BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYN VN IN Nghiên cứu dự báo tác động hoạt động khai thác than N MễI TRƯỜNG CỦA THỊ Xà NG BÍ THEO CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIN NGHNH THAN đến năm 2025 Chuyờn ngnh: Khai thỏc mỏ Mã số: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGI HNG DN KHOA HC PGS.TS Trần Xuân Hà H NỘI, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - NGUYỄN VĂN ĐIỀN Nghiªn cøu dự báo tác động hoạt động khai thác than ĐẾN MƠI TRƯỜNG CỦA THỊ Xà NG BÍ THEO CHIẾN LC PHT TRIN NGHNH THAN đến năm 2025 LUN VN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2010 Lêi cam ®oan Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hµ nộị; ngày .tháng năm 2010 Tỏc gi lun NGUYỄN VĂN ĐIỀN MỤC LỤC NỘI DUNG Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu Chương 1: ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA THỊ Xà NG BÍ 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Điều kiện tự nhiên phát triển kinh tế xã hội 1.2.1 Địa chất 1.2.2 Thời tiết, khí hậu 1.2.3 Thuỷ văn 1.2.3.1 Nước mặt 1.2.3.2 Nước ngầm 1.2.4 Tài ngun khống sản 1.2.5 Dân số, diện tích 1.2.5.1 Dân số 1.2.5.2 Diện tích 1.2.6 Sản xuất công nghiệp 1.2.7 Hệ thống giao thông 10 1.2.7.1 Đường sắt 10 1.2.7.2 Đường thuỷ 10 1.2.7.3 Đường 11 Chương 2: PHÂN TÍCH TÁC ĐỘNG MƠI TRƯỜNG CỦA HOẠT ĐÔNG KHAI THÁC THAN ĐỐI VỚI THỊ Xà NG BÍ 13 2.1 Khái qt 14 2.2 Đặc điểm hoạt động khai thác than khu vực thị xã Uông Bí 14 2.2.1 Mở vỉa chuẩn bị ruộng mỏ 14 2.2.2 Công nghệ khai thác 15 2.2.3 Thiết bị mỏ hầm lò 15 2.2.4 Hiện trạng sàng tuyển 15 2.2.4.1 Nhà máy sàng tuyển 15 2.2.4.2 Các xưởng sàng mỏ 15 2.3 Tác động hoạt động khai thác than đến môi trường nước 15 2.3.1 Đặc điểm thuỷ văn 17 2.3.2 Tình hình khai thác sử dụng nước mặt 17 2.3.3 Diễn biến chất lượng nước mặt 17 2.3.3.1 Chất lượng nước sông 18 2.3.3.2 Chất lượng nước hồ 18 2.3.4 Hiện trạng dòng chảy mặt tiêu nước 18 2.3.5 Hiện trạng nhiễm nguồn nước 30 2.3.6 Hiện trạng chất lượng nước ngầm 30 2.3.7 Nhận xét 31 2.4 Tác động hoạt động khai thác than đến mơi trường khơng khí 31 2.4.1 Bụi 31 2.4.2 Nhận xét 37 2.4.3 Khí độc, khí nổ 37 2.4.4 Nhận xét 41 2.5 Tác động môi trường tiếng ồn 42 2.6 Hiện trạng chất thải rắn 44 2.6.1 Phân loại thu gom chất thải rắn 44 2.6.2 Chất thải rắn công nghiệp 44 2.6.3 Xử lý chất thải công nghiệp 45 2.7 Hiên trạng môi trường đất 45 2.8 Vấn đề an toàn sức khoẻ cộng đồng 45 2.9 Hiện trạng rừng đa dạng sinh học 46 2.9.1 Hiện trạng rừng 46 2.9.2 Đa dạng sinh học 46 2.10 Hiện trạng bãi thải, sụt lở, xói mịn bãi thải 47 2.11 Nhận xét , đánh giá 47 Chương 3: NGHIÊN CỨU DỰ BÁO CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT THAN Ở THỊ Xà NG BÍ THEO CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN NGHÀNH THAN ĐẾN NĂM 2025 49 3.1 Lựa chọn phương pháp dự báo 49 3.2 Xác định tiêu phạm vi cần dự báo 50 3.3 Cơ sở khoa học sử dụng để dự báo số thông số môi trường 51 3.4 Dự báo mức độ nhiễm mơi trường khơng khí 54 3.4.1 Dự báo mức độ ô nhiễm bụi 54 3.4.2 Nhận xét 54 3.4.3 Dự báo mức độ nhiễm khí độc 57 3.4.4 Nhận xét 57 3.4.5 Dự báo mức độ ô nhiễm tiếng ồn 61 3.4.6 Nhận xét 3.5 Dự báo mức độ ô nhiễm môi trường nước 63 63 