Tóm tắt Luận án Nghiên cứu đánh giá mức độ tác hại và hoàn thiện công nghệ xử lý chất thải rắn phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT HOÀNG HÙNG THẮNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÁC HẠI VÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH Ngành: Khai thác mỏ Mã 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 cấp Trường 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 Nội hoặc Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất 1MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Khai 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 khai thác và chế biến khoáng sản thường tạo ra khối lượng lớn các chất thải bao gồm: chất thải rắn (CTR), nước thải và khí bụi thải. Khối lượng CTR có thể gấp hàng chục lần khối lượng khoáng sản thu hồi được. Các loại chất thải này nếu không được quản lý sẽ là nguồn gây tác động đến môi trường. Trên thực tế nhiều khu vực như Quảng Ninh, Thái Nguyên, Lao Cai, Hà Giang v.vđã và đang phải gánh chịu 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 động khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh góp phần thực hiện “Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020” đã được Chính phủ phê duyệt, Luận án: “Nghiên cứu đánh giá mức độ tác hại và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phát sinh 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 các mỏ 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 Ninh 4. 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 CỨU Sử dụng phương pháp thống kê, phương pháp chuyên gia, phân tích 2tổng 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 năng sử dụng của chất thải sau khai thác than hầm lò. - Đề xuất công nghệ xử lý CTR phát sinh trong khai thác than hầm 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 thuộc tính chất, CTR sau khai thác than hầm lò có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng góp phần vào việc giảm chi phí xử lý và ô nhiễm tới môi trường. + Lựa chọn công nghệ xử lý CTR phải căn cứ vào điều kiện, tính chất và tốc độ phát thải của chất thải đồng thời phải phù hợp với điều kiện áp dụng của mỏ. + Hoàn thiện công nghệ xử lý CTR tại các mỏ than hầm lò bằng việc đổ thải tập trung theo lớp với thông số, trình tự phù hợp đảm bảo giảm chi phí, nâng cao ổn định bãi thải, giảm thiểu ảnh hưởng tới 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 lò đến môi trường nước, môi trường không khí, môi trường đất và hệ sinh thái cảnh quan; + Đề xuất phương pháp lựa chọn và các giải pháp kỹ thuật hoàn thiện công nghệ xử lý chất thải rắn phù hợp với điều kiện kinh tế - kỹ thuật của Việt Nam + Đã xây dựng mô hình toán học xác định các thông số bãi thải hợp lý và hoàn thiện công nghệ đổ thải tại các bãi thải mỏ hầm lò đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường đáp ứng khối lượng và chi phí nhỏ nhất. 9. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Ngoài 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 nhiều tài 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 hầm lò và các giải pháp xử lý. Chương 2: Đánh giá mức độ tác hại của CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh. Chương 3: Nghiên cứu lựa chọn và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò.. Chương 4: Tính toán áp dụng hoàn thiện công nghệ xử lý chất thải rắn là đất đá thải bằng đổ thải tập trung tại bãi thải vỉa 6, 7 mỏ than Mạo Khê. 10. CÁC ẤN PHẨM CÔNG BỐ Theo 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 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC THAN HẦM LÒ VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ 1.1. CTR và môi trường 1.1.1. Khái niệm CTR CTR 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 còn hữu 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 trường Ô 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 nước Ô nhiễm môi trường đất: được tích lũy dưới đất trong thời gian dài, gây ra nguy cơ tiềm tàng đối với môi trường Tác 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 4làng nghề, khu công nghiệp, bãi chôn lấp chất thải Tác 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 sản do CTR; Xung đột môi trường do CTR 1.2. Quản lý CTR trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1. Quản lý CTR trên thế giới Ngăn 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 lại 1.2.2. Quản lý CTR ở Việt Nam Các chính sách của Nhà nước về CTR: Luật bảo vệ môi trường 2005, Nghị định 59/2007/NĐ-CP, Nghị định 04/2009/NĐ-CP 1.3. CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh 1.3.1. Hiện trạng và kế hoạch phát triển ngành than Mức 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 tấn năm 2020, chiếm khoảng 60% tổng sản lượng toàn ngành 1.3.2. Công nghệ khai thác than hầm lò và dòng thải Công 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 trong khai 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 trung 1.4.2. 