Nghiên cứu các giải pháp quản lý kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng hòn gai cẩm phả ( Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu các giải pháp quản lý kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng hòn gai cẩm phả ( Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu các giải pháp quản lý kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng hòn gai cẩm phả ( Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu các giải pháp quản lý kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng hòn gai cẩm phả ( Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu các giải pháp quản lý kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng hòn gai cẩm phả ( Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu các giải pháp quản lý kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng hòn gai cẩm phả ( Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS.TS BÙI XUÂN NAM

2: PGS.TS.NGƯT HỒ SĨ GIAO

HÀ NỘI - 2014

i

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập, nghiên cứu và được đào tạo nghiên cứu sinh ngành Khai thác mỏ tại Bộ môn Khai thác lộ thiên, Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Bùi Xuân Nam, Trường Đại học Mỏ - Địa chất và PGS.TS.NGƯT Hồ Sĩ Giao, Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, tôi

đã trau dồi thêm được các kiến thức chuyên sâu về lý luận và thực tiễn của chuyên ngành Khai thác mỏ lộ thiên, trong đó có kỹ thuật cải tạo và phục hồi môi trường các mỏ khai thác than lộ thiên Đặc biệt, trong quá trình thực hiện luận án, kiến thức chuyên ngành liên quan đến nội dung nghiên cứu của tôi đã được nâng cao, góp phần giúp tôi hoàn thành tốt hơn công tác của bản thân tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận án, NCS luôn nhận được sự giúp đỡ đầy trách nhiệm và tình cảm của Tiểu ban hướng dẫn, của tập thể các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp tại Bộ môn Khai thác lộ thiên; sự giúp

đỡ nhiệt tình của nhiều thầy, cô giáo trong Khoa Mỏ và Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tôi cũng đã nhận được sự tạo điều kiện và giúp đỡ đặc biệt của Sở Tài nguyên

và Môi trường tỉnh Quảng Ninh để bản thân được tham gia những công trình nghiên cứu của địa phương có liên quan đến nội dung luận án và tập trung thời gian hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu của mình

NCS cũng đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp quý báu của các thầy công tác tại Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, Hội Kỹ thuật Nổ mìn Việt Nam, Khoa Địa Lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Bộ môn Khai thác lộ thiên - Khoa Mỏ - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Cục thẩm định

và Đánh giá tác động Môi trường, và nhiều ý kiến bổ ích của các nhà khoa học, các chuyên gia về môi trường tại tỉnh Quảng Ninh

Với tất cả lòng chân thành, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những cá nhân và tập thể trên đã góp phần quan trọng cho sự thành công của luận án Nhân dịp này, cho phép NCS gửi lời cám ơn chân thành tới Ban Giám hiệu Trường Đại

ii

học Mỏ - Địa chất, Ban Chủ nhiệm Khoa Mỏ, Ban Chủ nhiệm Bộ môn Khai thác lộ

thiên các cơ quan, các nhà khoa học cùng bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã

giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

Hà Nội, ngày 08 tháng 7 năm 2014

Nghiên cứu sinh

Đặng Thị Hải Yến

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng bản Luận án này là công trình nghiên cứu khoa học, độc lập của tôi Số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án này là trung thực, chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự tham khảo cho việc thực hiện Luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 08 tháng 7 năm 2014

Nghiên cứu sinh

Đặng Thị Hải Yến

2 Mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 2

8 Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC CẢI TẠO PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG CHO CÁC MỎ LỘ THIÊN TRÊN THẾ GIỚI VÀ

Ở VIỆT NAM

15

1.1 Tổng quan về công tác CTPHMT cho các mỏ lộ thiên trên thế giới 15

1.1.1 Khái quát công tác CTPHMT sau khai thác tại một số mỏ lộ thiên ở

khu vực ASEAN

15

1.1.2 Trồng rừng CTPHMT và cải tạo các khu khai thác khoáng sản

thành các trung tâm du lịch, giải trí, thể thao

16

1.1.3 CTPHMT khai trường khai thác thành hồ chứa nước: 22

v

1.2 Tổng quan về công tác CTPHMT tại các mỏ lộ thiên ở Việt Nam 25

1.3 Đánh giá chung về công tác CTPHMT tại các mỏ lộ thiên trên thế giới và ở Việt Nam

