Nghiên cứu đặc điểm, tính chất dịch chuyển biến dạng bề mặt bãi thải khu vực Hai Quang Hanh phục vụ công tác quy hoạch hoàn thổ bảo vệ môi trường mỏ

Nghiên cứu quy luật ảnh "hưởng của ác yếu ổ này tới sự dịch chuyên biển dạng bề mặt bãi thải nhằm căng cấp các số liệu để đưa ra các quyết định đúng đẫn hi lựa chọn phương án quy hoạch

Pere any

Nà v2 v

SIO YHI ROÀNG XẾN

Roe gest aren ac)

Pit otitis ante Se Barrer 2 2.2 V2

———-¬ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

“TRƯỜNG ĐẠI HỌC MO - DIA CHAT

DAO THI HOANG YEN

NGHIEN COU DAC DIEM, TINH CHAT

DICH CHUYEN BIEN DANG BE MAT BAI THAL

KHU VUC NGÃ HAI QUANG HANH PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH HOAN THO BAO VE MOI TRUONG MO

“Chuyên ngành: Kỹ thuật trắc dia

LUAN VAN THAC SY KY THUAT

"NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA Hoc:

"Hà nội, ngày 20 tháng 9 năm 2010

“TÁC GIÁ LUẬN VĂN

DAO TH] HOANG YEN

12.1 Nghiên cứu lý thuyết

1:22 Nghiên cứu bằng phương pháp mô hình vật liệu tương đương,

1.3 Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình địch chuyển bign dang bi tha 13 13.1 Các dạng dịch chuyển biến dạng bãi ti “ 1.32 Tác động của các yÊ tổ ngoại sinh đến quá tình địch chuyển đất đá

1.3 Tác động của điễu kiện thuỷ văn và địa chất công trình nên bãi thi 9

14 Dự báo độ lún bề mặt bãi thải theo s liệu quan trắc

14.1 Các đại lượng đặc trưng cho quá trình địch chuyển b mặt Bội 1.42 Dự báo lún theo số liệu quan tc

15 Đánh giá độ ôn định mãi dốc,

1.5.2 Sy biến đổi hệ số ôn định sườn đốc theo thời gin ”

1.53 Méilign hệ giữa hệ số ổn định với các thông số hình học bãi thải 29 -Lố Các biện pháp giảm thiểu quá trình dịch chuyỂn biến dạng đất đá bãi

32, Tính toán lựa chọn các thông số ải tạ bãi thải

3.2.1 Lựa chọn ác thông số san gạt ải tạo bãi ti 4

3.22 Lya chon ec hông số xây kỳrọ đá

3.23, Lựa chọn các thông số xây đựng đập

33 Gia php thi cdng

33:1 Giti php thí công đối với công tác san gạt ải ạo bãi thải

3.32 Giải pháp thí công đối với công tác xây dựng kề rọ đã

3.33 Giải pháp th công đối với công tác xây dựng đập 0 đ

3.34 Giải php th công đối với công tác xây dựng kê đá xây

-3⁄ 5 Giải pháp thí công đối với công tác xây đựng dốc nước

3.36 Giải pháp th công đối với công tác trồng cây ph xanh bãi thải

3.3 Giải pháp thí công đối với công tác nạo vết sub

3.3.8 Giti phip thi eng 46 với đầm sinh học,

34, Yeu clu an toàn trong th côn

DANH MỤC BẰNG BIÊU

Bang 1.l: Một số tính năng kỹ thuật của máy toàn đạc điện tử hãng Leica `

"Bảng L.2: Ảnh hưởng chiều dài luồng gió và khối lượng đất bị xói mòn 16 Bảng l3: Giá tị của hệ số dự trữ ôn định đối với điều kiện khai thác khác

"Bảng 2.1 Số liệu quan trúc bãi thải khu vực Ngã Hai Quang Hanh 44 Bảng 22 Phương trình địch chuyển và tham số đặc trưng các điểm quan rắc 4Š

DANH MUC HINH VỀ

inh 1.1: Bai thai ehiém dung dt

nh 12 Sa8 dt a hi ha wo Ne Quang Hanh

‘inh 1.3: Suy kiệt nguồn nước,

Tình 1.4: Công ty Mỗi trường đang thực foto tog ti ti

"Hình L5- Mô hình vật liệu tương đương trong phòng thí nghiệm

"Hình L6: Sơ đồ chuyển dịch bãi thải ean

"Hình L8: Quan hệ giữa cường độ mưa và năng lượng _ „

"Hình 19: Nước mưa tạo thành dòng chảy trên sườn dốc bãi thải gây sói môn sgLlở đắt đã bãi thải khu vục Ngã Hai Quang Hanh Brees 18)

"Hình 1.11: Mat trugt ea ba thi trên bŠ mặt tiếp xúc yêu giữa bãi thải và nền 20 Hình 1.12: Mặt trượt rong khi thả khi nền bãi thả yến „20 Hinh 1.13: Nhà ở của công nhân công ty Môi ==.¬cc

'Hình 1.14: Sơ đồ phân tích lực tác động lên khối đất thứ ¡ Tem

Hình 1.15: Đường cong phân bổ xác suất hệsố ổn định mái dốc 28 Hình 1.16: Quan hệ giữa góc nghiêng và độ cao sườn đốt 29

