BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ==========***========= TRƯƠNG ĐÌNH QUÝ NGHIÊN CỨU TRÌNH TỰ KHAI THÁC VÀ ĐỔ THẢI NHẰM TẠO ĐIỀU KIỆN THUẬN LỢI CHO VIỆC CẢI TẠO PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG CÁC MỎ LỘ THIÊN LỚN VÙNG CẨM PHẢ CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC MỎ MÃ SỐ: 60.53.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : P.GS, T.S HỒ SĨ GIAO Hà Nội - 2013 MỤC LỤC Trang bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Mở đầu CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤTCÁC MỎ LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ 1.1- Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên 1.1.1- Vị trí địa lý 1.1.2- Đặc điểm địa hình .5 1.1.3- Hệ thống sông suối khu vực .5 1.1.4- Đặc điểm khí hậu 1.2.1- Cấu trúc địa chất 1.2.2- Đặc điểm địa chất thuỷ văn - địa chất cơng trình 1.2.3- Đặc điểm cấu tạo vỉa than 1.2.4- Quan hệ không gian địa chất tài nguyên khu vực cụm mỏ lộ thiên Đèo Nai - Lộ Trí - Cọc Sáu - Cao Sơn - Khe Chàm II 27 1.2.5- Trữ lượng tài nguyên than địa chất 28 1.2.6- Đánh giá chung tài liệu địa chất khu vực 30 CHƯƠNG HIỆN TRẠNG KHAI THÁC, ĐỔ THẢI, CÁC MỎ LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ 32 2.1- Mỏ than Đèo Nai-Công ty CP than Đèo Nai-Vinacomin 32 2.1.1- Hiện trạng khai thác 32 2.1.2- Hiện trạng công tác đổ thải 33 2.1.3- Hiện trạng công nghệ thiết bị khai thác 33 2.2- Mỏ than Cọc Sáu-Công ty CP than Cọc Sáu-Vinacomin 34 2.2.1- Hiện trạng khai thác 34 2.2.2- Hiện trạng công tác đổ thải 35 2.2.3- Hiện trạng công nghệ thiết bị khai thác 35 2.3- Mỏ than Cao Sơn-Công ty CP than Cao Sơn-Vinacomin 36 2.3.1- Hiện trạng khai thác 36 2.3.2- Hiện trạng công tác đổ thải 37 2.3.3- Hiện trạng công nghệ thiết bị khai thác 37 2.4- Mỏ Khe Chàm II (LT) 38 2.5- Đánh giá chung mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả 39 2.6- Dự báo ảnh hưởng tới trình khai thác mỏ than Đèo Nai 42 2.6.1- Các cơng trình liên quan đến bãi thải Đơng Cao Sơn 42 2.6.2- Các mỏ, công trình ảnh hưởng tới trình khai thác mỏ than Khe Chàm II (LT), Đông Đá Mài 43 2.6.3- Các mỏ, cơng trình ảnh hưởng tới q trình khai thác, đổ thải mỏ Cao Sơn 44 CHƯƠNG KẾ HOẠCH KHAI THÁC, ĐỔ THẢI, THOÁT NƯỚC CÁC MỎ LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ 46 3.1- Kế hoạch khai thác, đổ thải, thoát nước mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả 46 3.1.1- Mỏ than Đèo Nai-Công ty CP than Đèo Nai-Vinacomin 46 3.1.2- Mỏ Cọc Sáu-Công ty CP than Cọc Sáu-Vinacomin 50 3.1.3- Mỏ than Cao Sơn-Công ty CP than Cao Sơn-Viancomin 52 3.1.4- Mỏ Khe Chàm II (Lộ thiên) 57 3.2.Khối lượng đá thải mỏ 60 3.3- Các bãi thải dung tích đổ thải mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả 61 3.3.1- Bãi thải Mông Giăng 62 3.3.2- Bãi thải Đông Cao Sơn 62 3.3.3- Bãi thải Bàng Nâu 64 3.3.4- Bãi thải Tạm Đông Cao Sơn 65 3.3.5- Bãi thải Khe Chàm III Cụm Vỉa 14 Khe Chàm 65 3.3.6- Bãi thải Đông Khe Sim 65 3.3.7- Bãi thải Nam Khe Tam 66 3.3.8- Bãi thải Tạm Tả Ngạn Cọc Sáu 66 3.3.9- Bãi thải Thắng Lợi 67 3.3.10- Bãi thải Lộ Trí -Đèo Nai 67 3.3.11- Bãi thải Khe Chàm II (Lộ thiên) 68 3.3.12- Bãi thải Gầm Cao Sơn 68 3.3.13- Bãi thải Vỉa Chính - Đèo Nai 68 3.3.14- Bãi thải khu vực khai thác lộ thiên mỏ Khe Tam- Công ty than Dương Huy (bãi thải Khe Tam - Dương Huy) 69 3.3.15- Bãi thải Nam Lộ Trí (Đèo Nai) 69 3.3.16- Đánh giá chung kế hoạch lập cho mỏ thời gian tới 72 CHƯƠNG GIẢI PHÁP KHAI THÁC, ĐỔ THẢI VÀ HỒN NGHUN MƠI TRƯỜNG CHO CÁC MỎ LỘ THIÊN LỚN VÙNG CẨM PHẢ 73 4.1- Nguyên tắc chung 73 4.2- Kế hoạch khai thác đổ thải cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả tháng cuối năm 2012 năm 2013 74 4.2.1- Kế hoạch khai thác đổ thải năm 2012 74 4.2.2- Dự kiến kế hoạch khai thác đổ thải năm 2013 75 4.3- Các giải pháp khai thác, đổ thải hoàn nguyên môi trường 78 4.3.1- Phương án