BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

HOÀNG HÙNG THẮNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÁC HẠIVÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI

RẮN PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC THAN HẦM LÒVÙNG QUẢNG NINH

Ngành: Khai thác mỏMã số: 62.52.06.03

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2016

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn khai thác Hầm lò,Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Người hướng dẫn khoa học:

GS. TSKH Lê Như Hùng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Phản biện 1: PGS.TS Phùng Mạnh Đắc

Phản biện 2: PGS.TS Bùi Xuân Nam

Phản biện 3: TS.Trần Tú Ba

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấpTrường họp tại: Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Đức Thắng -

Quận Bắc Từ Liêm - Hà Nội.Vào hồi giờ phút ngày tháng năm 2016

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nộihoặc Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất

1

MỞ ĐẦU1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀIKhai thác và chế biến khoáng sản ở Việt Nam đóng góp quan

trọng vào sự tăng trưởng kinh tế của đất nước. Đặc điểm của khaithác và chế biến khoáng sản thường tạo ra khối lượng lớn các chấtthải bao gồm: chất thải rắn (CTR), nước thải và khí bụi thải. Khốilượng CTR có thể gấp hàng chục lần khối lượng khoáng sản thu hồiđược. Các loại chất thải này nếu không được quản lý sẽ là nguồn gâytác động đến môi trường. Trên thực tế nhiều khu vực như QuảngNinh, Thái Nguyên, Lao Cai, Hà Giang v.v…đã và đang phải gánhchịu hậu quả của các hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản.

Để hạn chế các tác động của các nguồn thải rắn trong hoạt độngkhai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh góp phần thực hiện “Chiếnlược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010 và định hướng đếnnăm 2020” đã được Chính phủ phê duyệt, Luận án: “Nghiên cứuđánh giá mức độ tác hại và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phátsinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh” là cần thiết,đáp ứng yêu cầu cần thiết của thực tế về xử lý CTR hiện nay tại cácmỏ khai thác than hầm lò

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI- Đánh giá mức độ ảnh hưởng và tác động tới môi trường của

CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò;- Hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phù hợp với điều kiện sản

xuất, kinh tế của các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU- Đối tượng nghiên cứu là CTR phát sinh trong khai thác tại các

mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh- Phạm vi nghiên cứu là các mỏ khai thác than hầm lò vùng

Quảng Ninh4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU- Tổng quan về CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò và các

giải pháp xử lý.- Đánh giá mức độ tác hại của CTR phát sinh trong khai thác than

hầm lò vùng Quảng Ninh.- Nghiên cứu lựa chọn và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phát

sinh trong khai thác than hầm lò.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUSử dụng phương pháp thống kê, phương pháp chuyên gia, phân tích

2

tổng hợp.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN- Xác định rõ mức độ ảnh hưởng tới môi trường của CTR phát

sinh trong khai thác mỏ than hầm lò. Tổng hợp và đánh giá khả năngsử dụng của chất thải sau khai thác than hầm lò.

- Đề xuất công nghệ xử lý CTR phát sinh trong khai thác thanhầm lò hợp lý với điều kiện và khả năng áp dụng.

7. CÁC LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ+ CTR phát sinh phát sinh trong khai thác than hầm lò có ảnh

hưởng xấu đáng kể tới môi trường vùng than Quảng Ninh. Tùy thuộctính chất, CTR sau khai thác than hầm lò có thể sử dụng làm nguyênliệu sản xuất vật liệu xây dựng góp phần vào việc giảm chi phí xử lývà ô nhiễm tới môi trường.

+ Lựa chọn công nghệ xử lý CTR phải căn cứ vào điều kiện, tínhchất và tốc độ phát thải của chất thải đồng thời phải phù hợp với điềukiện áp dụng của mỏ.

+ Hoàn thiện công nghệ xử lý CTR tại các mỏ than hầm lò bằngviệc đổ thải tập trung theo lớp với thông số, trình tự phù hợp đảmbảo giảm chi phí, nâng cao ổn định bãi thải, giảm thiểu ảnh hưởngtới môi trường.

8. CÁC ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN+Xác định mối quan hệ giữa thành phần, khối lượng CTR trong

quá trình khai thác chế biến than với điều kiện địa chất, công suất,công nghệ khai thác tại các mỏ than hầm lò;

+ Đánh giá tác hại của CTR phát sinh trong khai thác than hầm lòđến môi trường nước, môi trường không khí, môi trường đất và hệsinh thái cảnh quan;

+ Đề xuất phương pháp lựa chọn và các giải pháp kỹ thuật hoànthiện công nghệ xử lý chất thải rắn phù hợp với điều kiện kinh tế - kỹthuật của Việt Nam

+ Đã xây dựng mô hình toán học xác định các thông số bãi thảihợp lý và hoàn thiện công nghệ đổ thải tại các bãi thải mỏ hầm lòđảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường đáp ứng khối lượng và chi phínhỏ nhất.

9. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁNNgoài phần mở đầu và kết luận, nội dung luận án gồm 127 trang

đánh máy A4, nhiều bảng biểu và hình vẽ minh họa, tham khảo nhiềutài liệu trong và ngoài nước, được sắp xếp theo trình tự sau:

3

Chương 1: Tổng quan về CTR phát sinh trong khai thác than hầmlò và các giải pháp xử lý.

Chương 2: Đánh giá mức độ tác hại của CTR phát sinh trong khaithác than hầm lò vùng Quảng Ninh.

Chương 3: Nghiên cứu lựa chọn và hoàn thiện công nghệ xử lýCTR phát sinh trong khai thác than hầm lò..

Chương 4: Tính toán áp dụng hoàn thiện công nghệ xử lý chấtthải rắn là đất đá thải bằng đổ thải tập trung tại bãi thải vỉa 6, 7 mỏthan Mạo Khê.

10. CÁC ẤN PHẨM CÔNG BỐTheo hướng nghiên cứu, Luận án đã công bố 12 công trình đăng

trong Tạp chí Công nghiệp mỏ, Thông tin Khoa học Công nghệ mỏ,các Hội thảo khoa học trong và ngoài nước.