"Hình 1.17: Quan hệ hệ số ôn định với góc ng le sườn đốc đồi với mừng hợ30

"Hình L20 "1" an 3

Hình 2]: Đắt đã bã ải có độbở rồi cao : 37

ns 22: Tit bl al ha ning hâm th vật 39 ình 11: Sơ đồ nh áp lự 33 Hình 32: Sơ tnt omg 5

sy ra sy biến động mạnh mẽ các thành phần mồi trường, gây phá vỡ th hải

"hoà vốn có của cảnh quan thiên nhiên Quá trình đào xới, xúc bốc và chuyển dài đất đá đã tạo ra những moong khai thác, những bãi thải tồn tại vĩnh cửu trên một diện tích lớn gây ra sự biển dạng địa hình, ô nhiễm môi tường, chiếm dụng đắt nông — lâm nghiệp Quy hoạch hoàn thổ bãi thi bảo vệ môi trường mồ trở thành nhiệm vụ cấp thiết

Với quy mô khai thác ngày cảng mở rộng và xuống sâu, tốc độ tôn cao

và nhân rộng của các bãi thải ngày cảng tăng Dẫn đến những tai biến tác động đến môi trường và con người ừ nguyên nhân bãi thải ngây cảng phức tạp và sâu rộng hơn Trên các bãi thả thường xuyên xÃy ra các dạng trượt

khối, tích lở xói mòn và rửa trôi Dạng trượt khối trên bãi thải đã gây ra nhiều

tai nạn không khiếp cho các mổ như Hà Tu, Quang Hanh

“Quá tình khai thác đã phá vỡ cấu trúc nguyên khối của đắt đá Dẫn đến

bu qu làm thay đối cơ bản các ính chất cơ lý của đt đá như ỷ trọng, t số

kháng cắt, mức độ ngậm nuớc, Sau quá trình đỗ thải, bãi thải sẽ chịu nhiều

ếu tổ ngoại inhtác động, gây mắt ôn định, an toàn Nghiên cứu quy luật ảnh

"hưởng của ác yếu ổ này tới sự dịch chuyên biển dạng bề mặt bãi thải nhằm căng cấp các số liệu để đưa ra các quyết định đúng đẫn hi lựa chọn phương án quy hoạch hoàn thổ ãi thải mang ý nghĩa ý nghĩa thực iễn và có tính cấp thiết

Khu vực Ngã Hai Quang Hanh là khu vực bãi thải cao do công tác đổ thai rước đây của các đơn vị rong Tập Đoàn than Khoáng sản Việt Nam Bãi

thai chua duge san ct ng, thực vật phát tiễn thua thot, chủ yêu là một số loại cây bụi phát tiể tự nhiên, khi mưa luôn xây ra các hiện trợng trượt lở đất đá sờn ng gây bồi lấp hệ thống suỗi, phá vỡ tuyển đường liên lạc tạo

"nên nguy cơ ngập ạt nhà xưởng, các công trình, hoa mẫu của các hộ dân sống trong khu vực Trước yêu cầu đó, ngày 18/2/2009 Tép Đoàn Than đã có công

ăn số 66/CV-MT "Về việ lập dự án xử lý môi trường mật bằng bãi thải Ngã Hai Quang Hạnh", Để có ác số liệu khoa học phục vụ tính toán, xử ý 6 diy di các thông số cụ thé vé tinh chit va quy luật địch chuyển, biến dạng của bãi thải khu vực Việc lựa chọn để ti “Nghiên cứu tính chất dịch chuyển, biển dạng bŠ mặt bãi thi khu vực Ngữ Hi, Quang Hanh do ảnh hưởng các qua ảnh ngoại sinh phục vụ công tác quy hoạch hoàn thổ bảo vệ môi trường”

lựa

“chọn các phương án quy hoạch tối ưu cả về kinh tế và kỹ thuật, cả

nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế đó

-, Cơ sỡ khoa học và thực tiễn của đề tài

"Dưới đây là những điểm chính, tiêu biểu cho ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đ ti:

‘+ Lä một nghiên ctu diy đủ và tổng hợp về các yếu tố ảnh hưởng đến

“quy luật dịch chuyỂn và biến dạng bãi thải ở vùng than Cẩm Phả, Quảng Ninh

‘© Lin đầu tiên đưa ra các tính chất, quỉ luật địch chuyển và biển dạng cho bãi thải Ngã Hai, Quang Hanh làm căn cứ khoa học cho việc quy hoạch tối ưu hoàn thổ bãi thải này,

+ Kết quả nghiên cứu là những đóng góp nội dung mới cho lý thuyết 6n

inh bãi thải, góp phần nâng cao trình độ đào tạo cho sinh viên chuyên ngành

“Trắc địa mỏ- Công trình

« KẾt quả nghiên cứu sẽ được ứng dụng trong công tác quy hoạch bãi thải

`Ngã Hai, Quanh Hanh, mang lạ hiệu quả cao về kinh tế và kỹ thuật

6 Qua đó đã khẳng định vai tò vàý nghĩa của Trắc địa mô trong công tác bảo vệ và cải tạo môi trường tên các vùng mô

+ Khi cải tạo các b

nghiên cứu của để

.3, Mục đích nghiên cứu của đề tài

-Xác định các tính chất dịch chuyển, biển dạng bề mặt bãi thấi do ảnh hưởng của ác yếu tổ ngoi sỉnh phục vụ công tác quy hoạch hoàn thổ bãi tá bảo vệ mỗi trường

4, Nội dụng đề tài và các vẫn đề cần giải quyết

- Xây đựng tổng quan về bãi thải mô;