63 3.5.1 Dự báo biến đổi lưu lượng nước thải khai thác 3.5.2 Dự báo lưu lượng nước thải sinh hoạt 64 3.5.3 Dự báo biến đổi PH 70 3.6 Dự báo ảnh hưởng khai thác than đến yếu tố khác 70 Chương 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN Ở THỊ Xà NG BÍ 72 4.1 Mơi truờng khơng khí 74 4.1.1 Đối với mỏ than hầm lò 74 4.1.2 Đối với mỏ có khai thác than lộ thiên 75 4.1.3 Đối với khu sàng tuyển mỏ nhà máy tuyển, kho than 76 4.1.4 Trong hoạt động giao thông vận tải 78 4.2 Môi trường nước 78 4.2.1 Đối với nước thải mỏ lộ thiên 79 4.2.2 Đối với nước thải mỏ Hầm lò 81 4.2.3 Đối với nước thải nhà máy tuyển 83 4.3 Giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn 84 4.4 Môi trường đất 84 4.4.1 Giải pháp giảm thiểu tác động đất đá 84 4.4.2 Hạn chế suy giảm môi trường đất, cảnh quan 84 4.5 Biện pháp tổ chức quản lý 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 Kết luận 90 Kiến nghị 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD5 Nhu cầu ô xy sinh học BTNMT Bộ tài nguyên môi trường BVMT Bảo vệ mơi trường COD Nhu cầu xy hố học QCVN Quy chuẩn Việt Nam QĐ-BYT Quy định Bộ y tế TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCVSLĐ Tiêu chuẩn vệ sinh lao động TKV Tập đồn cơng nghiệp than khống sản VN TSS Tổng chất rắn lơ lửng TTNCTNKTM Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm khai thác mỏ DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1a Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước thải Công ty CP than Vàng Danh – TKV Bảng 2.1.b 20 Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước thải Công ty CP than Vàng Danh – TKV 21 Bảng 2.2 Kết phân tích nước mặt cơng ty CP than Vàng Danh – TKV 22 Bảng 2.3 Kết phân tích nước mặt, nước thải Cơng ty TNHH MTV than Nam Mẫu – TKV 23 Bảng 2.4 Kết phân tích nước thải Cơng ty TNHH MTV than Nam Mẫu – TKV 24 Bảng 2.5 Kết phân tích nước sinh hoạt Cơng ty TNHH MTV than Nam Mẫu – TKV 25 Bảng 2.6 Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước thải Công ty TNHH MTV than Đồng Vông 26 Bảng 2.7 Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước thải Công ty TNHH MTV than Đồng Vông 27 Bảng 2.8 Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước thải Công ty TNHH MTV than Đồng Vông 28 Bảng 2.9 Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước cấp sinh hoạt mỏ than Vietmindo Bảng Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước mặt mỏ than 2.10 Vietmindo Bảng Tổng hợp kết nghiên cứu mẫu nước thải mỏ than 2.11 Vietmindo 29 29 30 Bảng 2.12 Kết quan trắc môi trường khơng khí Cơng ty CP than Vàng Danh – TKV Bảng 2.13 Kết quan trắc mơi trường khơng khí Công ty TNHH MTV than Nam Mẫu – TKV Bảng 2.14 36 Kết quan trắc mơi trường khơng khí Công ty TNHH MTV than Nam Mẫu – TKV Bảng 2.18 35 Kết quan trắc mơi trường khơng khí Công ty CP than Vàng Danh – TKV Bảng 2.17 34 Kết quan trắc moi trường khơng khí vị trí vận chuyển, tập kết chế biến than Bảng 2.16 34 Kết quan trắc môi trường không khí Cơng ty TNHH MTV than Đồng Vơng Bảng 2.15 33 39 Kết quan trắc mơi trường khơng khí Công ty TNHH MTV than Đồng Vông 40 Bảng 2.19 Kết quan trắc mơi trường khơng khí thị xã ng Bí 41 Bảng 2.20 Bảng kết quan trắc môi trường tiếng ồn