Đánh giá thực trạng công tác cải tạo phục hồi các bãi thải vùng than hạ long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM TRUNG NGHĨA ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CẢI TẠO PHỤC HỒI CÁC BÃI THẢI VÙNG THAN HẠ LONG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ ÁNH TUYẾT Hà Nội - 2013 Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan Danh mục bảng biểu Danh mục vẽ, sơ đồ Lời mở đầu Chương Tổng quan công nghệ khai thác than hoạt động đổ thải chất thải rắn 10 1.1 Tổng quan hoạt động khai thác than 10 1.2 Công nghệ khai thác than 12 1.3 Hiện trạng đất đá thải trình khai thác 13 1.3.1 Các khu vực khai thác lộ thiên 13 1.3.2 Các khu vực khai thác hầm lò 14 1.4 Các tác động hoạt động khai thác than đến môi trường 16 1.5 Hiện trạng hoạt động đổ thải chất thải rắn 19 1.5.1 Quy trình kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên 19 1.5.2 Hiện trạng bãi thải: 21 1.5.2.1 Thành phần, đặc điểm chung bãi thải than : 21 1.5.2.2 Các tác động đến môi trường bãi thải đất đá 22 1.6 Nội dung công tác quản lý, quy hoạch đổ thải ngành than 25 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 1.7 Một số tiêu chủ yếu đơn vị khai thác lộ thiên vùng Hạ Long 26 1.8 Quy hoạch chi tiết kế hoạch đổ thải bãi thải vùng Hạ Long 26 Chương Cơ sở cải tạo, phục hồi bãi thải 29 2.1 Bãi thải định nghĩa bãi thải 29 2.2 Các yêu cầu thiết kế bãi thải: 2.2.1 Nội dung thiết kế bãi đổ thải Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 5326:2008 – Kỹ thuật khai thác mỏ lộ thiên 2.2.2 Nội dung công tác cải tạo bãi thải Quyết định ký Quỹ cải tạo, phục hồi môi trường hoạt động khai thác khống sản 2.2.3 Nội dung cơng tác đổ thải Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia 29 31 an toàn khai thác mỏ lộ thiên 32 2.2.4 Quy định công tác đổ thải mỏ lộ thiên ngành Than 35 2.3 Sự khác công nghệ đổ thải Việt Nam nước có cơng nghiệp mỏ phát triển Chương Đánh giá thực trạng đề xuất cải tạo bãi thải 37 vùng than Hạ Long 40 3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu mỏ vùng Hạ Long 40 3.2 Thực trạng công tác quản lý, quy hoạch bãi thải đổ thải đất đá vùng Hạ Long 43 3.3 Nhu cầu cải tạo, phục hồi bãi thải vùng Hạ Long 48 3.3.1 Kế hoạch cải tạo, phục hồi môi trường bãi thải 48 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.3.2 Một số giải pháp cải tạo, phục hồi bãi thải điều kiện Việt Nam 50 3.4 Thực trạng công tác cải tạo, phục hồi bãi thải vùng Hạ Long 53 3.5 Đánh giá công tác cải tạo, phục hồi bãi thải vùng Hạ Long: 61 3.6 Một số đề xuất cải tạo, phục hồi bãi thải vùng than Hạ Long 64 Kết luận 74 Tài liệu tham khảo 76 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Tên bảng Nội dung Trang Bảng Tình hình khai thác than giai đoạn 2003÷2009 Việt Nam 11 Bảng Quy hoạch sản lượng than đến năm 2020, 12 có xét triển vọng đến năm 2030 Bảng Tổng lượng than, đất đá thải khai thác lộ thiên giai đoạn 2005÷2011 13 Bảng Tổng lượng than, đất đá thải khai thác hầm lị giai đoạn 2005÷2011 14 Bảng Các tác động từ hoạt động khai thác than đến môi trường 17 Bảng Tổng hợp khối lượng đất đá đổ thải mỏ lộ thiên theo vùng 25 Bảng Một số tiêu chủ yếu mỏ khai thác than lộ thiên vùng Hạ Long 26 Bảng So sánh ưu nhược điểm hai phương pháp đổ thải 37 Bảng Một số yêu cầu thiết kế kỹ thuật cụ thể công tác cải tạo, phục hồi bãi thải than 39 Bảng 10 Tổng hợp diện tích cải tạo, phục