~ Xây dựng tổng quan về công tác quy hoạch hoàn th bãi thi

khác có thể tham khảo, áp dung các kết quả

~ Nghiên cứu các yếu tổ ngoại sinh ảnh hưởng đến độ ôn định bãi thải;

~ Nghiên cứu các biện pháp giảm thiểu tác động của những yếu tổ ngoại sinh gây mắt ôn định bãi thi

- Phân tích, đánh giá độ ôn định bãi thải khu vực Ngã Hai ~ Quang Hanh

~ Chương 3 Ứng đụng các tham số địch chuyển để lựa chọn phương pháp quy

"hoạch hoàn thổ bãi thải khu vực Ngã Hai, Quang Hanh

~ Kết luận và kiển nghị

Luận văn này được hoàn thành tại bộ môn Trắc địa mỏ, khoa Trắc địa,

trường Đại học Mỏ- Địa chất Nhân dịp này em xin bày tỏ lòng kính trọng với

‘on sâu sắc tới GVC TS Vương Trọng Kha - người đã hướng

7 thm Wing bi

dẫn khoa học tận tình chibi em rong suốt quá tình học tp và nghị

Em xi chân hành cản ơn Đan chỗ nhện và các hy cô giáo rong bộ các môn Trắc địa tường đại bạc Mỏ: Địa chất đã giáp đỡ vàto itu kiện thuận lyi cho em hon hành luận văn này

'Tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp bạn bè, người thân đã ủng hộ, động viên

tôi ong suốt quá tình học tậpvàlàm luận văn,

Tà nội ngày 20 táng 9 năm 2010

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE NGHIEN CUU DICH CHUYEN DAT DA VA BIEN

DANG BE MAT MÔ PHỤC VỤ QUY HOẠCH HOÀN THÔ

14 Tác động môi trường do quá trình khai thác mỏ- sự cần thiết phải

‘guy hoạch hoàn thổ

Khai thc than nhằm phát tiển kính ~ xãhội ở Việt Nam hiện nay đáng là hụ cu cần tiếc Tuy nhiên, mỗi năm ngành than ải rà khoảng 150 triệu tần đất đá, số ít được dùng sanlấp và xây dụng, còn lại được gom đỗ các bãi, có những bãi thải cao tới 300m (bãi Nam Đào Nai), Những khối ni nhân tạo này có th "di động”, sạtlỡ bắt cứ lúc nào khi có mưa lũ gây ra sự hay đổi địa hình và có ức động xắu đến môi tường

1.1.1 Chiém dụng và ầm ô nhiễm môi trường đất

"Mỗi tường đất là nơi trú ngụ của con người và hẳu hết các nh vật can,

là nên móng cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và văn hóa của ơn người Đt là một nguồn tài nguyên quý giá, ơn người sử dụng tài nguyên đắt vào hoạt động sản xuất nông nghiệp để đâm bảo cung cấp lương

thực thực phẩm cho con người Tuy nhiên với quy mô ngày cảng mở rộng,

Khai thác ngày cảng xuống sâu hộ số óc đất ngày cảng lớn, khối lượng đẫtđổ

"hải ngày cảng tăng, điện ích đất canh tc, rừng, thâm thực vậ ở Quảng Ninh ngày cảng giảm Đặc thù của khai thác mô lộ tiên là muốn lẤy được khoáng, sản có ích cẩn phải bóc tách đt đá trên bề mặt tạo nên các công trình mỏ nằm rực tiếp trên mặt đất ễ tiếp cận và iến hành khai thác khoáng sả Do đó quá tình khai thác lộ thiên cảng được mở rộng về mức độ và quy mô tì lượng đất đ thải căng tăng nhanh và diện tích được sử dụng để chứa đất đã thải cũng tăng theo tỷ lệ thuận, đồng nghĩa với đồ là điện tích đất canh tác nông lâm của khu vực ngày cảng bị thụ hẹp Các bãi thi hình thành cũng làm tiến đổi cảnh quan khu vực do tạo nên bề mặt địa hình hoàn toàn mới, được đặc rœng bởi các moong khai thác sâu, cc công tình khác kết hợp với những

Đi thải cao,

ĐẤt đá bãi thải trượt lở đi chuyển xuống những vùng thấp, tạo nên những “đồng suối đắt” gây thiệt hại tới nhà cửa, cơn người và hiện tượng sa mạc hoá các vùng đất Tháng 8/2006, bãi thải Nam Đèo Nai vùi lấp một con

mương dải hai km và một số nhà dân, Tập đoàn TKV phải mắt hơn hai năm

khắc phục hậu quả sự cổ, gây thiệt hại trên 7 tỷ đồng Các bãi thải tập trùng khác như như Đèo Nai, Dương Huy, Hà Tu và Coe Sáu cũng trong tỉnh trạng,

aqui ti va nguy hiển cho người ân sống xung quanh

"Hình 12 Sạ lở đt đá bãi that Ru vue Nga Hai Quang Hanh

1-12 Ô nhiễm môi trường không khí và nguồn nước

- Khai thác than là nguyên nhân chủ yêu gây ra ô nhiễm mỗi trường không khí ở Quảng Ninh Quá trình vận chuyển đất đ từ khai trường khai thác than ra bai thải bằng các phương tiện vận chuyển vận tải, các hoạt động

