CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU TÁC ĐỘNG TIÊU CỰC ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC THAN KHU VỰC THÀNH PHỐ HẠ LONG
4.1. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
4.1.2. Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu bụi của một số khâu sản xuất
4.1.2.1. Các giải pháp kỹ thuật áp dụng giảm thiểu tác hại của bụi tại các mỏ than lộ thiên
1. Đối với công tác khoan nổ mìn
Bụi và các chất khí độc hại nhƣ: CO, NO…tạo ra trong khâu này, mang tính tức thời và cục bộ, tuy nhiên ảnh hưởng của khâu này rất lớn đến người công nhân. Để giảm thiểu bụi và các loại khí nêu trên thì trong quá trình sản xuất cần áp dụng các biện pháp sau:
1. Công nghệ khoan ướt, dùng nước làm dung dịch khoan để hạn chế khả năng sinh bụi. Đối với các thiết bị khoan khô nhƣ máy khoan xoay cầu cần lắp các phễu chụp bao xung quanh miệng lõ khoan để ngăn bụi phát tán vào môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến người lao động.
2. Sử dụng thuốc nổ có cân bằng ôxy bằng không, đảm bảo phản ứng cháy nổ diễn ra hoàn toàn như thuốc nổ ANFO, thuốc nổ nhũ tương, dùng các túi nilông chứa nước đặt trên miệng lỗ mìn trước khi nổ,...
3. Sử dụng bua nước khi nổ mìn.
4. Phun tưới nước trên bề mặt đất đá, bãi nổ mìn.
2. Đối với công tác xúc bốc
Bụi phát sinh trong khâu này đƣợc hình thành trong quá trình xúc của máy xúc, phạm vi ảnh hưởng nhỏ và cục bộ, tuy nhiên ảnh hưởng của khâu này đến người công nhân. Biện pháp giảm thiểu bụi ở khâu này là Phun tưới nước làm ẩm than và đá đá trước khi xúc bốc.
4.1.2.2.Các giải pháp kỹ thuật áp dụng giảm thiểu tác hại của bụi tại các mỏ than hầm lò
1. Đối với công tác khoan nổ mìn
-Sử dụng các loại thuốc nổ có cân bằng ôxy bằng 0, đảm bảo phản ứng cháy nổ diễn ra hoàn toàn.
-Nạp bua nước cho các lỗ mìn kết hợp các túi nước treo trước gương là một trong các phương pháp được sử dụng phổ biến trong công nghiệp mỏ vì đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả khá cao (giảm nồng độ bụi tới 85%, giảm chi phí thuốc nổ 10 17%):
Chú thích: 1.Thuốc nổ 2. Bua nước
3. Bua đất sét Hình 4. 3: Bố trí bua nước trong lỗ mìn
Bua nước được chế tạo bằng cách sử dụng túi nhựa polietilen có chiều dày 0,2mm với đường kính tương đương với đường kính lỗ khoan 40mm và có chiều dài 400mm, một đầu được dán kín, đầu kia sẽ được buộc chặt sau khi đã được rót nước vào túi.
Hình 4. 4: Sơ đồ bố trí túi nước trước lỗ mìn
3 2 1
Lỗ khoan chứa thuốc nổ và bua Nền lò
Nóc lò
Túi nước
Dây treo
Chi phí nước, lượng nước cần thiết cho mỗi bua nước được thể hiện trên bảng 4.2.
Bảng 4.2: Chi phí nước và hiệu quả bua nước Chi phí nước cho 1
tấn sản phẩm (l/t) 0,3 0,5 0,8 1,0 1,3 1,5 2,0 Hiệu quả giảm bụi
(%) 30 - 40 40 - 55 55 - 65 60 - 70 70-75 75-80 80-85 Các túi nước treo này được treo sát hoặc cách gương lò 1-2m. khi mìn nổ đất đá văng và áp lực nổ sẽ làm vỡ các túi nước. Phương pháp này làm tăng hiệu quả giảm bụi, đồng thời làm giảm khí độc của không khí trong gương lò. Kết quả đo đạc tổng kết các thông số về môi trường khi nổ mìn bua nước kết hợp các túi nước treo trước gương lò cho thấy hiệu quả rõ rệt của phương pháp này. Các thông số về môi trường khi nổ mìn bua nước kết hợp các túi nước được thể hiện trong bảng 4.4.