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 thải 1.5. Kết luận chương 1 Khối 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, còn một 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 tới môi trường như: nguồn nước, không khí, chiếm dụng đất đai... Tại các nước phát triển, công tác quản lý và xử lý CTR được nghiên cứu và thực hiện triệt để tùy thuộc tính chất của CTR sử dụng hiệu quả cho các nhu cầu khác. CTR phát sinh do quá trình khai thác hầm lò cũng đã được quan tâm nghiên cứu như: Nghiên cứu sản xuất gạch từ xít thải qui mô phòng thí nghiệm; thử nghiệm tận thu than từ xít thải nhà máy tuyển trên dây chuyền công nghiệp; Nghiên cứu xử lý đất đá thải mỏ than hầm 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 nghĩa với lượng CTR cũng tăng theo có thể tăng mức độ ô nhiễm môi trường nước, môi trường không khí, môi trường đất... Chính vì vậy, Luận án: Nghiên cứu đánh giá mức độ tác hại và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh” là cần thiết, đáp ứng yêu cầu về môi trường và phát triển bền vững ngành sản xuất khai thác than vùng Quảng Ninh, thiết thực phục vụ Quy hoạch phát triển ngành Than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030. 6 CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI RẮN PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH 2.1. CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh 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 thức CTRcb = 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 tập trung 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 phần của sườn bãi thải giảm dần, đến khu vực giữa sườn bãi thải thì tỷ lệ cỡ hạt đất đá đường kính > 500 mm chiếm trên 60%; - Những loại đất đá đường kính lớn tập trung ở phía dưới của sườn dốc. Khu vực sát chân bãi thải thường tập trung các loại đá có đường kính trên 500mm. 2.1.3. Quy mô phát thải CTR Quy mô phát thải CTR ngày càng tăng xem hình 2.1. 2.2. Tác động đến môi trường của CTR phát sinh trong khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh 7Hình 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 lửng 2.2.2. Tác động đến môi trường không khí Gia tăng nồng độ bụi khi vận chuyển, bốc rót, sàng tuyển than... dẫn đến suy giảm chất lượng không khí 2.2.3. Tác động đến môi trường đất và hệ sinh thái cảnh quan Tác 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 âm và dương; độ dốc các bãi thải đều vượt quá 25o, đây là độ dốc ở mức nguy hiểm, gây ra các quá trình động lực địa hình rất mạnh mẽ mà nguy hiểm nhất là quá trình xói mòn; Thay đổi cấu tạo đất đá cấu tạo đất đá và lớp thổ nhượng. Thay đổi Độ liên kết ảnh hưởng nhiều đến tầng 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, là làm giảm số lượng cá thể động vật hoang dã khu vực; thất thoát nguồn thuỷ hải sản 2.2.4. Ảnh hưởng của bãi thải sườn núi tới môi trường Trượt lở tại mép tầng; Trượt lở theo sườn tầng; Trượt lở theo khối chuyển động bề mặt; Trượt lở do tác dụng dòng nước 2.3. Kết luận chương 2 CTR 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 thác của các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Với khối lượng phát thải lớn, việc xử lý CTR bằng phương pháp đổ thải tập trung sẽ ảnh hưởng 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 năng của quy hoạch ngành than. - Tác động đến địa hình, địa mạo: Phức tạp hóa địa hình, tăng độ tương phản, tăng độ chênh cao tương đối giữa các dạng địa hình âm và dương, giảm thế năng địa hình, Bãi thải làm thay đổi độ dốc tự nhiên của địa hình khu vực sẵn có. Đồng thời, khi sụt lún cũng tạo nên những vùng trũng, nếp lõm, đứt gãy hoặc tổng hợp các dạng trên tại các bề mặt tương ứng với từng mức độ, từng dạng sụt lún. Cùng với chế độ nhiệt ẩm đặc trưng miền nhiệt đới gió mùa ảnh hưởng rất tiêu cực tới diện mạo cảnh quan. Đây là một tác động tiềm tàng và lâu dài mà ít được để ý tới. - Tác