'khoan nỗ mìn, sàng nghiền đã sản sinh ra một lượng nhất định khí thải độc hai

sây ô nhiễm môi tường như: SOạ, NO Lượng đất bụi từ các bãi tải phát án

‘vio méi tường ngày càng tăng cùng ốc độ gia tăng ác ãi tải, bãi than,

- Quá tình khai thác than thải một lượng nước thả lớn ra mỗi trường,

“Theo s6 iệu quan tắc mỗi trường nước thải những năm qua, một số chỉ tiêu tong nước thải mổ vượt TCVN 5945-2005 nhu chit rin lo king TSS, BOD, CCOD, Fe, Ma Hiện nay tập đoàn công nghiệp than khoảng sản Việt Nam đã

in hành cho xây đựng nhiều trạm xử lý nước thải i các mô để đưa nước thải than thành nước loại 5

Hin 1.3: Suykigt nguén made

"Đứng trước những vấn đề rên, để bảo vệ mỗi trường và phát triển bền vững trong hoạt động khai thác m cần tiền hành hoàn nguyên môi trường, trả lại trạng th cân bằng cho môi trường

“Hình 1.4: Công ty Môi trường đang thực hiện ạt gạt tạo tằng bãi thải

3: Các phương pháp nghiên cứu sự dịch chuyển, biến dạng đất đá mỏ

`Xác ịnh quy luật dịch chuyên biến dạng là một ưong những nhiện vụ kỹ thuật quan trọng nhất trong công tác quy hoạch hoàn thổ bi thải Có thể chịa

"hành 3 phương pháp nghiên cứu dịch chuyển đắt đá mổ:

12.1, Nghiên cứu ý thuyết

Sit dung ác tính chất cơ học của quá tình dịch chuyển đất đá, thông qua

tường

rồi để xác định mối quan hệ giải tích giữa các đại lượng dịch chuyển, biển

toán học, vật lý, cơ học, cơ lý đá như thuyết đàn hồi, tính déo, mi

dạng, Nhược điểm của phương pháp là do tại mỗi điễn trên bề mặt ít, tong những thời điểm khác nhau, điều kiện địa chất, khai thác khác nhau tì quá tình địch chuyên biển dạng bị chỉ phối theo các qu luật dịch chuyển vàbiến dạng không giống nhau, khả năng xác định chính xác các thông số đt đá mỏ đại diện cho cả một vũng ai thác lớn là rất khó khân

1.323 Nghiên cứu bằng phương pháp mô bình vậtliệu trưng đương

“Theo phương pháp này, cần xây dựng các mô hình bằng vật iệu tương đương, đảm bảo tính đồng dạng giữa thực địa và mô hình về mặt hình học và

sơ bọc Tính đồng dạng được đặc trưng bằng các hằng số đồng dạng hạ hằng

số lệiễu tị mối quan hệ giữa mô hình và thực địa

Điều kiện cơ bản để xây dựng mô hình vật liệu tương đương cho việc dự báo độ ân định bờ bãi thi là

~_ Đồng dạng về cơ học:

toh ml 3 Trong đó

gục là góc ma sắt trong mô hình và tong thực tế (ĐV: độ)

'Cạ Cụ là lực dinh kết của mô hình và thực tế (DV: MPA)

“Trong đó: Hụ,HỊ,là chiều cao bờ dốc trên mô hình và thực tế, m;

~_ Các gốc mãi đốc của mô hình và thực ế bờ mô phải bằng nhau trong,

thời điểm cân bằng tới hạn và đảm bảo các tỷ

Trong đó: ơụ =œ, là góc của mái đốc mô hình và thực tế, độ;

qua một hệ thống theo dõi sự dịch chuyển ác vé

Ưu điểm của phương pháp này là cho kết quả nghiên cứu nhanh chồng, giảm nhẹ được nhiều khối lượng công tác đo thực địa và có khả năng điều chỉnh, thay đối các hông số địa chất- khai thác trong một phạm vi rộng để

lượng địch chuyển biển dạng

“Hình 1.5- Mé hình vật liệu tương đương trong phòng thí nghiệm

12.3 Nghiên cứu bằng quan trắc thực địa

Quan tắc là việc đo đạc trực tiếp sự dịch chuyển của bờ đốc mỏ thông

“qua các điểm mắc bằng máy ắc địa có độ

Các trạm quan rắc được thành lập rên khu vực cần nghiên cứu Trạm

“quan tắc được xây dụng theo nguyên tắc: ngoài các mốc cỗ định và mắc khống chế cần có thêm các móc trung gian đặt tại các vị tí đặc biệt Mắc cổ định phải đặt ngoài vùng dịch chuyển, được đặt cách mép mái đốc bãi thải bing chiều cao mái dBc, mốc ở chân bãi thải cách chân khoảng 30m, khoảng cách giữa các mốc lẤy bằng một nửa chiều rộng luỗng thải Cu tạo

“mốc cần đạt được các yêu cầu: mắc phải lên kết chặt với khối đá để thể hiện được sự dịch chuyển của bờ bãi thải nối chung, đảm bảo sử dụng thuận lợi tong thời gian quan trắc, tâm mốc rõ rang, không bị biển dang do thời úết Tiến hành xá định vị tí của các mốc trung gian qua từng thời kỳ bing mấy móc, dụng cụ và các phương pháp trắc địa để xác định các đi lượng dịch chuyển biển dang

Kết cầu ưrạm quan trắc có thể là một số điểm, một tuyển, đa tuyển hoặc cưới dạng lưới ð vuông, Những tuyển quan tắc được bổ tí vuông góc với