A1 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 I, Kết luận 95 II, Kiến nghị 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tơi, hướng dẫn P.GS,T.S Hồ Sĩ Giao.Các số liệu tổng hợp, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác TÁC GIẢ Trương Đình Quý DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CGN - Cửa giếng nghiêng CNKT - Công nghệ khai thác ĐCTV - Địa chất thuỷ văn ĐCCT - Địa chất cơng trình HTKT - Hệ thống khai thác MKTL - Máy khoan thuỷ lực MXTLGN - Máy xúc thuỷ lực gầu ngược ĐBTB - Đồng thiết bị XDCB - Xây dựng SCN - Sân cơng nghiệp TKV - Tập đồn cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài: Giai đoạn đất nước ta tiến hành thực cơng nghiệp hóa, đại hóa cách mạnh mẽ địi hỏi nhu cầu sử dụng lượng, đặc biệt khoáng sản Than ngày gia tăng Vùng than Cẩm Phả vùng than lớn khu vực Đông Bắc với sản lượng khai thác khoảng 27 triệu than tổng số 45 triệu than tồn tồn ngành than nước Điển hình có mỏ lộ thiên lớn mỏ Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) với sản lượng khai thác hàng năm 10 triệu than tương đương với khối lượng đất bóc khoảng 100 triệu m3 Nhưng trình sản xuất mỏ gặp nhiều vướng mắc không gian khai thác đổ thải, không gian đổ thải bãi thải hạn chế Nhiều mỏ đổ thải vào khu vực, tốc độ xuống sâu mỏ khác nhau, hệ thống vận chuyển nước gặp nhiều khó khăn gây trở ngại cho vấn đề điều hành sản xuất vào thời điểm đặc biệt giai đoạn tới sản lượng cụm mỏ tăng lên 14 triệu than/năm với khối lượng đất bóc tăng lên 170 triệu m3 đất đá/năm Để đảm bảo cho khai thác mỏ lộ thiên lớn khu vực Cẩm Phả (Mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Khe Chàm II Lộ thiên) đạt hiệu kinh tế cao nhất, có trình tự khai thác chung hợp lý để tận dụng tối đa không gian bãi thải tạm, bãi thải hợp lý, hạn chế bãi thải ngồi, đồng tốc độ xuống sâu, có cung độ vận tải hợp lý nhất, hạn chế việc tập chung vốn đầu tư lớn thời điểm, cải tạo phục hồi môi trường sau khai thác, không để lại hố sâu kết thúc việc chọn đề tài: "Nghiên cứu trình tự khai thác đổ thải nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc cải tạo phục hồi môi trường mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả " cần thiết đáp ứng yêu cầu thực tế Mục tiêu đề tài - Xây dựng trình tự khai thác chung hợp lý để tận dụng tối đa không gian bãi thải tạm, bãi thải hợp lý, hạn chế bãi thải - Lựa chọn thời gian xuống sâu hợp lý cho cụm mỏ - Phương án tối ưu hóa cải tạo môi trường cho mỏ lộ thiên khu vực Cẩm Phả Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu hoạt động khai thác, đổ thải, phục hồi môi trường cho cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả Phạm vi nội dung nghiên cứu - Hạn chế việc thay đổi ranh giới chung mỏ biên giới mỏ điều chỉnh cho phù hợp với trình tự khai thác thời điểm; - Hạn chế tối đa việc thay đổi sản lượng cụm mỏ, để đảm bảo việc giữ sản lượng khai thác chung ngành than; - Đảm bảo chi phí vận tải, giải phóng mặt nhỏ nhất; - Thuận lợi cho công tác khai thác, vận tải thoát nước mỏ; - Đổ tối đa bãi thải bãi thải tạm; Đảm bảo an toàn, hiệu sản xuất, tận thu tối đa tài nguyên giảm thiểu đến tác động môi trường Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu: khảo sát thực địa - Phương pháp thông kê: thu thập, xử lý số liệu khai thác, đổ thải cụm mỏ: Đèo Nai ,Cao Sơn, Cọc Sáu, Khe Chàm II - Phương pháp tổng hợp, so sánh Ý nghĩa khoa học thực tiễn 6.1.