Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa cho các mỏ khai thác đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương

Việc xem xét hiệu quả các tiêu chí kỹ thuật, môi trường, kinh tế và xã hội đã được xác định là cơ sở quan trọng lựa chọn tối ưu mô hình đóng cửa đã xác định. Sử dụng quy trình phân tích thứ bậc (AHP) và phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên (PROMETHEE) để đánh giá cho thấy thấy mô hình nuôi trồng thủy sản được lựa chọn phù hợp nhất cho các mỏ đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương. Mời các bạn tham khảo!

THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN MƠ HÌNH ĐĨNG CỬA CHO CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG KS Phan Hồng Việt Sở Cơng Thương Bình Dương TS Đỗ Ngọc Tước Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin Biên tập: TS Lưu Văn Thực Tóm tắt: Đặc thù mỏ đá vật liệu xây dựng khai thác mức thoát nước tự chảy Khi kết thúc khai thác tạo thành không gian chứa nước mặt nước ngầm Phụ thuộc yếu tố địa hình, địa chất, qui hoạch địa phương xem xét mơ hình đóng cửa sử dụng mặt bằng: hồ nước nuôi trồng thủy sản, khu cơng viên giải trí, hồ chứa nước bãi chứa chất thải… Việc xem xét hiệu tiêu chí kỹ thuật, mơi trường, kinh tế xã hội xác định sở quan trọng lựa chọn tối ưu mơ hình đóng cửa xác định Sử dụng quy trình phân tích thứ bậc (AHP) phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên (PROMETHEE) để đánh giá cho thấy thấy mơ hình ni trồng thủy sản lựa chọn phù hợp cho mỏ đá xây dựng tỉnh Bình Dương Giới thiệu Các mỏ vật liệu xây dựng tỉnh Bình Dương tập trung chủ yếu huyện: Phú Giáo, Bắc Tân Uyên Theo giấy phép cấp tính đến tháng 9/2019, huyện Phú Giáo có mỏ với trữ lượng khai thác 49,3 triệu m3 phân bố diện tích 120 ha, cao độ đáy mỏ kết thúc mức -20 Huyện Bắc Tân Uyên có 18 mỏ xá Thường Tân có 14 mỏ; xã Tân Mỹ có mỏ Tổng trữ lượng khai thác mỏ Tân Mỹ, Thường Tân 253,6 tr m3 phân bố diện tích 513,71 ha, cao độ đáy mỏ kết thúc mức (-100)÷(-30) Các mỏ đá khu vực Bình Dương có mối quan hệ chặt chẽ: chung bờ công tác, khai thác xuống sâu mức thoát nước tự chảy, kết nối với đường giao thông khu vực Xung quanh mỏ diện tích đất canh tác nhân dân địa phương Hoạt động khai thác lộ thiên chắn gây thay đổi môi trường xung quanh, mức độ điều phụ thuộc vào chiều sâu kết thúc, công suất khai thác, công nghệ, thiết bị kích thước, hình dạng vị trí mỏ [6] Đóng cửa mỏ đề cập đến giai đoạn cuối hoạt động khai thác, sau sản xuất chế biến dừng lại, công việc liên quan trực tiếp đến việc phục hồi cảnh quan giám sát Tốt đóng cửa mỏ nguồn tài nguyên đá cạn kiệt Tuy nhiên, có số mỏ đá phải đóng cửa sớm số nguyên nhân [1]: - Nguyên nhân khách quan: phải ngừng hoạt động chiến tranh, thiên tai hay thay đổi chiến lược, sách phát triển tài nguyên khoáng sản (TNKS) quốc gia; thiếu nguồn cung cấp nguyên vật liệu khoáng sản nên sở chế biến chế tạo khoáng sản phải ngừng hoạt động - Nguyên nhân chủ quan: Phải ngừng hoạt động thị trường khống sản thay đổi; trình độ công nghệ quản lý không phù hợp lạc hậu nên sản xuất không hiệu - Công tác quản lý nhà nước khoáng sản bảo vệ môi trường (BVMT) tăng cường nên số sở khai thác, chế biến khoáng sản gây tổn thất tài ngun, suy thối mơi trường khơng bảo đảm an toàn