30

CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CẢI TẠO PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC MỎ KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN VÙNG HÒN GAI - CẨM PHẢ

36

2.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả 36

2.3 Thực trạng khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả 39

2.3.2 Đánh giá chung về những tác động môi trường chính gây ra

do khai thác than lộ thiên tại vùng Hòn Gai - Cẩm Phả

41

2.4 Hiện trạng công tác cải tạo, phục hồi môi trường tại các mỏ khai thác than lộ thiên tại vùng Hòn Gai - Cẩm Phả

44

2.4.3 Phương án CTPHMT của các mỏ than lộ thiên được lập theo

quy định tại Quyết định số 71/2008/QĐ-TTg

vi

2.5.3 Vai trò của các tổ chức chính trị xã hội và cộng đồng đối với công tác quản lý tài nguyên và môi trường trong hoạt động khoáng sản

3.3 Giải pháp quản lý nâng cao hiệu quả sử dụng đất của khu vực CTPHMT cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả

3.3.3 Giải pháp quản lý bằng một số nội dung quy định cần thiết

khác liên quan đến công tác CTPHMT

vii

quản lý CTPHMT

3.3.7 Dự kiến kết quả mô hình định hướng vùng chức năng

CTPHMT phục vụ công tác quản lý CTPHMT cho một số mỏ than

KTLT vùng Hòn Gai

105

CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CẢI

TẠO VÀ PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG CHO CÁC MỎ THAN LỘ

THIÊN VÙNG HÒN GAI – CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

116

4.2 Các dạng biến đổi địa hình do KTLT gây ra 118

4.3.2 Phương án cải tạo phục hồi môi trường đối với bãi thải đất đá 125

4.4 Đề xuất các giải pháp kỹ thuật cụ thể cho mỗi mỏ than KTLT lồng

ghép trong quá trình khai thác mỏ

129

4.4.3 Giải pháp kỹ thuật cải tạo mặt tầng (thực hiện ngay trong quá

trình khai thác tại giai đoạn kết thúc khai thác)

134

4.4.6 Giải pháp giảm thiểu nguy cơ tai biến sạt lở đất và nguy cơ lũ

bùn đá tại vùng khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả

139

PHỤ LỤC

viii

KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BVMT Bảo vệ môi trường

BT Bãi thải

CKBVMT Cam kết bảo vệ môi trường

CTPHMT Cải tạo phục hồi môi trường

ĐMC Đánh giá môi trường chiến lược

ĐMT Đánh giá môi trường tổng hợp

ĐTM Báo cáo đánh giá tác động môi trường

MXTLGN Máy xúc thủy lực gàu ngược

MXTLGT Máy xúc thủy lực gàu thuận

NCKH Nghiên cứu khoa học

QCCP Quy chuẩn cho phép

QCMT Quy chuẩn môi trường

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TNTN Tài nguyên thiên nhiên

TN&MT Tài nguyên và môi trường

Vinacomin Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam

ix

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Sản lượng khai thác một số khoáng sản chủ yếu 27

