5. Cấu trỳc luận văn
1.4. HIỆN TRẠNG CẢI TẠO PHỤC HỒI MễI TRƢỜNG
1.4.1. Cỏc biện phỏp cải tạo, phục hồi mụi trƣờng mỏ đƣợc ỏp dụng tại cỏc
nƣớc trờn thế giới
Hiện nay, than đƣợc khai thỏc nhiều ở cỏc nƣớc Trung Quốc, Mỹ, ấn Độ, Nam Phi, Đức, Nga, Úc... với tổng trữ lƣợng khoảng 984 tỷ tấn toàn thế giới. Hoạt động khai thỏc và chế biến than đó phỏ vỡ cõn bằng sinh thỏi, gõy ụ nhiễm mụi trƣờng trờn nhiều lĩnh vực. Vỡ vậy, phục hồi mụi trƣờng là một trong những vấn đề cấp bỏch cần phải đƣợc thực hiện cho mọi hoạt động khai thỏc than. Biện phỏp hữu hiệu trong cụng tỏc phục hồi mụi trƣờng là phũng ngừa, ngăn chặn ụ nhiễm ngay tại thƣợng nguồn, trỏnh để lại hậu quả lõu dài phải xử lý sau này. Hiện nay, ngoài việc phục hồi mụi trƣờng sau khi kết thỳc khai thỏc, việc ngăn ngừa và xử lý ụ nhiễm mụi trƣờng đƣợc đƣa ra ngay trong quy hoạch, thiết kế khai thỏc mỏ và đƣợc thực hiện liờn tục trong suốt quỏ trỡnh khai thỏc và chế biến than. Ba nhúm mụi trƣờng chớnh đƣợc xỏc định phục hồi là: mụi trƣờng đất, nƣớc và khụng khớ.
1.4.1.1. Ngăn ngừa và xử lý giảm thiểu ụ nhiễm bụi và khớ trong khai thỏc lộ thiờn
Cỏc giải phỏp ngăn ngừa và xử lý giảm thiểu ụ nhiễm bụi và khớ đƣợc tổng hợp trong bảng 1.11.
Bảng 1.11. Cỏc giải phỏp ngăn ngừa và xử lý giảm thiểu ụ nhiễm bụi và khớ
trong khai thỏc lộ thiờn [11]
TT Cụng đoạn Giải phỏp
1 Khoan nổ mỡn lộ thiờn
1.1 Khoan Giải phỏp: Áp dụng khoan ƣớt và thổi phoi khoan bằng hỗn hợp
nƣớc - khớ nộn. Thu, hỳt bụi khoan và lắng bụi trong phễu hứng bụi
lắp ngay miệng lỗ khoan
Hiệu quả: Giảm đƣợc cơ bản lƣợng bụi
1.2 Nổ mỡn Giải phỏp: Làm ẩm đất đỏ trƣớc khi nổ; Dập bụi bằng cỏch phun nƣớc với cụng suất lớn sau khi nổ mỡn. Hoặc thể thay thế phƣơng
phỏp khoan nổ mỡn bằng phƣơng phỏp làm tơi cơ học (mỏy xới, mỏy combai bốc xỳc trực tiếp).
Hiệu quả: Giảm lƣợng bụi, khớ thoỏt ra khi nổ mỡn.
1.3 Phỏt sinh từ bề mặt cỏc tầng khai thỏc và đƣờng vận chuyển
Giải phỏp: Phun tƣới nƣớc với ỏp suất thấp bằng xe di động hay sử
dụng cỏc hệ thống ống cấp nƣớc cố định, hoặc phun nƣớc với ỏp suất cần thiết tạo tia phẳng lờn bề mặt đất đỏ, mặt đƣờng. Dựng húa chất(asphan, dầu mỏ nặng, cỏc chất polime …)phun kết hợp với nƣớc
để gia cố bề mặt đƣờng.
Hiệu quả: Giảm đƣợc cơ bản lƣợng bụi
1.4 Bốc xỳc đất
đỏ
Giải phỏp: Làm ẩm đất đỏ trƣớc khi nổ mỡn, tƣới nƣớc, dập bụi khi
bốc xỳc, phối hợp tƣới dung dịch cú chất phụ gia húa học.
Hiệu quả: Giảm đƣợc cơ bản lƣợng bụi
1.4.1.2. Ngăn ngừa và xử lý giảm thiểu ụ nhiễm bụi và khớ trong khai thỏc hầm lũ
Trong khai thỏc hầm lũ hiện nay trờn thế giới đó dựng nhiều giải phỏp nhằm giảm thiểu ụ nhiễm bụi và khớ đƣợc thể hiện trong bảng 1.12.
Bảng 1.12. Cỏc giải phỏp ngăn ngừa và xử lý giảm thiểu ụ nhiễm
bụi và khớ trong khai thỏc hầm lũ [11]
TT Cụng đoạn Giải phỏp
1 Ngăn ngừa và
xử lý sự cố do khớ CH4
Giải phỏp: Áp dụng cụng nghệ thu hồi khớ mờtan, những vỉa
than cú trữ lƣợng thấp thỡ cần khoan thỏo khớ mờtan trƣớc lỳc khai thỏc.
Hiệu quả: Giảm thiểu đƣợc sự cố chỏy nổ, thu hồi đƣợc khớ
CH4 cho cụng nghiệp 2 Xử lý bụi tại
mặt bằng cửa lũ
Giải phỏp: Tƣới nƣớc, gia cố bề mặt mặt bằng bằng bờ tụng
hoặc dựng húa chất gia cố tạm thời sẽ làm giảm lƣợng bụi phỏt sinh do giú và lực quỏn tớnh khi ụtụ chạy qua; Tạo vành đai cõy xanh xung quanh mặt bằng để trỏnh phỏt tỏn bụi ra khu vực lõn cận.
TT Cụng đoạn Giải phỏp
3 Xử lý bụi tại kho, bói than
Giải phỏp: Che chắn đống than về phớa hƣớng giú để trỏnh bụi
là một biện phỏp nhằm giảm bụi phỏt sinh do giú. Dựng hệ thống phun nƣớc cố định, hệ thống đƣờng ống và vũi phun chạy
bao quanh đống than. Khi phun tƣới nƣớc cú thờm cỏc chất phụ
gia hiệu quả sẽ cao hơn. Trồng cõy xanh quanh bói chứa than, hoặc xung quanh tƣờng rào của nhà mỏy tuyển để ngăn chặn
bụi phỏt tỏn ra khu vực lõn cận.
Hiệu quả: Giảm đƣợc cơ bản lƣợng bụi
1.4.1.3. Xử lý nước thải
Xử lý nước thải bằng phương phỏp hoỏ học
Nƣớc thải mỏ chủ yếu chứa một lƣợng lớn hàm lƣợng cỏc chất rắn hoà tan, cỏc kim loại nặng và chứa một ớt nƣớc thải sinh hoạt. Chớnh vỡ vậy cụng nghệ xử lý nƣớc thải mỏ chủ yếu là cụng nghệ hoỏ học đƣợc thể hiện tổng thể trờn hỡnh 1.3.
Hỡnh 1.3. Sơ đồ cụng nghệ xử lý nước thải mỏ Tỏch nƣớc
Bựn
Sục khớ Hoỏ chất
Oxy hoỏ, làm kết tủa cỏc ion kim loại dạng hoà tan
Nƣớc thải mỏ Điều hoà, kiểm soỏt lƣu lƣu lƣợng và đặc tớnh nƣớc
thải
Trung hoà bằng hoỏ chất
Lắng cặn cỏc hyđrụxit kim loại và cỏc chất rắn lơ lửng
khỏc
Tựy theo tớnh chất nƣớc thải mỏ và lƣu lƣợng mà ngƣời ta ỏp dụng những hệ thống khỏc nhau cũng nhƣ cỏc húa chất, chất trợ lắng khỏc nhau.