động do sụt lún, trượt lở làm xấu cảnh quan: Bãi thải thường có chiều cao và độ dốc lớn, trên bề mặt bãi thải hầu hết chưa có thực vật che phủ nên khả năng sụt lún, xói mòn, trượt lở từ bãi thải có nguy cơ cao. - Tác động do bồi lấp sông suối: Do độ bở rời của đất đá thải nên ảnh 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 ra cần nghiên cứu, xây dựng hoàn thiện công nghệ xử lý bằng nhiều phương pháp tùy thuộc tính chất, khối lượng, khả năng tài chính của doanh nghiệp và nhu cầu thực tế. Trong đó hoàn thiện công nghệ đổ thải tập trung cần được thực hiện trước nhằm: đảm bảo an toàn môi trường, chi phí thấp và sẵn sàng đáp ứng nhu cầu làm nguyên liệu đầu vào của các công nghệ xử lý khác. CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VÀ HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN PHÁT SINH TRONG KHAI THÁC THAN HẦM LÒ 3.1. Lựa chọn công nghệ xử lý CTR 3.1.1. 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 sinh môi trường; Trình độ KHKT và năng lực cán bộ, nhân công; Nhu cầu của thị trường về sử dụng các sản phẩm từ việc xử lý CTR; Khả năng tài 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 CTR Nguyên 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 vụ vệ sinh môi trường của công nghệ ; + Tiêu chí kinh tế: có hiệu quả 3.2. 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 tổng số 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 mỏ than 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 của đá xít thải có thể sản xuất gạch có mác 75-100 với sơ đồ công nghệ sản 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 cacbonat hóa được tiến hành theo các giai đoạn sau: Nguyên liệu (đá vôi) → Nung (vôi sống) → Tôi vôi (hyđrat hóa) → Làm sạch sữa vôi → Cacbonat hóa sữa vôi → Tách sản phẩm huyền phù → Lọc tách nước → Sấy → Nghiền → Làm nguội → Đóng bao. Nguyên liệu đá xít thải nhà máy tuyển Hệ thống nghiền mịn chuẩn bị nguyên liệu Hệ thống, làm ẩm, ủ, chế biến tạo hình Lò sấy, nungKho chứa sản phẩm gạch Xỉ tro bay Đánh tơi Sữa vôi Khuấy trộn Vôi tôi Vôi củ Trộn liệu ép gạchBảo dưỡngtrong nhà Bảo dưỡng ở sân bãi Đem đi sử dụng Xi măngNướcTrộn màu Chất màu Các phụ gia khác Trộn phối liệu Nghiền sàng Xối nước Đá xít n/m tuyển than ủ liệu 12 3.4. Lựa chọn và hoàn thiện công nghệ xử lý CTR phát sinh từ mỏ than hầm lò Quảng Ninh 3.4.1. Lựa chọn công nghệ xử lý CTR là đất đá thải Nhu 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 là 0,7 triệu m3. Khối lượng xít thải làm gạch hơn nhiều CTR của các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. Như vậy, vấn đề đặt ra sử dụng xít thải làm VLXD chưa phù hợp với điều kiện kinh tế và đặc điểm các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Trong khi hiện nay các mỏ than hầm lò 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 của các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh nhằm tăng độ ổn định, giảm thiểu ảnh hưởng tới môi trường, chi phí thấp và sẵn sàng đáp ứng nhu cầu đầu 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 đá thải Sự hình thành tầng thải trong quá trình đổ thải bằng ô tô Quá 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 tầng thải dưới tác dụng của trọng lực - Thành phần đất đá cỡ hạt lớn, thành phần này sẽ trượt dọc theo sườn tầng thải dưới tác dụng của trọng lượng hạt và phân bố tại chân tầng thải Sự phân bố cỡ hạt đất đá tại các khu vực tầng thải quyết định các thông số: khối lượng riêng, lực dính kết, góc nội ma sát.... Phân bố cỡ hạt đất đá và hệ số nở rời trên tầng thải Để 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 làm thực nghiệm, đo vẽ thành phần cỡ hạt tại hiện trường trong điều kiện đất đá có cùng mức độ đập vỡ khi chiều cao tầng thải thay đổi từ 10÷50 m (hình 3.4) Xây dựng hàm quan hệ giữa kích thước cỡ hạt trung bình tại các khu vực 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 b j 0 q1 q2 Q Q H  1 T j L x 0,8 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 KÝc h th ­íc cì h¹t ®Êt ®¸( d c, m) Cao ®é ®¬n vÞ (h/H) Hình 3.3. Mô tả sự phân tách các thành phần cỡ hạt đất đá khi đổ thải theo chu vi Hình 3.4. Sự phân bố thành phần cỡ hạt khi chiều cao tầng thải 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 công thức 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 thải Khối 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 Hình 3.5. 