rung công ty CP than Vàng Danh - TKV 43 Bảng 2.21 Kết quan trắc mơi trường tiếng ồn thị xã ng Bí 43 Bảng 3.1 Sản lượng than nguyên khai thác dự kiến khai thác lộ thiên hầm lò giai đoạn 2010-2025 thị xã ng Bí Bảng 3.2 52 Dự tính lượng bụi phát sinh từ hoạt động khai thác xúc bốc, vận chuyển, đổ thải theo năm vùng ng Bí 55 Bảng 3.3 Bảng xếp hạng mỏ theo khí Mê tan 57 Bảng 3.4 Dự tính lượng khí CH4 phát sinh từ đất đá địa tầng vỉa than trình khai thác theo năm Bảng 3.5 58 Bảng dự tính khí CO, NO phát sinh từ nổ mìn đất đá theo năm 59 79 4.2.1 Đối với nớc thải mỏ lộ thiên Với lộ vỉa kết thúc năm 2010 cần lựa chọn công nghệ có vốn đầu t ban đầu nhỏ dễ thu hồi lại hệ thống, sơ đồ công nghệ cho nhóm đợc đề xuất nh hình 4.6 Trung hoà nớc thải sữa vôi, kết hợp keo tụ polime hệ thống hồ lắng Dung dịch polime Nớc thải đầu vào Bộ phận hoà trộn Ao lắng cặn Nớc sau xử lý Sữa vôi trung hoà Hình 4.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải cho lộ vỉa nhỏ kết thúc trớc 2010 - Đối với nhóm mỏ có thời gian tồn lâu, cần nghiên cứu phát triển theo hớng công nghệ có tổng chi phí đầu t chi phí vận hành đời mỏ thấp Công nghệ wetlands mơng đá vôi yếm khí đợc xem có hiệu chi phí tổng hợp thấp Vì vậy, đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải cho nhóm hình 4.7 80 N−íc má cã tÝnh axÝt cao Oxy hßa tan, Fe(III), Al 1mg/l Mơng đá vôi kị khí (ALD) axít 300 mg/l Ao l¾ng Ao l¾ng Wetlands hiÕu khÝ Wetlands kỵ khí Nớc sau xử lý Hình 4.7 Sơ đồ công nghệ kết hợp mơng đá vôi kỵ khí (ALD) hệ thống đất ngập nớc (Wetlands) nhân tạo ®Ĩ xư lý n−íc th¶i má cã tÝnh axÝt cao 81 4.2.2 Đối với nớc thải mỏ hầm lò * Đối với nguồn thải mỏ hầm lò không mang tính axít, hàm lợng tiêu nh sắt (Fe), Mangan (Mn), chất rắn lơ lửng (TSS) trung bình Mô hình xử lýđợc đề xuất cho đối tợng nh hình 4.8; N−íc má cã kh«ng mang tÝnh axÝt, Fe, Mn, TSS, trung bình Ao lắng Wetlands Nớc sau xử lý Hình 4.8 Mô hình xử lý nớc thải hầm lò không mang tính axít - Đối với mỏ đến 2010 kết thúc, áp dụng mô hình cần tận dụng ao, vùng trũng có xung quanh khu mỏ, đồng thời tận dụng hệ wetland tự nhiên xung quanh mỏ - Đối với mỏ có thời gian tồn lâu (>15 năm), áp dụng mô hình này, cần tận dụng vùng trũng quanh mỏ để tạo thành ao lắng Xây dựng hệ thống Wetland đợc thiết kế phù hợp với lu lợng thải với địa hình nguồn thải * Đối với nguồn thải mỏ hầm lò mang tÝnh axÝt cao, Fe, Mn, TSS cao: - Víi nguồn thải phân bố vùng có diện tích hẹp, địa hình phức tạp 82 Có nhiều nguồn nớc thải mỏ hầm lò nằm vùng đồi núi, địa hình phức tạp, diện tích hẹp cho việc xử lý Để trung hòa nớc thải có tính axít mạnh nguồn thải này: đề xuất công nghệ theo hệ thống xử lý nớc thải mỏ (hình 4.9) Cửa lò Sữa vôi CaO Nớc thải Đập tràn Suối Hình 4.9 Mô hình xử lý nớc thải có tính axít cao vùng núi, địa hình phức tạp - Đối với nguồn thải vùng có địa hình thuận lợi, có thời gian tồn lâu (kết thúc sau năm 2010), sơ đồ công nghệ xử lý đợc đề xuất nh hình 4.7 * Phòng chống bục nớc với mỏ hầm lò - Khi khai thác dới khu vực có suối đờng tụ thuỷ để lại trụ than bảo vệ - Trớc khai thác cần tiến hành khoan thăm dò, phát hiện, dự báo túi nớc có khả gây bục nớc lò - Các đờng lò sau phá hoả, đầu khai thác lộ vỉa