Để xử lý nƣớc thải của mỏ than, trờn thế giới ngƣời ta ỏp dụng rộng rói phƣơng phỏp húa học. Phƣơng phỏp này phõn thành 2 dạng: sục khớ và sử dụng cỏc hoỏ chất để trung hũa nƣớc thải mỏ cú tớnh axớt và kết tủa Fe, Mn.
Xử lý nước thải bằng phương phỏp sục khớ
Nƣớc thải mỏ than thƣờng cú tớnh axớt cao, hàm lƣợng ion Fe, Mn ở dạng hũa tan cao. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng phỏp sục khớ đƣợc thể hiện trờn sơ đồ hỡnh 1.4.
Hỡnh 1.4. Xử lý nước thải bằng phương phỏp sục khớ
Nƣớc thải mỏ đƣợc mỏ đƣợc bơm vào lờn bể điều hoà sau đú sang bể trung hũa. Tại bể trung hũa dung dịch sữa vụi Ca(OH)2 (5† 10%) đƣợc bơm vào và hoà trộn với nƣớc thải để trung hoà axớt H2SO4 cú trong nƣớc thải, nõng độ pH đạt 7†7,5, đồng thời khụng khớ từ mỏy nộn khớ đƣợc xục vào bể trung hũa tạo điều kiện oxy hoỏ phần lớn Fe và trợ giỳp quỏ trỡnh hũa trộn sữa vụi.Từ bể trung hoà nƣớc thải chảy trực tiếp sang bể keo tụ. Tại bể keo tụ, dung dịch keo tụ PAC, PAM 0,1% đƣợc bơm vào và hoà trộn với nƣớc thải bằng mỏy khuấy, sau đú nƣớc tự chảy vào bể lắng tấm nghiờng. Dung dịch keo tụ đƣợc khuấy trộn đều với nƣớc thải bằng mỏy khuấy lắp đặt tại bể keo tụ cú tỏc dụng phõn lƣu, phõn lƣu ngƣợc dũng, trộn xoỏy tăng tốc độ kết bụng và lắng đọng. Tại bể lắng tấm nghiờng, cặn lơ lửng kết
Ca(OH)2 Bơm bựn Xả ra M.trƣờng Bói thải Sụckhớ Bể điều hồ Nƣớc thải mỏ
Bể trung hũa Bể keo tụ Bể lắng tấm nghiờng PAM, PAC PAC Bể chứa bựn Bơm nƣớc Bể nƣớc rửa lọc Mỏy ộp bựn Bể khử Mn Bể nƣớc sạch
thành bụng cú kớch thƣớc lớn, trong quỏ trỡnh di chuyển từ dƣới lờn va chạm vào cỏc tấm nghiờng và lắng đọng xuống đỏy bể. Tại đỏy bể lắng tấm nghiờng lắp đặt cỏc ống hỳt bựn. Bựn đƣợc dẫn vào bể chứa bựn và đƣợc bơm hỳt bựn định kỳ đẩy sang bể lọc bựn. Nƣớc sạch đƣợc dẫn sang bể nƣớc sạch và chảy mụi trƣờng. Tại bể khử mangan, nƣớc đƣợc lọc qua lớp cỏt sỏi hoạt tớnh cú phủ mangan oxit làm tỏc nhõn để ụ xy húa và lọc giữ lại mangan cũng nhƣ lƣợng cặn cũn lại. Định kỳ bơm rửa ngƣợc để làm sạch lớp vật liệu lọc, nƣớc từ quỏ trỡnh rửa ngƣợc đƣợc đƣa về bể chứa nƣớc rửa lọc sau đú đƣợc bơm ngƣợc trở về bể keo tụ. Bựn bơm từ bể lắng tấm nghiờng cũn chứa 95% - 97% nƣớc. Để cú thể vận chuyển đi đổ thải, cần phải tiến hành tỏch nƣớc khỏi bựn đảm bảo lƣợng nƣớc cũn lại trong bựn dƣới 20% sau đú dựng phƣơng phỏp cơ giới (mỏy ộp) và chở ra bói thải.