Xác cao

XXử lý số liệu bao gồm việxử lý số đo, tinh ác thông số ịch chuyển biển dạng, phân ích kết quả đo, đánh giá ôn định và dự bảo dịch chuyển biển dạng Xử lý số liệu đo còn bao gồm việc kiểm tra số đo, kết quả đo, bình si,

| hig chink ínhđộ chênh ao độ cao và diều dị hằng giữa các mốc Phương pháp quan trắc này cho kết quả nghiên cứu rất đáng ún cậy, những đội hỏi có thời gian thực hiện âu dài, chỉ ph ập trạm và quan trắc lớn

"Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm, iễu kiện nghiên cứu và ứng dụng khác nhau Kết quả của phương pháp này sẽ bổ sung cho các phương pháp kia và ngược hại

CQuan trắc dịch chuyên đẳ:đá mổ bằng máy toàn đạc điện tử:

Ngày nay, cùng với sự phát viễn của khoa học kỹ thuật, các phương, pháp nghiên cứu dịch chuyển truyền thống với các Hiếtbị quang cơ dần được thay thể bằng công nghệ hiện đại như máy toàn đạc điện tử, tư liệu viễn thắm, TRadar, thiết bị quế Lazer định vị toàn cầu rong đồ phương pháp quan trắc dịch chuyên bằng máy toàn đạc điện tử là phương pháp được sử dụng rộng rãi

nhất trên thể giới và ở nước ta Gin đây, các chương trình nghiên cứu của Vign Khoa học Công nghệ mô đều đã khẳng định khả năng ứng dụng máy toàn đạc điệ tử hoàn toàn đáp ứng được những yêu cầu về độ chính xác trong

3

ƒ quan ắc dịch chuyên đất đá mỏ và biển dạng địa hinh(13) Tinh ming kỳ

thuật của một số loại máy toàn đạc điện t sử dụng ph biến ở mô được thé hiện rong bing 1116]

Bảng 1.1: Một sổ tính năng kỹ that cia may toan dae din thing Leica

~ Tăng năng uất lo động;

Thao tác dễ dịng, giảm thời gian tao tác ngoại nghiệp, tránh được ảnh hướng của các yế tổ thiên nhiên:

~ Phù hợp với tang tiết bị hiện cổ trên thực tế các mỏ

`Với các lý do rên, ác giả đã sử dụng may TCR 405 ~ hiện đang có trong cơ quan ni tắc giả công tác để đo dịch chuyển và biển dạng bãi thải Khu vục Ngã Hai Quang Hanh,

13 Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình dịch chuyển biến dạng bãi thải

"Ngay sau khi được đỗ ra bãi tấi, đất đá bắt đầu dịch chuyển, bể mặt bãi thải bị biến dạng Quá tình xây ra mạnh mẽ và liên tục rong thời gian

4

đầu, cùng với thời gian tốc độ dịch chuyên chậm dần và tiến tới ôn định Quá trình địch chuyển bãi thải diễn ra phúc tạp, phụ thuộc nh vào các yếu tổ,

~- Tắc động của các yế tổ ngoại sinh;

~_ Điều kiện thuỷ văn và địa chất công trình nên bãi thấ;

= Tinh chit co ý đất đá tả

= Công nghệ, chiều cao, thời gian đổ thi;

= Hinh dang va kh thước bãi thi

Hình Ló- Sơ đỗ chuyên dịch bãi thải

1211: Các dạng dịch chuyển biển dạng bãi thất

Khi hiện tượng dịch chuyển biến dạng bãi tải xây m, mái đc bãi ải

bị phá uỷ Tấtcả các mi đố đều có xu hướng giảm độ dốc đến trạng thái ôn inh tựnhin Các hình thức ịch chuyển đất đásuờn đốc bãi thải có thể được hân loi như sau định L7)

Trợ là hiện tượng phổ biển và nguy hiểm nhấc C6 thé tro tinh iếm di chuyỄn tuyến tính theo mặt phân lớp và song song với mặt đấ hoặc

trượt xoay: khối đất đá đi chuyển theo một mặt cong, thường xảy ra ở vùng, đất đá mềm yếu

1s , “Sđp lở: là hiện tượng phổ biến ở bờ bãi thi, thể hiện ở hiện tượng

tách, lần các khối đất đá xuống chân dốc bãi thải Quá trình sập lở làm thoải góc dốc sườn bãi thi

rán: nguyên nhân gây ra lún là đất đá bãi thải là đất đá

lớn Nước thẩm thấu vào trong đất làm tăng sự nén chặt giữa các lớp đất Hiện

Tác động của gió: Tác động lớn nhất gió gây ra là hiện tượng sối mòn (bảo môn) bãi thải Dưới tác động của gió, các hạt đất chuyển động, khi gió đạt tới một tốc độ nhất định nào đó thì đất bị phá huỷ và cuốn theo Theo phản ứng,

16

dây chuyền các hạt chuyển động này va vào các hạt khác và buộc chúng phải chuyển động theo vib phn in theo các hướng khác nhau Mức độ phí huỷ dắt phy tude vio dia inh khu vực Bi thải ó độ đc cảng cao thì tốc độ gió cảng mạnh và đất đá cảng bị phá huỷ mạnh mẽ, cường độ ắc bụi cảng lớn hơn Bên cạnh đồ đn hì

vật che phủ nên giócótc độngrt lớn, sự xói môn đất cảng ting

trống tải, bŠ mặt bãi thải gần như không có thâm thực 'Những số liệu thu thập trong nhiều năm của 44 trạm khí tượng thuỷ văn miễn bắc Capcazơ cho thấy:

