Chương 1 TỐNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Cơ sở thực tiễn
1.3.2. Tình hình khai thác và bảo vệ môi trường của các mỏ quặng sắt ở Việt Nam
1.3.2.1. Đặc điểm các mỏ quặng sắt ở Việt Nam
Các mỏ quặng sắt ở nước ta thuộc nhiều loại hình nguồn gốc khác nhau. Chúng phân bố trong nhiều thành tạo địa chất có thành phần vật chất và đặc điểm khá đa dạng.
Nguồn gốc biến chất trao đổi tiếp xúc: Các mỏ quặng manhêtit có nguồn gốc loại này thường được khống chế trong các đới kiến tạo xung yếu, dọc theo các đứt gãy khu vực. Các mỏ loại này có quy mô trữ lượng và chất lượng quặng khá hơn cả, trữ lượng khoảng 650 triệu tấn.
Nguồn gốc phong hóa thứ sinh: Chủ yếu là các loại quặng sắt nâu, phát triển khá rộng rãi ở miền Bắc Việt Nam và thường tập trung ở những nơi có điều kiện địa chất, hóa lý và cổ địa lý thuận lợi như Thái Nguyên, Bảo Hà... Quặng sắt nâu tuy có quy mô trữ lượng không lớn chỉ khoảng vài trăm triệu tấn và chủ yếu là các mỏ nhỏ. Những mỏ này có điều kiện địa lý kinh tế thuận lợi nên đang được khai thác phục vụ luyện gang cho các lò cao thể tích nhỏ.
Nguồn gốc nhiệt dịch: Loại mỏ này có thành phần manhêtit - sunfua hay siđerit-sunfua thường phân bố trong trầm tích cacbonat nhưng chúng chỉ có giá trị công nghiệp khi đã trải qua quá trình phong hóa thứ sinh.
Các mỏ quặng sắt ở Việt Nam chủ yếu khai thác quặng eluvi-deluvi, một số mỏ bước đầu khai thác quặng gốc, một số mỏ đang tiến hành đầu tư xây dựng cơ bản.
Theo chủ trương của Bộ Chính trị từ năm 2011 trở đi các loại khoáng sản trên địa bàn cả nước phải hạn chế, tiến tới chấm dứt xuất khẩu khoáng sản thô, chua qua chế biến hoặc chỉ ở dạng sơ chế; hoạt động khoáng sản phải đi kèm chế biến sâu sử dụng công nghệ tiên tiến, bảo vệ môi trường (Hoàng Minh Đạo, 2019) .
Theo quy hoạch phát triển ngành công nghiệp khai thác quặng sắt nước ta đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, để đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế quốc dân giai đoạn đến năm 2025. Ngoài các mỏ sắt lộ thiên hiện đang khai thác như: Trại Cau, Nà Lũng, Ngườm Tráng... nhiều mỏ lộ thiên sẽ được đầu tư đưa vào khai thác nhằm đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế quốc dân và xuất khẩu. Tính đến thời điểm hiện nay trên cả nước đã phát hiện và khoanh định 216 mỏ và điểm quặng sắt, chúng phân bổ ở các vùng như:
- Vùng Tây bắc bộ quặng sắt phân bố chủ yếu ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái và rải rác ở một số khu vực khác thuộc các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình và Phú Thọ.
- Vùng Đông Bắc Bộ quặng sắt phân bố chủ yếu ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Quảng Ninh.
- Vùng Bắc Trung Bộ quặng sắt tập trung ở mỏ Thạch Khê, tỉnh Hà Tĩnh và rải rác ở một số khu vực thuộc tỉnh Nghệ An và Thanh Hòa.
- Vùng Trung Bắc Bộ quặng sắt có ở huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi và rải rác ở một số điểm khác có quy mô không đáng kể.
Về quy mô mỏ: Trong số 216 mỏ và điểm quặng, có 21 mỏ có trữ lượng và tài nguyên từ 2 triệu tấn trở lên. Đến nay, các mỏ có trữ lượng từ 1,0 triệu tấn trở lên đã có báo cáo thăm dò đủ điều kiện để thiết kế khai thác (Nguyễn Thị Cúc, 2017). Chất lượng quặng: Thành phần quặng chủ yếu là magnetit với trữ lượng là 589,40 triệu tấn, limonit trữ lượng là 167,83 triệu tấn. Hàm lượng Fe thay đổi từ 23%÷67%.