0,153( . ) 0,31( . ) ( . ) 100 b bd i H H H H H H H H r A a 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 riêng trung bình sẽ tăng khi tăng chiều cao tầng. Khi cùng chiều cao tầng thải 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 đổi lực dính kết đất đá tại các cao độ khác nhau trong tầng thải trong điều kiện đất đá khô và đất đá bão hòa nước 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 phải bằng 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 với chiều 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 đá trung 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 b Hình 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 định theo công thức 3.9÷3.10. Tầng cao: 1 1 1 1 . . . . . . 0,08 m n t t t q i 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 n lt tl la la lt q i 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 lượng block theo chiều rộng; n- Số lượng block theo chiều dài; l- chiều dài bloc đổ thải, m; b- chiều rộng bloc đổ thải, m; nt- tổng số khối block trong tầng thải; nl- số lớp thải; nla- sô bloc theo chiều dài lớp; mla- số bloc theo chiều rộng lớp; nlt – tổng số bloc tại mỗi lớp Chiều dài gạt khi đổ thải Thông số đổ thải bằng ô tô và máy gạt thể hiện trên Hình 3.8 H  d dtg h0   h ctg0 Hình 3.8. Sơ đồ xác định các thông số đổ thải lớp theo tầng Bề dày 1 lần đổ thải từ ô tô xuống sườn tầng theo công thức: 16 2 4 .(2 ) (2. ) . , 2 o o o r qtgh H h H b d 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 o o r g qtgh H H b L m tg        (3.13) Chiều cao tầng thải hợp lý: Xác định trên cơ sở đơn giá vận tải nâng 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 tấn Hình 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 trong quá 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 vận tải, đ/tkm; Cg - đơn giá gạt, đ/m3; Cb - chi phí đền bù giải phóng mặt bằng, đ/m2 Tổng chi phí đổ thải của 1 bãi thải có kích thước: H, B, L khi đổ thải 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 đổ thải 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 đổ thải theo lớp và tầng cao tính toán theo công thức (3.20): 1 ( ) (1 ). 0,3. .( 1) . . b t 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( . . ) g t o g t o g b t o g t o C g C C g C C C g A tH mC g A t              (3.21) Với các thông số đầu vào: L = 1000m; B = 500m; H = 50m; Ô tô CAT 773F đổ thải (lên dốc và xuống dốc) và máy gạt có công suất 275 kW gạt phụ trợ. Khối lượng vận tải và chi phí đổ thải theo các phương án đổ thải theo lớp h = 5÷50m được tính toán và thể hiện ở hình 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 thải Từ 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 và ngược lại khi vận tải xuống dốc. Chi phí vận tải với chiều cao lớp đổ thải t = 5m thấp nhất. Như vậy, công nghệ vận tải đổ theo lớp là công nghệ 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 dốc Hình 3.11. Tổng chi phí các phương án đổ thải 3.5. Hoàn thiện công nghệ đổ thải 3.5.1. Lựa chọn các thông số của tầng thải Yêu 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 thải Sau 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 đá đổ trực tiếp xuống sườn tầng thải khoảng 70% khối lượng tải của ô tô; 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 dốc nối lớp 1 lên lớp thứ 2 với chiều cao 5m. Công nghệ đổ thải ở lớp 2 tương 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 3 phân tầng mỗi phân tầng có chiều cao 10 m. Trình tự đổ thải được thể 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 thải Với 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 và sườn tầng thải (xem hình 3.13) Phục hồi môi trường trên mặt tầng thải: trồng keo với mật độ 2.500 cây/ha Phục hồi môi trường trên sườn tầng thải: trồng cỏ lau mật độ 35.000 khóm/ha Hình 3.4. Sơ đồ kết thúc và phục hồi khu vực đổ thải 20 3.6. Kết luận chương 3 Công nghệ xử lý CTR phụ thuộc thành phần, tính chất CTR, nhu cầu thị trường, khả năng tài chính của doanh nghiệp. Công nghệ được lựa chọn đơn giản, giảm thiểu tác động tới môi trường với chi phí thấp và tận thu được giá trị của CTR. Phương pháp đánh giá cho điểm là phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR tiên tiến phù hợp với các yêu cầu thực tế. CTR tại các mỏ than hầm lò Việt Nam phát sinh từ công tác đào lò và chế biến tại mỏ. CTR chủ yếu là đất đá khi đào lò và xít thải trong quá trình sàng tuyển tại mỏ. Thành phần xít thải tại mỏ tương tự sét làm nguyên