3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1.2. Thực trạng khai thác của mỏ sắt Trại Cau
a. Quá trình phát triển của mỏ
Mỏ sắt Trại Cau được khởi công xây dựng từ cuối năm 1959 với sự giúp đỡ về kỹ thuật và thiết bị của nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Trung Hoa và khánh thành đi vào hoạt động sản xuất từ ngày 16/12/1963 với công suất thiết kế ban đầu là 150 ngàn tấn quặng sạch/năm. Với công nghệ khai thác lộ thiên mỏ khai thác lộ thiên phục vụ cho công nghệ luyện kim, một ngành công nghệ mũi nhọn đang được chú trọng đầu tư. Mỏ sắt Trại Cau là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn nơi cung cấp nguyên liệu chính cho khu công nghiệp gang thép Thái Nguyên, khu vực này có 9 điểm quặng bao gồm: Mỏ quạng Trung Bắc, Quang Trung Nam, Núi Đ, Thác Lạc 1, Thác Lạc 2, Thác Lạc 3, Núi Quặng, Chỏm Vung, Hàm Chim. Qua mấy trục năm khai thác, trữ lượng ở một số khai trường đã hết và những khai trường này đang trong giai đoạn hoàn thổ. Hiện nay mỏ đang triển khai sản xuất trên 2 khai trường chính là: mỏ Núi Đ, mỏ Quang Trung Bắc (Mỏ sắt Trại Cau, 2012).
b. Sản lượng khai thác quặng sắt của mỏ sắt Trại Cau
Mỏ sắt Trại Cau có trữ lượng quặng sắt khoảng 3,17 triệu tấn, công suất khai thác hiện nay là 350.000 tấn/năm. Sản phẩm là quặng Limonit. Qua mấy chục năm khai thác, sản lượng quặng khu vực này còn có thể khai thác được gần 2,7 triệu tấn. Hiện nay, mỏ đang triển khai sản xuất trên các công trường như: Mỏ Núi Đê, mỏ Thác Lạc, mỏ ĐôngChỏm Vung, mỏ Núi Quặng, ...
Như vậy, cùng với sức tăng về sản lượng quặng trên thế giới, sản lượng khai thác quặng sắt tại mỏ Trại Cau cũng đang ngày một tăng đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trên thị trường, mà phần chính là cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất thép của công ty Gang Thép Thái Nguyên. Tuy nhiên, đồng nghĩa với việc tăng sản lượng thì các nguồn chất thải cũng tăng nhanh, khối lượng đất đá đổ thải là 997.011.000 m3/năm (423.000 tấn x 2.357 m3/tấn). Cùng với những vấn đề đó thì công tác quản lý chất lượng và bảo vệ môi trường cũng cần chặt chẽ hơn.
Mô hình tổ chức sản xuất của mỏ bao gồm 04 phân xưởng, 7 phòng ban với 304 cán bộ, công nhân. Mỏ sắt Trại Cau chia thành 9 khu vực khai thác bao gồm: Khu vực Núi Quặng; Khu vực Núi Đ; Khu vực Thác Lạc I; Khu vực Thác Lạc II; Khu vực Thác Lạc III; Khu vực Chỏm Vung; Khu vực Hàm Chim; Khu vực Quang Trung Bắc; Khu vực Quang Trung Nam. Hiện tại mỏ sắt Trại Cau đãđóng cửa một số khu vực khai thác và một số khu vực chưa đi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vào khai thác, chỉ có khu vực Núi Đ và khu vực Quang Trung Bắc đang trong quá trình khai thác. (Mỏ sắt Trại Cau, 2012).
c. Quy trình công nghệ khai thác
* Công tác mở vỉa:
Tùy thuộc vào địa hình và sự phân bố khoáng sàng của từng khu mỏ mà nhà đầu tưlựa chọn các phương án mở vỉa khác nhau. Cụ thể:
- Tại khu vực công trường núi Đ: Do khoáng sản núi Đ nằm trên sườn núi, có hướng cắm trùng với hướng dốc tự nhiên của sườn núi cho nên việc mở vỉa khoáng sàng được xác định theo phương pháp mở vỉa bám vách vỉa.
* Trình tự khai thác:
Theo phương pháp mở vỉa đãchọn, trên các tầng khai thác dùng nổ mìn để phá vỡ quặng và đất đá phục vụ cho máy gạt. Máy gạt quặng và đất đá phục vụ cho máy xúc xúc lên phương tiện vận tải ô tô. Quặng được chuyển về bãi chứa trung gian và được đưa về xưởng tuyển bằng phương tiện vận tải. Đất đá được đưa ra bão thải bằng ô tô. Công tác khai thác sẽ được tiến hành ở khu Tây trước, đến khi kết thúc khu Tây sẽ chuyển sang khu Đông, khi đó tận dụng moong khai thác khu Tây làm bãi thải trong. Đất đá vây quanh thân quặng được phá vỡ bằng nổ mìn hoặc dùng búa thủy lực.