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN PHÁT SINH TRONG

KHAI THÁC THAN HẦM LÒ VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ1.1. CTR và môi trường1.1.1. Khái niệm CTRCTR bao gồm tất cả các chất thải dạng rắn phát sinh do các hoạt

động của con người và sinh vật, được thải bỏ khi chúng không cònhữu ích hay khi con người không muốn sử dụng nữa

1.1.2. CTR trong công nghiệp- CTR phát sinh từ các khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công

nghệ cao- CTR từ hoạt động khai thác khoáng sản: Than, bô xít, khoáng

sản khác- CTR từ các ngành công nghiệp khác: từ ngành dầu khí, đóng

mới, sửa chữa tàu biển, nhiệt điện, bia, giải khát..1.1.3. Tác động của CTR tới môi trườngÔ nhiễm môi trường không khí: do CTR sản sinh ra các chất khí

(CH4 - 63.8%, CO - 33.6%, và một số khí khác)Ô nhiễm môi trường nước: giảm diện tích tiếp xúc của nước với

không khí dẫn tới giảm DO trong nướcÔ nhiễm môi trường đất: được tích lũy dưới đất trong thời gian dài,

gây ra nguy cơ tiềm tàng đối với môi trườngTác động của CTR đến sức khỏe người dân: ảnh hưởng rất lớn tới

sức khỏe con người, đặc biệt đối với người dân sống gần khu vực

4

làng nghề, khu công nghiệp, bãi chôn lấp chất thảiTác động của CTR đối với phát triển kinh tế - xã hội: Chi phí xử

lý CTR ngày càng lớn; Ảnh hưởng đến du lịch và nuôi trồng thủy sảndo CTR; Xung đột môi trường do CTR

1.2. Quản lý CTR trên thế giới và ở Việt Nam1.2.1. Quản lý CTR trên thế giớiNgăn ngừa, giảm thiểu chất thải; Sử dụng lại và tái chế quay

vòng; Cải thiện và giám sát sự tiêu huỷ, loại bỏ những CTR còn lại1.2.2. Quản lý CTR ở Việt NamCác chính sách của Nhà nước về CTR: Luật bảo vệ môi trường

2005, Nghị định 59/2007/NĐ-CP, Nghị định 04/2009/NĐ-CP1.3. CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng

Ninh1.3.1. Hiện trạng và kế hoạch phát triển ngành thanMức tăng trưởng sản lượng sản xuất và tiêu thụ bình quân than

trong các năm qua tương ứng là 10,8% và 11,7%Kế hoạch: sản lượng than khai thác hầm lò sẽ tăng dần từ 21,4

triệu tấn năm 2013 lên 27,0 triệu tấn năm 2015 và đạt 37,0 triệu tấnnăm 2020, chiếm khoảng 60% tổng sản lượng toàn ngành

1.3.2. Công nghệ khai thác than hầm lò và dòng thảiCông nghệ khai thác than hầm lò và dòng thải tại Quảng Ninh

xem hình 1.1.

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ khai thác hầm lò và dòng thải

5

1.4. Khái quát về các giải pháp xử lý chất rắn phát sinh trongkhai thác than hầm lò trong và ngoài nước

1.4.1. Một số giải pháp xử lý CTR tại các mỏ than trên thế giới- Xử lý CTR làm vật liệu xây dựng: gạch nung, nguyên liệu xi

măng, vật liệu chịu lửa, vật liệu nhẹ..- Xử lý CTR làm các công trình giao thông, nông nghiệp và chèn

lò- Đổ thải tập trung1.4.2. Một số giải pháp xử lý CTR tại các mỏ than hầm lò trong

nước- Nghiên cứu xử lý đất đá thải để sản xuất vật liệu xây dựng- Nghiên cứu xử lý đất đá thải mỏ than hầm lò để sản xuất bột nhẹ- Nghiên cứu sử dụng đất đá thải để chèn lò- Nghiên cứu thu hồi than từ đá xít thải mỏ than- Đổ thải tập trung và hoàn thổ bãi thải1.5. Kết luận chương 1Khối lượng CTR trực tiếp khi khai thác hầm lò là đất đá thải do

quá trình đào lò xây dựng cơ bản và sàng tuyển than. Ngoài ra, cònmột lượng CTR khác do quá trình phục vụ khai thác như: săm lốp,nhựa, bao bì....CTR khi khai thác khoáng sản ảnh hưởng trực tiếp tớimôi trường như: nguồn nước, không khí, chiếm dụng đất đai...

Tại các nước phát triển, công tác quản lý và xử lý CTR đượcnghiên cứu và thực hiện triệt để tùy thuộc tính chất của CTR sử dụnghiệu quả cho các nhu cầu khác.

CTR phát sinh do quá trình khai thác hầm lò cũng đã được quantâm nghiên cứu như: Nghiên cứu sản xuất gạch từ xít thải qui môphòng thí nghiệm; thử nghiệm tận thu than từ xít thải nhà máy tuyểntrên dây chuyền công nghiệp; Nghiên cứu xử lý đất đá thải mỏ thanhầm lò để sản xuất bột nhẹ, làm vật liệu chèn lò; đổ thải tập trung ...

Với khối lượng than khai thác hầm lò ngày càng tăng, đồng nghĩavới lượng CTR cũng tăng theo có thể tăng mức độ ô nhiễm môitrường nước, môi trường không khí, môi trường đất... Chính vì vậy,Luận án: Nghiên cứu đánh giá mức độ tác hại và hoàn thiện côngnghệ xử lý CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng QuảngNinh” là cần thiết, đáp ứng yêu cầu về môi trường và phát triển bềnvững ngành sản xuất khai thác than vùng Quảng Ninh, thiết thựcphục vụ Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2020,có xét triển vọng đến năm 2030.

6

CHƯƠNG 2ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI RẮN

PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC THAN HẦM LÒ VÙNGQUẢNG NINH

2.1. CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng QuảngNinh

2.1.1. Nguồn gốc phát sinh CTR- Khối lượng CTR phát sinh do đào lò đá hàng năm của một mỏ

than hầm lò được tính theo công thức (2.1):CTRđl = đ. M. Sbq, tấn/năm (2.1)Trong đó: M - Tổng khối lượng các đường lò đào trong đá trong

năm, m/năm; Sbq: Tiết diện bình quân các đường lò đào trong đá, m2.- Khối lượng CTR phát sinh trong quá trình sàng tuyển chế biến

hàng năm của mỏ căn cứ vào thực tế có thể được tính theo công thứcCTRcb = A.(1 - N), tấn/năm (2.2)Trong đó: A: Khối lượng than nguyên khai đưa vào chế biến

hàng năm, tấn; N: Tỷ lệ thu hồi than sạch.2.1.2. Thành phần và tính chất cơ lý của đất đá thải mỏ hầm lò

vùng Quảng Ninh- Thành phần đất đá thải: khi đào lò tại các mỏ than hầm lò

Quảng Ninh chủ yếu gồm: cát, bột kết và sét kết.Tính chất cơ lý: khối lượng thể tíchγ γTN = 2,062÷2,37; γBH =

2,180÷2,523; Góc ma sát trong của đất đá thải φ=20÷30o

Thành phần hạt: Từ mặt bãi thải xuống độ sâu khoảng 3 m tậptrung chủ yếu các loại đá đường kính hạt < 15mm chiếm 40 - 50%;

- Dọc theo sườn dốc trở xuống, tỷ lệ cấp hạt nhỏ trong thành phầncủa sườn bãi thải giảm dần, đến khu vực giữa sườn bãi thải thì tỷ lệcỡ hạt đất đá đường kính > 500 mm chiếm trên 60%;

- Những loại đất đá đường kính lớn tập trung ở phía dưới củasườn dốc. Khu vực sát chân bãi thải thường tập trung các loại đá cóđường kính trên 500mm.