-X6i man đất có thể xuất hiện khi gió đạtới tốc độ từ 8-]2m/s;

~ Xói mon dit xy ra dng kể khi tốc độ gió đạt tới 12-15m/5;

~ Xi môn đất xây ra mạnh mẽ khi tốc dộ gió đạt tới 16:25m/5

“Theo A.G.Galei công bổ, đối với các hạt có kích thước Imm bit du

chuyển động được khi tốc độ gió là 9.6mm/s Các hạt đất có kích thước

1.5mm bắt đầu chuyển động khi tốc độ gió là 11.09mm/s X6i mn do gi tuy không gây ảnh hưởng tới kết cầu các công trình xây dụng cũng như các hệ

thống cơ sé he ting, nhưng lại ảnh hưởng rất lớn tới môi trường sống của con người cũng như môi trường sống của động thực vật [31]

“Theo A.G.Galei và L.E.Xmianova đưa ra bing 1

ảnh hưởng chiều đầi nơi phát sinh gió đến độ xói mòn đất do tác động của đông không khí:

"Bảng 1.2: Ảnh hưởng củ

liệu tương quan

cài luằng gió và khỔi lượng đất bị xói mòn

Tác động của nước: Nước được coi là tác nhân ngoại sinh chủ yêu gây ra

sự chuyển dịch đất đá và biến dạng bãi thải mỏ Nước có thể gây ra các tác động nguy hiểm:

"nữa địa hình bãi thải là địa hình trồng trọ, không có thảm thực vật che phủ, nên động năng của mưa đập hoàn toàn xuống đất

"năng của lượng mưa 1 mm

Hình 18: Quan hệ giữa cường độ mưa và năng lượng

"Nước mưa tạo dòng chảy rên bÈ mặt và trên các sườn đố, Các dong chây khi đi chuyển cuốn theo các hạt đất gây ra sói môn đất Lực phá huỷ của

"nước trong các quá tình chảy trân được xác định bằng động nãng của nó, Lực này theo định uit cơ học thể hiện bằng công thức:

“Hình L9: Nước mưa tạo thành dồng cây trên sườn đốc bãi thi gy bi mồm

lở đất đã bãi đãi Mu vục Ngã Hai Quang Hanh

19

chất công trình nền bãi thải

1.3.3 Tác động của điều kiện thuỷ văn và

'Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng trượt là do sự không phù hợp giữa các thông số của bãi thải và khả năng chịu tải của đất đã thải (vùng đắt đđã mềm yếu đông nhất) cũng như đất đá nền bãi thải Tuỷ thuộc vào vị tí của

“mặt trượt mà người ta chia thành 3 kiểu: trượt tại chân bãi thải, trượt tiếp xúc

và trượt ngoài chân bãi thi [20]

~ Trượt tại chân bãi thải được đặc trưng bằng mặt trượt cong tạo trong khối đá hải và đã ra ở mép dưới của mái đốc

Hình L10: Tư ti chân bãi ải

~ Trượt tiếp xúc (trượt dưới chân) được đặc trưng bởi mặt trượt gẫy khúc

theo mặ tếp xúc giữa ắt đã tải với nỀn bã thải hoặc tếp xúc giữa các lớp trong dt của nền bãi ái

“Hình 1.11: Mặt trượt khối đất đá thải tên bề mặt tiếp xúc yếu với nền

- Trượt ngoài chân bãi thải xuất hiện khí đổ thải trên nền đất đá có khả năng chịu tải kém hoặc trong đất đá duy trì một ứng lực lớn Mặt trượt có

dạng cong đều đạn bao trùm cả đắt đã nÊn và đira ngoài sườn dốc bãi thải

“Hình 1.12: Mặt trượt trong khối thải ki nền bãi tải yêu

ỳ

a

'Việc tính toán các thông số giới hạn của bãi thải ngoài và trong được

tiến hành theo hệ số dự trữ ôn định Giá tị của hệ số dự trữ ôn định phụ thuộc

vào nhiều yếu tổ,

“Bảng L3: Giá ịcủahệs dư nữ bn định đi với điều ện kia thúc khóc như Đẩãthải | Loạibithải | Nữnbãhả j Wp dyer Cling vi cing |Ngmi Bến T05 vừa Trong Phin lp T8§=T1

1.4 Dự báo độ lần bỀ mặt bãi thải tho sổ liệu quan trắc

1-41 Các đại lượng đặc trưng cho quá trình dịch shuyễn bề mặt

CCông nghệ kha thác, vận chuyển đã ph vỡ cầu trúc nguyên thủy của đắt đã và làm thay đội các tính chất sơ lý của đắt đá Đắt đá được tập trừng thành Mi thải cao, đưới ác động của nhiều yên tổ bãi ải bị biến dạng và sây

xa những hậu quả nghiêm trong Tính chất ơ lý đất đá, điều kiện tác động Khác nhau sẽ dẫn đến qu mình dịch chuyển, biển dạng cũng khác nhau Dạng tiến dạng và quy mồ của nó đều nh hưởng ở các mức độ nhất định đến các sông ình xây dựng trên bề mặtbãi th Quy hoạch hoàn thổ một ích hợp lý

là biện pháp bảo vệlâu di, hiệu quả các công tình Các thông tín về quy lật

Ha - Hy

‘Trong 4 H.1, H; độ cao mốc quan tric theo chu

‘nis nis các đại lượng địch chuyển lún trước và sau của hai mốc quan trắc gần nhau;