Bảng 4.3: Nồng độ một số chất khí và bụi ở gương lò Các thông số môi trường ở
gương lò sau khi nổ mìn
Khi không có bua nước và túi nước treo
Khi có bua nước và túi nước treo
Khí CO2 0,03% 0%
Khí SO2 0,62% 20,9%
Khí O2 20,9% 0,1%
Khí NO2 0% 0%
Khí CO 0,12% 0,03%
Khí NO 0,03% 0,009%
Nồng độ bụi 6,1-10,2 0,68-1,87
-Phương pháp làm ẩm khối than trước khi nổ mìn: thực hiện khoan hàng lỗ khoan để bơm nước với áp lực bơm vào các lỗ khoan để làm ẩm khối than ( hình 4.5).
2. 4: Bố trí thiết bị thông gió, vận tải trong hệ thống lò chợ Hình 4.5: Hộ chiếu khoan các lỗ khoan để bơm nước làm ẩm khối than trước khi nổ mìn
2.Đối với công tác thông gió:
Công tác thông gió nhằm đảm bảo luồng khí sạch đƣợc đƣa vào lò và dẫn gió bẩn ra khỏi lò đây cũng là phương pháp để giảm thiểu bụi cho lò chợ và gương lò chuẩn bị đƣợc thể hiện trong (hình 4.6).
Luồng gió bẩn trong lò bao gồm cả bụi được hút ra theo đường ống riêng và gió sạch được đưa vào trong lò đảm bảo môi trường lao động cho người lao động sản xuất trong lò.
Các gương khai thác lò chợ ngắn và các gương đào lò chuẩn bị sẽ phải thông gió cục bộ, vì vậy bố trí ở mỗi gương khai thác 1 quạt, ở mỗi gương lò chuẩn bị 01 quạt để phục vụ thông gió.
Trường hợp chiều dài thông gió lớn phải liên hợp nối tiếp 2 quạt cho 1 gương, kết hợp các giải pháp khác nhằm giảm chiều dài thông gió.
-Tốc độ gió cần đƣợc đảm bảo trong khoảng 0,4 - 0,6 m/s.
Hình: 4.6: Bố trí thiết bị thông gíó, vận tải trong hệ thống lò chợ
3. Công tác xúc bốc
-Làm ẩm toàn bộ lượng than cần xúc trước gương lò bằng thiết bị tạo màn sương hơi nước giảm thiểu bụi ở gương lò mang lại hiệu quả giảm thiểu bụi rất cao, bụi giảm từ 90,22% đến 97,47%, đồng thời cải thiện điều kiện vi khí hậu tốt hơn.
Hình 4.7: Sử dụng thiết bị phun nước tạo sương
1- Giá đỡ; 2- Động cơ; 3 – Puli truyền; 4 – Máy bơm pitông (3 tổ hợp máy); 5- Puli dẫn làm việc của máy bơm; 6- Đai thang; 7- Đồng hồ áp lực; 8- Van điều áp; 9- Bình ổn lưu lượng; 10- ống hút; 11- Bộ phin lọc nước; 12- ống nước hồi khi bơm đến áp suất định trước; 13- Thùng đựng nước; 14- ống cấp nước; 15- Hệ thống cấp điện 3 pha;
16- ống đẩy nhựa cao su chịu áp lực 6 – 12 – 40kg/cm2; 17- Van an toàn; 18- Tổ hợp Ejectơ (vòi phun và ống góp gió ); 19- Móc treo; 20- Chân đỡ Ejectơ.
4.1.3.Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu ôi nhiễm môi trường trên tuyến đường vận chuyển
Sơ đồ hệ thống giảm thiểu bụi (hình 4.8) bằng thiết bị bơm nước với áp suất cao tạo sương mù tại Công ty tuyển than Hòn Gai, giảm thiểu bụi đã được lắp đặt. Mỗi hệ thống có 32 vòi phun. Các vòi phun đƣợc đặt trên cột cao 4,5 m và các cột cách nhau 20 m. Trên hình 4.9 giới thiệu hình ảnh một đoạn của hệ thống.
1. Bể nước 3. Bơm nước 2. ống hút 4. Động cơ
5. ống đẩy chính
6,7. Các ống nhánh; 8. Các ống nhánh và vòi phun Hình 4.8: Bố trí thiết bị bơm nước với áp suất cao tạo sương mù
Hình 4.9: Hệ thống phun sương giảm thiểu bụi tại CT tuyển than Hòn Gai
Ngoài ra, để đảm bảo công tác bảo vệ môi trường trên tuyến đường cần thực hiện các giải pháp sau:
-Bê tông hoá (nhựa atphan hoặc ximăng) mặt đường mỏ, nhất là những đoạn đường cố định, có mật độ xe qua lại lớn.