* Hệ thống khai thác:
Bóc đất phủ Khai thác quặng
Bốc xúc lên xe
Đất thải đắp đê bao, đắp các con trạch ngăn nước trong mỏ, san lấp mặt bằng bãi thải trong ở khu vực kết thúc khai thác Vận chuyển bằng ô tô
về bãi chứa quặng tạm Vận chuyển về xưởng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Hồ bùn thải Kho thành phẩm
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ khai tháccủa mỏ sắt Trại Cau
* Công nghệ tuyển khoáng:
Công nghệ tuyển khoáng áp dụng là công nghệ tuyển trọng lực, quặng sắt nguyên khai hoặc đất nguyên liệu chứa quặng sau khai thác (gọi chung là quặng nguyên khai) và vận chuyển được tập kết về kho chứa quặng nguyên liền kề với máng quặng nguyên. Nguyên liệu được máy xúc gầu ngược cấp liệu vào máng quặng nguyên, sau đó được súng bắn nước kết hợp rửa và đẩy xuống sàng song và máy cấp liệu rung 40 mm. Tại sàng song và máy cấp liệu rung 40 mm nguyên liệu được tách ra làm 2 loại:
+ Trên sàng song cỡ > 40 mm được đưa vào máy nghiền hàm 400 X 900 mm nghiền nhỏ xuống cỡ hạt (8 - 40) mm và qua băng tải B500 x 3000 xuống sàng rung 8 mm, sau đó tách ra 02 cỡ hạt loại dưới sàng (0 - 8) mm và trên sàng là cỡ (8 - 40) mm, 02 sản phẩm này được qua 02 băng tải B630 x 6000 đưa vào kho chứa riêng.
+ Dưới sàng song 40 mm là các sản phẩm quặng lẫn đất rơi xuống máy rửa cánh vuông, các sản phẩm là quặng cỡ từ (0 - 40) mm được đưa xuống sàng 8 mm để tách ra làm 02 loại sản phẩm (0 - 8) mm và (8 - 40) mm theo lưu trình trên vào kho thành phẩm. Nước và bùn thải lẫn bột quặng được đưa vào máy tuyển từ để tách bột quặng manhêtit đưa vào bể chứa bột manhetit, các sản phẩm còn lại sau máy tuyển từ đưa xuống bể bơm cát trung gian và được hệ thống bơm bùn chuyên dùng tiếp tục đưa vào hệ thống xoát lốc để tách bột không từ tính limonit đưa vào bể chứa bột limonit, nước và bùn thải sau xoáy lốc được xả xuống hồ chứa bùn thải đuôi, sản phẩm đuôi thải là bùn thải sẽ được lắng kết tại hồ chứa này và nước trong ở cuối hồ bùn thải sẽ được thu hồi lại qua hệ thống cống xiên và cống điều tiết nước cấp nước tuần hoàn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn trở lại vào hồ chứa nước trong dự trữ của xưởng tuyển khoáng. (Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, 2010).
Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ tuyển khoáng và các nguồn phát sinh chất thải
* Các thiết bị tuyển khoáng:
Các thiết bị phục vụ cho công tác tuyển rửa tại xưởng tuyển khoáng được thống kê trong bảng 3.2:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp các thiết bị phục vụ tuyển khoáng
TT Tên thiết bị
1 Bunke chứa
2 Sàng song, máy cấp liệu rung 3 Máy nghiền hàm
4 Máy rửa cánh vuông 5 Sàng rung 8 mm 6 Máy tuyển từ 7 Hệ thống xoáy lốc 8 Băng tải
9 Hệ thống máy bơm bùn và đường ống
10 Hệ thống máy bơm tăng áp cấp nước trong cho súng bắn nước 11 Hệ thống máy bơm nước trong cấp nước ban đầu và bổ sung vào
hồ dự trữ
12 Máy xúc thủy lực gầu ngược
13 Hệ thống Trạm biến áp 400 KVA và đường dây
(Nguồn: Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên - Mỏ Sắt Trại Cau, 2019) d. Công tác tổ chức quản lý
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Hình 3.3. Sơ đồ tổ chức sản xuất
3.2. Đánh giá hiện trạng môi trường của mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên Hỷ, tỉnh Thái Nguyên