Ì hiền d giữa hai mốc quan tắc;

y lui Bá độ nghiêng đoạn sau và đoạn trước;

Dj, Ds: Khoảng cách từ mắc cổ định đến mổ

qua trắc

Đội với mỗi loại ông tình, các đi lượng dịch chuyển có những tác động iêng ảnh hưởng đến sự bằn vũng cổng tỉnh Trên bề mặt bãi thi khu vực Ngã Hai Quang Hành đang tên một số công tình dân sinh và công nghiệp, một số cổ dạng kéo di, dự báo quá tình dịch chuyển lần là vẫn đề quan rọng và cấp tiết để bảo đâm an ton cho các công tính trên,

quan tắc của hai lần

2

A TOÁN -TIẾN BỘ - CHẤT LƯỢNG - HIỆU QUẢ

1Ì

“Hình 1.13: Nhà ở công nhân công ty Môi trường đang thực thì công tác hoàn

thổ bãi thải khu vực Ngã Hai Quang Hanh

1.42 Dựy báo lún theo số liệu quan trắc

“Quá trình sụt lún bãi thải diễn ra và có kết thúc, người ta đã đưa ra dạng hàm gần với quy luật dịch chuyển bãi thải dưới dạng hàm số mũ

Tì,— Giá trị địch chuyển lún sau thời gian

‘a Gis tr dịch chuyển toàn phần;

'b— Hệ số thời gian phụ thuộc vào tính chất cơ lý đắt đá bãi thải

"Để xác định giá trị địch chuyển toàn phần, cần phải tiến hành đo đạc

‘quan tréc nhitu chu ky cho đến khi quá trình lún kết thúc Tuy nhiên ta có thể

4

dự báo gi ị dịch chuyển lún toàn phần thing qua kết quả đo đạc một số chủ

kỷ thông qua hàm dự báo địch chuyển bãi tải nồi trên

`Với chụ kỷ quan trắc n> 3, các giá tị quan tắc cùng độ chính sác, áp dụng phương pháp số ình phương nhỏ nhất [VV] = min ta tính được ác giá

tr gn ng cia a,b ia, by vi cic thông số a, b

"hương trình sả số của tị quan tắc cổ dạng:

Vi=a(l-e™)-ny

Phuong tinh sai sé sau khi khai tiễn uyễn tinh 6 dang

Vi= Ard + Byda Ly

“Trong đó:

Bị= ae ti(- €9”)

Aa Lett Li=ny ae (I-e*)

`Ma trận hệ phương trình số hiệu chỉnh có dạng,

+

ằ 'Hệ số phương trình 3.12 sẽ được xác định và sai số trung phương trọng

số đơn vị được tính theo cơng thức

Sau khi xác định các tham số a, b đại lượng dịch chuyển lún tại thời

điểm nhất định trong tương lai (t«

XXết về mặt lý thuyết, theo cơng thức 3.11 thì giá tị nụ đạt tới giá trị lún cực

đại a khi thời gian + = =, song cĩ thể cọ thời gian tất lún là thời gian mà độ

ún thực tế dat 95% độ lún giới hạn Từ giả thiết này cho phép tính được giá trị lần tương ứng, được coi là thi điểm tắt lún thực tế (ký hiệu là 1) Trường, hợp này cần giải phương tình:

26

y = 1.095= 005,

"Từ đó xác định được = In(0.05/(c) = 2.996/5

1.5 Đánh giá độ ôn định mái đốc

"Đánh giáđộ ổn định mái đốc là vẫn đ cơ bản trong nghiên cứ địch chuyên biển dạng bãi thải vì các trường hợp ầm thay đổi hộsố ôn din mi

dốc có thểcoilà nguyên nhân cơ bản mây ra sự dịch chuyển đất đã trên sườn dốc Để đánh giá độ bn định mái đốc có thễ áp dụng nhiễu phương pháp 1.Phương pháp phân khối Terzanghi

“Theo phương pháp này, người ta ién hin cia

ÿ —_ P,Pa lueđlyởhaimặtbênkhôihới

Hi, Hua —lụe ma sắt tiên ai mặt bên khối th ï

`Ni— phản lực pháp tuyển lên dy efcủa khối thứ

T— phân lực tế tuyển ở đầy efkhôi thir

Hệ số ôn định F được tính theo công thức:

phương và ngược chiều Khi đó: _N,=n.eosơu; Tí“ ụsind,

“Tổng mômel gây trượt đổi trượt Ô:

XTR=E(Wieosa)R

“Tổng mômel chống trượt,

XI =E (Nteo, + oldR

“Trong đó tụ ~ cường độ chống cất của đắt đá tại đáy ef của khối đá thứ ¡

C¡— lực dính kết đơn vị tại đấy ef của khối đất đã thứ ¡

(gi B6e ma sit trong đất đ tại đây ef của khối đất đá thứ ï

"Hệ số ổn định của khối trượt được xác định theo công thức

đới âm cụng k

ới tâm cung khối trượt O:

_ Mu, _ X QMUgg teJ) OMe Lance yk

1.52 Sự biến đổi hệ số ôn định sườn đốc theo thời gian

‘Quan trắc thường xuyên, có hệ thống quá tình dịch chuyển đất đá sườn đốc cho thấy rằng các hoạt động ngoại sinh: mưa lũ, gió bảo, lượng bay ơi theo thời gian đài là nhân tổ huỷ hoại và gây mắt 6n định mái dốc, từ

