loại có hàm lƣợng lƣu huỳnh (Sch) thấp, độc hại q trình sử dụng khơng chứa nguyên tố phóng xạ, kim loại thể bảng 1.11 Bảng 1.11 Thành phần hóa học than Tên vỉa 14-5 14-4 14-2 13-2 13-1 SiO2 (%) Al2O3 (%) Fe2O3 (%) CaO (%) MgO (%) 27,2  65,76 8,54  51,61 3,38  48,94 0,00  4,17 0,00  3,29 50,33 (47) 26,46 (47) 12,86 (47) 0,91 (47) 0,97 (47) 30,26  59,36 15,81  82,58 2,48  43,79 0,00  4,27 0,00  3,61 48,18 (16) 28,32 (16) 14,14 (16) 1,13 (16) 1,16 (16) 12,02  59,38 13,08  35,62 0,15  52,27 0,00  5,26 0,00  5,04 44,78 (16) 26,76 (26) 14,36 (26) 1,57 (26) 0,90 (26) 2,62  74,40 5,25  36,05 4,22  60,19 0,30  29,40 0,00  14,49 42,02 (29) 22,58 (29) 19,79 (29) 5,06 (29) 2,36 (29) 34,12  75,50 13,38  37,44 1,84 33,04 0,00  9,10 0,00  4,55 53,02 (27) 22,05 (27) 11,35 (27) 2,15 (27) 1,38 (27) Ghi giá trị bảng: Đặc tính kỹ thuật: Tổng hợp kết phân tích mẫu hóa giai đoạn thăm dị sơ bộ, thăm dò tỉ mỉ thăm dò bổ sung, đồng thời với kết phân tích thăm dị khai thác, có nhận xét chung nhƣ sau: Độ tro than mỏ Cao Sơn thấp, độ ẩm chất bốc nằm giới hạn cho phép, nhiệt lƣợng cao kết luận than mỏ Cao Sơn có chất lƣợng tốt 32 e Đặc điểm địa chất thủy văn địa chất cơng trình Điều kiện địa chất thuỷ văn chịu ảnh hƣởng cấu trúc địa chất khóang sàng với việc xen kẽ lớp đá có độ dẫn nƣớc khác nhau, nhƣng chủ yếu lớp đá dẫn nƣớc Các lớp đá dẫn nƣớc nhƣ sét kết bột kết có chiều dày không lớn phân bố không đồng Các vỉa than lớp cách nƣớc tƣơng đối tính dẫn nƣớc không đáng kể chúng Nước mặt Hệ thống nƣớc mặt tồn mỏ sau trận mƣa đƣợc tiêu thoát tự nhiên theo mƣơng rãnh chảy phía Bắc đổ vào suối Khe Chàm Gần khu mỏ có hai nguồn nƣớc mặt đáng kể hồ Bara suối Khe Chàm Suối Khe Chàm nằm phía Bắc khai trƣờng mỏ Cao Sơn, hƣớng chảy Tây Nam Đơng Bắc đến khoảng tuyến T.IX nhập vào suối Bàng Nâu, chảy sông Mông Dƣơng Lƣu lƣợng đo đƣợc lúc mƣa to lớn Qmax =2688 l/s, nhỏ Qmin =0,045 l/s, vào mùa mƣa lũ lớn nhiều, làm ngập lụt phần thung lũng Đá Mài Nguồn cấp cho suối nƣớc mƣa nƣớc tháo khô mỏ Nhìn chung nƣớc mặt khu mỏ khơng nhiều, chủ yếu nƣớc mƣa, nƣớc rị rỉ tích đáy moong khai thác Vào mùa mƣa, lƣợng nƣớc chảy tràn vào moong tăng đột ngột tạo áp lực lớn cho cơng tác nƣớc, gây ngập lụt tức thời, tạo trở ngại cho giao thông hoạt động chân công trƣờng Nước ngầm Nƣớc tầng Đệ Tứ (Q): Tầng chứa nƣớc nằm lớp đất phủ, đá thải có khả chứa lƣu thông nƣớc tốt Nƣớc địa tầng chứa than (T3n-r): Đây phức hệ chứa nƣớc áp lực nằm điệp chứa than Hòn Gai - Cẩm Phả Đất đá tầng chứa than đƣợc trầm tích theo chu kỳ từ hạt thơ đến hạt mịn Có mặt phức hệ bao gồm cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết vỉa than 1.3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội Cẩm Phả Khu mỏ nằm địa bàn thành phố Cẩm Phả, trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội vùng than Quảng Ninh Các hoạt động kinh tế chủ yếu thị xã Cẩm Phả khai thác than Ngoài hoạt động khai thác than, khu vực 33 có tiềm kinh tế biển, kinh tế rừng thƣơng mại, dịch vụ khác Trong phạm vi thành phố có nhiều công ty mỏ than hoạt động nhƣ: Đèo Nai, Cọc Sáu, Thống Nhất, Mông Dƣơng, Khe Chàm, Dƣơng Huy, Khe Tam, Tây Nam Đá Mài Dân cƣ vùng đơng đúc (tính đến năm 2012 195.800 ngƣời, mật độ 403 ngƣời/km2), chủ yếu công nhân mỏ số làm nghề biển, trồng trọt, dịch vụ,… thành phần dân cƣ chủ yếu ngƣời kinh (95,2%), số dân tộc ngƣời nhƣ Sán Dìu, Mán,v.v Mỏ Cao Sơn mỏ cung cấp sản lƣợng than có doanh thu lớn ngành Hoạt động khai thác mỏ Cao Sơn năm gần tạo sản lƣợng than từ triệu tấn/năm đến 3,5 triệu tấn/năm, tạo nguồn thu ngân sách lớn cho địa phƣơng Việc khai thác mỏ thu hút lực lƣợng lớn tỉnh Quảng Ninh số tỉnh quanh vùng, giải công ăn việc làm đảm bảo đời sống ổn định 3.709 lao động với mức thu nhập bình quân 3.000.000đồng/ngƣời/tháng đời sống văn