hồi mơi trường bãi thải 49 Bảng 11 Tổng hợp nội dung công việc thi công dự án cải tạo bãi thải vùng Hạ Long 60 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Nội dung Tên hình Trang Hình Sơ đồ cơng nghệ khai thác lộ thiên kèm dịng thải 15 Hình Sơ đồ cơng nghệ khai thác hầm lị kèm dịng thải 16 Hình Sơ đồ hoạt động bốc xúc, vận tải đổ thải đất đá 20 Hình Sơ đồ hoạt động khai thác, v.chuyển, sàng tuyển tiêu 20 thụ Hình Hoạt động đổ thải mỏ khai thác lộ thiên 21 Hình Sơ đồ mơ hình cải tạo phục hồi mơi trường bãi thải 35 Hình Sơ đồ mặt đứng bãi thải san cắt tầng 51 Hình Cải tạo/phục hồi mơi trường bãi thải đồng thời với 54 trình đổ thải Hình Trồng cỏ vetiver ổn định sườn tầng Bãi thải Bắc 56 Núi Béo Hình 10 Cải tạo bãi thải Nam Lộ Phong - Mỏ Hà Tu 57 Hình 11 Sơ đồ đổ thải tính tốn đổ thải phân lớp 4,0 m 64 Hình 12 Sơ đồ xác định bờ an toàn cho xe CAT 773E CAT 773F Hình 13 Sơ đồ quay đảo chiều đổ phân lớp 4,0 m 66 66 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, luận văn thạc sĩ Quản lý Môi trường “ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CẢI TẠO, PHỤC HỒI CÁC BÃI THẢI VÙNG THAN HẠ LONG” cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu luận văn số liệu trung thực Quảng Ninh, tháng 02 năm 2013 PHẠM TRUNG NGHĨA HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong kế hoạch phát triển ngành than, nhu cầu sản lượng ngày tăng Hiện mỏ lộ thiên phải đảm nhiệm 60% (năm 2009), 45-50% (năm 2020) tổng sản lượng toàn ngành Để đáp ứng nhu cầu chung toàn ngành, Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam đề chủ trương “Tăng cường mở rộng khai thác mỏ lộ thiên, nhằm tận thu tối đa trữ lượng tài ngun có lịng đất” Trong năm tới mỏ than lộ thiên tiếp tục khai thác xuống sâu, biên giới mở rộng chiều rộng chiều sâu, khối lượng đất bóc mỏ tăng, chiều cao nâng tải cung độ vận tải mỏ tăng, nên việc ảnh hưởng lớn đến môi trường tránh khỏi Trong đó, dung tích bãi thải ngày thu hẹp, nên chiều cao ngày lớn Việc đổ thải vấn đề xúc mỏ lộ thiên Để giảm chi phí vận tải đất đá cần áp dụng nhiều phương pháp khác nhau, đổ bãi thải có ý nghĩa lớn đến hiệu khai thác mỏ lộ thiên Ngành than chịu nhiều sức ép vấn đề đổ thải bảo vệ môi trường công tác đổ thải, cần thiết nghiên cứu quy hoạch bãi thải hợp lý nhằm nâng cao hiệu khai thác, đổ thải đồng thời đưa giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường để bảo vệ môi trường, Vùng Hạ Long khu vực nhạy cảm mơi trường có di sản thiên nhiên giới vịnh Hạ Long Vì vậy, đổ thải phải tuân thủ trình tự đổ thải theo thiết kế phê duyệt, khu vực ngừng đổ thải phải tiến hành hoàn nguyên trồng xanh mặt sườn tầng bãi thải Đồng thời gia cố xây kè vị trí có khả sạt lở đất đá chân bãi thải, khu vực sông suối Về lâu dài phải thực đầy đủ có hiệu nội dung cam kết bảo vệ môi trường dự án khai thác chế biến than, tuyên truyền giáo dục nhận thức môi trường chung môi trường khai thác mỏ cho cán công nhân viên nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cá nhân, từ giảm thiểu rủi ro mặt môi trường tác động hoạt động khai thác, chế biến vận tải than gây HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG Chính thế, vấn đề cải tạo, phục hồi môi trường bãi thải cần thiết, cấp bách Là cán mơi trường làm việc Tập đồn Than nên tơi lựa chọn nghiên cứu luận văn thạc sỹ vấn đề “ Đánh giá thực trạng công tác cải tạo/phục hồi bãi thải