Bảng 1.3. Trữ lượng và tài nguyên dự báo ở một số tỉnh của Việt Nam
Tên tỉnh Cấp lượng (10 3 tấn) Tài nguyên (103 tấn) Tổng (103 tấn) 111 121 122 222 - 333 Sơn La 2,260 53,6 55,86 Lào Cai 40.031 89.570,8 24.259,6 12.570,12 153.861,49 Yên Bái 6.073,71 80.503,9 7.949,3 86.577,67
Cao Bằng 1.050,5 10.705,6 9.840,2 15,0 21.596,3 Bắc Cạn 1.897,4 4.500,0 6.684,6 6.397,48 Tuyên Quang 263,6 263,65 Thái Nguyên 9.941,5 26.639,3 4.357,7 888,23 41.236,83 Lạng Sơn 304,18 1.600,1 1.904,31 Bắc Giang 350,0 150,0 350,0 Quảng Ninh 41,57 16,2 70,0 57,79 Phú Thọ 191,3 460,9 625,22 Hải Phòng 15,97 15,97 Hòa Bình 511,2 169,87 681,1 Thanh Hóa 262,97 113,4 291,07 376,39 Hà Tĩnh 86.042,5 325.913,3 132,124 120.000,0 544.080,0 Quảng Ngãi 8.130,0 8.130,0 Phú Yên 95,96 55,3 95,96 Tổng cộng 137.107 473.593,6 344.689,5 206.281,29 1.161.671,5
(Nguồn: Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 2005)
Về trữ lượng: Theo kết quả thăm dò và dự báo tổng trữ lượng và tài nguyên quặng sắt Việt Nam gần 1,2 tỷ tấn gồm cấp 111+121+122+333. Trong đó mỏ Thạch Khê có trữ lượng lớn nhất là 544,08 triệu tấn, tiếp đến mỏ Quý Xa 121,92 triệu tấn còn lại hầu hết các mỏ có trữ lượng dưới 20 triệu tấn. Trữ lượng quặng sắt cấp 111+121 là 610,7 triệu tấn chiếm 52,57% tổng trữ lượng và tài nguyên, tập trung chủ yếu ở mỏ Thạch Khê và mỏ Quý Xa. Trữ lượng quặng sắt cấp 122 là 344,69 triệu tấn chiếm 48,51% tổng trữ lượng, tập trung ở mỏ Thạch Khê, Quý Xa, Tiến Bộ, Nà Rụa. Tổng hợp về trữ lượng một số mở quặng sắt lớn được nêu trong bảng 1.3, trữ lượng một số mỏ quặng sắt lớn được nêu trong bảng 1.4 (Hoàng Minh Đạo, 2019).
Hiện nay các quặng sắt của Việt Nam chủ yếu được khai thác bằng công nghệ lộ thiên. Các mỏ quặng sắt lộ thiên của Việt Nam đều có cấu trúc địa chất phức tạp. Địa tầng phía trên gồm trầm tích đệ tứ, neogen và các tàn tích là các loại đất yếu, độ bão hoà thấp. Địa tầng phía dưới thường là các loại đá vôi, đá gabro. Đây là nguyên nhân tạo nên dòng chảy ngầm vào các khai trường khi khai thác xuống sâu rất lớn và ảnh hưởng đến quá trình khai thác mỏ. Các mỏ phải khai thác xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy, điều kiện địa chất thuỷ văn (ĐCTV), địa chất công trình (ĐCCT)
của các mỏ phức tạp, khai trường chật hẹp. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nên về mùa mưa lượng bùn và nước đổ xuống đáy mỏ rất lớn, điều kiện khai thác, vận tải, xử lý bùn và thoát nước ngày càng phức tạp. Hàng năm công tác khai thác quặng chủ yếu tập trung vào 6 tháng mùa khô.
Các mỏ quặng sắt gốc có sự khác nhau về nguồn gốc thành tạo, nhưng có đặc điểm chung là: Khi khai thác các mỏ quặng sắt gốc đều gặp phải đất yếu, Cát, Sét, Neogen ... Theo kết quả tổng hợp có 3 dạng đất yếu thường gặp khi khai thác các mỏ quặng sắt gốc:
+ Đất yếu dạng cát chảy có 2 dạng phân bố:
- Dạng phân bố nông ngay trên bề mặt địa hình như mỏ Thạch Khê.
- Dạng phân bố sâu, trên bề mặt tiếp xúc giữa đá vôi nứt nẻ đáy thân quặng với đất phủ mềm bở trên đá vôi, do nước xói ngầm làm trôi hạt mịn tạo thành.
+ Đất yếu dạng sét dẻo dính, đặc điểm loại này có tính trương nở mạnh, có nguồn gốc phong hoá và thường gặp dưới dạng lớp phủ vây quanh quặng gốc như đã gặp ở mỏ manhetit Trại Cau. Lớp sét pha sông biển, sét gạch ngói có chiều dày hàng chục mét như ở mỏ Thạch Khê. Lớp sét phủ quanh thân quặng gốc phía Nam mỏ Tiến Bộ.
+ Đất yếu dạng mặt phân lớp giữa các loại đá, loại này gặp ở khu phía Bắc mỏ Nà Rụa.