Ý nghĩa khoa học - Đánh giá sở khoa học biện pháp nâng cao hiệu khai thác, đổ thải phục hồi môi trường cho cụm mỏ: Đèo Nai ,Cao Sơn, Cọc Sáu, Khe Chàm II 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần nâng cao hiệu khai thác, đổ thải bảo vệ môi trường khai thác mỏ Cấu trúc luận văn -Ngoài phần mở đầu kết luận kiến nghị, luận văn dự kiến gồm chương -Đề tài hoàn thành với hướng dẫn tận tình PGS-TS Hồ Sĩ Giao, giáo sư, phó giáo sư tiến sỹ thuộc môn khai thác lộ thiên- Trường đại học Mỏ Địa Chất, công ty cổ phần than Đèo NaiVinacomin, công ty cổ phần than Cao Sơn- Vinacomin, công ty cổ phần than Cọc Sáu- Vinacomin, công ty cổ phần than Khe Chàm II, công ty Tư Vấn Thiết Kế Cơng Nghệ Mỏ- Vinacomin Ngồi tác giả cịn nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp, tác giả xin cám ơn hướng dẫn góp ý kiến CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÁC MỎ LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ 1.1- Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên Theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030, khu vực Cẩm Phả có tất 18 mỏ công trường khai thác than lộ thiên Trong đó, mỏ lộ thiên lớn bao gồm: Cọc Sáu, Đèo Nai, Cao Sơn, Khe Chàm II (lộ thiên), Đơng Đá Mài có sản lượng từ 2,55,0 triệu tấn/năm; mỏ nhỏ cơng trường lộ thiên cịn lại có sản lượng trung bình từ 0,11,0 triệu tấn/năm Tuy nhiên, đến giai đoạn sau năm 2015 hầu hết mỏ nhỏ công trường kết thúc khai thác Vì vậy, phạm vi luân văn nghiên cứu chủ yếu cho mỏ lộ thiên lớn nói 1.1.1- Vị trí địa lý Thành phố Cẩm Phả nằm dọc theo quốc lộ 18A có địa giới từ Đèo Bụt đến cầu Ba Chẽ chiều dài khoảng 60km Phía Bắc khu vực khai thác than vùng có trữ lượng than lớn nước, phạm vi khai thác mỏ chiếm khoảng 10 000 ha, phía Nam vịnh Bái Tử Long với 24 km bờ biển, phía Tây giáp với khu vực phường Hà Tu - Thành phố Hạ Long, phía Đơng Bắc giáp huyện Vân Đồn Tiên Yên Khu vực khống sàng than Lộ Trí - Đèo Nai - Cọc Sáu - Khe Chàm nằm địa phận hành thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, khu mỏ có vị trí sau: phía Đơng giáp khống sàng than Quảng Lợi; phía Tây giáp khống sàng than Khe Sim Khe Tam; phía Nam giáp khu vực nội thị Cẩm Phả; phía Bắc giáp khống sàng than Bắc Cọc Sáu khu Bắc Khe Chàm 84 đổ thải vào moong Nam Lộ Trí năm từ 2020 đến năm 2022 Từ năm 2026 mỏ Đèo Nai tiến hành bóc lại khu vực Nam Lộ Trí để phục vụ khai thác xuống sâu phần Nam Lộ Trí Đơng Lộ Trí - Từ năm 2022 khu Thắng Lợi mỏ Cọc Sáu vào giai đoạn kết thúc sản lượng mỏ giảm dần mỏ Đèo Nai tập trung khai thác khu Vỉa Chính với mỏ Cọc Sáu khai thác khu Vỉa Chính mở rộng, cơng suất mỏ tăng dần lên đạt 3,2 triệu tấn/năm vào năm 2028, tương ứng với khối lượng đất đá bóc 48 triệu m3/năm Mỏ Đèo Nai đến kết thúc khai thác khu Cơng Trường Chính vào năm 2035 - Năm 2025 bắt đầu bóc đất khu vực Đơng Lộ Trí, khai thác song song với khu Cơng Trường Chính, giai đoạn sau 2033 đến kết thúc, trọng tậm khai thác khu vực Đơng Lộ Trí Cơng suất mỏ trì mức 2,6 triệu tấn/năm, đất đá bóc 38 triệu m3/năm Để khai thác khu Đơng Lộ Trí phương án khai thác sau: Mỏ hầm lị Lộ Trí (Thống Nhất) khai thác bình thường dự án TKKT lập đến mức -350 Việc khai thác lộ thiên năm 2025 (năm 2025 bắt đầu bóc đất năm 2027 than) Đối tượng khai thác lộ thiên vỉa phía Đèo Nai, vỉa khu Lộ Trí Gầm Đèo Nai tận thu lại sau mỏ Lộ Trí hầm lị kết thúc khai thác đến -350 Quá trính khai thác lộ thiên tiến hành song song với khai thác hầm lị khơng ảnh hưởng tới khai thác hầm lò Bảng 4-05: Khối lượng than khu vực Đơng Lộ Trí Khu Đơng Lộ Trí Than Than Địa chất Cơng nghiệp Khu Đơng Lộ Trí từ LV đến -140 (tận thu HL) 11 200 12 320 Khu Đơng Lộ Trí mức -140 (tận thu HL 400 840 Các vỉa Đèo Nai 10 300 11 330 Khu vực lộ trí gầm Đèo Nai 12 800 14 080 38 700 42 570 Tổng Theo phương án khối lượng than nguyên khai 42,57 triệu tấn, đất bóc 615 triệu m3, hệ số bóc 14,45 m3/T 85 b- Công tác đổ thải Các bãi thải mỏ giai đoạn 2013÷2021 Nam Khe Tam Đông Khe Sim, từ 2022 đến kết thúc Thắng Lợi, Vỉa Chính Gầm Cao Sơn Trong giai đoạn đến hết năm 2012, đất đá mỏ đổ lên bãi thải Đông Cao Sơn, bãi thải Lộ Trí phần cịn lại đổ Đơng Khe Sim Từ năm 2013, khơng cịn đổ thải lên Đơng Cao Sơn, tồn khối lượng đất đá đổ Đông Khe Sim Nam Khe Tam Trong năm 2013, toàn đất đá thải mỏ đổ Khe Sim ô tô đơn Từ năm 2014 mỏ đưa hệ thống băng tải đá với công suất 15 triệu m3/năm kết hợp với máy nghiền Trong giai đoạn 2013÷2021 khối lượng đổ thải hàng năm mỏ 19,5 triệu m3/năm Khối lượng phần vận tải hình thức vận tải liên hợp tơ băng tải Nam Khe Tam, phần lại vận tải ô tô đơn Đông Khe Sim Hệ thống băng tải sử dụng đến năm 2026 với tổng khối lượng đổ thải Nam Khe Tam 190 triệu m3 Giai đoạn từ 2023 khu Thắng Lợi Cọc Sáu kết thúc khai thác mỏ chuyển hướng sang đổ thải chủ yếu vào bãi thải Thắng Lợi, khối lượng đổ thải 441 triệu m3, cung độ trung bình 4,49 km, giảm 3,5 km so với đổ bãi thải Nam Khe Tam Đến năm 2025 bắt đầu bóc đất khu vực Đơng Lộ Trí đến năm 2027 than, đất đá thải phần đổ vào bãi thải vỉa Chính phần đổ vào bãi thải Thắng Lợi Giai đoạn sau 2035 đất đá thải tập trung đổ vào bãi thải Vỉa Chính bãi thải Trong Gầm Cao Sơn Đến năm cuối mỏ vào giai đoạn kết thúc, có đủ điều kiện không gian mỏ tiến hành đổ thải vào bãi thải Nam Lộ Trí Khi khai thác tận thu khu Đơng Lộ Trí có ưu điểm tận thu triệt để tài nguyên, đất đá khai thác đổ vào moong lộ thiên Cao Sơn Cơng 86 Trường Chính Đèo Nai kết thúc có cung độ vận tải đất đá ngắn Hơn nữa, đất đá lấp đến mức +10, thuận lợi cho q trình hồn thổ phục hồi môi trường hai moong sau kết thúc khai thác 4.3.2- Phương án A2 Phương án A2 xây dựng tương tự phương án A1, đầu tư băng tải Đèo Nai Tuy nhiên bãi thải Đông Cao Sơn thiết kế đổ đến +300, phần dung tích thiếu (180,7 triệu m3 mỏ Cọc Sáu) cân đối đổ thải vào moong khu vỉa Chính 90 triệu m3 khu Nam Lộ Trí 90,7 triệu m3 mỏ Đèo Nai Nội dung cụ thể phương án sau: 1/ Mỏ Cao Sơn, mỏ Khe Chàm II (LT) mỏ Đông Đá Mài Về bản, trình từ khai thác, cơng suất tuổi thọ mỏ Cao Sơn, Khe Chàm II (lộ thiên), Đông Đá Mài giữ nguyên phương án A1 2/ Mỏ Cọc Sáu Sản lượng, trình tự khai thác mỏ Cọc Sáu giữ nguyên phương án A1 Tuy nhiên công tác đổ thải, bãi thải Đông Cao Sơn đổ thải đến cốt +300, dung tích bãi thải bị giảm 90 triệu m3 so với phương án A1 thiếu 180,7 triệu m3 so với thiết kế lập cho mỏ Cọc Sáu Do dung tích cịn lại bãi thải Đông Cao Sơn đủ cho mỏ Cọc Sáu đổ thải đến tháng 6/2018 Để giải vấn đề đề án đưa phương án đổ thải cho mỏ Cọc Sáu sau: - Từ đến 6/2018 mỏ Cọc Sáu tiếp tục đổ thải lên Đông Cao Sơn với tổng khối lượng tính từ 31/12/2011 323 triệu m3 - Từ 6/2018 bãi thải Đông Cao Sơn hết diện mỏ Cọc Sáu chuyển hướng sang đổ thải vào bãi thải Tạm khu Nam Lộ Trí mỏ Đèo Nai với dung tích 90,7 triệu m3 giai đoạn 2018÷2022 Đến tháng năm 2022 bãi thải tạm Nam Lộ Trí hết diện đổ thải 87 - Từ 4/2020 mỏ Cọc Sáu chuyển hướng sang đổ thải vào bãi thải Vỉa Chính với dung tích 90 triệu m3 từ 2020÷2022 (khi khu Thắng Lợi kết thúc khai thác) - Từ năm 2022 khu Thắng Lợi kết thúc khai thác, toàn đất đá thải mỏ đổ vào bãi thải Thắng Lợi với tổng khối lượng 146,5 triệu m3 3/ Mỏ Đèo Nai a- Trình tự khai thác - Giai đoạn từ đến hết năm 2017: Mỏ Đèo Nai khai thác khu Cơng Trường Chính Nam Lộ Trí với sản lượng tồn mỏ 1,5 triệu tấn/năm Đất đá thải đổ bãi thải Đông Khe Sim Nam Khe Tam với khối lượng 19,5 triệu m3/năm Trình tự khai thác đổ thải phương án A1 - Từ năm 2018 dừng khai thác khu Nam Lộ Trí dùng làm bãi thải tạm cho mỏ Cọc Sáu đổ thải Khu Công Trường Chính trì khai thác đến hết 4/2020 Do sản lượng mỏ năm 2019 giảm xuống cịn 1,2 triệu tấn/năm, đất bóc 15 triệu m3/năm - Từ 4/2020 dừng khai thác khu Cơng Trường Chính dùng làm bãi thải tạm cho mỏ Cọc Sáu đổ thải giai đoạn 2020÷2022.Từ năm 2023 khu Thắng Lợi Cọc Sáu kết thúc khai thác mỏ Đèo Nai tập trung bóc lại khu Cơng Trường Chính tăng sản lượng đất đá bóc toàn mỏ - Do dừng khai thác khu Nam Lộ Trí Cơng Trường Chính nên từ năm 2020÷ 2023 mỏ Đèo Nai bóc lại đất đá thải Cọc Sáu đổ sang mà không than Đến năm 2024 bóc xong đất đá thải khu Cơng Trường Chính bắt đầu than, sản lượng mỏ tăng dần đạt 3,3 triệu tấn/năm tương ứng với đất bóc 55 triệu m3/năm - Khu Đơng