3.2. MỘT SỐ GIẢI PHÁP SXSH TRONG CÁC KHÂU CÔNG NGHỆ
3.2.1.5 Sử dụng cơng nghệ khai thác khơng nổ mìn
Ngoài việc phá vỡ đất đá bằng phƣơng pháp tuyến thống (khoan - nổ mìn) trong những năm gần đây, một số hƣớng phát triển mới của công nghệ phá vỡ đất đá mà có thể giảm thiểu đƣợc sự phát thải bụi và khí độc hại vào mơi trƣờng, giảm thiểu chấn động nền móng và sóng va đập khơng khí là áp dụng cơng nghệ phá đá bằng phƣơng pháp hóa lý, sử dụng máy phay cắt, búa thủy lực (chủ yếu sử dụng cho phá đá quá cỡ, tây mô chân tầng…) và làm tới đất đá bằng máy xới, với các ƣu điểm:
Làm mềm đất đá mỏ bằng phương pháp hóa lý: trong điều kiện mỏ cụ thể,
cho phép tiến hành xúc bốc đất đá cứng vừa mà khơng cần nổ mìn bằng cách xử lý khối đá bằng dung dịch làm mềm trên cơ sở các chất hoạt tính bề mặt; cịn đối với đất đá cứng thì tiến hành chuẩn bị bằng cách phối hợp giữa phƣơng pháp khoan nổ với dung dịch làm mềm. Nhƣ vậy sẽ giảm đáng kể các chi phí các châu sản xuất tiếp theo nhƣ: giảm khối lƣợng khoan nổ, cải thiện chất lƣợng đất đá cho khâu xúc bốc, nâng cao năng suất máy xúc, giảm chi phí năng lƣợng, cải thiện các chỉ tiêu môi sinh…
Theo thống kê, hiện nay có trên 80% khối lƣợng đất đá mỏ cần phải làm tới sơ bộ để có thể xúc đƣợc bằng cách máy xúc. Hầu hết khối lƣợng công việc này đƣợc thực hiện bằng khoan nổ mìn với chỉ tiêu thuốc nổ q = 0,4÷0,5 kg/m3
, đồng thời phải sử dụng một số lƣợng lớn thiết bị khoan, phƣơng tiện vận tải và cơng nhân phục vụ. Chi phí khoan nổ chiếm từ 25÷30% giá thành khai thác. Mặt khác, việc nổ mìn tại những khu vực đất đá giáp vách và các lớp đá kẹp (khi cần) có ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng đá khai thác do sự trộn lẫn của đất và đá ở đới tiếp xúc của chúng. Nhƣ vậy, bằng cách giảm độ bền của đất đá dẫn đến giảm các chi phí nguyên nhiên vật liệu, nâng cao hiệu quả chuẩn bị đất đá để xúc bốc và cải thiện đáng kể điều kiện sinh thải của khu vực.
Có thể sử dụng chất phá đá NPV - 7B bao gồm vơi sống và 2÷3 chất phụ gia khác trộn với tỷ lệ 3÷6% để phá vỡ đất đá thay cho chất nổ. Chất này đƣợc
trộn đều với nƣớc và nạp đầy lỗ khoan. Do phản ứng hóa học, chất này đơng kết và trƣơng nở tạo nên áp lực lớn tác động lên thành lỗ khoan. Khi áp lực này vƣợt quá độ bền kéo quả đất đá vây quanh thì bắt đầu xuất hiện các khe nứt. Các khe nứt phát triển mở rộng dần trong q trình hydrat hóa tiếp tục của hỗn hợp. Phƣơng pháp này đƣợc gọi là “cơng nghệ phá đá sạch, nhiệt độ thấp” và có ƣu điểm là không gây chấn động, khơng bụi, khơng có đá bay và khơng có khí độc hại phát thải vào môi trƣờng.
