4.1.3.1. Quy mô sản xuất của mỏ
Công suất khai thác của mỏ đá hoa khu vực xã Tân Xuân như sau:
Bảng 4.1. Khối lượng khai thác của mỏ
TT Loại sản phẩm, chất thải Đơn vị Khối lượng I Công suất khai thác của mỏ
1 Đá khối m3/năm 57.600
2 Đá làm bột calci cacbonat m3/năm 22.560
II Đất đá thải m3/năm 79.840
Tổng khối lượng khai thác m3/năm 160.000
Công suất khai thác đá lớn nhất của mỏ dự kiến hàng năm là 80.160 m3/năm, trong đó đá khối là 57.600 m3/năm và đá làm bột calci cacbonat là 22.560 m3/năm. Lượng đất, đá thải là 79.840 m3/năm. Tỷ trọng đá khai thác là 2,7 tấn/m3 (Tổng công ty dung dịch khoan và hóa phẩm dầu khí, 2016).
4.1.3.2. Quy trình khai thác và thiết bị, máy móc sử dụng
a. Quy trình công nghệ khai thác
Quy trình công nghệ khai thác đá của mỏ đá vôi trắng tại xã Tân Xuân, huyện Tân Kỳ có thể mô tả như sau:
Hình 4.2. Sơ đồ quy trình công nghệ khai thác đá mỏ đá khu vực xã Tân Xuân Bụi, khí thải, tiếng ồn, chấn động. Ảnh hưởng đến thảm phủ thực vật, hệ sinh thái, gây xói,
lở bề mặt. Bụi, khí thải, tiếng ồn, rung, nước thải, Bụi, khí thải, tiếng ồn, rung, nước thải, chất thải rắn Bụi, khí thải, tiếng ồn, chấn động, nước thải, chất thải rắn Chưa gây ra tác động Phân tích khảo sát độ khả thi của mỏ và lập kế hoạch cho vùng khai thác Khoan và kiểm soát nổ Làm sạch bề mặt của mỏ Xác định vị trí các lỗ khoan và thực hiện khoan Cắt bằng máy cắt dây Tách các tảng đá lớn Đo và đánh dấu các tảng đá đã tách ra khỏi mỏ Cắt các tảng đá thành các khối đá theo các kích thước khác nhau bằng máy cắt tay, cắt dây Khoan nổ kiểm soát đá làm bột cacbonat Chất tải đá các loại lên phương tiện vận tải Chuyên chở các loại đá đến nơi tập kết Bụi, tiếng ồn, độ rung, nước thải,
Đá văng, CTR Bụi, tiếng ồn, độ rung, khí thải (NOx, CO,SO2), Chất thải rắn, nước thải Bụi, tiếng ồn, khí thải, chất thải rắn Bụi, khí thải, độ rung.
- Công tác chuẩn bị đá cho khâu cưa cắt đá khối
Với khối lượng khai thác mỏ lớn nhất là 80.160 m3/năm (đá sản phẩm), thời gian hoạt động trong năm 300 ngày/năm thì sản lượng đá cần thiết trong 1 ngày là: 534 m3/ngày (bao gồm cả đất đá thải). Với công nghệ áp dụng khi tách đá khối bằng dây cắt kim cương để cưa tách đá khối cần khoan theo chiều thẳng đứng 1 lỗ khoan và chiều ngang 2 lỗ khoan để luồn dây kim cương vào tiến hành cưa và tách đá ra khỏi khối nguyên. Với đặc điểm của mỏ đá vôi trắng khu vực xã Tân Xuân và đặc tính của máy cắt. Kích thước khối đá khi tách ra khỏi nguyên khối dự kiến là: 10m×5m×5m tương ứng khối đá có thể tích 250m3, do vậy số khối đá cần tách trong ngày là 3 khối. Chiều dài mét khoan cần thiết để tách một khối đá là 21,5m (CTCP tư vấn mỏ MICC, 2016).