Lộ Trí đưa vào khai thác lộ thiên từ năm 2028, sản lượng khu vực thiết kế mức 2,75 triệu than/năm đất bóc 40 triệu m3/năm b- Công tác đổ thải Công tác đổ thải giữ nguyên phương án A1 88 Trong giai đoạn 2013÷2023 đất đá thải chủ yếu vận vận tải ô tô đơn liên hợp ô tô băng tải bãi thai Đông Khe Sim Nam Khe Tam Từ 2023 đến kết thúc chủ yếu vận tải ô tơ vào bãi thải Thắng Lợi, Vỉa Chính Gầm Cao Sơn 4.4.1- Phương án A3: Trên sở trạng đổ thải mỏ theo quy hoạch chung thành phố Cẩm Phả bãi thải Mông Giăng, bãi thải Đông Cao Sơn không đổ cốt cao ( bãi thải có nơi đổ cao mức +450m, bãi thải Đông cao sơn nơi đổ cao mức +300m nến bãi thải đổ cao ảnh hưởng tới vấn đề môi sinh, môi trường, cảnh quan khu vực thành phố Cẩm Phả bãi thải ngừng không tiến hành đổ mức cao Trong tháng đầu năm 2013, mỏ Đèo Nai tiến hành hồn thiện tầng thải, phục vụ cơng tác hồn nguyên môi trường với tổng khối lượng đất đá là: 243 000m3 Phương án xây không đầu tư băng tải đá Đèo Nai Mỏ Đèo Nai đổ thải Lộ Trí với khối lượng 65,2 triệu m3 Mỏ Cọc Sáu đổ thải bãi thải Đông Cao Sơn đổ đến +300 Khi hết dung tích đổ thải bãi thải Đông Cao Sơn quay sang đổ thải vào moong Nam Lộ Trí Đáy kết thúc khu Thắng Lợi mỏ Cọc Sáu nâng lên kết thúc mức -330 (theo thiết kế phê duyệt cốt cao đáy mỏ Cọc Sáu -375), khối lượng than cịn lại khơng khai thác 4,8 triệu tấn, tương ứng với khối lượng đất bóc 90 triệu m3 Trình tự khai thác đổ thải mỏ sau: 1/ Mỏ Cao Sơn, mỏ Khe Chàm II (LT) mỏ Đông Đá Mài Về bản, trình từ khai thác, cơng suất tuổi thọ mỏ Cao Sơn, Khe Chàm II (lộ thiên), Đông Đá Mài giữ nguyên phương án A2 2/ Mỏ Cọc Sáu a- Trình tự khai thác Sau cân đối bãi thải Đông Cao Sơn bãi thải tạm Nam Lộ Trí, khu Thắng Lợi cịn 90 triệu m3 đất đá bóc chưa có chỗ đổ thải Để giải 89 vấn đề đề án đưa giải pháp nâng đáy kết thúc khu Thắng Lợi lên mức 330, điều giúp mỏ Cọc Sáu bóc 90 triệu m3 đất đá khu Thắng Lợi phải để lại 4,8 triệu than không khai thác Trình tự khai thác mỏ Cọc Sáu giữ nguyên phương án A1 Sản lượng mỏ nâng lên triệu năm tương ứng với đất bóc 52 triệu m3/năm Do nâng đáy kết thúc khu Thắng Lợi lên -330 nên khu Thắng Lợi kết thúc vào quý I năm 2021 Từ 2019 bắt đầu bóc đất khu Bắc Phay B Từ năm 2021 sản lượng mỏ giảm dần kết thúc vào năm 2028 b- Cơng tác đổ thải Trong giai đoạn 2013÷2018 đất đá thải mỏ tập trung đổ lên bãi thải Đông Cao Sơn đến cốt cao +300 Đến 2018 bãi thải Đông Cao Sơn hết diện chuyển sang đổ thải vào bãi thải tạm khu Nam Lộ Trí đến năm 2020 Giai đoạn sau 2020 đất đá thải khai thác khu Bắc Phay B đổ vào moong Thắng Lợi kết thúc khai thác 3/ Mỏ Đèo Nai a- Trình tự khai thác Sản lượng, trình tự khai thác mỏ Đèo Nai giữ nguyên phương án A1 Công suất mỏ giai đoạn từ 2013÷2020 trì mức 1,5 triệu tấn/năm đất bóc 19,5 triệu m3/năm Đến 6/2018 dừng khai thác khu Nam Lộ Trí để dùng làm bãi thải tạm cho mỏ Cọc Sáu đổ thải Trong giai đoạn này, sản lượng khu Công Trường Chính tăng lên 1,5 triệu tấn/năm để bù đắp cho phần sản lượng giảm từ khu Nam Lộ Trí Từ năm 2021 khu Thắng Lợi kết thúc khai thác, sản lượng mỏ tăng dần lên dần đạt công suất 3,2 triệu tấn/năm vào năm 2027 tương ứng với khối lượng đất bóc 50 triệu m3/năm Khu Nam Lộ Trí bắt đầu bóc lại từ năm 2023 đến năm 2030 bóc xong bắt đầu than 90 Khu Đơng Lộ Trí đưa vào khai thác từ năm 2025, giai đoạn sau 2038 khai thác khu Đơng Lộ Trí với sản lượng 2,6 triệu tấn/năm tương ứng với đất bóc 40 triệu m3/năm kết thúc vào năm 2047 b- Công tác đổ thải Công tác đổ thải tương tự phương án A2, mỏ Đèo Nai không đầu tư hệ thống băng tải đá Nam Khe Tam Đất đá thải mỏ vận tải ô tô đơn Từ năm 2013÷2020 bãi thải mỏ Đơng Khe Sim Trong Lộ Trí Từ năm 2021 khu Thắng Lợi kết thúc khai thác, đất đá thải mỏ Đèo Nai tập trung đổ sang Thắng Lợi năm sau đổ thải Vỉa Chính, Gầm Cao Sơn Nam Lộ Trí 4.5- Ưu nhược điểm phương án khai thác, đổ thải 4.5.1- Phương án A1 So với dự