lao động… phải ngừng hoạt động để cải tiến, đổi công nghệ sản xuất Theo Thông tư 45/2016/TT-BTNMT quy định đề án thăm dị khống sản, đóng cửa mỏ khống sản, mục đích đóng cửa mỏ để đưa mỏ trở lại trạng thái an toàn (như: Bạt độ dốc bờ mỏ kết thúc, sườn tầng kết thúc khai thác ) trả lại đất gần nguyên trước bị ảnh hưởng trực tiếp từ hoạt động khai thác KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 17 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Theo [5] việc khai thác mỏ ảnh hưởng đến hệ thống đất - thực vật - động vật khu vực thông qua số yếu tố: sinh học, hóa học vật lý liên kết với phương án đóng cửa khác để xác định đặc điểm đất phù hợp cho mục đích sử dụng cụ thể Cơng trình [4] đề cập đến tính ổn định vật lý, ổn định hóa học, ổn định sinh học, ảnh hưởng địa lý khí hậu, sử dụng đất thẩm mĩ, tài nguyên thiên nhiên, cân nhắc tài kinh tế xã hội vấn đề làm tiêu chí để đo lường mục tiêu đóng cửa Trong nghiên cứu Bascetin xem xét yếu tố chi phí, tự nhiên văn hóa tiêu chí để đánh giá việc sử dụng đất sau khai thác [3] Theo [7] tiêu chí an tồn phải đảm bảo giảm thiểu rủi ro đủ mạnh để đối phó với tất tình địa chất khí hậu xảy Mơ hình đóng cửa mỏ lựa chọn không phụ thuộc vào nhu cầu xã hội mà phụ thuộc vào nhu cầu trì an ninh sinh thái khu vực sau hoạt động khai thác Kết việc sử dụng mặt mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng địa phương so với việc sử dụng đất trước khai thác Điều cần thiết không để đảm bảo cộng đồng địa phương bị việc dừng hoạt động khai thác dịch vụ mà hỗ trợ, mà cịn để bù đắp cho cộng đồng mát tài nguyên mà theo cách phần di sản [10] Mỗi mơ hình đóng cửa mỏ lựa chọn cần đảm bảo mục tiêu: - Sức khỏe an tồn cộng đồng tương lai khơng bị tổn hại; - Tài nguyên môi trường không bị suy thối mặt hóa lý; - Mặt sử dụng sau khai thác mỏ có lợi bền vững; - Mọi tác động xấu đến kinh tế xã hội giảm thiểu; tận dụng hội để tối đa hóa lợi ích kinh tế xã hội [9] Đối với mỏ đá khu Bình Dương kết thúc đề xuất mơ hình đóng cửa mỏ tạo thành: Hồ chứa nước nuôi trồng thủy sản, khu giải trí (cơng viên), hồ chứa nước bãi thải Tính bền vững mơ hình phụ thuộc thơng số kỹ thuật mỏ sau 18 khai thác, hiệu kinh tế, xã hội môi trường đưa vào sử dụng Mơ hình đóng cửa mỏ lựa chọn đảm bảo tiêu chí mơi trường, kỹ thuật, kinh tế, xã hội Các tiêu trí có giá trị định lượng, định tính nên cần có cơng cụ đánh giá phù hợp Sơ đồ lựa chọn mô hình đóng cửa mỏ đá xây dựng tỉnh Bình Dương thể hình Hình Cấu trúc phân cấp xác định mơ hình đóng cửa mỏ phù hợp Phương pháp Phương pháp luận sử dụng lựa chọn phân tích đa tiêu chí (MCDA) với vai trị giải khó khăn mà người định gặp phải việc xử lý lượng lớn thông tin phức tạp cách quán MCDA sử dụng để hỗ trợ việc định trường hợp có mâu thuẫn mục tiêu kinh tế, môi trường, xã hội, kỹ thuật thẩm mỹ [6] Các kỹ thuật MCDA sử dụng để xác định phương án tốt nhất, để xếp hạng phương án, liệt kê số phương án hạn chế để đánh giá chi tiết tiếp theo, đơn giản để phân biệt khả chấp nhận với khả chấp nhận Có nhiều kỹ thuật khác để tiến hành MCDA: - Quy trình phân tích hệ thống (AHP); - Phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên để đánh giá (PROMETHEE); - Loại bỏ EtChoix Traduisant la REalite (ELECTRE); - Kỹ thuật phù hợp theo yêu cầu dựa