Chọn máy khoan
Để tạo lỗ khoan đường kính 105 mm mỏ có thể sử dụng một số loại máy khoan có mã hiệu BMK-4M, BMK-5 với đường kính khoan 105 mm. Sau khi khoan lỗ khoan lớn để luồn dây kim cương, khối đá được cưa tách ra khỏi nguyên khối. Từ đây khối đá lớn sẽ được cưa tách thành các khối đá nhỏ hơn theo các kích cỡ khác nhau sau khi được đánh giá chất lượng.
Khoan phá đá bằng máy khoan con
Với đá khối bị vỡ, đá không đủ tiêu chuẩn làm đá ốp lát và đá quá cỡ sẽ được khoan nổ mìn làm tơi và phân loại sản phẩm làm bột đá, đất đá thải trước khi vận tải về khu vực chế biến. Khối lượng đá trong quá trình bạt ngọn tạo mặt bằng, khoan phá đá quá cỡ dự kiến khoảng 102.400 m3/năm. Trong đó khối lượng phảikhoan nổ mìn dự kiến là 50% tương ứng 51.200 m3/năm (171 m3/ngày). Năng suất của máy khoan 20 m/ca, suất phá đá là 2,1m3/m. Để khoan lỗ mìn dùng máy khoan tay RH-571-35 đường kính lỗ khoan 46mm (CTCP tư vấn mỏ MICC, 2016).
- Cưa cắt đá từ nguyên khối
Đây là bước chính để lấy đá ra khỏi nguyên khối. Sau khi đã tạo được diện công tác cần thiết cho các thiết bị hoạt động.Các máy móc sẽ được sử dụng để cắt bề mặt mỏ: Cưa xích, máy cắt ngầm (không nhìn thấy khi cắt), máy cắt bằng dây kim cương.
Để thực hiện được việc cắt bằng công nghệ này, sau khi tạo được các lỗ khoan theo chiều thẳng với đường kính 105mm, lượng bụi đá trong lỗ khoan này
được làm sạch bằng cách khoan hai lỗ khoan ngang và dùng nước đẩy bụi đá ra. Các dây cắt kim cương được đưa vào để cắt các lát cắt ngầm bên trong bằng hệ thống ròng rọc. Đường cắt ngầm được tạo ra bằng có hệ thống ròng rọc ở đáy và ở trên sau đó sẽ được hạ xuống hố cùng chiều thẳng đứng cùng với dây kim cương, dây kim cương này được nối với cưa kim cương. Với công nghệ này, thì mặt cắt sau sẽ được hoàn thành trước, tiếp theo là đến các mặt đáy và cạnh. Sau khi tầng lớp trên cùng của mỏ được cắt lấy ra, các tầng lớp khác được lần lượt tiến hành tương tự (CTCP tư vấn mỏ MICC, 2016).
Hình 4.3. Quá trình cưa tách đá của mỏ đá vôi trắng tại xã Tân Xuân
Với khối lượng mỏ số lượng thiết bị máy cắt dây sẽ được đầu tư trọn bộ, số máy cần thiết là: Máy cắt dây 60 HP. Máy cắt dây 40 HP.
- Tách đá khối ra khỏi nguyên khối
Trước khi tảng đá được cưa lấy ra khỏi nguyên khối để cắt tiếp thành các khối đá nhỏ hơn, ta phải tiến hành tách chúng ra bằng việc sử dụng máy đẩy thủy lực.
Các túi khí được sử dụng để làm rộng khoảng cách giữa hai lớp đá và tách tảng đá bên ngoài vừa được cắt. Kích thước của túi khí thông thường là 1m × 1,5m hoặc lớn hơn, được làm bằng tấm cao su có viền thép. Các túi khí này được làm căng với khí nén 7 kg/cm. Sau đó máy xúc sẽ tận dụng khe hở được làm bằng túi khí để làm đổ khối đá vừa cắt. Túi khí sử dụng để tách các khối đá dày khoảng 2mm và có thể đưa xuống khe cùng lúc với dây cắt kim cương mỏng 10mm để tách các khối đá. Một ống đồng có đầu thép 6mm được gắn tại một góc của túi hydro, ống này được sử dụng để dẫn nước với áp lực 0 50 barơ với sự trợ giúp của bơm áp thủy lực. Sự sử dụng túi hyđrô mang lại nhiều lợi ích như tiết kiệm thời gian, năng lượng và an toàn trong quá trình khai thác (CTCP tư vấn mỏ MICC, 2016).