-Phun nước thường xuyên các tuyến đường vận tải, nhất là đường ra bãi thải.
Bằng cách này có thể giảm lượng bụi đạt hiệu quả 70 á 80%. Có ba phương pháp phun nước: phun nước thông thường (phương pháp phổ biến và chi phí thấp), phun sương và phun nước có chứa NaCl hoặc CaCl2).
- Dùng bạt che kín các thùng xe khi vận tải đất đá ra bãi thải cũng nhƣ khi vận tải than về kho chứa hay ra cảng tiêu thụ.
- Xây dựng trạm rửa xe tự động ở các điểm mà đường mỏ thông ra đường giao thông quốc gia để rửa sạch xe mỏ trước khi hoà mạng giao thông quốc gia.
- Trồng và phát triển các hàng rào cây xanh hai bên đường vận chuyển tạo thành vành đai bảo vệ, hạn chế sự phát tán của bụi ra môi trường xung quanh.
- Lắp các bộ lọc vào động cơ ôtô để khử các khí độc nhƣ CO2, NOX,...
4.1.4. Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu ôi nhiễm môi trường trong chế biến than Do đặc thù công nghệ và qua khảo sát thực tế thấy các vị trí phát sinh bụi chủ yếu của khu sàng bao gồm: Bunke nhận than, các vị trí chuyển tải băng và đầu băng tải khu sàng than. Than qua bunke đƣợc rót tải trực tiếp lên hệ thống băng tải cấp liệu sàng để đưa qua sàng sơ cấp, tại đây than dưới sàng được rót lên băng tải than cám sơ cấp, tuỳ theo yêu cầu sử dụng than cám đƣợc rót thẳng xuống bãi chứa hoặc đƣa lọc
trung gian bằng hệ thống tay gạt, gạt than cỡ hạt lớn xuống sàng thứ cấp. Các vị trí bố trí vòi phun sương trong hệ thống sàng được thể hiện trên hình 4.10.
Hình 4.10: Bố trí vị trí phun sương chống bụi tại các vị trí phát sinh bụi chủ yếu của khu sàng
Trên các hình 4.11 và 4.12 giới thiệu toàn cảnh cụm sàng XN tuyển than Nam Cầu Trắng và hoạt động của các vòi phun sương tại bunke nhận than từ ô tô.
Hình 4.11.Toàn cảnh cụm sàng Nam Cầu Trắng
Hình 4.12.Vòi phun hoạt động ở bunke nhận than
Hiệu quả giảm thiểu bụi đƣợc giới thiệu trong bảng 4.8. Các số liệu đo bụi đều cách điểm sinh bụi 1 2m về phía cuối luồng gió và thời điểm đo là vào lúc mùa hè.
Bảng 4. 4: Hiệu quả giảm thiểu bụi ở cụm sàng
TT Vị trí sinh bụi
Nồng độ bụi trong không khí
Hiệu quả giảm bụi (%) Khi vòi phun
không làm việc
Khi vòi phun làm việc
1 Hố nhận than từ ô tô 25 - 35 4,75 – 5,25 81 – 85
2 Cụm sàng sơ cấp 19 – 29 4,56 – 6,09 76 – 79
3 Cụm sàng thứ cấp 18 – 30 3,96 – 5,4 78 – 82
4 Bunke chứa bã sàng sơ cấp 16 – 23 3,2 – 3,91 80 – 83 5 Bunke chứa bã sàng thứ cấp 17 – 24 5,1 – 5,76 70 – 76 6 Đầu băng tải cám sơ cấp khi rót than 19 – 32 5,89 – 8 69 – 75 7 Đầu băng tải cám thứ cấp khi rót than 20 - 31 7,4 – 7,44 63 - 76 4.1.5. Các giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu ôi nhiễm môi trường nước 4.1.5.1. Tính chất chung của nước thải mỏ
Đối với nước bơm thoát từ khai trường: Trong than có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn…do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lƣợng Fe, Mn và hàm lƣợng căn lơ lửng trong nước cao. Quá trình tạo axít của nước thải mỏ như sau:
Lưu huỳnh trong than tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô cơ chiếm tỷ trọng cao. Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hoá trong môi trường có nước sẽ tạo thành a xít theo phản ứng sau:
- FeS2 + 7/2 O2 + H2O --- FeSO4 + H2SO4 (1) - 2FeSO4 + 1/2 O2+ H2SO4--- Fe2(SO4)3 + H2O (2) - FeS2 + Fe2(SO4)3 --- 3 FeSO4 + 2S (3) - S + H2O + 3/2 O2 --- H2SO4 (4) - Fe2(SO4)3 + 2H2O --- 2Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5)
Các vi sinh vật ưu khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như chủng
Thibacillus Ferrooxidant…hay tồn tại trong môi trường nước mỏ, khi tham gia phản ứng có tác dụng như chất xúc tác, làm tăng cường độ và phạm vi của phản ứng.