án thiết kế lập cho mỏ quy hoạch ngành than Việt Nam, hương án A1 có ưu nhược điểm sau: a- Ưu điểm - Giữ sản lượng theo quy hoạch ngành Than có biến động lớn sản lượng khai thác mỏ giảm sụt dung tích bãi thải Đơng Cao Sơn Bàng Nâu - Tận dụng tối đa việc sử dụng bãi thải trong, giảm cung độ vận tải - Mỏ Đèo Nai giảm đầu tư phải đầu tư tuyến băng tải có cơng suất 15 triệu m3/năm (so với thiết kế cũ 20 triệu m3/năm) Giảm khối lượng đổ thải mỏ bãi thải ngồi Nam Khe Tam, qua giảm cốt cao kết thúc bãi thải, phù hợp với quy hoạch chung thành phố Cẩm Phả - Giải vấn đề chồng chéo, không đồng tốc độ xuống sâu mỏ Đèo Nai mỏ Cao Sơn khai thác, bóc đất khu vực giáp ranh hai mỏ - Tạo không gian khai thác đủ lớn để sau kết thúc khai thác khu Thắng Lợi việc tiến hành khai thác khu vực Đèo Nai Cọc Sáu 91 không ảnh hưởng, chồng chéo với cách tạo công trường khai thác tiến vào theo hai hướng - Việc đẩy lùi sản lượng mỏ Đèo Nai làm tiến độ đổ thải bãi thải Nam Khe Tam giảm khối lượng tiến độ phát triển bãi thải tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoạt động mỏ hầm lò khu vực mỏ Nam Khe Tam, mỏ Khe Tam - Khi đưa khu Đơng Lộ Trí vào khai thác lộ thiên tận dụng tối đa tài nguyên cho kinh tế quốc dân, trì sản lượng cho ngành than sau mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu vào kết thúc khai thác - Khi đẩy sản lượng mỏ Khe Chàm II (LT) lên triệu tấn/năm góp phần tăng cường sản lượng cho tồn ngành than - Các bãi thải Đông Cao Sơn Bàng Nâu điều chỉnh lại cách xa đường 18A 18B điều giúp cải thiện cảnh quan chung khu vực - Việc hai mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) Đông Đá Mài đổ thải bãi thải Khe Tam - Dương Huy giúp làm giảm cung độ vận tải mỏ so với vận tải Bàng Nâu qua giúp làm giảm giá thành khai thác mỏ b- Nhược điểm */ Mỏ Cọc Sáu - Vì việc đẩy nhanh tiến độ khai thác khu vực Thắng Lợi lên tối đa, khu vực khai trường không rộng, việc tổ chức sản xuất bố trí thiết bị khó khăn - Trong giai đoạn 2013-2020 mỏ Cọc Sáu đổ thải bãi thải Đơng Cao Sơn, việc nâng cao sản lượng nên tiến độ đổ thải bãi thải Đông Cao Sơn bị đẩy lên nhanh khu vực công tác giải phóng đền bù mặt tương đối khó khăn, liên quan đến nhiều cơng trình hạ tầng ngành than nên việc ảnh hưởng lớn đến việc tăng sản lượng mỏ - Bãi thải Đông Cao Sơn đổ thải đến +390, điều gây khó khăn cho cho mỏ Cọc Sáu q trình làm thủ tục với quyền địa phương 92 */ Mỏ Đèo Nai - Việc đổ thải tạm vào khu Nam Lộ Trí mỏ Đèo Nai với V=90 triệu m3 giải vấn đề đổ thải mỏ Cọc Sáu giai đoạn 2020÷2022 Tuy nhiên điều làm khu huy động sản lượng Đèo Nai giai đoạn sau 2025, để phục vụ việc khai thác khu Đơng Lộ Trí mỏ Đèo Nai phải bóc lại toàn khối lượng đất đá thải 4.5.2- Phương án A2 Ngoài ưu nhược điểm phương án A1 So với phương án A1, phương án A2 có ưu nhược điểm sau: a- Ưu điểm - Duy trì nhịp độ khai thác sản lượng chung mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Bãi thải Đông Cao Sơn đổ thải đến +300 phù hợp với quy hoạch thành phố Cẩm Phả b- Nhược điểm - Việc sử dụng khu Công Trường Chính Nam Lộ Trí mỏ Đèo Nai làm bãi thải tạm để mỏ Cọc Sáu đổ thải làm mỏ Đèo Nai giai đoạn từ năm 2020÷2023 phải dừng khai thác than, làm nhiệm vụ trung chuyển đất đá từ Cọc Sáu Đông Khe Sim Nam Khe Tam Điều gây nhiều khó khăn cho Cơng ty than Đèo Nai Tập đồn Vinacomin cân đối tài giai đoạn - Việc dùng khu Nam Lộ Trí Cơng Trường Chính làm bãi thải tạm khiến mỏ Đèo Nai khoảng thời gian để bóc lại (5 năm khu Cơng Trường Chính, năm với khu Nam Lộ Trí) khoản chi phí lớn (khoảng 10,5 ngàn tỉ đồng) để bóc lại hai khu vực bãi thải tạm 4.5.3- Phương án A3 Ngoài ưu nhược điểm phương án A1 So với phương án A1, phương án A3 có ưu nhược điểm sau: 93 a- Ưu điểm - Giữ sản lượng cụm mỏ theo quy ngành - Duy trì nhịp độ khai thác mỏ trước biến động lớn bãi thải Đông Cao Sơn Bàng Nâu Giải vấn đề đổ thải mỏ - Việc