tương đồng với giải pháp lý tưởng (TOPSIS); - Cách tiếp cận với môi trường đánh giá định khơng xác (NAIADE); - Lý thuyết hữu ích đa thuộc tính (MAUT); KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN THÔNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ - Lập trình đa mục tiêu lập trình mục tiêu Trong báo này, cách tiếp cận tích hợp sử dụng kết hợp Quy trình phân tích thứ bậc (AHP) Phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên để đánh giá (PROMETHEE) AHP sử dụng để cấu trúc vấn đề định phân bổ trọng số cho tiêu chí, PROMETHEE sử dụng để có xếp hạng cuối lựa chọn thay đề xuất thực phân tích độ nhạy cách thay đổi trọng số Phương pháp AHP-PROMETHEE đề xuất (xem hình 2) bao gồm ba bước [8]: (1) Thu thập liệu, (2) kỹ thuật AHP (3) Xếp hạng PROMETHEE Hình Cách tiếp cận AHP-PROMETHEE đề xuất Hình Cấu trúc tiêu chí kỹ thuật KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 19 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Trong bước 1, giải pháp thay đệ trình để đánh giá xác định (công việc bước 1) Trong bước 2, mục tiêu người định xác định chuyển thành tiêu chí để đánh giá phương án thay Thông tin thu thập công việc sau sử dụng bước thứ hai để thiết lập định phân cấp (công việc 3) Để thể ưa thích tiêu chí khác nhau, trọng số phân bổ cơng việc Với mục đích này, định dựa kỹ thuật AHP sử dụng Trong bước 3, chức ưu tiên giá trị tham số xác định phép đo lường đóng góp phương án thay vào tiêu chí Với thông tin này, bảng đánh giá xây dựng cơng việc Sau đó, lựa chọn thay đánh giá xếp hạng cách xếp hạng phần với PROMETHEE I xếp hạng hoàn chỉnh với PROMETHEE II mặt phẳng GAIA (công việc 6) Ở đây, phần mềm định PROMETHEE D-SIGHT sử dụng Các tính đặc biệt phần mềm bao gồm ‘trọng lượng bước tính tốn’ xây dựng ‘khoảng ổn định’ cho phép thực phân tích độ nhạy xác nhận độ chắn kết (công việc 7) Dựa thông tin từ PROMETHEE I, II, GAIA phân tích độ nhạy, đưa khuyến nghị hướng tới thỏa hiệp tốt (công việc 8) 2.1 Xác định tiêu chí đánh giá Các tiêu chí đánh giá gồm: Tiêu chí kỹ thuật: cấu trúc địa chất, tiềm tái sử dụng sở mỏ, mức độ sẵn sàng thiết bị, nhu cầu lực lượng lao động chun mơn địa hình khu vực tổng thể Sơ đồ cấu trúc tiêu chí kỹ thuật thể hình - Tiêu chí mơi trường: yếu tố môi trường bao gồm đất đá, khả chấp nhận sinh thái, sử dụng đất khu vực xung quanh, khí hậu nhiễm mơi trường Sơ đồ cấu trúc tiêu chí mơi trường thể hình - Tiêu chí kinh tế: tiêu chí kinh tế bao gồm doanh thu chi phí lựa chọn thay đóng cửa Sơ đồ cấu trúc tiêu chí kinh tế thể hình - Tiêu chí xã hội: điều kiện an tồn khu vực, thay đổi tích cực sinh kế, văn hóa, Hình Cấu trúc tiêu chí mơi trường 20 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN THÔNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Hình Cấu trúc tiêu chí kinh tế Hình cấu trúc tiêu chí xã hội thu hút du lịch, hội việc làm, pháp lý tiềm khu vực để thực sử dụng mặt Sơ đồ cấu trúc tiêu chí xã hội thể hình 2.2 Đánh giá tiêu chí Để xác định mức độ ảnh hưởng tiêu chí đến việc lựa chọn phương án đóng cửa tối ưu, tiêu chí tính trọng số Để làm điều này, nhóm nghiên cứu cho điểm tiêu chí mức độ quan trọng tương đối tiêu chí cách sử dụng thang trọng số từ đến Bảng Các mức độ ưu tiên sau tính tốn từ so sánh cặp tiêu chí Quy trình phân