vùng than Hạ Long” nhằm phục vụ tốt cho cơng việc đồng thời góp phẩn cải thiện mơi trường tỉnh Quảng Ninh năm tới Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá thực trạng công tác cải tạo/phục hồi bãi thải vùng than Hạ Long - Đề xuất giải pháp để hoàn thiện mở hướng công tác quản lý, điều hành công tác cải tạo, phục hồi môi trường bãi thải vùng Hạ Long để góp phần giải triệt để vấn đề môi trường tạo cảnh quan xanh đẹp cho vùng dân cư TP Hạ Long Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu trình phát sinh chất thải hình thành bãi thải trình sản xuất khai thác than - Nghiên cứu thực trạng trình cải tạo phục hồi môi trường bãi thải rắn vùng Hạ Long đề xuất hướng quản lý, giải pháp cải tạo bãi thải vùng Hạ Long Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp thống kê: Tiến hành thu tập, xử lý số liệu mơi trường, khí tượng thủy văn, đặc điểm tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội khu vực + Phương pháp đánh giá nhanh: Trên sở khảo sát thực tế, tiến hành đánh giá nhanh trạng chung cải tạo bãi thải bãi thải vùng Hạ Long + Phương pháp nghiên cứu khảo sát thực địa: Xem xét địa hình, tham khảo mơ hình cải tạo bãi thải thực hiện, phân tích, đánh giá khả tái sử dụng đất sau khai thác + Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia lĩnh vực môi trường, khai thác mỏ lộ thiên HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Những đóng góp đề tài - Làm rõ khối lượng chất thải (bãi thải) thải trình sản xuất than - Làm rõ số yêu cầu cải tạo bãi thải - Thông qua việc nghiên cứu thực trạng, đề xuất số yêu cầu, giải pháp nhằm hoàn thiện công tác cải tạo, phục hồi môi trường bãi thải Kết cấu đề tài Ngoài phần mở đầu kết luận, đề tài kết cấu làm chương chính: Chương Tổng quan hoạt động khai thác than bãi thải chứa chất thải rắn Chương Cơ sở lý luận cải tạo, phục hồi bãi thải Chương Đánh giá thực trạng số đề xuất cải tạo bãi thải than vùng Hạ Long HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG + Đối với mặt đê: keo tràm, keo tai tượng với mật độ trồng từ 2.000-:2.200 cây/ha + Đối với sườn tầng: trồng cỏ Vetiver, mật độ trồng: hàng cách hàng m, khóm cách khóm 0,2 m, trồng trứng cá (bãi thải vỉa 7-8 Hà Tu) Với thời gian điều kiện hạn chế, thân tác giả chưa thể thống kê, xác định chuẩn xác tỷ tệ sống Nhưng theo tổng hợp báo cáo đơn vị vùng Hạ Long : loại lựa chọn có khả sống khỏe, tỷ lệ từ 85-:- 90% Mặc dù loại chưa đa dạng, ngoại lai chi phí cao Chưa áp dụng địa, đa loài, tạo đa dạng sinh học tránh nguy mầm bệnh (nếu có) Vấn đề cần có nghiên cứu khoa học cách nghiêm túc để có định hướng giống trồng phủ xanh ổn định bãi thải, bờ mỏ sau kết thúc khai thác sau - Công tác xây dựng tường kè bao quanh chân bãi thải: bãi thải Chính Bắc giai đoạn I, Nam Lộ Phong tiến hành xây dựng đập chắn chân bãi thải (đê, đập đất, kè rọ đá) Nội dung có tác dụng nhanh chóng, giảm thiểu nguy sạt lở bồi lấp khu vực hạ lưu (dân cư) Việc cải tạo phục hồi bãi thải: trước tiên khâu quy hoạch đổ thải hợp lý, quy hoạch sử dụng đất, khống chế chiều cao góc nghiêng bờ bãi thải, giảm yếu tố trượt lở, bồi lấp Các yếu tố ảnh hưởng công tác đổ thải bụi, nước thải, phá hủy cảnh quan cần xác định giải cụ thể 63 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.6 MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ CẢI TẠO, PHỤC HỒI CÁC BÃI THẢI VÙNG THAN HẠ LONG a Ổn định chống