Bảng 1.4. Trữ lượng, chất lượng một số mỏ sắt lớn
STT Tỉnh/Tên mỏ Hàm lượng Fe (%) Trữ lượng và tài nguyên (106 tấn) 1 Hà Giang Sàng Thấn (Bắc Mê) 42,8÷44,1 32,39 Tùng Bá (Vị Xuyên) 38,1÷41,38 15,158 Suối Thâu 33÷51 7,22 Thần Lũng 31÷46 8,25 2 Lào Cai Quý Xa 44÷55 12,92 Làng Lếch 26,92÷66,25 19,6 Làng Cọ 34,41÷42,72 11,9 Làng Vinh 50,65 10 Kíp Tước 30÷63,79 2,05
Phúc Ninh 35,3÷40,4 2,1 Tân Tiến 36,0÷39,5 3,1 4 Cao Bằng Nà Rụa 56,8÷69 18,03 Nà Lũng 42÷66,2 7,37 Ngườm Cháng 55÷65 5,6 5 Bắc Cạn Bản Phắng 39,78 8,2 Khối Giang 40,4 7,2 Bản Quân 40,2 4,2 6 Thái Nguyên Trại Cau 46÷62 22,3 Tiến Bộ 20÷60 24,2 7 Yên Bái Làng Mỵ 25÷35 76,17 8 Hà Tĩnh Thạch Khê 55÷60 544,08 9 Quảng Bình Thác dài 40÷42 0,326
(Nguồn: Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 2005) 1.3.2.2. Công nghệ khai thác mỏ quặng sắt ở Việt Nam
Quặng sắt là loại hình khoáng sản được khai thác từ lâu với khối lượng lớn nên khối lượng bóc đất và đổ thải cũng nhiều hơn so với các quặng kim loại khác. Công nghệ khai thác sử dụng phổ biến hiện nay là công nghệ dùng máy xúc phối hợp với ô tô tự đổ, gồm các công đoạn chủ yếu sau:
- Khoan nổ mìn để phá vỡ đất đá nguyên khối;
- Sử dụng thiết bị cơ giới để xúc đất đá và quặng lên các phương tiện vận chuyển; - Sử dụng thiết bị vận tải bằng xe tải để chuyển đất đá thải từ khai trường ra bãi thải và vận chuyển các loại quặng khai thác về nới chế biến và kho chứa;
- Sản phẩm từ kho chứa được thiết bị xúc lên phương tiện vận tải đường bộ về nơi tiêu thụ.
- Về ô nhiễm môi trường không khí: Môi trường không khí các khu vực khai thác khoáng sản và lân cận thường xuyên bị ô nhiễm do bụi, khí độc, khí nổ và tiếng ồn phát sinh ở hầu hết các khâu sản xuất. Đặc biệt là khu vực khai thác mỏ sắt Quý Xa ở Lào Cai và mỏ sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh, mỏ sắt Trại Cau ở Thái Nguyên.
- Về nước thải mỏ: với phương pháp áp dụng khai thác chủ yếu hiện nay là khai thác lộ thiên và sơ tuyển khô. Tuy nhiên quy trình chế biến quặng sử dụng nước để rửa thu quặng sắt thì việc gây ô nhiễm môi trường từ quá trình tuyển quặng chủ yếu là môi trường nước đồng thời thải ra một lượng cặn khá cao với thành phần gồm các chất khoáng và kim loại như: Đất, sét, cát và các chất thải khác của đuôi thải như SiO2, Fe, Pb, Zn, S…nếu xâm nhập vào nguồn nước mặt, lượng nước này có thể gây bồi lắng, làm thay đổi chế độ thủy văn của các dòng chảy, giảm độ trong, tăng độ đục và tăng hàm lượng các kim loại trong nước... ảnh hưởng đến đời sống của các loại sinh vật thủy vực.
Các chất thải của hoạt động khai thác, chế biến các mỏ sắt nếu không được xử lý tốt sẽ là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước mặt và lâu dài, ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm của khu vực lân cận.
- Tác động đến địa hình, cảnh quan: Những biến đổi mạnh nhất diễn ra chủ yếu ở những khu vực có khai thác lộ thiên. Các bãi đổ thải tạo nên những quả đồi.. và nhiều bãi thải trên các sườn đồi. Bãi thải thường có sườn dốc tới 350. Nhiều moong khai thác lộ thiên tạo nên địa hình âm có độ sâu.
- Vấn đề chiếm dụng đất trồng trọt và cây xanh: Diện tích đất canh tác và thảm thực vật mà các mỏ khai thác lộ thiên chiếm dụng là khá lớn. Ngoài những nguy cơ về ô nhiễm môi trường, biến đổi cảnh quan, suy giảm đa dạng sinh học thì hoạt động khai thác quặng sắt cũng để lại nhiều rủi ro về sạt lở, trượt lở đe dọa tính mạng người dân do các hố mỏ gây ra. Tại khu vực khai thác quặng sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh, trong quá trình bóc đất tầng phủ, đã thực hiện bốc xúc 11,2 triệu m3 đất đá, sau quá trình khai thác đất mặt vào khai thác quặng nguyên khai sẽ tạo nên các hố mỏ khổng lồ.
Vấn đề công nghệ khai thác, đổ thải không đúng kĩ thuật, không đầu tư cho các công trình bảo vệ môi trường ngay từ giai đoạn bắt đầu của dự án, công tác hoàn
nước, thiệt hại về sức khỏe công nhân, nhân dân. Đây là một thực tế đang rất cần sự quan tâm của các cấp, ngành, cơ quan quản lý và đặc biệt là nhận thức của các nhà đầu tư, chủ dự án khai thác quặng sắt.