Kết quả thực nghiệm cho thấy việc làm mềm alêvơlit có thể đạt 50%, cịn đất đá cứng khơng lớn hơn 35%. Khi đó hệ số giịn của đất đá (tỷ số giữa độ bền nén và độ bến kéo) sau quá trình tác động làm mềm của dung dịch đƣợc tăng lên. Năng lƣợng trung bình phá hủy khối đá đƣợc làm mềm bằng phƣơng pháp hóa - lý khơng vƣợt q 65 kwh/t, trong khi làm tơi bằng phƣơng pháp khoan nổ mìn là 90 kwh/t, còn đối với đá nguyên khối là lớn hơn 180 kwh/t. Năng suất của máy xúc ơ tơ tăng từ 3200÷4300 t/h khi khai thác khối đá đƣợc làm mềm bằng phƣơng pháp hóa lý. Sự tạo thành bụi khi phá hủy xúc bốc giảm 30÷35%.
Để chuẩn bị cho xúc bốc đất đá cứng, khi sự làm mềm bằng phƣơng pháp hoá - lý không đạt đƣợc mức độ cần thiết cho máy xúc, cần sử dụng phƣơng pháp chuẩn bị đất đá phối hợp đó là làm mềm bằng phƣơng pháp hoá - lý kết hợp với khoan nổ mìn. Trong trƣờng hợp này mức tiết kiệm thuốc nổ đạt 30÷50%, cái thiện đƣợc điểu kiện sinh thái, giảm khối lƣợng khoan, cải thiện đƣợc chất lƣợng chuẩn bị đống đá cho xúc bốc (giảm cỡ hạt đất đá tới 30% so với khoan nổ thơng thƣờng), giảm chi phí năng lƣợng, cải thiện các chỉ tiêu sinh thái và dẫn đến giảm chi phi sản xuất khi đó sự làm mềm hoá - lý đất đá mỏ đƣợc xem nhƣ là một trong những các yếu tố điều khiển các thơng số khoan nổ mìn nhằm mục đích nâng cao hiệu quả khoan nỗ, giảm ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng sinh thái.
Đây là một trong những giải pháp công nghệ mới làm tơi đất đá không chỉ giảm chi phí cho việc bóc 1 m3
mà nó cịn là một trong những giải pháp tích cực giảm thiểu ơ nhiễm mơi trƣờng khi khai thác mỏ lộ thiên. Sự ra đời của giải pháp công nghệ này đƣợc coi nhƣ là một trong những cuộc cách mạng thay đổi về chất nhằm tăng cƣờng công tác khai thác các mỏ đá lộ thiên ở các nƣớc công nghiệp tiên tiến.
Sử dụng máy phay cắt liên hợp: là phƣơng pháp sử dụng các răng kim loại
gắn trên tang tác động vào đất đá và phá vỡ chúng ra khỏi khổi nguyên với chiều dày xác định tuỳ theo cơng suất máy và tính chất cơ lý của đất dá. Bộ phận điều chỉnh chiều sâu cắt đƣợc điều khiển bằng hệ thống điện tử, cho phép máy khấu các lớp đất đá có độ dày chính xác tới 10 mm. Trƣớc tiên, đất đá bị cắt ra khỏi khối nguyên, sau đó bị va đập vào nhau làm cho cớ hạt của đất đá khá nhỏ và đều đặn sự quay đều của tăng cát kết hợp với lƣới gạt sẽ làm cho đất đá chuyển động thành dịng theo qn tính ra ngồi theo hệ thống băng tải gắn liền với máy Hệ thống băng tải này có thể đƣợc điều khiển quay về bên phải hoặc bên trái so với trục dài của máy một góc tối đa là 90°, mặt khác cũng có thể điểu chính đƣợc chiều cao của băng tải khi dỡ tải, do đó rất thuận lợi việc bố trí ơ tơ nhận tải trực tiếp bên cạnh phay cắt.
Máy phay cắt liên hợp có thể khẩu đƣợc đất đá với độ bền nén σnến = 60÷90MPa tƣơng đƣơng 600÷900 KG/cm2 hay độ kiên cố f = 6÷9 theo phân loại của Prơtơdiacơnov trong trƣởng hợp đặc biệt có thể khấu trực tiếp đƣợc đất đá có độ kiên cố f lên tới 12 mà khơng cần khoan - nổ mìn.