liệu sản xuất gạch. Từ đó, thay thế sét bằng xít thải trong quá trình làm gạch là giải pháp hợp lý nhất khi nguồn sét từ các mỏ ngày càng cạn kiệt. Ngoài ra, CTR có thể là dạng vật liệu được lựa chọn dùng trong công tác chèn lò để xử lý triệt để tới cuối nguồn của dòng thải. Tuy nhiên, nhu cầu sản xuất gạch chỉ chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với khối lượng CTR phát sinh hàng năm; việc sử dụng CTR làm vật liệu chèn lò là công nghệ mới đối với các mỏ hầm lò. Đổ thải tập trung với công nghệ xây dựng bãi thải phù hợp đảm bảo chi phí thấp, giảm thiểu tác động môi trường, sẵn sàng là nguồn nguyên liệu đầu vào cho các công nghệ sản xuất khác phù hợp với thị trường là giải 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 như chiều cao, khối lượng thể tích, lực dính kết làm cơ sở tính toán ổn định bãi thải theo các công nghệ đổ thải theo lớp và đổ thải theo tầng cao. Với mô hình toán đã xác định cung độ vận tải, chi phí xây dựng bãi 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 tổng chi phí vận tải tăng khi ô tô vận tải lên dốc và ngược lại khi vận tải xuống dốc. Chi phí vận tải với chiều cao lớp đổ thải t = 5m thấp nhất. Công nghệ đổ thải theo từng lớp với chiều cao t = 5 m, sử dụng ô tô đổ thải theo phương pháp chu vi, từ dưới lên trên và hoàn thổ ngay sau khi tầng thải kết thúc là công nghệ đổ thải hợp lý cho các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh với các ưu điểm nổi trội: đất đá bị nén chặt nên độ ổn định tăng; góc dốc sườn tầng thải tăng nên tăng dung tích sử dụng bãi thải, giảm diện tích chiếm đất. 21 CHƯƠNG 4 - HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ ĐỔ THẢI TẠI BÃI THẢI VỈA 6, 7 MỎ MẠO KHÊ 4.1. Khái quát chung về mỏ than Mạo Khê 4.1.1. Hiện trạng khai thác, đổ thải Mỏ 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 tải giếng phụ đưa lên mặt bằng và được tời điện đưa đến trạm lật goòng cao đổ lên ô tô và chở đến bãi thải với cung độ vận chuyển 1,5km 4.1.2. Kế hoạch khai thác Công 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 lượng thải của dự án bao gồm đá thải trong quá trình đào lò và trong sàng tuyển. Khối lượng thải hàng năm: Đất đá đào lò: 500 tấn/ca; đá thải trong sàng tuyển: 333.000 tấn/năm 4.2. Hoàn thiện công nghệ đổ thải tại bãi thải vỉa 6,7 Mạo Khê 4.2.1. Tính chất đất đá thải Đất đá thải trong quá trình đào lò gồm các loại: Sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết Kích 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 là Bqmin = 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 thải 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 trên đường 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 thải TT 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 1,15 4.4. Phục hồi môi trường khu vực bãi thải Bãi 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 = Sm2500 = 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. 14515 0 115110 Bê rµo d©y thÐp gai Bê rµo d©y thÐp gai kho m×n 50 112.00 129.09 128.49 97.31 103.38 123.94 120.02 122.62 124.78 120.57 115.92 66.6870.39 80.0772.1873.06 74.57 67.68 60.40 128.40 125.60 130.47 105.58 54.10 66.06 63.96103.17 99.33 96.47 91.44 108.19 109.12 101.71 93.54 112.72 98.71 80.86 76.79 90.52 93.91 77.52 63.87 76.84 85.00 118.72 129.69 128.07 129.30 130.13 128.48 118.61115.33 110.06 128.38 112.43 98.77 102.78 +140 b· i t h ¶ i vØa 6,7 225 150 200 150 155 160 165 170175 18018 519 0195 2002 0521 021 5 § ­ 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 4 Mỏ 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 lựa chọn 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 trên đường bằng tại mức +120 và +85. Giá thành đổ thải lớn hơn ( 395 đ/m3) so với phương án của mỏ nhưng các chỉ tiêu ổn định của bãi thải 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 của bãi thải được nâng cao có ý nghĩa rất lớn cho môi trường cảnh quan khu vực đặc biệt khi khí hậu ngày càng biến đổi. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 1.1. 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 tính chất, CTR tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh có thể xử lý và sử dụng sản xuất gạch từ xít thải; tận thu than từ xít thải nhà máy tuyển trên dây chuyền công nghiệp; sản xuất bột nhẹ, vật liệu chèn lò; đổ thải tập trung ... 