2.1.3. Quy mô phát thải CTRQuy mô phát thải CTR ngày càng tăng xem hình 2.1.

2.2. Tác động đến môi trường của CTR phát sinh trong khaithác than hầm lò vùng Quảng Ninh

7

Hình 2.1.

Khối lượng

đất đá thải

của mỏ

hầm lò

TKV

2.2.1. Tác động đến môi trường nước- Nước mặt: Tạo chấn rắn lơ lửng, tăng độ đục, giảm mắt xích

trong chuỗi thức ăn của thủy sinh vật, giảm độ pH- Nước ngầm: có thể tạo ra những vỉa nước ngầm mới trong các

lớp đất đá ở bãi thải- Nước biển ven bờ: gia tăng độ đục và các chất cặn lơ lửng2.2.2. Tác động đến môi trường không khíGia tăng nồng độ bụi khi vận chuyển, bốc rót, sàng tuyển than...

dẫn đến suy giảm chất lượng không khí2.2.3. Tác động đến môi trường đất và hệ sinh thái cảnh quanTác động đến môi trường đất: trôi đất, lấp dòng chảy, thay đổi độ

cao địa hình; tăng độ chênh cao tương đối giữa các dạng địa hình âmvà dương; độ dốc các bãi thải đều vượt quá 25o, đây là độ dốc ở mứcnguy hiểm, gây ra các quá trình động lực địa hình rất mạnh mẽ mànguy hiểm nhất là quá trình xói mòn; Thay đổi cấu tạo đất đá cấu tạođất đá và lớp thổ nhượng. Thay đổi Độ liên kết ảnh hưởng nhiều đếntầng nước ngầm; chiếm dụng diện tích bề mặt khi đổ thải.

Tác động đến hệ sinh thái cảnh quan: vùi lấp lớp phủ thực vật, làlàm giảm số lượng cá thể động vật hoang dã khu vực; thất thoátnguồn thuỷ hải sản

2.2.4. Ảnh hưởng của bãi thải sườn núi tới môi trườngTrượt lở tại mép tầng; Trượt lở theo sườn tầng; Trượt lở theo khối

chuyển động bề mặt; Trượt lở do tác dụng dòng nước2.3. Kết luận chương 2CTR là đất đá thải phát sinh trong khai thác than hầm lò, ngày

8

càng tăng theo sự phát triển sản lượng cũng như quy mô khai tháccủa các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Với khối lượng phát thảilớn, việc xử lý CTR bằng phương pháp đổ thải tập trung sẽ ảnhhưởng tác hại đến môi trường sau:

- Tác động do chiếm dụng đất: thường chiếm dụng diện tích lớn,có ảnh hưởng không nhỏ đến việc quy hoạch các khu vực chức năngcủa quy hoạch ngành than.

- Tác động đến địa hình, địa mạo: Phức tạp hóa địa hình, tăng độtương phản, tăng độ chênh cao tương đối giữa các dạng địa hình âmvà dương, giảm thế năng địa hình,… Bãi thải làm thay đổi độ dốc tựnhiên của địa hình khu vực sẵn có. Đồng thời, khi sụt lún cũng tạonên những vùng trũng, nếp lõm, đứt gãy hoặc tổng hợp các dạng trêntại các bề mặt tương ứng với từng mức độ, từng dạng sụt lún. Cùngvới chế độ nhiệt ẩm đặc trưng miền nhiệt đới gió mùa ảnh hưởng rấttiêu cực tới diện mạo cảnh quan. Đây là một tác động tiềm tàng vàlâu dài mà ít được để ý tới.

- Tác động do sụt lún, trượt lở làm xấu cảnh quan: Bãi thảithường có chiều cao và độ dốc lớn, trên bề mặt bãi thải hầu hết chưacó thực vật che phủ nên khả năng sụt lún, xói mòn, trượt lở từ bãithải có nguy cơ cao.

- Tác động do bồi lấp sông suối: Do độ bở rời của đất đá thải nênảnh hưởng của bãi thải đến các suối lân cận (bồi lấp suối) là rất rõ.

Để hạn chế tối thiểu các tác động đến môi trường do CTR gây racần nghiên cứu, xây dựng hoàn thiện công nghệ xử lý bằng nhiềuphương pháp tùy thuộc tính chất, khối lượng, khả năng tài chính củadoanh nghiệp và nhu cầu thực tế. Trong đó hoàn thiện công nghệ đổthải tập trung cần được thực hiện trước nhằm: đảm bảo an toàn môitrường, chi phí thấp và sẵn sàng đáp ứng nhu cầu làm nguyên liệuđầu vào của các công nghệ xử lý khác.

CHƯƠNG 3NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆXỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC

THAN HẦM LÒ3.1. Lựa chọn công nghệ xử lý CTR3.1.1. Cơ sở pháp lý liên quan đến định hướng xử lý CTR.- Chiến lược quản lý CTR các đô thị và khu công nghiệp Việt

Nam; Luật Bảo vệ môi trường; Nghị định 80/2006/NĐ - CP .....

9

3.1.2. Các căn cứ lựa chọn công nghệ xử lý CTR- Thành phần, tính chất và khối lượng CTR; Điều kiện tự nhiên

của khu vực; Phong tục tập quán; Yêu cầu mức độ kỹ thuật, vệ sinhmôi trường; Trình độ KHKT và năng lực cán bộ, nhân công; Nhu cầucủa thị trường về sử dụng các sản phẩm từ việc xử lý CTR; Khả năngtài chính (vốn đầu tư, vận hành, duy tu sửa chữa).

3.1.3. Yêu cầu khi lựa chọn công nghệ- Phù hợp với điều kiện tự nhiên của khoáng sàng, có thể thay đổi

nội dung theo đặc điểm điều kiện tự nhiên, địa chất mỏ;- Có độ tin cậy cao về kỹ thuật, hiệu quả kinh tế, an toàn và bảo

vệ tốt môi trường; là công nghệ sạch thân thiện với môi trường;- Phù hợp với quy mô sản lượng mỏ, nội dung cũng như tính chất

của các khâu công nghệ, mục đích sử dụng;- Có tính khả thi cao, phù hợp với khả năng cung ứng thiết bị

cũng như trình độ và năng lực quản lý vận hành ở Việt Nam.3.1.4. Các nguyên tắc và tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý CTRNguyên tắc lựa chọn công nghệ:+ Công nghệ tiên tiến và những kinh nghiệm trong xử lý CTR ở

trong và ngoài nước;+ Đơn giản nhưng không lạc hậu, bảo đảm xử lý có hiệu quả, an

toàn và không gây ô nhiễm môi trường;+ Giá thành có thể chấp nhận trong điều kiện của địa phương;+ Tận thu những giá trị của CTR để tái tạo tài nguyên.- Các tiêu chí cơ bản để đánh giá công nghệ khi lựa chọn+ Tiêu chí kỹ thuật: Sự thích hợp với điều kiện thực tế của địa

phương (khối lượng, thành phần, tính chất CTR, điều kiện tự nhiên,tài chính, trình độ phát triển kinh tế - xã hội và khoa học kỹ thuật,nhu cầu của thị trường tiêu thụ sản phẩm.v.v...);

+ Tiêu chí môi trường: Mức độ và hiệu quả giải quyết nhiệm vụvệ sinh môi trường của công nghệ ;

+ Tiêu chí kinh tế: có hiệu quả3.2. Các phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR.Có nhiều phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR, trong đó

thường dùng: Phương pháp cho điểm – trình bày ở Bảng 3.1.Cột ngang gồm điểm số tầm quan trọng và các công nghệ xử lý

CTR; Cột dọc gồm các tiêu chí lựa chọn.Kết quả, công nghệ có tổngsố điểm lớn nhất (600 điểm) sẽ được chọn.