Phá vỡ đất đá bằng áp dụng công nghệ phá đá bằng búa thủy lực (chú yếu sử dụng cho phá đá quá cỡ, tây mô chân tầng...) và làm tơi đất đá bằng máy xới,với các ưu điểm:
Có khả năng phù hợp để làm tơi đất đá bằng phƣơng pháp cơ học trên các mỏ lộ thiên với chi phí tƣơng đối phù hợp.
Có khả năng làm tơi đất đá đến độ kiên cố f = 6÷7. Thậm chí nếu đất đá nứt nẻ nhiều có thể phá đƣợc đất đá có độ kiên cố f = 8÷9.
Ngồi khả năng làm tơi đất đá phục vụ xúc bốc, máy xới cịn có khả năng xử lý cơng nghệ các mô chân tầng, cắt phá các đá trụ xen kẽ trong đá dày tới 2÷4 m, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Chiều sâu xới từ 0,4÷0,5 m đến 1,8÷2,0 m tuỳ thuộc vào tính chất đất đá và kiểu máy Sau mỗi lƣợt xới, đất đá đƣợc bàn gạt vun lại và dùng máy bốc hoặc máy xúc xúc đổ lên ôtô chuyển ra bãi thải. Hiệu quả làm tơi của máy xới phụ thuộc vào: công suất máy áp lực lên bánh xích máy xới; góc cắm răng vào đá; độ bền và mức độ nứt nẻ của đất đá; thế nằm của lớp đá và hƣớng mặt lớp. Đối với đất đá có độ kiên cố nhỏ và trung bình (f ≤ 7÷8), nửt nẻ mạnh từ cấp I ÷ III với độ kiên cố âm học ≤2000 m/s (đặc biệt là loại có độ kiên cố âm học dƣới 1500 m/s) có thể sử dụng máy cày xới để làm tơi thay thế hồn tồn cơng tác khoan nổ mìn cho giá thành rẻ hơn tới 50÷65 %. Để xới loại đá Cứng cần dùng máy cày có cơng suất lớn trên 200kW, tói 400 và 500 kw. Lƣới sới và bàn gạt đƣợc điều khiển bằng thủy lực.
Hình 3.9: Sử dụng máy xới và đầu đập thủy lực thay thế cho nổ mìn 3.2.2. Khâu xúc bốc 3.2.2. Khâu xúc bốc
Bụi phát sinh trong quá trình xúc bốc đất đá có phạm vi ảnh hƣởng nhỏ và cục bộ, tuy nhiên ảnh hƣởng của nó trực tiếp đến ngƣời cơng nhân và một phần môi trƣờng xung quanh. Biện pháp cơ bản để giảm thiểu bụi ở khâu này là phun tƣới nƣớc làm ẩm đất đá trƣớc khi xúc bốc, cơng việc này có thể thực hiện trong suốt quá trình xúc bốc hoặc trƣớc khi xúc bốc bằng cách thiết bị độc lập nhƣ vòi phun hút nƣớc từ ô tô chở nƣớc.
Bên cạnh đó, việc sử dụng thiết bị cỡ lớn cũng là một giải pháp làm giảm mật độ các nguồn gây bụi và phát thải khi độc hại trên mỏ, dẫn đến làm hạn chế sự phát thải bụi và khí độc hại vào môi trƣờng. Việc chú trọng đầu tƣ mới, thay thế dần các thiết bị cũ, công suất nhỏ ở các mỏ lộ thiên khu vực tỉnh ViêngChăn là một chủ trƣơng đúng đắn không chỉ về mặt kinh tế kỹ thuật mà cả về mặt bảo vệ môi trƣờng. Trong những năm cần đây những hãng máy mỏ tiên tiến trên thế giới khi chế tạo và sản xuất máy xúc thƣờng xuyên gắn thêm các vòi phun nƣớc ở cần xúc và ở gầu xúc và phun song song với q trình xúc bốc và đó vẫn là những biện pháp hiệu quả nhất hiện tại và trong tƣơng lai.