1.2. CTR trong khai thác than hầm lò, ngày càng tăng theo sự phát triển sản lượng cũng như quy mô khai thác của các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Hiện tại, CTR tại các mỏ vẫn được đổ tập trung. 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 chất lượng không khí, chất lượng nước.... 1.3. Công nghệ xử lý CTR lựa chọn theo phương pháp đánh giá cho điểm là phù hợp với điều kiện thực tế và tài chính của doanh nghiệp. 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 còn rất 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 kiện là 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 thông số bãi thải hợp lý như chiều cao, khối lượng thể tích, lực dính kết làm cơ sở tính toán ổn định bãi thải theo các công nghệ đổ thải theo lớp và đổ thải theo tầng cao; xác định cung độ vận tải, chi phí xây dựng bãi thải, chiều cao đổ thải tối ưu theo chiều cao tầng thải. Công nghệ đổ thải bằng ô tô theo từng lớp 5 m, từ dưới lên trên và hoàn thổ ngay sau khi tầng thải kết thúc là công nghệ đổ thải hợp lý cho các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh với các ưu điểm nổi trội: đất đá bị nén chặt nên độ ổn định tăng; góc dốc sườn tầng thải tăng nên tăng 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 V6,7 với chiều cao lớp đổ thải 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 trên đường bằng tại mức +120 và +85. Giá thành đổ thải lớn hơn ( 395 đ/m3) so với phương án của mỏ nhưng các chỉ tiêu ổn định của bãi thải 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 = 1,15 lên n = 1,5. Ổn định của bãi thải được nâng cao có ý nghĩa rất lớn cho môi trường cảnh quan khu vực đặc biệt khi khí hậu ngày càng biến đổi. 2. Kiến nghị Công 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 hưởng cảnh quan, môi trường. Cần tiếp tục hoàn thiện các công nghệ xử lý khác để giải quyết hiệu quả khối lượng CTR ngày càng tăng tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. 25 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. ThS. Hoàng Hùng Thắng, PGS.TS. Trần Xuân Hà, (2008). Nghiên cứu đề xuất các giải pháp sản xuất sạch hơn trong hoạt động nghành than vùng Quảng Ninh. Tạp chí Công nghiệp Mỏ, 3, tr 12-14 2. Khương Xuân Thiệp, Hoàng Hùng Thắng (2008). Lợi dụng khe nứt để nổ mìn buồng trong khai thác đá vôi hiệu quả kinh tế và an toàn. Hội nghị Khoa học 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 gây cháy mỏ và các biện pháp ngăn ngừa trong quá trình khai thác. Kỷ yếu Hội nghị khoa học trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh lần thứ nhất, Trường ĐHCN Quảng Ninh tháng 11/2009, tr 47-51 4. GS.TSKH Lê Như Hùng, Ths. Hoàng Hùng Thắng và nnk (2010). Nghiên cứu khai thác các mỏ sâu và tương lai của bể than đồng bằng Sông Hồng. Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học kĩ thuật mỏ Quốc tế Công nghiệp mỏ tiên tiến vì sự phát triển bền vững, Hạ Long, tr 491-497. 5. Ths Phạm Văn Huynh, Ths Hoàng Hùng Thắng và nnk (2011). Tình hình nghiên cứu mở vỉa khai thác mỏ than nằm sâu trong lòng đất. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ- Địa chất, 36, tr 47-45 6. GS.TSKH. Lê Như Hùng, ThS Hoàng Hùng Thắng và nnk (2011). Xác định chiều sâu khai thác an toàn khi khai thác bể than sông Hồng bằng phương pháp hầm lò và khí hóa than. Hội nghị khoa học kĩ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 22, Nha Trang, tr 327-331. 7. GS.TSKH. Lê Như Hùng, Ths. Hoàng Hùng Thắng và nnk (2011). Nghiên cứu các ảnh hưởng khi khai thác các mỏ than nằm sâu trong lòng đất. Hội nghị Khoa học kĩ thuật mỏ toàn quốc lần thứ 22. Hội KH&CN Mỏ Việt Nam, Nha Trang, tr 323-326. 8. Hoàng Hùng Thắng, Bùi Đình Thanh (2011). Biện pháp xử lý CTR của các mỏ khai thác 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, dày trung 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 cơ giới hóa khai thác các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Hội nghị khoa học lần thứ 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 các giải pháp kỹ thuật công nghệ đào chống lò bằng các phương pháp đặc biệt qua vùng địa chất phức tạp trong các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh. Hội nghị khoa học 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 dụng công nghệ khoan nổ mìn tạo biên kết hợp sử dụng kíp nổ vi sai phi điện trong các mỏ than 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 theo lớp tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Tạp chí Công nghiệp mỏ, 3, tr