Mương đỏ vụi: Phƣơng phỏp mƣơng đỏ vụi yếm khớ đƣợc thể hiện trờn hỡnh 1.5
Hỡnh 1.5. Hệ thống xử lý nước thải bằng mương đỏ vụi yếm khớ
Đõy là loại mƣơng trong lũng cú chụn lớp đỏ vụi, đƣợc sử dụng để xử lý nƣớc thải cú tớnh axớt. Nƣớc thải đƣợc dẫn vào mƣơng, pH và tớnh kiềm của nƣớc thải tăng lờn bởi phản ứng với đỏ vụi. Sử dụng đỏ vụi xử lý nƣớc mỏ ở trong điều kiện hiếu khớ, những viờn đỏ vụi nhanh chúng bị bao bọc bởi những lớp sắt ụxớt và sắt hyđrụxớt. Kiềm đƣợc cho thờm vào nƣớc thải mỏ cú tớnh axớt cao làm cho pH tăng lờn. Dũng nƣớc thải từ mƣơng yếm khớ ra đƣa ra mụi trƣờng trong điều kiện hiếu khớ sẽ xảy ra hiện tƣợng ụxi húa kim loại, thuỷ phõn và cỏc phản ứng kết tủa [11].
Moong nƣớc Mƣơng đỏ vụi yếm khớ
Phà bơm
Đầm lầy nhõn tạo: Phƣơng phỏp đầm lầy nhõn tạo đƣợc mụ tả trờn hỡnh 1.6
Hỡnh 1.6. Sơ đồ hệ thống đầm lầy nhõn tạo
Sử dụng đầm lầy nhõn tạo để xử lý nƣớc thải mỏ đƣợc thể hiện qua nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về sự tƣơng tỏc của đầm lầy tự nhiờn với nƣớc thải mỏ. Chất lƣợng nƣớc sau khi đi ra khỏi đầm lầy đƣợc theo dừi cho thấy đó cải thiện một cỏch đỏng kể với Fe, Mn, Ca, Mg và tăng pH từ 2,5 3,5 tới 4 6. Qua đú thấy rằng, đầm lầy nhõn tạo cú thể phự hợp cho xử lƣ cỏc chất ụ nhiễm trong nƣớc thải mỏ. Mụ phỏng đầm lầy tự nhiờn để xõy dựng đầm lầy nhõn tạo, gồm hệ thống chứa đựng lớp nền bờn dƣới, bờn trờn là cỏc thực vật nổi, thực vật chỡm, cựng cộng đồng cỏc sinh vật cú thể sống trong hệ thống. Ngày nay, nhiều mỏ ở Mỹ và Anh đó sử dụng đầm lầy nhõn tạo để xử lý nƣớc thải mỏ cú hiệu quả.
Đầm lầy nhõn tạo đƣợc xõy dựng gồm một hoặc nhiều hố nụng, hoặc cỏc ngăn, mỗi ụ cú diện tớch bề mặt nhỏ hơn một hecta. Kớch thƣớc và hỡnh dạng của đầm lầy phụ thuộc vào vị trớ địa hỡnh, địa chất thủy văn và giỏ trị sử dụng đất.
Thực vật trong đầm lầy thƣờng cú ba hợp phần chủ yếu: Loại thớch nghi với nƣớc ở điều kiện yếm khớ đó bóo hũa và cú khả năng chịu nồng độ ụ nhiễm cao; Chất nền để nuụi dƣỡng thực vật; Chất nền cung cấp vật chất nuụi dƣỡng cho thực vật bờn trong đầm lầy. Chỳng bao gồm đất, cỏt và sỏi hoặc cỏc khối kết hợp khỏc nhƣ tro bay từ việc đốt than và bựn đất nạo vột mỏ. Cỏc chất nền đất hữu cơ và sột thƣờng cú hoạt động trao đổi ion cao hơn so với cỏc loại vật liệu khỏc.