Hình 3.10: Sử dụng máy xúc thủy lực
Sử dụng các vịi phun ngắn trên các ơ tơ chở nƣớc đứng ở vị trí thuận lợi phun nƣớc làm ẩm khối đá để xúc bốc. Nƣớc làm ẩm khối đá đồng thời ngăn ngừa sự tạo bụi. Bên cạch đó có thể sử dụng giải pháp cơng nghệ nhƣ tính tốn chiều cao đống đất đá phù hợp với chiều cao vƣơn tới của gầu xúc (theo quan sát nếu chiều cao đống đất đá vƣợt quá tấm với của máy xúc thì lƣợng bụi phát tán tăng 1,4 4,8 lần). Bên cạch đó chiều cao rỡ tải và góc quay máy xúc cũng ảnh hƣởng rất lớn đến bụi phát sinh.
Hình 3.11: Phun tƣới nƣớc chống bụi cho luồng xúc của máy xúc khi làm việc bằng ô tô chở nƣớc máy xúc khi làm việc bằng ô tô chở nƣớc
Hình 3.12: Sơ đồ àm ẩm khối đá bằng hệ thống vịi phun
Ngồi ra, ở những mỏ có nguồn điện ổn định, khơ ráo, ít ngay cơ ngập lụt thì nên sử dụng máy xúc chạy điện, nhằm loại bỏ các khí thải độc hại phát thải từ đơng cơ đốt dầu diesel và giảm thiểu đƣợc sự vƣơng vãi dầu nhiên liệu. Dùng máy xúc chạy điện không chỉ mang lại hiệu quả về mặt BVMT mà còn tiết kiệm một cách đáng kể chi phí sản xuất thƣờng xuyên do chi phí cho điện năng rẻ hơn cho dầu diesel, độ bền cơ học của máy xúc chạy điện lớn hơn của máy xúc chạy dầu.
3.2.3. Khâu vận tải
3.2.3.1 Giảm thiểu bụi trên tuyến đường vận chuyển đất đá bằng biện pháp phun sương, đập bụi
Có thể sử dụng hệ thống giảm thiểu bụi bằng các thiết bị bơm nƣớc với áp suất cao tạo sƣơng mù. Các vòi phun đƣợc đặt trên cột cao 4,5m và các cột cách nhau 20m
.
2 3 4
1
6 7 8
Hình 3.13: Mơ hình phun sƣơng đập bụi
1- Bể nước; 2- Ống hút; 3- Bơm nước; 4- Động cơ; 5- Ống đẩy chính; 6,7-
Các ống nhánh; 8- Các ống nhánh và vòi phun.
Hình 3.14: Hệ thống phun sƣơng dập bụi tại trạm nghiền
………… ……….
Bảng 3.1: Kết quả của phƣơng pháp giảm thiểu bụi bằng phun nƣớc cao áp
TT Vị trí do
Nồng đọ khi ơ tơ chạy qua, mg/m3 Khi chƣa giảm thiểu bụi Khi hệ thống giảm thiểu bụi làm việc Hiệu quả (%)
1 Trong khu vực nhà máy gần đƣờng ô tô 25,3 135 5,1 79 97 2 Trƣớc cổng ra vào cổng mỏ 90 130 6,9 92 94 3 Trên đƣờng ô tô 100 128 11 85,5 90 4 Cạnh nhà làm việc 90,1 120 5,5 95 96
3.2.3.2 Giảm thiểu bụi trên tuyến đường vận chuyển đất đá bằng thiết bị vận tải tiên tiến
Để thích ứng với yêu cầu cao về bảo vệ môi trƣờng trên mỏ hiện nay, các hãng máy mỏ trên thế giới đã chế tạo thêm các loại ơ tơ có gắn các bộ lọc khí vào động cơ để khử các khí độc nhƣ CO2, HCCHO, CH2CHCHO… và đã đƣợc sử dụng rộng khắp trên thế giới đặc biệt là các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Nhất, Canada… Đây là một hƣớng đầu tƣ thiết bị khả thi phù hợp với chiến lƣợc phát triển của nghành khai thác lộ thiên và đáp ứng đƣợc yêu cầu ngày càng khắt khe về điều kiện môi trƣờng khai thác.