10

Bảng 3.1. Đánh giá lựa chọn công nghệ xử lý CTR

3.3. Phương pháp và công nghệ xử lý CTR phát sinh từ mỏthan hầm lò

3.3.1. Phương pháp xử lý CTR- Quá trình tiền xử lý: đập, nghiền, cắt, sàng, phân loại, tách từ,...- Các quá trình nhiệt phân: khí hóa, đốt, nung,...- Các quá trình sinh học: làm phân hữu cơ, biogas.- Chôn lấp hợp vệ sinh.3.3.2. Nghiên cứu và đánh giá khả năng sử dụng của đất đá

thải phát sinh từ mỏ than tại Việt Nam- Nghiên cứu sử dụng đất đá thải để chèn lò: xít thải từ các

xưởng tuyển với kích thước cỡ hạt từ 0÷120 mm, hàm lượng sét <10% sử dụng làm vật liệu chèn lò.

11

- Sản xuất gạch nung từ CTR xít thải : thành phần khoáng vật củađá xít thải có thể sản xuất gạch có mác 75-100 với sơ đồ công nghệsản xuất gạch từ xít thải ở hình 3.1.

Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch từ xít thải

- Sản xuất gạch bock tự chèn: Sơ đồ công nghệ xem hình 3.2.

Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ xử lý đá xít sản xuất gạch block tự chèn

Quá trình sản xuất bột nhẹ từ đá vôi theo phương pháp cacbonathóa được tiến hành theo các giai đoạn sau:

Nguyên liệu (đá vôi) → Nung (vôi sống) → Tôi vôi (hyđrathóa) → Làm sạch sữa vôi → Cacbonat hóa sữa vôi → Tách sảnphẩm huyền phù → Lọc tách nước → Sấy → Nghiền → Làmnguội → Đóng bao.

Nguyên liệu đá xítthải nhà máy tuyển

Hệ thống nghiền mịnchuẩn bị nguyên liệu

Hệ thống, làm ẩm, ủ,chế biến tạo hình

Lò sấy, nungKho chứa sản phẩm gạch

Xỉ tro bay Đánh tơi Sữavôi

Khuấytrộn

Vôitôi

Vôicủ

Trộnliệu

épgạch

Bảo dưỡngtrong nhà

Bảo dưỡng ởsân bãi

Đem đisử dụng

Xi măngNướcTrộnmàu

Chấtmàu

Các phụ giakhác

Trộn phốiliệu

Nghiềnsàng

Xốinước

Đá xít n/mtuyển than

ủliệu

12

3.4. Lựa chọn và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phát sinhtừ mỏ than hầm lò Quảng Ninh

3.4.1. Lựa chọn công nghệ xử lý CTR là đất đá thảiNhu cầu sử dụng gạch của địa phương đến năm 2020 khoảng 1 tỷ

viên/năm và cần đến 1,5 triệu m3 đất sét tương ứng có thể sử dụng là0,7 triệu m3. Khối lượng xít thải làm gạch hơn nhiều CTR của cácmỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. Như vậy, vấn đề đặt ra sử dụng xít thảilàm VLXD chưa phù hợp với điều kiện kinh tế và đặc điểm các mỏthan hầm lò vùng Quảng Ninh. Trong khi hiện nay các mỏ than hầmlò vẫn sử dụng công nghệ xử lý chất thải này bằng đổ tại các bãi thải.Vì vậy, NCS tập trung nghiên cứu hoàn thiện công nghệ đổ thải củacác mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh nhằm tăng độ ổn định, giảm thiểuảnh hưởng tới môi trường, chi phí thấp và sẵn sàng đáp ứng nhu cầuđầu vào cho các công nghệ khác khi thực tế cần.

3.4.2. Cơ sở khoa học của thiết kế bãi thải chứa CTR là đất đáthải

Sự hình thành tầng thải trong quá trình đổ thải bằng ô tôQuá trình rót tải của ô tô trên mặt tầng thải các nhà khoa học Liên

Bang Nga đã chia dòng vật liệu (đất đá) thành 3 phần Hình 3.3:- Thành phần đất đá dạng bột, mịn có đường kính cỡ hạt (dc, m)

nhỏ hơn kích thước của các lỗ hổng (dn, m);- Thành phần đất đá hạt nhỏ và trung bình có đường kính cỡ hạt

và lớn hơn kích thước của các lỗ hổng (dc ≥ dn) sẽ trượt trên mặt tầngthải dưới tác dụng của trọng lực

- Thành phần đất đá cỡ hạt lớn, thành phần này sẽ trượt dọc theosườn tầng thải dưới tác dụng của trọng lượng hạt và phân bố tại chântầng thải

Sự phân bố cỡ hạt đất đá tại các khu vực tầng thải quyết định cácthông số: khối lượng riêng, lực dính kết, góc nội ma sát....

Phân bố cỡ hạt đất đá và hệ số nở rời trên tầng thảiĐể nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của chiều cao tầng thải đến sự

phân bố của thành phần cỡ hạt TSKH Лаптев Ю. В đã tiến hành làmthực nghiệm, đo vẽ thành phần cỡ hạt tại hiện trường trong điều kiệnđất đá có cùng mức độ đập vỡ khi chiều cao tầng thải thay đổi từ10÷50 m (hình 3.4)

Xây dựng hàm quan hệ giữa kích thước cỡ hạt trung bình tại các khuvực từ mặt xuống chân tầng thải và thể hiện theo các công thức (3.1)÷(3.5):

13

A A

A-A

A

B

C

0

bj

0

q1

q2Q

Q

H

1T

j

L

x0,8

0,6

0,4

dc, m 0,2 0,45 0,8

dtb

4 3

2

1

0,2

0 0,2 0,4 0,80,6

1,0

1,0

TL, % 60 30 10

KÝch

th­í

c cì h

¹t ®Ê

t ®̧(d c

, m)

Cao ®é ®¬n vÞ (h/H)

Hình 3.3. Mô tả sự phân táchcác thành phần cỡ hạt đất đá

khi đổ thải theo chu vi

Hình 3.4. Sự phân bố thànhphần cỡ hạt khi chiều cao tầngthải thay đổi (1- H = 10 m; 2- H =20 m; 3- H = 30 m; 4- H = 50 m

Khi h = 0,2H: dtb=0,2435.e0,00037*H (R2= 0,78) (3.1)Khi h = 0,4H: dtb=0,2394.e0,0079*H (R2= 0,85) (3.2)Khi h = 0,6H: dtb=0,225.e0,0184*H (R2= 0,98) (3.3)Khi h = 0,8H: dtb=0,2984.e0,0197*H (R2= 0,91) (3.4)Khi h = 1H: dtb=0,542.e0,0079*H (R2= 0,97) (3.5)

Tỷ lệ thành phần cỡ hạt lớn tại các vị trí trên tầng thải theo côngthức 3.6:

2

74,8 67,34 43,98i ih hA

H H

(3.6)

Sự phụ thuộc khối lượng riêng đất đá vào cao độ tầng thảiKhối lượng riêng đất đá phụ thuộc từng khu vực tầng thải, chiều

cao và số lớp đổ thải trong tầng xác định theo công thức 3.7 và Hình3.5.