Hình 4.4. Quá trình sử dụng túi Hydro để tách các tảng đá
- Tạo cắt các khối đá nhỏ từ tảng đá lớn theo kích thước nhất định
Các tảng đá to đã tách ra khỏi mỏ được đo theo các kích thước cụ thể bằng những nhân viên có kinh nghiệm sau khi nghiên cứu các vết nứt, rạn do cấu tạo địa chất để có được sự sử dụng tối đa. Sau khi đánh dấu, các khối đá được tách rời bằng máy cưa dây 20 HP.
Hình 4.5. Quá trình cắt các khối đá nhỏ từ tảng đá
- Công tác nổ mìn
Khối lượng cần làm tơi sơ bộ bằng khoan nổ mìn là 237 m3/ngày, với độ cứng của đá theo thang chia của prôtôđiacônốp f = 56, thuốc nổ sử dụng Anfo thường, đồng thời quá trình nổ phải hạn chế tối đa ảnh hưởng đến đá khối. Do đó chỉ tiêu thuốc chọnlà 0,20 kg/m3. Khối lượng thuốc nổ cần cho một ngày là 34,2 kg/ngày.
- Công tác bốc xúc đá khối
Đá khối sau khi tách ra khỏi khối nguyên sẽ được cưa tách thành các khối nhỏ có kích cỡ khác nhau tuỳ thuộc chất lượng đá và kích cỡ yêu cầu. Khối lượng đá khối lớn nhất cần xúc bốc để chuyên chở là 57.600 m3/năm (CTCP tư
vấn mỏ MICC, 2016).
Lượng đá khối này sẽ được chất lên ôtô bằng cẩu trục tự hành đặt tại trung tâm các tầng khai thác của khai trường, những khối đá ở xa sẽ được vận chuyển tập trung về khu trung tâm bằng xe nâng.
- Công tác xúc đá nở rời
Công tác xúc bốc tại khai trường bao gồm xúc đá làm bột cacbonat calci và đất đá thải, khối lượng bốc đất đá lớn nhất hàng năm được tính bằng tổng khối lượng mỏ trừ đi khối lượng đá khối tương ứng 102.400 m3/năm đất đá nguyên khối.
Để đáp ứng nhu cầu bốc xúc hàng năm của mỏ có thể sử sụng máy xúc TLGN có dung tích gầu từ 1,3 2,6m3.
- Công tác gạt
Trên khai trường máy gạt phục vụ công tác làm đường, gom đá sau khi nổ mìn phục vụ máy xúc, khối lượng san gạt lớn nhất dự kiến hàng năm bằng 25% khối lượng đá nổ mìn (bao gồm đá bột và đá thải) tương ứng 25.600 m3/năm.
Khối lượng công tác gạt phục vụ tại bãi đổ thải dự kiến 40% khối lượng đổ thải hàng năm, tương ứng 31.936 m3/năm.
- Công tác vận tải mỏ
Tổng khối cần vận tải năm lớn nhất của mỏ là 160.000m3/năm tương ứng 431.680 tấn/năm. Để vận chuyển đá bột carbonat calci và đất đá thải dự kiến dùng ôtô tự đổ trọng tải 15 tấn, loại ôtô này thích hợp với công việc vận tải đá của mỏ.
b. Quy trình công nghệ sơ chế đá
Sau khi đá được cưa cắt khỏi đá tảngthành các khối đá theo kích thước khác nhau được đưa đến xưởng sơ chế để sơ chế sơ bộ tại mỏ. Đá sau sơ chế được vận chuyển về nhà máy chế biến đá hoa đặt tại Cụm Công nghiệp Nghĩa Long, xã Nghĩa Long, huyện Nghĩa Đàn (Tổng công ty dung dịch khoan và hóa phẩm dầu khí, 2016).
Đối với đá khối
Đá khối được tiếp nhận từ mỏ và dỡ xuống bãi tập kết. Cán bộ phụ trách sẽ kiểm tra chất lượng đá khối. Đối với các khuyết điểm tự nhiên của đá khối sẽ được công nhân mài gọt, sau đó phân loại đá và đưa lên xe vận chuyển về nhà máy chế biến (CTCP tư vấn mỏ MICC, 2016).