Hầu hết các thiết bị vận tải thế hệ mới đều có cơng suất lớn, khả năng vận tải cơ động, linh hoạt. Sử dụng các thiết bị này sẽ làm giảm tấn suất, mật độ phƣơng tiện vận tải lƣu thông trên mỏ và trên các tuyến đƣờng vận tải chung. Vì thế sẽ giảm nguy cơ gây mất an tồn giao thơng, giảm các nguồn gây bụi và phát thải khí độc hại.
Hình 3.15: Sử dụng các thiết bị vận tải thế hệ mới, hiện đại
3.2.3.3 Giảm thiểu tác động xấu tới môi trường bằng sử dụng hệ thống băng tải
Áp dụng hình thức vận tải bằng băng tải cũng là một giải pháp công nghệ thân thiện với mơi trƣờng. Ngồi những ƣu điểm về mặt kinh tế - kỹ thuật nhƣ đơn giản trong tổ chức vận hành và sửa chữa, có khả năng tự động hóa và điều khiển từ xa, năng suất lao động cao, giá thành sản suất hạ… thì ở góc độ bảo vệ mơi trƣờng, vận tải bằng băng tải ít cây ồn và rừng, ít phát thải bụi và khí độc hại, chiếm dụng đất đai (để làm tuyến băng) ít hơn, nguy cơ xẩy tai nạn, sự cố đối với cộng đồng cũng ít hơn so với vận tải bằng ô tô. Các mỏ lộ thiên khai thác sa khoáng, khoáng sản vật liệu xây dựng,… đều có thể tận dung điều kiện thích hợp để sử dụng hình thức vận tải này, đặc biệt là đối với các mỏ lộ thiên sâu có cung độ vận tải lớn (nhƣợc điểm của vận tải băng tải là đầu tƣ ban đầu lớn, đòi hỏi khắt khe về cỡ hạt đất đá…)
Hình 3.16: Sử dụng hệ thống băng tải trong vận chuyển đất đá nổ mìn
3.2.3.4 Giảm thiểu bụi tại khu vực khai thác
Quá trình khảo sát thực tế tại các mỏ nhận thấy xung quanh các khu vực khai thác rất ít cây xanh hoặc cây đƣợc trồng nhƣng phát triển rất kém do thiếu sự đầu tƣ chăm sóc. Do vậy biện pháp giảm thiệu bụi đầu tiên đƣợc đƣa ra đó là chủ đầu tƣ các mỏ phải tiến hành trồng vành đai cây xanh thật dày xung quanh khu vực moong khai thác đã đƣợc cấp theo giấy phép và thƣờng xuyên chăm sóc để cây xanh phát triển tốt. Đây là biện pháp vừa ngăn ngừa bụi phát tán ra xung quanh vừa cải thiện một phần vi khí hậu tại khu vực khai thác mỏ. Độ dày cây xanh đƣợc trồng tính từ ranh giới mỏ vào trong 35 m, đây là độ rộng để bảo vệ bờ mỏ.
3.2.3.5 Giảm thiểu bụi tại khu vực sân cơng nghiệp
Bố trí lại các khu nghiền sang một cách tối ƣu: tập trung thành cụm, càng ít cụm càng tốt; xa khu dân cƣ; ở những khu vực khuất gió, tránh hƣớng gió thịnh hành về phía khu dân cƣ; khu vực có nhiều cây xanh chắn bụi theo hƣớng gió thịnh hành hoặc lắp ráp các tấm che chắn bụi. Phân cụm bố trí các khu vực