- Các phản ứng (1), (2), (4) thực hiện bằng vi sinh vật.
- Các phản ứng (3) ,(5) là các phản ứng hoá học
Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường: Trên bề mặt đất khai trường có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau nhƣng với hàm lƣợng nhỏ không đáng kể tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai trường không có thảm thực vật. Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí có thể có hàm lƣợng dầu nhất định; Tại khu vực sinh hoạt khi có chất thải sinh hoạt nếu không đƣợc thu gom xử lý cùng làm cho nước có hàm lượng BOD, colifrom cao…
4.1.5.2. Các phương pháp xử lý nước thải
Hiện nay, có các phương pháp xử lý nước thải cơ bản như sau:
- Dùng phương pháp trung hoà bằng các chất xúc tác.
- Dùng phương pháp chưng cất.
-Dùng phương pháp trao đổi ion.
-Dùng kỹ thuật vi sinh.
-Dùng phương pháp lắng cơ học.
4.1.5.3. Hiện trạng về xử lý nước thải trong sản xuất than ở vùng Hòn Gai.
Hiện nay, tại vùng than Hòn gai đã có 02 đơn vị sản xuất, chế biến than có công trình xử lý nước thải là Công ty than Hà Lầm và nhà máy tuyển than Hòn Gai.
Hiệu quả xử lý pH, TSS của nước thải mỏ chưa đạt yêu cầu do việc vận hành và điều chỉnh việc cung cấp dung dịch vôi loãng và chất keo tụ, tuy nhiên các hệ thống xử lý nước thải này cũng đã giảm thiểu được tác hại của nước thải mỏ. Các hệ thống xử lý nước thải này có ưu và nhược điểm như sau:
1. Hệ thống xử lý nước thải – 51 Hà Lầm
Hệ thống được thiết kế với công suất 1200 m3/ngày đêm, xử lý toàn bộ nước thải bơm từ lò –51 Hà Lầm. Nước thải ở đây vừa mang tính axit vừa có hàm lượng chất rắn lơ lửng, Fe, Mn cao.
Nguyên lý hoạt động: Nước thải được bơm từ mức –51 vào bể khuấy (3), Tại
bể khuấy trộn, đƣợc bổ sung thêm sữa vôi để điều chỉnh đo pH, dung dịch polyme keo tụ chất rắn lơ lửng, sau đó đƣợc chuyển sang bể lắng. Tại đây hạt bị keo tụ sẽ lắng xuống, nước sạch được đưa vào hệ thống thoát nước của khu vực. Bùn lắng của quá trình keo tụ được bơm lên sân phơi bùn. Nước róc từ bùn được đưa quay lại từ đầu hệ thống để xử lý triệt để. Việc điều chỉnh độ pH đƣợc thực hiện bằng đầu đo pH tự động, đầu đo này đƣợc kết nối với bơm định lƣợng sữa vôi, lƣợng sữa vôi sẽ đƣợc bổ sung sao cho đảm bảo pH đạt TCCP. Hàm lƣợng dung dịch của polyme cũng đƣợc thực hiện bằng bơm định lƣợng để điều chỉnh qua quá trình keo tụ. Hệ thống xử lý nước này có ưu nhược điểm sau:
- Ưu điểm: Là hệ thống mang tính tự động cao, kiểm soát đƣợc hoàn toàn các yếu tố như độ pH, chất rắn lơ lửng. Hệ thống tương đối hoàn chỉnh từ khâu trung hoà axít đến thu gom bùn cặn. Không tốn diện tích cho xây dựng công trình.