trượt lở bãi thải: Vì mỏ, bãi thải vùng Hạ Long nằm thành phố du lịch, nên công tác cải tạo phục hồi mơi trường nói chung, cải tạo bãi thải nói riêng cần phải làm triệt để liệt để khơng bị bị trích tác động đến mơi trường, cảnh quan mục đích sử dụng đất sau Sau nghiên cứu thực trạng đổ thải Việt Nam đặc biệt vùng Quảng Ninh, nhóm Chuyên gia CHLB Đức Hiệp hội Nghiên cứu Khai thác mỏ Môi trường Việt Nam (RAME) đề xuất đổ thải theo lớp với trọng tâm việc đổ thải theo lớp phương pháp xây dựng bãi thải để nâng cao đặc tính vật liệu bãi thải độ ổn định nhiều lĩnh vực Phương pháp đổ thải thực phương pháp đổ thải theo lớp, sau lèn chặt tự trọng thiết bị vận tải trình đổ thải xe tải, máy gạt hay xe lu Phương pháp tiếng thực tế kinh nghiệm xây đập, đắp đường cho thấy áp dụng kể với vật liệu có kích cỡ lớn thấy Bãi thải Chính Bắc vùng Hạ Long Đất đá đổ thải lèn chặt xác định ảnh hưởng yếu tố tác động độ nén Các yếu tố độ dày lớp, số lần thiết bị di chuyển để lèn chặt thông số thiết bị (như áp lực lên mặt đất xe tải, thiết bị san gạt) Lớp đổ thải phải cao kích thước tối đa đá thải, thông thường lèn chặt đạt chất lượng tốt vật liệu phân loại tốt, tốc độ, tải trọng thiết bị vận tải bề mặt bãi thải Hiện nay, phương pháp đổ thải đơn vị khai thác vùng Hạ Long không đổ bãi thải cao với chiều cao đổ thải >50,0 m mà tiến hành đổ theo tầng thải bình quân có chiều cao từ 35,0-:- 50 m Do vậy, so với q trình đổ thải phân lớp có hiệu khác biệt độ ổn định bãi thải Với phương án đổ thải phân lớp, đổ theo phân lớp mỏng đạt hiệu tối ưu hệ số đầm chặt đất đá Với dây chuyền đồng thiết bị công nghệ thiết bị 64 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG máy xúc vận tải tơ cỡ lớn, đất đá thải có cỡ hạt (đá tảng) lên đến 2,0m chiều cao tối đa 01 xe đổ thải 1,8 m Vì kích thước tối thiểu để đổ thải theo lớp từ 2,0 m đổ thải bãi thải lý tưởng cho độ đầm nén Nhưng sau tính toán thử nghiệm thực tế thấy rằng: khối lượng san gạt phát sinh san gạt đổ thải theo lớp 2m 36% Trong đó, đổ theo lớp 4,0 m nhỏ khơng có khối lượng san gạt phát sinh, mặt khác tiêu tính tốn san gạt cho lớp 4,0 m tính tốn theo phù hợp với quy trình đổ thải quy định Nhà nước Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam quy trình đổ thải thiết kế khai thác mỏ lộ thiên (xem [1],[2],[4]) Sau kết kiểm tra phương pháp quan trắc dịch động đo đạc mật độ sau hoàn tất lớp đổ thải thử nghiệm Các đo đạc chuyên tiến hành thí nghiệm độ sâu khác (từng mét một) khu đổ thải khác để so sánh số lần xe qua lại xác định được: CAT 773 +138 2m 4m +136 1:1 ,5 2m +134 1,83 Hình 11 Sơ đồ đổ thải tính tốn đổ thải phân lớp 4,0 m * Lợi ích phương án: Với phương án đổ thải theo phân lớp tối thiểu 4,0 m, với phương pháp kiểm tra mật độ vị trí quan trắc dịch động xác định độ nén lớn đạt hệ số k = 0,70 Điều đảm bảo đạt mục tiêu nâng cao độ ổn định sườn bãi thải, giảm sụt lún, giảm độ thấm, tiết kiệm diện tích đổ thải, việc thiết kế trồng linh hoạt 65 HV Phạm Trung Nghĩa Luận văn thạc sỹ NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Thực tế mặt sử dụng mục đích xây dựng hạ tầng thị, cần thiết phải có hệ số đầm chặt k=0,85, phương án thi công phải lựa chọn vật liệu đổ lớp 0,5 m lu nèn đầm chặt liên tục * Hạn chế phương án: áp dụng với công tác đổ thải xác định là: - Chi phí đổ thải theo lớp 4,0 m có chi phí cao ~ 2% chi phí đổ thải truyền thống (chiều cao