Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.2. Hoạt động khai thác quặng sắt ảnh hưởng đến môi trường đất của khu vực mỏ sắt Trại Cau
3.2.1. Khái quát mỏ sắt Trại Cau
Mỏ sắt Trại Cau thuộc thị trấn Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên, cách thành phố Thái Nguyên khoảng 18 - 20 km, đã tổ chức khai thác từ thời Pháp thuộc 1928 - 1929. Toàn bộ khu vực mỏ nằm trong tọa độ địa lý 23″86″00 - 23″91″50 độ vĩ Bắc, 18″00″06 - 18″59″65 độ kinh Đông. Phía Tây Bắc giáp xã Nam Hòa, phía Đông Bắc giáp xã Cây Thị, phía Đông giáp xóm Khai Thông, phía Nam và Tây Nam giáp xã Tân Lợi, cách thị trấn Chùa Hang 18 km.
Hình 3.3. Bản đồ khu vực mỏ sắt Trại Cau
Địa hình khu mỏ là vùng đồi dốc thoai thoải có độ cao trung bình 30 - 50 m, xen lẫn các khu vực đất bằng phẳng đã được cư dân khai phá để trồng lúa và hoa màu. Xung quanh khu vực sản xuất của mỏ có hàng trăm hộ dân đang sinh sống, dưới chân bãi thải cũng tập trung dân cư đông đúc. Khoảng cách từ khai trường đến hộ dân gần nhất là 500 m và khu vực bãi thải cách hộ dân gần nhất là 50 m. Do vậy, ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi trường tại thị trấn Trại Cau là không thể tránh khỏi. Mỏ sắt Trại Cau bắt đầu hoạt động cùng với sự ra đời của Nhà máy Gang thép Thái Nguyên. Mỏ được xây dựng và đi vào khai thác từ năm 1964, nhưng do nhiều lý do phải dừng khai thác trong một số năm, đến nay mỏ đã đi vào hoạt động khai thác được 55 năm.
Địa chất khu vực chủ yếu là quặng phong hóa và quặng cacbonat manhetit nằm trong lớp đá vôi. Lớp trên cùng là thổ nhưỡng mỏng, bên dưới là lớp quặng phong hóa dạng vỉa hoặc thấu kính có bề dày từ 15 - 20 m, tiếp đến là lớp quặng manhetit dày từ 10 - 15 m.
Khu vực mỏ cách khu ruộng lúa phía Nam khoảng 100 m, độ cao khu khai thác phía Tây nằm ở cos +56, ruộng lúa nằm ở cos +37,09 như vậy khu Tây cao hơn ruộng lúa khoảng 18,91 m. Độ cao khu khai thác phía Đông nằm ở cos +64 cao hơn so với ruộng lúa khoảng 26,29 m.
Hệ thống sông suối: Khu vực mỏ sắt Trại Cau có suối Thác Lạc, suối Ivon và một số con suối khác, suối Ivon là một con suối nhỏ chảy qua phân xưởng tuyển quặng và đổ vào suối Thác Lạc tại xã Tân Lập rồi đổ ra Sông Cầu. Suối Thác Lạc bắt nguồn từ phía Bắc của mỏ, có độ dốc và vận tốc trung bình lớn, chảy qua khu vực đồi núi, hai bên bờ thoáng đáng nhiều cát sỏi.
Toàn bộ mỏ sắt Trại Cau bao gồm các mỏ: Thác Lạc, Núi Quặng, Hòa Bình và Kim Cương kéo dài 5 km. Mỏ được Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên khởi công xây dựng từ cuối năm 1959, khánh thành và đi vào hoạt động sản xuất vào ngày 16/12/1963, giấy phép khai thác số 1521/ĐC ngày 08/10/1969. Theo giấy phép, tổng diện tích toàn bộ khu mỏ Trại Cau là 291,04 ha, thời hạn khai thác không có thời hạn. Trữ lượng của mỏ là 13.852.587 tấn, công suất thiết kế là 300.000 tấn quặng tinh/năm.
Mỏ có vị trí địa lý và cơ sở hạ tầng thuận lợi, hiện đang tổ chức khai thác với quy mô công nghiệp, hiện nay đạt công suất khoảng 180.000 tấn quặng tinh/năm. Sản
lượng khai thác mỏ đến hết năm 2018 hơn 12 triệu tấn.
3.2.1.2. Hoạt động khai thác quặng sắt tại mỏ
Mỏ sắt Trại Cau khai thác lộ thiên. Quy trình công nghệ khai thác bao gồm khoan, nổ mìn làm tơi, máy ủi gạt đất đá mở tầng gom quặng, máy xúc mở hào xúc quặng lên ô tô chở về nhà máy tuyển rửa quặng, xúc đất đá thải vận chuyển ra bãi thải đất đá. Sơ đồ khai thác quặng sắt được thể hiện tại hình 3.4 sau.
Công nghệ tuyển khoáng áp dụng tại mỏ sắt Trại Cau 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.
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình khai thác quặng sắt tại mỏ sắt Trại Cau Khoan, nổ mìn
Máy xúc xúc đất đá thải trực tiếp lên ô tô
Vận chuyển đất đá thải bằng ô tô
Bãi thải đất đá
Máy ủi gạt đất đá, làm sạch mặt tầng công tác,…
Máy xúc xúc quặng lên ô tô
Vận chuyển quặng bằng ô tô
Xưởng tuyển
Bụi, ồn, rung, khí thải độc hại
Chất thải rắn (đất đá) thải) Nước mưa
- Bụi, ồn, rung, khí thải độc hại- Chất thải rắn
- Nước mưa (mùa mưa)
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 trở lại vào hồ chứa nước trong dự trữ của xưởng tuyển khoáng (Hình 3.5).