0,153( . ) 0,31( . ) ( . )100

b bdi H H H H H H H H

r

Aa h h a h

K

(3.7)

14

Hình 3.5. Sự thay đổi

khối lượng riêng đất

đá tại các cao độ khác

nhau trong tầng thải

Từ Hình 3.5 cho thấy: với cùng loại đất đá thải, khối lượng riêngtrung bình sẽ tăng khi tăng chiều cao tầng. Khi cùng chiều cao tầngthải nếu đổ theo lớp thì khối lượng riêng lớn đáng kể.

Mối quan hệ giữa lực dính kết đất đá theo chiều cao bãi thải :được tính toán và thể hiện trên hình 3.6.

Hình 3.6. Sự thay đổilực dính kết đất đá tạicác cao độ khác nhautrong tầng thải trongđiều kiện đất đá khôvà đất đá bão hòanước

Hệ số ổn định bãi thải- Phương pháp tính hệ số ổn định Fellenius: Tổng lực tác động

giữa các blốc trong khối đất đá đối với một điểm bất kỳ đều phảibằng 0.

- Giá trị hệ số an toàn như sau: Trong thời gian xây dựng n ≥1,1-1,3; Trong thời kỳ hoàn thiện n ≥ 1,3

- Khi góc dốc sườn tầng α = 35o, hệ số ổn định n quan hệ vớichiều cao tầng theo quan hệ : n = 1,521H-0,12 (R2 = 0,99)

- Quan hệ giữa hệ số ổn định với chiều cao tầng thải, cỡ hạt đất đátrung bình theo công thức (3.8):

n = 0,208.H-0,117.dtb+ 2,039.H-0,181 (3.8)

15

3.4.3. Cơ sở kinh tế khi đổ thải- Đổ theo tầng cao: ô tô đổ thải theo từng bloc trên mặt tầng- Đổ theo lớp: Chia tầng thành nhiều lớp, mỗi lớp có chiều dày t

m, đổ thải theo bloc trên mỗi lớp từ dưới lên trên (xem Hình 3.7)

a bHình 3.7 . Sơ đồ công nghệ đổ thải: a – theo tầng cao; b – theo lớp

Tổng khoảng cách trên hào dốc, tầng và quay đổ được xác địnhtheo công thức 3.9÷3.10.

Tầng cao:1 1

1 1

. . . . . .0,08

m n

t t t qi j

Hd n n b i m l j n d

(3.9)

Theo lớp:1 1

1 1

1 1(1 ... ) . . . . . .

0,08 2

la lam nlt

tl la la lt qi j

n H Hd H n b i m l j n d

t t t

(3.10)

Trong đó: H- chiều cao tầng,m; t- chiều dày lớp, m; m- Số lượngblock theo chiều rộng; n- Số lượng block theo chiều dài; l- chiều dàibloc đổ thải, m; b- chiều rộng bloc đổ thải, m; nt- tổng số khối blocktrong tầng thải; nl- số lớp thải; nla- sô bloc theo chiều dài lớp; mla- sốbloc theo chiều rộng lớp; nlt – tổng số bloc tại mỗi lớp

Chiều dài gạt khi đổ thảiThông số đổ thải bằng ô tô và máy gạt thể hiện trên Hình 3.8

H

d

dtg

h0 h ctg0

Hình 3.8. Sơ đồxác định các

thông số đổ thảilớp theo tầng

Bề dày 1 lần đổ thải từ ô tô xuống sườn tầng theo công thức:

16

2 4 .(2 ) (2. )

.,

2

o oo r

qtgh H h H

bd m

tg

(3.11)

Khối lượng gạt của 1 lần ô tô đổ xác định theo công thức: 2 3. . 2 . ,g o oM b d tg h d m (3.12)

Chiều dài 1 lần gạt xác định theo công thức:2 4 .

(2 ) ).

,2

oo r

g

qtgh H H

bL m

tg

(3.13)

Chiều cao tầng thải hợp lý: Xác định trên cơ sở đơn giá vận tảinâng của ô tô (Gô) và gạt (Gg) nhỏ nhất

Tùy thuộc loại ô tô với ô tô tải trọng q=58 tấn thì H = 10-15m;với q= 15 tấn thì H = 4-6 m (xem Hình 3.9)

a) Khi sử dụng ô tô q= 15 tấn b)Khi sử dụng ô tô q= 58 tấnHình 3.9. Quan hệ giữa đơn giá vận tải nâng và gạt theo chiều cao

lớp thải khi sử dụng ô tô tải trọng khác nhau

So sánh hiệu quả kinh tế khi đổ thải

Chi phí tạo bãi thải theo tầng cao (Gtc) và theo lớp (Gl) bao gồm:chi phí vận tải + chi phí gạt + chi phí đền bù. Chi phí vận tải trongquá trình đổ thải xác định theo công thức (3.14):

Cvtbt = dt.gt, đồng (3.14)

Chi phí gạt bãi thải xác định theo công thức (3.15):

Cgbt = Vg.Cg, đồng (3.15)

Chi phí đền bù được xác định theo công thức (3.16):

Cđb = L.B.Cb, đồng (3.16)

17

Trong đó: Vg - khối lượng gạt trên bãi thải, m3; gt- đơn giá vậntải, đ/tkm; Cg - đơn giá gạt, đ/m3; Cb - chi phí đền bù giải phóng mặtbằng, đ/m2

Tổng chi phí đổ thải của 1 bãi thải có kích thước: H, B, L khi đổthải theo tầng cao (Gtc) tính toán theo công thức (3.17):

Gtc = L.B.H..dt.gt + 0,3.L.B.H.Cg + L.B.Cb (3.17)

Tổng chi phí đổ thải của 1 bãi thải có kích thước: H, B, L khi đổthải theo lớp (Gl) tính toán theo công thức (3.18):

Gl = L.B.H..dtl.gt + 0,3.k.L.B.H.Cg + .L.B.Cb (3.18)

Trong đó: k- hệ số kể đến thời gian gạt của công nghệ.