hóa tinh thần ngƣời lao động ln ln đƣợc cải thiện ngày nâng cao, dịch vụ chăm sóc sức khoẻ mặt y tế, nghỉ ngơi ngày đƣợc quan tâm cải thiện [18] Mỏ than Cao Sơn qúa trình khai thác sử dụng đƣờng vận tải mỏ từ khai trƣờng, gƣơng tầng khai thác đến bãi chứa than, cảng tiêu thụ Hệ thống đƣờng vào mỏ có hai đƣờng chính: Một đƣờng qua mỏ Cọc Sáu, đƣờng từ mỏ Mông Dƣơng vào Đƣờng giao thông hầu nhƣ tƣơng đối thuận tiện đƣợc tƣới nƣớc chống bụi, tổng chiều dài đƣờng vận tải >25km, bề rộng  25m, đƣờng rải đá dăm, rải nhựa, có bờ an toàn Tuy nhiên thời gian sử dụng lâu nên số tuyến đƣờng cần đƣợc đầu tƣ sửa chữa nâng cấp để đảm bảo giao thông nhƣ tuyến đƣờng từ Đông Cao Sơn vào Bàng Nâu Hệ thống đƣờng ô tô mỏ đƣợc xây dựng đáp ứng yêu cầu phát triển khai trƣờng, bãi thải, đảm bảo cho loại xe tơ có tải trọng lớn hoạt động Đƣờng cố định bán cố định khu Cao Sơn đƣờng từ khu Đông Cao Sơn, Tây Cao Sơn dọc theo biên giới phía Bắc dài 1,8km Đƣờng có chiều rộng mặt đƣờng 18m, đƣờng cố định mặt đƣờng có kết cấu vững dày 55cm (đá hộc dày 30cm đá dăm dày 14cm, nhựa thâm nhập dày 11cm) độ dốc dọc đƣờng không 6% 34 Đƣờng liên lạc khai trƣờng bãi thải đƣờng tạm tạm thời khơng có kết cấu mặt đƣờng, đƣờng đất Hoạt động khai thác mỏ than Cao Sơn tạo nên nhu cầu lớn thƣờng xuyên điện khu vực Cẩm Phả, trực tiếp trạm biến áp 110/35/6KV Mông Dƣơng theo đƣờng ĐDK-35KV-AC-95 dài 8,0km Hoạt động khai thác mỏ Cao Sơn đòi hỏi cung cấp lƣợng nƣớc lớn Hiện tồn khu văn phịng đơn vị có hệ thống cấp nƣớc phục vụ đầy đủ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt, nguồn nƣớc đƣợc khai thác từ suối Bản Tài khơng ảnh hƣởng đến nguồn nƣớc sinh hoạt dân cƣ vùng Hệ thống đƣờng vận tải mỏ khơng ảnh hƣởng đến cơng trình công cộng sở hạ tầng khác Tuy nhiên ảnh hƣởng công tác khai thác, số đoạn đƣờng bị đất đá thải lấp, số cơng trình nƣớc bị bồi lắng Đƣờng tơ mỏ đƣợc thƣờng xuyên trì sửa chữa để đảm bảo cho thiết bị hoạt động an toàn có suất Cơng tác trì đƣợc thực thủ công kết hợp giới: sử dụng loại xe san gạt 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo thƣờng niên tình hình sản xuất, kinh doanh than công ty thành viên trực thuộc TKV Báo cáo phân tích chất lƣợng than mỏ Cao Sơn giai đoạn thăm dò khai thác phịng KCS Cơng ty Cổ phần than Cao Sơn - TKV kết hợp với công ty cổ phần giám định than - TKV thực Báo cáo trạng môi trƣờng tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2006-2010 Báo cáo Hội nghị kiểm điểm việc thực kế hoạch phối hợp tỉnh Quảng Ninh Vinacomin năm 2012, triển khai thực kế hoạch năm 2013 diễn ngày 5-2-2013, Quảng Ninh Luận văn: “Đánh giá trạng đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm từ bãi thải khu mỏ than Cao Sơn, Quảng Ninh”, Đào Trung Thành, 2013 Luận văn: “Quản lý mơi trƣờng q trình khai thác hoàn nguyên mỏ than Hồng Thái, tỉnh Quảng Ninh”, Ngô Thanh Sơn, 2013 Lƣu Đức Hải, Chu Văn Ngợi, 2004 Tài nguyên khóang sản Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội JOGMEC, 2011 Hướng dẫn cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác khoảng sản Nhật Bản Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh, 2010 Nhà xuất Thống Kê, Hà Nội 10 Báo cáo trạng môi trƣờng tổng thể tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2006-2010 11 Dự án cải tạo phục hồi môi trƣờng “Dự án mở rộng nâng công suất mỏ than Núi Béo, công ty cổ phần than Núi Béo TKV” 12 http://petrotimes.vn/than-nui-beo-tich-cuc-bao-ve-moi-truong-194901.html 13 PGS TS Hồ Sỹ Giao nnk, 2010 Bảo vệ môi trường khai thác mỏ lộ thiên Nhà xuất Từ điển Bách Khoa, Hà Nội 14 Báo cáo thƣờng niên tình hình sản xuất, kinh doanh than cơng ty thành viên trực thuộc TKV 15 Báo cáo kết dự án điều tra, đánh giá trạng môi trƣờng khu vực khai thác khóang sản trọng điểm vùng đông bắc bắc 83