đổ thải tạm khu Nam Lộ Trí không làm ảnh hưởng lớn đến sản lượng mỏ Đèo Nai Để trì sản lượng mỏ tăng cơng suất khu Cơng Trường Chính để bù đắp phần thiếu hụt - Không phải đầu tư hệ thống băng tải đá Nam Khe Tam, qua làm giảm áp lực tài cho mỏ Đèo Nai Vinacomin giai đoạn 2012÷2020 - Bãi thải Đơng Cao Sơn đổ thải đến +300 phù hợp với tinh thần quy hoạch thành phố Cẩm Phả - Mỏ Đèo Nai tiến hành đổ thải khu Lộ Trí, rút ngắn cung độ vận chuyển đất đá thải mỏ Hơn việc làm tăng diện đổ thải trong, mỏ Đèo Nai không cần đổ thải bãi thải Nam Khe Tam, phần bãi thải quy hoạch cho mỏ Cao Sơn, mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) mỏ Đông Đá Mài đổ thải qua rút ngắn cung độ vận tải mỏ so với phải vận tải bãi thải Bàng Nâu - Việc nâng đáy kết thúc khu Thắng Lợi giúp mỏ Cọc Sáu dễ dàng việc điều khiển điều kiện vi khí hậu mỏ xuống sâu công tác thông gió, tháo khơ vận tải từ đáy moong lên b- Nhược điểm - Với việc mỏ Cọc Sáu đổ thải tạm vào khu Nam Lộ Trí mỏ Đèo Nai giai đoạn 2020÷2023 làm khu huy động sản lượng Đèo Nai giai đoạn sau 2025, để phục vụ việc khai thác khu Đơng Lộ Trí mỏ Đèo Nai phải bóc lại toàn khối lượng đất đá thải - Để khai thác khu Đơng Lộ Trí mỏ Đèo Nai phải bóc lại bãi thải Lộ Trí đổ giai đoạn 2012÷2020 94 - Việc nâng đáy mỏ Cọc Sáu lên -330 giúp làm giảm lượng đất bóc làm 4,8 triệu than không khai thác Đề xuất phương án chọn Qua phân tích ưu nhược điểm phương án trên, xem xét sở lợi ích chung cho cụm mỏ, tác giả chọn phương án A3 làm phương án lựa chọn 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I, Kết luận Trong giai đoạn nhiều năm tới, vùng than Quảng Ninh nói chung mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả nói riêng nơi cung cấp sản lượng cho ngành than Việt Nam Nhưng trình sản xuất mỏ gặp nhiều vướng mắc không gian khai thác đổ thải, không gian đổ thải bãi thải hạn chế Nhiều mỏ đổ thải vào khu vực, tốc độ xuống sâu mỏ khác nhau, hệ thống vận chuyển nước gặp nhiều khó khăn gây trở ngại cho vấn đề điều hành sản xuất, đặc biệt giai đoạn tới sản lượng cụm mỏ tăng lên 14 triệu than/năm với khối lượng đất bóc tăng lên 170 triệu m3 đất đá/năm Để đảm bảo cho khai thác mỏ lộ thiên lớn khu vực Cẩm Phả (Mỏ Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Khe Chàm II Lộ thiên) đạt hiệu kinh tế cao nhất, có trình tự khai thác chung hợp lý để tận dụng tối đa không gian bãi thải tạm, bãi thải hợp lý, hạn chế bãi thải ngoài, đồng tốc độ xuống sâu, có cung độ vận tải hợp lý nhất, hạn chế việc tập chung vốn đầu tư lớn thời điểm, cải tạo phục hồi môi trường sau khai thác, không để lại hố sâu kết thúc việc chọn đề tài: "Nghiên cứu trình tự khai thác đổ thải nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc cải tạo phục hồi môi trường mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả " cần thiết đáp ứng yêu cầu thực tế Nhằm xây dưng trình tự khai thác chung hợp lý để tận dụng tối đa không gian bãi thải tạm, bãi thải hợp lý, hạn chế bãi thải - Lựa chọn thời gian xuống sâu hợp lý cho cụm mỏ -Tối ưu hóa cải tạo mơi trường cho mỏ lộ thiên khu vực Cẩm Phả.Trong điều kiện khai thác lộ thiên ngày khó khăn, 96 chiều sâu đáy mỏ lớn, hệ số bóc ngày tăng cao,chi phí giá thành khai thác liên tục leo thang.Do mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả việc phối hợp xác định trình tự hoạt động khai thác đổ thải cách hợp lý vô quan trọng Hiện công nghệ khai thác áp dụng cho mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả tương đối tiên tiến phù hợp với thực tiễn, tình trạng sở hạ tầng trang thiết bị mỏ nói chung đại, phát huy hiệu kinh tế đủ lực đáp ứng kịp thời nhu cầu sản lượng năm qua Tuy nhiên, trữ lượng than vùng Cẩm Phả dần cạn, biên giới khai thác đổ thải mỏ lộ thiên đến giới hạn, tiếp tục trì đẩy cao mức sản lượng mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả theo kế hoạch sản xuất