Chênh lệch giữa chi phí đổ theo tầng cao và lớp tính toán theo(3.19):

2

. . ( ) (1 ). 0,3. ( )l tc t tl t b g

HG G G L B H g d d C C H

t

(3.19)

Chênh lệch chi phí tính cho 1 m3 đất đá thải của công nghệ đổthải theo lớp và tầng cao tính toán theo công thức (3.20):

1 ( ) (1 ). 0,3. .( 1). .

bt tl t g

CG HG g d d C

L B H H t

(3.20)

Chiều cao tầng hợp lý khi đổ theo lớp Ho tính theo công thức(3.31)

2

0

0,3. . 0,3 ( . . 0,3 ) 4.(1 ). ( . . )

,0,3

2( . . )

gt o g t o g b t o

gt o

Cg C C g C C C g A

tH mC

g At

(3.21)

Với các thông số đầu vào: L = 1000m; B = 500m; H = 50m; Ô tôCAT 773F đổ thải (lên dốc và xuống dốc) và máy gạt có công suất275 kW gạt phụ trợ. Khối lượng vận tải và chi phí đổ thải theo cácphương án đổ thải theo lớp h = 5÷50m được tính toán và thể hiện ởhình 3.10÷ 3.11.

18

a- Khi vận tải lên dốc b- Khi vận tải xuống dốc

Hình 3.10. Khối lượng vận tải các phương án đổ thảiTừ các hình cho thấy: khi tăng chiều cao lớp đổ thải, khối lượng

vận tải (T.km) và tổng chi phí vận tải tăng khi ô tô vận tải lên dốc vàngược lại khi vận tải xuống dốc. Chi phí vận tải với chiều cao lớp đổthải t = 5m thấp nhất. Như vậy, công nghệ vận tải đổ theo lớp là côngnghệ đổ thải hợp lý nhất cho các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.

a- Khi vận tải lên dốc b- Khi vận tải xuống dốcHình 3.11. Tổng chi phí các phương án đổ thải

3.5. Hoàn thiện công nghệ đổ thải3.5.1. Lựa chọn các thông số của tầng thảiYêu cầu n ≥ 1,3 chọn: t = 5m ; = 35o; Chiều rộng 1 block

tính toán bằng bề rộng thùng xe: b= bo với ô tô CAT 773F thì bo =3,66 m

3.5.2. Sơ đồ công nghệ đổ thảiSau khi tạo hào dốc với chiều cao h = 5 m, ô tô sẽ đổ thải trên mặt

hào dốc theo phương pháp chu vi tại mỗi block. Khối lượng đất đáđổ trực tiếp xuống sườn tầng thải khoảng 70% khối lượng tải của ôtô; 30% đất đá còn lại đổ trên mặt lớp và sử dụng máy gạt gạt xuống.Khi lớp tất cả các block lớp đầu tiên đã được đổ đầy sẽ làm hào dốcnối lớp 1 lên lớp thứ 2 với chiều cao 5m. Công nghệ đổ thải ở lớp 2tương tự lớp 1. Mặt tầng lớp 1 sẽ để lại đai an toàn với chiều rộng 3

19

m. Như vậy, với mỗi tầng cao 30 m sẽ chia thành 6 lớp đổ thải và 3phân tầng mỗi phân tầng có chiều cao 10 m. Trình tự đổ thải đượcthể hiện ở Hình 3.12.

Hình 3.3. Trình tự đổ thải khi đổ theo lớp

3.5.3. Phục hồi môi trường khu vực đổ thảiVới công nghệ đổ thải theo lớp từ dưới lên trên sẽ tạo diện phụ

hồi môi trường ngay sau khi tầng thải đến vị trí kết thúc tại mặt vàsườn tầng thải (xem hình 3.13)

Phục hồi môi trường trên mặt tầng thải: trồng keo với mật độ2.500 cây/ha

Phục hồi môi trường trên sườn tầng thải: trồng cỏ lau mật độ35.000 khóm/ha

Hình 3.4. Sơ đồ kết thúc và phục hồi khu vực đổ thải

20

3.6. Kết luận chương 3Công nghệ xử lý CTR phụ thuộc thành phần, tính chất CTR, nhu

cầu thị trường, khả năng tài chính của doanh nghiệp. Công nghệđược lựa chọn đơn giản, giảm thiểu tác động tới môi trường với chiphí thấp và tận thu được giá trị của CTR. Phương pháp đánh giá chođiểm là phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR tiên tiến phùhợp với các yêu cầu thực tế.

CTR tại các mỏ than hầm lò Việt Nam phát sinh từ công tác đàolò và chế biến tại mỏ. CTR chủ yếu là đất đá khi đào lò và xít thảitrong quá trình sàng tuyển tại mỏ. Thành phần xít thải tại mỏ tươngtự sét làm nguyên liệu sản xuất gạch. Từ đó, thay thế sét bằng xít thảitrong quá trình làm gạch là giải pháp hợp lý nhất khi nguồn sét từ cácmỏ ngày càng cạn kiệt. Ngoài ra, CTR có thể là dạng vật liệu đượclựa chọn dùng trong công tác chèn lò để xử lý triệt để tới cuối nguồncủa dòng thải. Tuy nhiên, nhu cầu sản xuất gạch chỉ chiếm tỷ lệ rấtnhỏ so với khối lượng CTR phát sinh hàng năm; việc sử dụng CTRlàm vật liệu chèn lò là công nghệ mới đối với các mỏ hầm lò. Đổ thảitập trung với công nghệ xây dựng bãi thải phù hợp đảm bảo chi phíthấp, giảm thiểu tác động môi trường, sẵn sàng là nguồn nguyên liệuđầu vào cho các công nghệ sản xuất khác phù hợp với thị trường làgiải pháp có tính khả thi cao đối với các mỏ hầm lò Việt Nam.

Bằng phân tích mô hình xác định các thông số bãi thải hợp lý nhưchiều cao, khối lượng thể tích, lực dính kết làm cơ sở tính toán ổnđịnh bãi thải theo các công nghệ đổ thải theo lớp và đổ thải theo tầngcao.

Với mô hình toán đã xác định cung độ vận tải, chi phí xây dựngbãi thải, chiều cao đổ thải tối ưu theo từng chiều cao tầng thải

Khi tăng chiều cao lớp đổ thải, khối lượng vận tải (T.km) và tổngchi phí vận tải tăng khi ô tô vận tải lên dốc và ngược lại khi vận tảixuống dốc. Chi phí vận tải với chiều cao lớp đổ thải t = 5m thấpnhất.

Công nghệ đổ thải theo từng lớp với chiều cao t = 5 m, sử dụng ôtô đổ thải theo phương pháp chu vi, từ dưới lên trên và hoàn thổ ngaysau khi tầng thải kết thúc là công nghệ đổ thải hợp lý cho các mỏthan hầm lò vùng Quảng Ninh với các ưu điểm nổi trội: đất đá bị nénchặt nên độ ổn định tăng; góc dốc sườn tầng thải tăng nên tăng dungtích sử dụng bãi thải, giảm diện tích chiếm đất.