Đối với đá làm bột
Đá được tiếp nhận từ khu vực khai trường, sau đó được phân loại thủ công thành đá làm bột calci cacbonat và đá làm vật liệu xây dựng. Đối với đá được dùng làm bột đá sẽ được chuyển vào máy đập hàm kích thước 1200×900 mm, số lượng máy đập hàm là 02 chiếc. Tại đây đá sẽ được đập sơ bộ tạo thành đá có kích thước nhỏ hơn để thuận tiện trong quá trình bốc xúc và vận chuyển bằng xe tải về nhà máy chế biến (CTCP tư vấn mỏ MICC, 2016).
Tiếp nhận đá khối mỏ và dỡ xuống bãi
Kiểm tra chất lượng khối đá
Phân loại đá (Loại I,II,...)
Đưa lên xe vận chuyển nhà máy chế Mài gọt khối đá
Bụi, khí thải, tiếng ồn.
Bụi, ồn, rung, nước thải,
Bụi, ồn.
Bụi, khí thải, ồn.
Tiếp nhận đá từ khai trường
Phân loại đá thủ công (Đá làm bột, đá làm VLXD)
Đưa đá lên phương tiện vận chuyển về nhà máy chế biến
Bụi, ồn, rung,
khí thải, CTR
c. Máy móc, thiết bị và các nguyên nhiên liệu sử dụng trong quá trình sản xuất
Bảng 4.2.Tổng hợp trang thiết bị, máy móc
STT Tên máy móc thiết bị Đơn vị Số lượng
1 Máy nén khí Chiếc 2
2 Máy cắt dây công suất 60 HP Bộ 4
3 Máy cắt dây công suất 40 HP Bộ 4
4 Máy cắt dây công suất 20 HP Bộ 8
5 Cẩu trục tự hành Chiếc 1
6 Xe cạp tự hành Chiếc 1
7 Máy khoan lớn BK-4M, BK-5M đường kính 105 mm Chiếc 4
8 Máy khoan con, đường kính 46 mm Chiếc 4
9 Máy nén khí năng suất 21 m3/phút Chiếc 2 10 Máy xúc TLGN dung tích gầu 1,3 m3 Chiếc 2
11 Ô tô trọng tải 15 tấn Chiếc 6
12 Máy gạt công suất 140CV Chiếc 1
13 Trạm biến áp 500 KVA Trạm 1
14 Máy phát điện 150 KVA Chiếc 2
15 Máy đập hàm1200×900 mm Chiếc 2
16 Máy mài nhỏ, cầm tay Chiếc 10
17 Sàng đá thô cỡ 2×3mm m2/năm 100
Bảng 3.3. Tiêu thụ nhiên liệu, năng lượng của mỏ năm 2016
STT Thiết bị Đơn vị Số lượng
1 Máy gạt lít/năm (dầu diezel) 10.114
2 Máy xúc lít/năm (dầu diezel) 41.565
3 Ô tô lít/năm (dầu diezel) 96.228
4 Máy khoan, máy phát điện dự phòng lít/năm (dầu diezel) 18.613
5 Thuốc nổ kg/năm 10.240
6 Điện năng Kwh/năm 482.559
7 Nhu cầu nước cấp (nước cấp sinh hoạt
và nước cấp cho hoạt động sản xuất) m
4.1.3.3. Đánh giá hiện trạng môi trường khu vực mỏ khai thác đá vôi trắng tại xã Tân Xuân
a. Hiện trạng môi trường không khí
Ô nhiễm chính tại mỏ khai thác đá vôi trắng là bụi và tiếng ồn. Kết quả quan trắc 05 mẫu không khí môi trường lao động tại mỏ, có 02 vị trí có tiếng ồn vượt mức cho phép và 01 vị trí có nồng độ bụi vượt mức cho phép theo QĐ 3722- 2002/BYT. Nguyên nhân do trong quá trình khai thác, ở công đoạn khoan đá và cắt đá người lao động sử dụng máy khoan, máy cắt dây kim cương. Công đoạn này phát sinh rất nhiều bụi, tiếng ồn (Tổng công ty dung dịch khoan và hóa phẩm dầu khí, 2016).