phải đầm nén chặt hạn chế khả hình thành kênh dẫn, túi chứa nớc nhân tạo tiềm ẩn nguy bục nớc cho đờng lò khai thác tầng dới 83 4.2.3 Đối với nớc thải nhà máy tuyển Đối với nớc thải nhà máy tuyển than hệ thống xử lý nớc thải phải tập trung xử lý kim loại nặng, lắng tủa cặn nhờ dung dịch Polyme, trung hoà nớc thải sữa vôi Sơ đồ xử lý nớc thải trờng hợp nh hình 4.10; Xử lý kim loại Nớc thải từ mỏ nặng lắng tủa Nhà máy tuyển cân polyme Trung hoà sữa vôi Nớc đà xử lý thải môi trờng Hình 4.10 Sơ đồ nguyên tắc xử lý nớc thải nhà máy tuyển Tất lợng nớc thải mỏ đợc bơm lên từ mỏ phải đợc xử lý, đặc biệt ®èi víi n−íc th¶i má cã tÝnh axid (pH thÊp) phải đợc xử lý trung hoà trớc đổ thải vào hệ thống thuỷ văn khu vực Thông thờng sử dụng phơng pháp trung hoà vôi nguyên liệu sẵn có giá rẻ dễ áp dụng điều kiện Việt Nam Xây dựng tuyến đập lọc, đập tràn nhằm ngăn chặn đất đá thải dòng chảy, thờng xuyên tiến hành nạo vét lòng suối để khơi thông dòng chảy đoạn thờng xuyên bị bồi lấp Công nghệ xử lý nớc thải mỏ dạng nớc thải hoạt động khai thác mỏ nh sau: - Đối với nớc thải mỏ có tính axít: Giai đoạn xử lý hoá học trình xử lý loại nớc thải mỏ có tính axít, nhằm điều hoà pH, loại bỏ chất thải độc hại thông qua hoá chất Giai đoạn xử lý đợc thực công nghệ khác (xử lý vôi sữa, đá vôi, xút.) - Tái sử dụng nớc thải mỏ phục vụ nhu cầu nớc cho sản suất, sinh hoạt mỏ 84 Trớc mắt, giai đoạn từ nay, hệ thống sử lý nớc thải công nghệ lắng đà đợc thiết kế (hệ thống bể lắng) tiếp tục vận hành Theo chủ trơng Tp on than khoỏng sn Việt nam nhà máy tuyển Than (đặc biệt nhà máy tuyển xây dựng) bớc đổi công nghệ xử lý nớc thải Thay thÕ hƯ thèng xư lý víi hƯ thèng bĨ lắng thông thờng hệ thống xử lý tuần hoàn theo tiêu chuẩn châu Âu 4.3 Giảm thiểu ô nhiễm tiÕng ån Nguån g©y ån, rung lÜnh vùc khai thác than chủ yếu sinh từ hoạt động thiết bị sản xuất tập trung nhiều phạm vi cục Vì giải pháp phòng chông ô nhiễm tiếng ồn cần phải kết hợp giải pháp mặt kỹ thuật nhằm giảm thiểu nguồn gây ồn mặt tổ chức, quản lý bảo hộ lao động Các biện pháp là: - Tổ chức thời gian làm việc hợp lý, kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân, đặc biệt công nhân thờng xuyên tiếp xúc với tiếng ồn, độ rung - Bảo dỡng tốt thiết bị để chúng làm việc không gây ồn, rung (đặc biệt nhà máy sàng tuyển Vng Danh) -GiÃn mật độ thiết bị khu vực đờng vận tải làm việc cao điểm - Các xe tải hạng nặng không đợc vào khu có công trình xây dựng yếu cũ để tránh gây rung, gây ồn -Tránh nổ mìn vào ban đêm gây ảnh hởng tới thời gian nghỉ ngơi dân c khu vực -Sử dụng phơng pháp nỉ m×n vi sai, + Tỉ chøc thêi gian làm việc hợp lý, kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân, đặc biệt công nhân thờng xuyên tiếp xúc với tiếng ồn, độ rung 4.4 Môi trờng đất 4.4.1 Giải phám giảm thiểu tác động đất đá thải Hiện công nghệ đổ thải áp dụng theo sơ đồ đổ thải ôtô kết hợp xe gạt Đất đá thải đợc vận chuyển từ mỏ bÃi thải ôtô tự đổ loại 85 trọng tải 27- 42 tấn, đổ trực tiếp xuống bÃi thải, phần đất đá lại mặt bÃi thải đợc xe gạt gạt xuống sờn tầng thải Trên tuyến thải chia thành khu vực đổ thải: Khu vực xe gạt hoạt động gạt đất đá thải đọng lại mặt bÃi thải tạo đê an toàn Khu vực ôtô hoạt