đó sẽ cho phép xây dựng biểu đồ hệ số ổn định theo thời gian

“Hình 1.15: Đường cong phân bồ xác suất hệ số ẫn định mái đắc

‘A ~ Trường hợp mái dốc trong trạng thi tự nhiên

'B— Các trường hợp địch chuyển do tác động của các yếu tổ ngoại sinh

`C ~ Dịch chuyển đắt đá sườn dốc theo yêu tổ thời gian

»

71.5.3 Mối liên hệ giữa hệ số ồn định với các thông số hình học bãi Một vấn đề quan trọng trong việc hoàn thổ bãi thải là xác định kích thước tối vu cho bãi thải thoả mãn các điều kiện sau:

~ Chiếm dụng điện tích đất đai ít nhất (điện tích đấy nhỏ nhất)

~ Độ cao bãi thải hợp lý nhất theo hướng quy hoạch hoàn thổ

~ Gic dốc sườn bãi thải hợp lý nhất, bảo đảm độ ổn định, tránh các tai trường do nguyên nhân địch chuyển đất đá

biến

"Độ cao H và gốc nghiêng suờn dốc mỏ là ha đại lượng có quan hệ chặt chẽ với nhau Độ ổn định của sườn đốc phụ thuộc vào bai yếu tổ này, Dựa trên mỗi quan hệ giữa hệ số Gn din (N) và góc nghiêng sườn đốc mỏ, Taylor

đã ập quan hệ giữa 3 thông số , ÿ, H với hệ số ên định N à lập thành biễu

đồ ta cứu Taylor được sử dụng rộng rãi để tính toán độ ôn định mái dốc

hen lẽ st die Khu we dich chuyển cổ mật trượt sâu

Khu vực nh, sườn đốc gầm góc nghiê co ca

Khu vực ổn định

"Độ cao mái đốc h

nh L.1ó: Quan hệ giãn góc nghiêng và độ cao sườn dốc

1.6.1 Tring rừng, cải tạo và phục hồi thảm thực vật

“Tắt cả các loại thảm thực vật đều là những yếu tổ chóng xối mòn hiệu

“quả Mức độ tác dụng của thảm thực vật phụ thuộc loại và trạng thầi của thực cvật Thực vật cảng tốt,

tốt Các loại rừng thiên nhiên cũng như rừng trồng đều đóng vai trở quan trọng,

dày cảng cao tì vai rò bảo vệ đt và giữ nước cảng

và có giá trị chống xói mòn rừng to lớn Rừng cây giữ lại nước mưa, bảo vệ đất khỏi bị phá huỷ đo tác động của mưa rơi, làm giảm dòng chảy trên bề mặt đất chống xói mồn đất Lớp lá mục phía đưới rừng cây, hệ thông rễ cây chẳng, chit va những yếu tổ khác làm tăng khả năng thẩm thấu nước mặt vào trong, đất loại trừ khả năng rửa tồi, xói mòn đắt đai [16]

fcionsemss| | sven | | crams tảitipMtl| | aoe aman

3 me, [nam

th pH hyn “Tang cá tượng củ ðf và tính cô vi han : ty aby 7

‘idm eg ey ‘nt viele ba uta

“TRY Ý tưởng rồng cổ v<iver ải tạo bãi thải m6 xuất phát từ những nghi

cu và kinh nghiệm của một số nước đã áp dụng như Austii, Mỹ, Nam ph

“Tây bạn nha Những nước này trồng cô veriver cho việc ải tạo những bãi thai Khai thác than, vàng, bauxite va dem Ii higu qui cao Trude 46, Vigt nam trồng cổ veiver ở khu vực đồng bằng sông Cửa long để bảo vệ các tuyển để

kè vượt lũ, chống xâm thực mặn Với bộ rễ đài tới ba đến bốn mứt, vào lòng đấ, hiển đắt đá không bị xôi môn, rửa tồi, giúp chống sạ lờ bờ

2

Fal te ng th tre be ait, hing 1 in

sạch đắt và cải tạo môi trường các bãi thải

“Hình 1.19: Viedn wom c6 ventiver

"Một điểm nỗi trội là cỏ vetiver có khả năng sống và sinh trưởng tốt trên

"bãi thải than, điều mà các cây cỏ khác khó trụ được Phương pháp trồng cỏ

'vertiver cũng đơn giản, khả năng sống đạt 98% và khá phù hợp với điều kiện

"Việt nam TIKV bắt đầu trồng cổ vetver từ tháng 10/2007 tại các bãi thải có

"nguy cơ sạt lở cao như Cọc sáu, Hồng thái, Nam Đèo nai, Hà tu và Núi béo Nam 2009, TKV đấy nhanh trồng mới 50ha, tại các bãi thải mới như Đông tụ bắc, Đông Cao sơn, Đông- Bắc khe Rè, bãi thải Bắc, Nam Cao sơn và Khe chim IIL Do đất bã thải nghèo chất dinh dưỡng, chỉ cằn bộ rễ cỏ vetiver đạt độ đài hai đến bốn mét như hiện nay thì việc sạt lỡ bãi thải sẽ cơ bản được

"khống chế Trong thời gian ngắn, mẫu xanh sẽ lại về trên các bãi thải, vốn là

những khu *đất chết” của vùng mô trước đây

1.62 Các giải pháp công nghệ

Biện pháp trồng rừng là nhân tố mạnh, có khả năng ngăn chặn xói mòn

và chống xói mòn Tuy nhiên, tác dụng của biện pháp trồng rừng không thể