Bảng 4.4. Kết quả phân tích các thông số môi trường không khí tại mỏ khai thác đá xã Tân Xuân (trong mùa mưa 2016)
TT Thông số Đơn vị Kết quả QĐ 3733- 2002/BYT KK1 KK2 KK3 KK4 KK5 1 Tiếng ồn dBA 87,6 86,4 70,1 78,4 76,4 ≤ 85 2 Bụi mg/m3 9,96 6,67 6,42 6,14 2,32 8 3 SO2 mg/m3 0,262 0,249 0,246 0,488 0,506 10 4 NO2 mg/m3 0,098 0,112 0,118 0,194 0,206 10 5 CO mg/m3 4,04 3,60 4,19 7,52 8,24 40
Bảng 4.5. Kết quả phân tích các thông số môi trường không khí tại mỏ khai thác đá xã Tân Xuân (trong mùa khô 2016)
TT Thông số Đơn vị Kết quả QĐ 3733- 2002/BYT KK1 KK2 KK3 KK4 KK5 1 Tiếng ồn dBA 85,7 87,2 69,8 74,8 73,1 ≤ 85 2 Bụi mg/m3 8,22 7,08 5,67 5,33 3,13 8 3 SO2 mg/m3 0,185 0,204 0,238 0,375 0,353 10 4 NO2 mg/m3 0,064 0,092 0,175 0,176 0,227 10 5 CO mg/m3 6,15 4,64 5,64 6,36 7,75 40 Ghi chú:
- QĐ 3733-2002/BYT: Quyết định của Bộ Y tế về việc “Ban hành 21 tiêu chuẩn vệ sinh lao động, 05 nguyên tắc và 07 thông số vệ sinh lao động”;
Nhận xét:
Tại khu vực khai thác đá từ mỏ, nhiều thời điểm có nồng độ bụi và tiếng cao hơn mức cho phép của QĐ 3722-2002/BYT (tại vị trí khai thác – KK1). Các khu vực khác như đường vận chuyển đất đá thải, khu vực sơ chế nồng độ bụi và tiếng ồn đã giảm đi nhiều, các thông số giám sát khác của toàn khu vực như CO, NO2, SO2 đều nằm trong mức cho phép của QĐ 3722-2002/BYT.
Bảng 4.6. Kết quả phân tích các thông số môi trường không khí tại khu dân cư xã Tân Xuân, gần khu vực mỏ (trong mùa mưa 2016)
TT Thông số Đơn vị Kết quả QCVN 05:2013/
BTNMT KKn1 KKn2 KK6(*) KK7(*) 1 Tiếng ồn dBA 54,1 58,6 76,5 72,5 70(*) 2 Bụi µg/m3 140 130 370 440 300 3 SO2 µg/m3 30 35 90 96 350 4 NO2 µg/m3 27 43 40 45 200 5 CO µg/m3 2.740 3.930 2.580 <2.500 30.000
((*)Công ty Cổ phần Liên minh môi trường và Xây dựng (2016), Bộ kết quả phân tích chất lượng môi trường khu vực xã Tân Xuân, huyện Tân Kỳ, tỉnh Nghệ An)
Ghi chú:
- KKn1, KKn1:Kết quả phân tích mẫu không khí tại cùng vị trí khi mỏ chưa khai thác, lấy mẫu ngày 22/6/2015; (Tổng công ty dung dịch khoan và hóa phẩm dầu khí, 2016)
Bảng 4.7. Kết quả phân tích các thông số môi trường không khí tại khu dân cư xã Tân Xuân, gần khu vực mỏ (trong mùa khô 2016)
TT Thông số Đơn vị Kết quả QCVN 05:2013/
BTNMT KKn1 KKn2 KK6(*) KK7(*) 1 Tiếng ồn dBA 54,1 58,6 74,2 77,1 70* 2 Bụi µg/m3 140 130 380 420 300 3 SO2 µg/m3 30 35 120 116 350 4 NO2 µg/m3 27 43 44 48 200 5 CO µg/m3 2.740 3.930 2.740 3.140 30.000