1.4.1.4. Tận thu tài nguyờn và tỏi sử dụng bói thải mỏ
Tận thu than đƣợc triển khai khi tuyển than trong mụi trƣờng huyền phự đỏ cộng sinh. Phƣơng phỏp này rất thịnh hành ở Bỉ, Slovakia [11]. Đất đỏ thải mỏ cú tỷ lệ Si thớch hợp cũn đƣợc sử dụng làm một phần nguyờn liệu sản xuất xi măng (Tập đoàn Xi măng Holcim - Bỉ).
Tại Phỏp, Ba Lan, Trung Quốc và nhiều nƣớc khỏc, đất đỏ thải mỏ cú tỷ lệ than lẫn thớch hợp (tối thiểu 6%) đƣợc sử dụng làm nguồn nguyờn liệu sản xuất gạch. Đỏ thải mỏ với độ cứng thớch hợp cũn đƣợc sử dụng làm nền đƣờng hoặc nền nhà [11].
Hoàn thổ là cụng tỏc lấp đất cỏc khu vực đó khai thỏc để hồn trả lại trạng thỏi tự nhiờn của nú hoặc để sử dụng cho cỏc mục đớch khỏc. Thiết kế hoàn thổ, hoàn nguyờn và tỏi tạo cảnh quan tại cỏc vựng khai thỏc than thƣờng đƣợc thực hiện đồng thời với thiết kế khai thỏc mỏ, phự hợp với mục đớch tỏi sử dụng khu vực đó khai thỏc theo thoả thuận với chớnh quyền địa phƣơng.
Thụng thƣờng, việc hoàn thổ đƣợc tiến hành ngay sau khi búc lớp than cuối cựng. Lớp đất đỏ hoàn thổ đƣợc thực hiện hoặc đổ tự nhiờn hoặc cú đầm nộn.
Tại Anh: Cỏc lớp đất đỏ đƣợc búc lờn và đỏnh đống theo từng tầng khỏc nhau, theo thứ tự gối lờn nhau. Việc đổ thải nhƣ vậy trỏnh đƣợc việc chồng lấp cỏc lớp đất lờn nhau, mất lớp đất màu. Khi kết thỳc khai thỏc, thực hiện san lấp hồn thổ bằng chớnh cỏc lớp đất đỏ đó búc theo thứ tự ngƣợc lại. Sau mỗi lớp đất, dựng xe chuyờn dụng đầm nộn chặt khu vực san lấp. Sau quỏ trỡnh san lấp, cỏc hoạt động hoàn nguyờn và tỏi tạo cảnh quan đƣợc thực hiện. Thụng thƣờng, biện phỏp hoàn nguyờn và tỏi tạo cảnh quan thƣờng đƣợc sử dụng là trồng cõy, tạo cảnh quan nhằm cỏc mục đớch xõy dựng cỏc cụng trỡnh cụng cộng cho cộng đồng [11].
Tại Đức: Cỏc moong khai thỏc hoặc đƣợc hoàn thổ bằng phƣơng phỏp đổ bói thải trong hoặc đƣợc cải tạo thành hồ chứa nƣớc, hệ thống cỏc hồ nƣớc liờn hoàn. Bờ moong đƣợc gia cố và trồng cõy, vừa tạo khu dự trữ nƣớc vừa tạo cảnh quan.
Tại cỏc vựng khai thỏc than nõu đó dừng khai thỏc ở CHDC Đức (cũ), cỏc mỏ than nõu đƣợc hoàn thổ, cải tạo và phục hồi nhằm tỏi sử dụng đất đó hồn thổ cho cỏc cừ sở cụng nghiệp mới, thậm chớ biến thành bảo tàng vựng than với cỏc thiết bị khai thỏc cũ ðể lại thu hỳt khỏch du lịch [11].
Tại Phỏp: Cỏc moong khai thỏc lộ thiờn bằng phƣơng phỏp “tự hoàn thổ”, đất đỏ thải búc đằng trƣớc đƣợc đổ ngay vào khu vực đó khai thỏc đằng sau [11].