tích thứ bậc (AHP) với phương pháp véc tơ So sánh theo cặp cho biết tiêu chí cặp quan trọng nhiều lần thang điểm từ đến Bảng Thang đo mức độ quan trọng gữa tiêu chí Mức độ Giá trị Cực cao Rất cao Cao Vừa phải Ngang Giá trị trung gian 2, 4, 6, Trọng số kết tiêu chí kỹ thuật, môi trường, kinh tế, xã hội thể hình H.7 Các trọng số sau chuyển qua phương pháp PROMETHEE để việc sử dụng đất tối ưu sau khai thác định cách so sánh mối quan hệ chi phối theo cặp KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 21 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ phương án đóng cửa Sau kết việc chấm điểm tiêu chí nhập vào phần mềm Visual PROMETHEE, tiêu chí đặt thành tối thiểu tối đa tùy thuộc vào tác dụng việc xác định việc sử dụng đất tối ưu sau khai thác Ví dụ, tất yếu tố chi phí nhiễm mơi trường tiêu chí đặt mức tối thiểu yếu tố khác hội việc làm, điều kiện an toàn khu vực, thu hút khách du lịch thay đổi tích cực chất lượng sinh kế đặt mức tối đa Trọng số tính tốn AHP sau phân bổ cho tiêu chí để phản ánh ưu tiên người định (Hình 7) Kết Phân tích xếp hạng hoàn chỉnh PROMETHEE II dựa luồng giá trị tích cực (Phi +) luồng giá trị tiêu cực (Phi -) tiêu chí Mơ hình chọn ∑Phi mơ hình lớn Kết thể bảng Bảng hình Từ hình H.9, dễ dàng nhìn thấy hai nhóm phương án đóng cửa: ni trồng thủy sản, địa điểm giải trí (cơng viên), hồ chứa nước nhóm lựa chọn thứ bãi thải nhóm hai Trong mơ hình đóng cửa mỏ tạo mặt ni trồng thủy sản ưu tiên lựa chọn Kết luận Mỏ đá vật liệu xây dựng khu vực Bình Dương có đặc thù: Khai thác mức thoát nước tự chảy, thời gian kết thúc cao độ đáy mỏ khơng đồng Các mỏ có liên quan chặt chẽ hình học mỏ Khi kết thúc hai thác cần đóng cửa mỏ theo qui định bị ảnh hưởng yếu tố địa chất, địa kỹ thuật, thời tiết khí hậu, qui hoạch địa phương, … Sử dụng tiêu chí chính: kỹ thuật, mơi trường, kinh tế xã hội (40) tiêu chí phụ liên quan để định lựa chọn mơ hình đóng cửa mỏ đảm bảo phản ánh đầy đủ yếu tố ảnh hưởng tới mơ hình đề xuất Sử dụng kỹ thuật PROMETHEE phân tích định đa tiêu chí áp dụng trọng số thích hợp cho tiêu chí, từ kết kết luận việc sử dụng mặt tối ưu sau khai thác cho mỏ vật liệu xây dựng khai thác mức thoát nước tự chảy nuôi trồng thủy sản, khu vui Hình Trọng số xác định cho tiêu chí Bảng Điểm tích cực tiêu cực mơ hình TT 22 Mơ hình Phi+ Phi- ∑Phi Thuỷ sản 0,2376 -0,1825 0,0551 Công viên 0,2168 -0,1782 0,0386 Hồ chứa nước 0,1992 -0,2168 -0,0176 Bãi chôn lập 0,0823 -0,5896 -0,5073 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Hình Biểu diễn đồ họa xếp hạng PROMETHEE II chơi giải trí (cơng viên), hồ chứa nước Phương án không ưu tiên lựa chọn bãi chứa nước thải chôn lấp Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Đức Quý, Nguyễn Văn Hạnh (2012) Đóng cửa mỏ hồn phục mơi trường Hội Tuyển khống Việt Nam [2] Phan Hồng Việt, Đỗ Ngọc Tước (2020), Phương pháp lựa chọn mơ hình đóng cửa mỏ cho mỏ khai thác đá tỉnh Bình Dương, Tạp chí Công nghiệp mỏ số 4-2020, Hà Nội [3] Bascetin, A (2007) A decision support system using analytical hierarchy process for the optimal environmental reclamation of an open-pit mine, Environ Geol., 52(4), 663-672 [4] Brodie M.J., Robertson A M., & Gadsby J W (1992) Cost effective closure plan management for metal mines Retrieved from