21

CHƯƠNG 4 - HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI TẠI BÃITHẢI VỈA 6, 7 MỎ MẠO KHÊ

4.1. Khái quát chung về mỏ than Mạo Khê4.1.1. Hiện trạng khai thác, đổ thảiMỏ Mạo Khê hiện đang khai thác các lò chợ tầng từ LV÷-150 với

công suất 1,9 triệu tấn/năm (năm 2014)Hệ thống khai thác đã và đang áp dụng tại mỏ bao gồm: HTKT

cột dài theo phương; HTKT cơ giới hoá, khấu than bằng máy bào;HTKT chia lớp ngang nghiêng; HTKT lò dọc vỉa phân tầng

Đất đá thải đào lò từ các mức -80, -150 qua hệ thống trục tảigiếng phụ đưa lên mặt bằng và được tời điện đưa đến trạm lật goòngcao đổ lên ô tô và chở đến bãi thải với cung độ vận chuyển 1,5km

4.1.2. Kế hoạch khai thácCông suất khai thác: 2 triệu tấn than nguyên khai/năm ; Thời gian

khai thác 36 năm, trong đó thời gian XDCB là 3 năm. Khối lượngthải của dự án bao gồm đá thải trong quá trình đào lò và trong sàngtuyển. Khối lượng thải hàng năm: Đất đá đào lò: 500 tấn/ca; đá thảitrong sàng tuyển: 333.000 tấn/năm

4.2. Hoàn thiện công nghệ đổ thải tại bãi thải vỉa 6,7 Mạo Khê4.2.1. Tính chất đất đá thảiĐất đá thải trong quá trình đào lò gồm các loại: Sạn kết, cát kết, bột

kết, sét kếtKích thước cỡ hạt đất đá trong quá trình đào lò dtb = 0÷0,6 m; cỡ

hạt đất đá trong sàng tuyển chủ yếu là 0,015 m

4.2.2. Lựa chọn các thông số bãi thải- Chiều cao tầng thải được lựa chọn h = 30 m; Trong mỗi tầng

thải đổ theo phân lớp hp = 5 m; chiều rộng tầng đổ thải đầu tiên làBqmin = 23m; Với ô tô KAMAZ 65115 có dung tích thùng xe Vo

=10,5 m3; h = 5 m; bo = 2,9 m thì lo = 0,72 m.

4.2.3. Công nghệ đổ thảiô tô sẽ vận tải xuống dốc từ mức thải +35 đến +80 và từ +90 đến

+115, ô tô vận tải lên dốc từ mức +125 đến +140 và vận tải trênđường bằng tại mức +120 và +85.

Các chỉ tiêu công nghệ đổ thải theo lớp 5m và công nghệ đổ tầng

22

cao (mỏ đang sử dụng) được tính toán và thể hiện ở bảng 4.1.

Bảng 4.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật công nghệ đổ thảiTT Chỉ tiêu Đ vị Giá trị

1 Thông số bãi thải Theo lớp 5 m Tầng cao

2 Khối lượng đổ thải m3 8.838.328 8.838.328

3 Chiều cao lớp thải m 5 20-30

4 Tổng cung độ vận tải km 751.154 843.467

5 Tổng chi phí vận tải 106đ 27.362 23.463

- vận tải tầng +140 (lên dốc) 106đ 9.272 9.858

- vận tải tầng +120 (xuống dốc) 106đ 10.637 7.643

- vận tải tầng +85 (xuống dốc) 106đ 4.940 3.458

- vận tải tầng +60 (xuống dốc) 106đ 2.513 2.503

6 Chi phí gạt (tính cho cả bãi thải) 106đ 13.257 13.257

7 Chi phí đền bù 106đ 2.446 2.854

8 Tổng chi phí vận tải+ gạt+ đền bù 106đ 43.065 39.574

9 Hệ số ổn định 1,5 1,154.4. Phục hồi môi trường khu vực bãi thảiBãi thải V6,7 được phục hồi môi trường bằng cách trồng cây tại

mặt và sườn tầng thải. Số lượng cây keo trồng trên mặt tầng là: Nk =Sm2500 = 75.000 cây. Số lượng khóm lau trồng là: Nl = Sl 35000= 182.000 khóm.

Sơ đồ kết thúc đổ thải, phụ hồi môi trường trình bày ở hình 4.1.

145150

115110

Bê rµo d©y thÐp gai

Bê rµo d©y thÐp gai

kho m ×n 50kho m ×n

112.00

129.09

128.49

97.31103.38

123.94

120.02

122.62

124.78

120.57

115.92

66.6870.3980.0772.1873.0674.57

67.68 60.40

128.40

125.60130.47

105.58

54.1066.06

63.96103.17

99.33

96.47

91.44

108.19

109.12

101.71

93.54

112.72

98.71

80.8676.79

90.52

93.91

77.5263.87

76.84

85.00

118.72

129.69

128.07 129.30

130.13128.48

118.61115.33

110.06

128.38

112.43

98.77

102.78

+140b· i t h ¶ i v Øa 6,7

225

150

200

150

155160

165170175

180185190195200205210215

§ ­ êng ®Þa chÊt cò

§ ­ êng ®Þa chÊt cò Hình 4.1. Sơ

đồ kết thúc

đổ thải và

phục hồi môi

trường V 6,7

23

4.5. Kết luận chương 4Mỏ Mạo Khê là một trong những mỏ hầm lò lớn của TKV. Khối

lượng thải từ đào lò và sàng tuyển than là 860 tấn/ca. Công nghệ lựachọn theo đổ thải theo lớp tại bãi thải V6,7 với chiều cao lớp t = 5 m,ô tô sẽ vận tải xuống dốc từ mức thải +35 đến +80 và từ +90 đến+115, ô tô vận tải lên dốc từ mức +125 đến +140 và vận tải trênđường bằng tại mức +120 và +85. Giá thành đổ thải lớn hơn ( 395đ/m3) so với phương án của mỏ nhưng các chỉ tiêu ổn định của bãithải được cải thiện đáng kể: đã làm giảm góc dốc bãi thải từ 24,2o

xuống 21,4o; tăng ổn định bãi thải từ n = 1,1 lên n = 1,5. Ổn định củabãi thải được nâng cao có ý nghĩa rất lớn cho môi trường cảnh quankhu vực đặc biệt khi khí hậu ngày càng biến đổi.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận1.1. CTR phát sinh do quá trình đào lò và chế biến than tại mỏ.

Thành phần của chúng cơ bản là sét, cát và bột kết. Tùy thuộc tínhchất, CTR tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh có thể xử lý vàsử dụng sản xuất gạch từ xít thải; tận thu than từ xít thải nhà máytuyển trên dây chuyền công nghiệp; sản xuất bột nhẹ, vật liệu chènlò; đổ thải tập trung ...

1.2. CTR trong khai thác than hầm lò, ngày càng tăng theo sựphát triển sản lượng cũng như quy mô khai thác của các mỏ than hầmlò vùng Quảng Ninh. Hiện tại, CTR tại các mỏ vẫn được đổ tậptrung. Khi đổ tập trung CTR sẽ ảnh hưởng đến môi trường như:chiếm dụng đất; thay đổi đến địa hình, địa mạo; ảnh hưởng tới chấtlượng không khí, chất lượng nước....