nhanh chóng dẫn đến chồng chéo dẫm chân hoạt động khai thác đổ thải Trước mắt vấn đề phân chia ranh giới khai thác đổ thải mỏ Đèo Nai với mỏ Cao Sơn Cọc Sáu cấp bách Luận văn đưa trình tự khai thác đổ thải cụ thể cho mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả, từ nghiên cứu ưu nhược điểm phương án chọn phương án hợp lý thoả mãn tiêu chí: khai thác hết trữ lượng than để phục vụ cho kinh tế quốc dân, đảm bảo sản xuất ổn định an toàn cho mỏ, đạt hiệu kinh tế giảm thiểu tác động tiêu cực đến cảnh quan thiên nhiên Qua ba phương án trình bày trên, luận văn đề xuất lựa chọn phương án A3 làm phương án khai thác hợp lý cho mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả Phương án giúp điều tiết tốc độ phát triển bãi thải hoạt động tải tận dụng bãi thải hình thành giai đoạn sau Đồng thời trình tự khai thác mỏ lấy hết than khu vực Đơng Lộ Trí giảm khối lượng đất bóc lại 97 Với điều kiện tự nhiên trạng cụ thể mỏ cần xác định kế hoạch khai thác đầu tư công nghệ- trang thiết bị phù hợp nhằm mục đích tận thu tối đa tài nguyên đạt hài hịa lợi ích kinh tế xã hội mơi trường tồn vùng Trong khn khổ luận văn phân tích đánh giá đưa phương án lựa chọn cho cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả, nhiên có vấn đề cịn khiếm chưa giải trọn vẹn cần có cơng trình nghiên cứu để hoàn thiện giải trọn vẹn khiếm tồn mà đề tài chưa có điều kiện giải II, Kiến nghị Các mỏ phải chủ động đầu tư lực thiết bị, đồng thời nghiên cứu nâng cao tốc đào sâu đáy mỏ nhằm trì sản lượng theo phương án chọn Đề nghị Tập đồn cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam đạo kiên đơn vị có liên quan thực theo theo tiến độ đề ra, kịp thời triển khai công tác đền bù giải phóng mặt tạo điều kiện xây dựng cơng trình bãi thải kịp thời Căn vào Dự án đầu tư TKKT-TDT lập cụ thể cho mỏ, mỏ cần chủ động thực đường găng phân định gianh giới Để nghiên cứu khả mở rộng khai thác, mỏ cần đầu tư khoan thăm dị khai thác khu vực Vỉa Chính vỉa GI3 khu Nam Lộ Trí, khu vực giáp ranh mỏ Đèo Nai Cao Sơn để đánh giá nâng cấp tài nguyên lên cấp trữ lượng than vỉa than Mỏ Đèo Nai Cao Sơn phải nhanh chóng hồn thành hệ thống đường vận tải đất đá Đông Khe Sim Bắc Bàng Nâu, tuyến đường phải thông xe trước năm 2013 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Sĩ Giao (1999), Giáo trình thiết kế mỏ lộ thiên, Nxb giáo dục, Hà Nội Trần Mạnh Xuân (2000), Hệ thống khai thác mở vỉa khoáng sàng, Bài giảng dùng cho lớp cao học ngành khai thác mỏ, Trường Đại học MỏĐịa chất, Hà Nội Lê Đức Phương, Hồ Sĩ Giao (2002), Nghiên cứu công nghệ khai thác với góc góc bờ cơng tác lớn, Kết nghiên cứu triển khai khoa học công nghệ mỏ1972-2002, Viện khoa học cơng nghệ mỏ- TKV Tập đồn cơng nghiệp than – Khống sản Việt Nam (2000 – 2007), Báo cáo tổng kết hoạt động sản xuất kinh doanh , Quảng Ninh Nguyễn Anh Tuấn, Hồ Sĩ Giao (2006) “Xác định tốc độ xuống sâu khả sản lượng mỏ than lộ thiên Quảng Ninh sở lực xúc bóc đát đá mỏ”, Tạp chí Mỏ - Địa chất, Hà Nội số14/4-2006 Công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp – Vinacomin (2011), Giải pháp khai thác hợp lý mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả Hà Nội ... để lại hố sâu kết thúc việc chọn đề tài: "Nghiên cứu trình tự khai thác đổ thải nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc cải tạo phục hồi môi trường mỏ lộ thiên lớn vùng Cẩm Phả " cần thiết đáp ứng... tạo mơi trường cho mỏ lộ thiên khu vực Cẩm Phả Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu hoạt động khai thác, đổ thải, phục hồi môi trường cho cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả Phạm vi nội dung nghiên cứu -... 2.6.3- Các mỏ, cơng trình ảnh hưởng tới trình khai thác, đổ thải mỏ Cao Sơn 44 CHƯƠNG KẾ HOẠCH KHAI THÁC, ĐỔ THẢI, THOÁT NƯỚC CÁC MỎ LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ 46 3.1- Kế hoạch khai thác, đổ thải,