động vào đổ đất đá thải Khi ôtô hoạt động đổ thải trực tiếp xuống sờn tầng thải đợc chuyển sang khu vực mà xe gạt vừa chuẩn bị mặt quay xe tạo đê an toàn để tiếp tục đổ thải Còn xe gạt lại quay sang khu vực mà ôtô vừa đổ thải xong để tiếp tục gạt mặt quay xe tạo đê an toàn cho ôtô Quá trình lặp lặp lại kết thúc đổ thải Các giải pháp khác - BÃi thải cần đợc điều chỉnh lại bề mặt trồng loại phù hợp điều kiện tự nhiên khu vực Trồng loại có khả phát triển nhanh, rễ dài liên kết tốt bề mặt chống xói mòn, tạo thảm thực vật bờ bÃi thải giai đoạn đổ thải - Tiến hành thực biện pháp bảo vệ bờ dốc nh: Tạo tầng phân tán phù hợp, kè đá chân dốc - Phải tạo đợc quỹ đất trồng phục vụ công tác cải tạo hoàn nguyên sau kết thúc đổ thải -Triệt để áp dụng phơng pháp đổ thải -Khu bÃi thải nằm gần suối khu dân c cần phải đắp đập chắn xây kè nhằm chống trôi lấp đất đá thải tạo lớp phủ thực vật mặt đất làm giảm động sói mòn, bồi lấp dòng chảy gây ảnh hởng tới chất lợng nớc sông, suối, - Tiến hành công tác hoàn nguyên khôi phục môi sinh bải thải đà ngừng đổ thải Thiết kế quy hoạch phần bÃi thải thành khu sinh thái - môi trờng * Hoàn thổ sử dụng đất (Khôi phục thảm thực vật) 86 - Lợi ích việc khôi phục rừng khía cạnh bù đắp vào xâm hại, lấy lại cân sinh thái toàn vùng khu vực khai thác than mà đảm bảo an toàn bền vững sinh cảnh vùng, bảo vệ toàn công trình sản xuất, hoạt động đời sống mỏ - Tiến trình lâm sinh đảm bảo ngăn chặn xói mòn đất, sụt lở đất đá, lũ dòng chảy mặt, trì ổn định nguồn nớc ngầm Tạo rừng bao ngăn bÃi thải, rừng trồng lại bÃi thải bÃi thải đặc biệt quan trọng Các Công ty tham gia tích cực vào phòng ngừa cố môi trờng trình khai thác than chủ yếu quan trọng phát triển sản xuất khu vực - Để thực trồng cây, gây rừng thành công khu đất trống hay khu vực đà ngừng hoạt động, mỏ đà tiến hành bớc sau: - Kết hợp với quan chuyên môn bên ngành lâm nghiệp nông nghiệp tiến hành nghiên cứu khảo sát đặc tính kỹ thuật đất điều kiện khí hậu, thời tiết khu vực tiến hành trồng Xây dựng liệu sở cần thiết giúp cho công việc lựa chọng loại thích hợp để trồng khu vực - Tiến hành thử nghiệm trồng số truyền thống địa phơng, có khả tồn phát triển qua kinh nghiệm thực tế địa phơng (cây keo tai tợng, keo tràm, muồng đen, bạch đàn) Tổng kết xây dựng quy trình trng chế độ chăm sóc cho gièng c©y thĨ - Thư nghiƯm trång mét sè mới, dựa sở số liệu thu đợc từ chất lợng đất điều kiện khí hậu khu vực + Mục đích khôi phục lại hệ thực vật khu vực khai thác đà bị đào xới Đầu tiên tiến hành trình san lấp, sau trải lên lớp đất mầu để tạo điều kiện thúc đẩy phát triĨn cđa thùc vËt B−íc tiÕp theo lµ lùa chän loại địa có khả sinh trởng mạnh điều kiện sinh dỡng nghèo (keo, bạch đàn, thông ) để trồng tạo điều kiện cho thực vật tự nhiên phát triển theo thời gian 87 Các lớp phủ thực vật dần tạo độ ổn định để quản lý xói mòn tạo trình tự kiểm soát chất ô nhiễm hoá học cách hiệu thời gian dài * Quản lý môi sinh bÃi thải Đối với bÃi thải nhà sàng tạo vành đai tờng chắn phía chân khu vực quy hoạch đổ thải để chống trôi lấp đất bùn xung quanh Đổ thải theo kiểu bậc thang phân tán để giảm trôi lấp Vị trí bậc thang phân tán nớc nằm sờn bÃi thải Tất bậc thang phân tán có độ dốc