1.3. Công nghệ xử lý CTR lựa chọn theo phương pháp đánh giácho điểm là phù hợp với điều kiện thực tế và tài chính của doanhnghiệp. Nhu cầu sử dụng CTR làm nguyên liệu cho sản xuất gạch,bột nhẹ… không lớn, công nghệ sản xuất vật liệu chèn lò từ CTR cònrất mới mẻ nên giải pháp hoàn thiện công nghệ đổ thải tập trung, sẵn

24

sàng làm nguyên liệu đầu vào cho các nhu cầu khác khi đủ điều kiệnlà phù hợp nhất với các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.

1.4. Bằng phân tích và mô hình toán học xác định được các thôngsố bãi thải hợp lý như chiều cao, khối lượng thể tích, lực dính kếtlàm cơ sở tính toán ổn định bãi thải theo các công nghệ đổ thải theolớp và đổ thải theo tầng cao; xác định cung độ vận tải, chi phí xâydựng bãi thải, chiều cao đổ thải tối ưu theo chiều cao tầng thải. Côngnghệ đổ thải bằng ô tô theo từng lớp 5 m, từ dưới lên trên và hoànthổ ngay sau khi tầng thải kết thúc là công nghệ đổ thải hợp lý chocác mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh với các ưu điểm nổi trội: đấtđá bị nén chặt nên độ ổn định tăng; góc dốc sườn tầng thải tăng nêntăng dung tích sử dụng bãi thải, giảm diện tích chiếm đất.

1.5. Công nghệ lựa chọn theo đổ thải theo lớp tại bãi thải V6,7với chiều cao lớp đổ thải t = 5 m, ô tô sẽ vận tải xuống dốc từ mứcthải +35 đến +80 và từ +90 đến +115, ô tô vận tải lên dốc từ mức+125 đến +140 và vận tải trên đường bằng tại mức +120 và +85. Giáthành đổ thải lớn hơn ( 395 đ/m3) so với phương án của mỏ nhưngcác chỉ tiêu ổn định của bãi thải được cải thiện đáng kể: đã làm giảmgóc dốc bãi thải từ 24,2o xuống 21,4o; tăng ổn định bãi thải từ n =1,15 lên n = 1,5. Ổn định của bãi thải được nâng cao có ý nghĩa rấtlớn cho môi trường cảnh quan khu vực đặc biệt khi khí hậu ngàycàng biến đổi.

2. Kiến nghịCông nghệ đổ thải CTR theo lớp là công nghệ đổ thải hợp lý khi

đổ thải tập trung. Tuy nhiên nó vẫn chiếm dụng đất và ảnh hưởngcảnh quan, môi trường. Cần tiếp tục hoàn thiện các công nghệ xử lýkhác để giải quyết hiệu quả khối lượng CTR ngày càng tăng tại cácmỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh.

25

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ1. ThS. Hoàng Hùng Thắng, PGS.TS. Trần Xuân Hà, (2008). Nghiên cứu đềxuất các giải pháp sản xuất sạch hơn trong hoạt động nghành than vùng QuảngNinh. Tạp chí Công nghiệp Mỏ, 3, tr 12-142. Khương Xuân Thiệp, Hoàng Hùng Thắng (2008). Lợi dụng khe nứt để nổmìn buồng trong khai thác đá vôi hiệu quả kinh tế và an toàn. Hội nghị Khoahọc lần thứ 18, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội. tr 142-146.3. ThS Hoàng Văn Nghị, ThS Hoàng Hùng Thắng (2009). Các nguyên nhân gâycháy mỏ và các biện pháp ngăn ngừa trong quá trình khai thác. Kỷ yếu Hội nghịkhoa học trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh lần thứ nhất, TrườngĐHCN Quảng Ninh tháng 11/2009, tr 47-514. GS.TSKH Lê Như Hùng, Ths. Hoàng Hùng Thắng và nnk (2010). Nghiêncứu khai thác các mỏ sâu và tương lai của bể than đồng bằng Sông Hồng. Tuyểntập báo cáo Hội nghị khoa học kĩ thuật mỏ Quốc tế Công nghiệp mỏ tiên tiến vìsự phát triển bền vững, Hạ Long, tr 491-497.5. Ths Phạm Văn Huynh, Ths Hoàng Hùng Thắng và nnk (2011). Tình hìnhnghiên cứu mở vỉa khai thác mỏ than nằm sâu trong lòng đất. Tạp chí Khoa họckỹ thuật Mỏ- Địa chất, 36, tr 47-456. GS.TSKH. Lê Như Hùng, ThS Hoàng Hùng Thắng và nnk (2011). Xác địnhchiều sâu khai thác an toàn khi khai thác bể than sông Hồng bằng phương pháphầm lò và khí hóa than. Hội nghị khoa học kĩ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 22, NhaTrang, tr 327-331.7. GS.TSKH. Lê Như Hùng, Ths. Hoàng Hùng Thắng và nnk (2011). Nghiên cứucác ảnh hưởng khi khai thác các mỏ than nằm sâu trong lòng đất. Hội nghị Khoahọc kĩ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 22. Hội KH&CN Mỏ Việt Nam, Nha Trang, tr323-326.8. Hoàng Hùng Thắng, Bùi Đình Thanh (2011). Biện pháp xử lý CTR của các mỏ khaithác than vùng Quảng Ninh. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ- Địa chất, 36, tr 44-46.9. KS. Vũ trọng Hiệt, ThS. Hoàng Hùng Thắng, ThS. Bùi Đình Thanh (2012).Vấn đề xác định áp lực trong lò chợ cơ giới hóa khi khai thác vỉa mỏng, dàytrung bình dốc đứng. Tạp chí Công nghiệp Mỏ, 1, tr 10-13.10. Lê Như Hùng, Hoàng Hùng Thắng và nnk (2012). Nghiên cứu khả năng cơgiới hóa khai thác các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Hội nghị khoa học lầnthứ 20, Trường Đại học Mỏ - Địa chất tháng 11/2012, tr 137.11. Lê Như Hùng, Hoàng Hùng Thắng và nnk (2012). Nghiên cứu lựa chọn cácgiải pháp kỹ thuật công nghệ đào chống lò bằng các phương pháp đặc biệt quavùng địa chất phức tạp trong các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. Hội nghị khoahọc lần thứ 20, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, tr 138.12. Lê Như Hùng, Hoàng Hùng Thắng và nnk (2013). Nghiên cứu tính toán áp dụngcông nghệ khoan nổ mìn tạo biên kết hợp sử dụng kíp nổ vi sai phi điện trong các mỏthan hầm lò vùng Quảng Ninh. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 43, tr 44-46.13. Hoàng Hùng Thắng, Nguyễn Văn Đức (2016). Hiệu quả công nghệ đổ thải theolớp tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Tạp chí Công nghiệp mỏ, 3, tr…