http://www.robertsongeoconsultants.com/papers/ metal_mines.pdf Accessed April 2012 [5] Mougeot L.J.A (2002) Breaking new ground: Mining, minerals, and sustainable development: The report of the MMSD Project, Earthscan Publications Ltd, London, 441 pp [6] Warhust A., & Noronha, L (2000) Corporate strategy and viable future land use: Planning for closure from the outset of mining, Natural Resources Forum, 24, 153-164 [7] Coppin N.J., & Box J (1999) Sustainable rehabilitation and revegetation: The identification of after-use options for mines and quarries using a land suitability classification involving nature conservation, In A Warhurst, & L Moronha (eds.), Environmental policy in mining: corporate strategy and planning for closure (Chap 12, pp 57-75) New York, Lewis Publishers [8] De Montis A., De Toro P., Droste-Franke B., Omamm I., & Stagl S (2000) Criteria for quality assessment of MCDA Methods” Proceedings of the 3rd Biennial Conference of the European Society for Ecological Economics, Vienna, 21-27 [9] Heikkinen P.M., Noras P., Salminen, R Mroueh, GTK U.-M., Vahanne, P., … Komppa, V (2008) Mine closure handbook (pp 21-25) Finland: Geological Society of Finland [10] Laurence Turcksina,*, Annalia Bernardinia (2011) Cathy Macharisa A combined AHP-PROMETHEE approach for selecting the most appropriate policy scenario to stimulate a clean vehicle fleet, Procedia Social and Behavioral Sciences 20 954–965 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 23 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ The closure model selection method for the construction rock exploitation mines in Binh Duong province Eng Phan Hong Viet - Binh Duong Department of Industry and Trade Dr Do Ngoc Tuoc - Vinacomin – Instiute of Mining Science and Technology Abstract: Characteristics of construction material rock mines is exploited under the gravity drainage level At the end of exploitation, it will create spaces for surface water and groundwater Depending on factors of topography, geology, and local planning, the closure and plan usage model may be considered as aquaculture lakes, amusement parks, reservoirs and waste storage yards, etc… The effective consideration of technical, environmental, economic and social criteria has been identified as an important basis for the optimal selection of the identified closure model The process of hierarchical analysis (AHP) and the method of organization and priority ranking (PROMETHEE) are applied for the evaluation and show that the selected aquaculture model is the most suitable for construction rock mines in Binh province 24 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN ... đồ lựa chọn mơ hình đóng cửa mỏ đá xây dựng tỉnh Bình Dương thể hình Hình Cấu trúc phân cấp xác định mơ hình đóng cửa mỏ phù hợp Phương pháp Phương pháp luận sử dụng lựa chọn phân tích đa tiêu... Hạnh (2012) Đóng cửa mỏ hồn phục mơi trường Hội Tuyển khống Việt Nam [2] Phan Hồng Việt, Đỗ Ngọc Tước (2020), Phương pháp lựa chọn mơ hình đóng cửa mỏ cho mỏ khai thác đá tỉnh Bình Dương, Tạp... hình đóng cửa mỏ tạo mặt nuôi trồng thủy sản ưu tiên lựa chọn Kết luận Mỏ đá vật liệu xây dựng khu vực Bình Dương có đặc thù: Khai thác mức thoát nước tự chảy, thời gian kết thúc cao độ đáy mỏ