- Nhược điểm: Vốn đầu tƣ cho công trình lớn, chi phí vận hành cao.
Hình 4.13: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải –51 Hà Lầm
1. Bơm nước thải; 2. Máy khuấy; 3. Bể trộn; 4. Bể lắng; 5. Bơm bùn; 6. Sân phơi bùn; 7. Sữa vôi và bơm định lượng; 8. Dung dịch và bơm định lượng polyme;
9. Đầu đo pH; 10. Nước sau xử lý.
2. Hệ thống xử lý nước thải nhà máy tuyển than Hòn Gai
Nước thải sau qúa trình tuyển than được dẫn vào các hồ lắng sơ bộ, sau đó được dẫn đến trạm pha. Tại đây nước thải được bơm vào bể khuấy trộn với dung dịch sữa vôi và dung dịch polyme, sau đó được dẫn sang hồ lắng tinh, nước sạch
được dẫn sang bể chứa. Tại đây nước sẽ được bơm tuần hoàn cấp nước cho nhà máy tuyển. Một hệ thống phà hút bùn di động tại hồ lắng tinh, bơm bùn vào hệ thống sân phơi bùn, nước róc bùn cho quay lại hệ thống.
Hệ thống này có các ƣu nhƣợc điểm sau:
-Ưu điểm: Đây là một hệ thống tiên tiến, khép kín các khâu đồng thời tuần hoàn được nước phục vụ cho nhà máy tuyển và xử lý được khâu than bùn.
-Nhược điểm: Chi phí đầu tƣ lớn.
1. Nước thải nhà máy tuyển; 2. Bơm Polime; 3. Bơm sữa vôi; 4. Bể khuấy trộn;
5. Hồ lắng; 6. Bể thu nước sạch; 7. Phà bơm bùn di động; 8. Sân phơi bùn;
9. Bơm quay lại nhà máy tuyển
Hình 4.14: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy thuyển than Hòn Gai 4.1.5.4. Giải pháp đề xuất xử lý nước thải áp dụng cho vùng than Hòn Gai
Trên nguyên lý chung, các biện pháp và các sơ đồ xử lý nước thải của các mỏ nêu trên, với tính chất nước thải mỏ thông thường cần xử lý độ pH, Fe, Mn, nước rửa trôi bề mặt thành phẩm cần xử lý lắng thành phẩm rửa trôi độ pH, nước thải sinh hoạt, nước thải có dầu từ các khu cơ khí, đề xuất các giải pháp xử lý đối với từng loại nước thải mỏ như sau:
1. Xử lý nước thải từ mỏ bằng phương pháp trung hoà đối với các mỏ có nước thải mang tính axít và hàm lượng Mn, Fe vượt tiêu chuẩn môi trường cho phép
Quy trình xử lý:
Nước thải (đã kiểm tra độ pH) chảy qua hệ thống bể lắng 1 để lắng bùn đất và đất đá sau đó đƣợc đƣa sang bể trung hoà đồng thời với việc cho vôi sữa vào
theo tỷ lệ phù hợp, để tăng hiệu quả ta kết hợp dùng máy khuấy bằng cánh quạt. Từ bể trung hoà được dẫn sang bể keo tụ để xử lý và tiếp tục lắng cặn và nước được tiếp tục chuyển qua bể số 2 và số 3 để lắng cặn đảm bảo theo yêu cầu theo qui trình công nghệ đƣợc nêu tại hình 4.15.
`
Hình 4. 15. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mỏ
Nước thải sản xuất được tập trung vào hố lắng cặn, sau khi lắng phải đảm bảo chất lượng nước loại B theo TCVN 5945 - 2005 mới được thải vào hệ thống thoát nước chung.
Kích thước của bể lắng được xác định trên cơ sở lưu lượng ngày lớn nhất của nước thải Qmax(m3/ng.đ) tính theo q m3/s, chiều sâu bể chọn trước (thường H=2 2,5m) và vận tốc dòng chảy trung bình trong bể lắng (thông thường chọn V=0,005m/s):
Nước thải mỏ
Bể trung hoà
Bể lắng 2
Bể lắng 3
Bể chứa nước sau xử lý
Bể keo tụ Bể sữa vôi
Bể pha keo tụ
Van định lƣợng
Van địnhlƣợng
Van địnhlƣợng
Bể lắng 1 (hệ thống 3 bể)
Bể tôi vôi
Nước đạt TCMT Bùn Sân
phơi bùn