Bảng 1.2: Sản lượng một số khoáng sản chủ yếu giai đoạn 20102020 27

Bảng 1.3: Kết quả điều tra sát hiện trạng và nhu cầu CTPHMT của một số

mỏ khoáng sản kim loại ở Việt Nam

29

Bảng 2.1: Tài nguyên đất vùng nghiên cứu Hòn Gai - Cẩm Phả 38

Bảng 2.2: Sản lượng than và đất đá bóc vùng Hòn Gai-Cẩm Phả 39

Bảng 2.3: Khối lượng đất đá thải của một số mỏ lộ thiên lớn 40

Bảng 2.4: Dự báo khối lượng đất đá thải vùng Hòn Gai-Cẩm Phả 40

Bảng 3.1: Giá trị hệ số Kv theo vùng, khu vực 78

Bảng 4.1: So sánh công tác đổ thải theo các phương thức đổ bãi thải 120

Bảng 4.2: Góc nghiêng của bờ mỏ phụ thuộc vào đặc tính đất đá 142

x

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ

Hình 0.1: Quy trình nghiên cứu giải pháp quản lý - kỹ thuật tổng thể phục

vụ công tác CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng HG - CP

10

Hình 1.1: Trình tự CTPHMT trong khai thác bauxit ở Nabalco 21

Hình 1.2: Minh họa kết quả của một dự án hoàn phục môi trường tại CHLB

Đức

23

Hình 1.3: Khai trường thiếc được CTPHMT với sân golf tại Clearwater

Sanctuary Golf Resort

24

Hình 1.4: Hệ sinh thái phong phú được phục hồi ở Paya Indah 24

Hình 1.5: Minh họa kết quả của một dự án hoàn phục môi trường tại CH

Pháp

25

Hình 2.1: Vị trí vùng Hạ Long và Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 36

Hình 2.2: Bản đồ đánh giá độ dốc địa hình vùng Hòn Gai - Cẩm Phả 36

Hình 2.3: Vị trí, ranh giới khai thác than tại vùng Hòn Gai - Cẩm Phả 38

Hình 2.4: Phân bố khối lượng đổ thải các khu vực khai thác lộ thiên 41

Hình 2.5: Xói mòn đất đá thải tại bãi thải cũ khu KTLT Bù Lù - mỏ Tân Lập 42 Hình 2.6: Cảnh quan bãi thải Nam Lộ Phong sau 5 năm CTPHMT 48

Hình 2.7: Đập chắn bằng rọ đá bị mất tác dụng do đất đá bị rửa trôi tại bãi

thải mức +110 mỏ Tân Lập - Công ty Đông Bắc

59

Hình 2.8: Mặt cắt đào đắp cải tạo sườn dốc bờ moong 60

Hình 2.9: Công tác nạo vét hàng năm để duy trì hiệu quả của đập chắn đất đá trôi

tại bãi thải Nam Đèo Nai

61

Hình 2.10: CTPHMT bãi thải Đèo Nai (sử dụng Quỹ Môi trường tập trung

của Vinacomin và của Công ty than Đèo Nai)

62

Hình 2.11: Trồng cây CTPHMT trên bãi thải khu vực Khe Sim 63

Hình 3.1: Sơ đồ đề xuất các biện pháp quản lý CTPHMT cho các mỏ khai

thác lộ thiên tại vùng trọng điểm

85

Hình 3.2: Sơ đồ vị trí, ranh giới một số mỏ than KTLT vùng Hòn Gai 113

Hình 3.3: Sơ đồ phân vùng chức năng sử dụng đất CTPHMT cho một số mỏ than KTLT vùng Hòn Gai (dự kiến)

114

Hình 3.4: Sơ đồ phối cảnh kết quả CTPHMT của một số mỏ than KTLT 115

xi

vùng Hòn Gai (dự kiến)

Hình 4.1: Sơ đồ địa hình khai thác để lại hố sâu moong khai thác 118

Hình 4.2: Sơ đồ khai thác vỉa kéo dài, kết thúc từng khu vực làm bãi thải

trong

118

Hình 4.3: Sơ đồ địa hình đáy khai trường khi khai thác vỉa kéo dài, kết thúc

từng khu vực làm bãi thải trong

118

Hình 4.4: Sơ đồ khai thác các khai trường liền kề, khai trường kết thúc trước

sẽ làm bãi thải cho khai trường kết thúc sau

119

Hình 4.5: Sơ đồ địa hình đáy các khai trường liền kề, khai trường kết thúc

trước sẽ làm bãi thải cho khai trường kết thúc sau

119

Hình 4.6: Sơ đồ sử dụng bãi thải tạm và bãi thải trong đối với mỏ có nhiều

động tụ

119

Hình 4.7: Giải pháp đổ thải bãi thải trong khi không gian đổ thải là một

động tụ kín (là khai trường khai thác lộ thiên đã kết thúc khai thác)

130

Hình 4.8: Giải pháp đổ thải khi bãi thải cao hơn mép động tụ kín 130

Hình 4.9: Giải pháp đổ thải khi không gian đổ thải là một động tụ hở 131

Hình 4.10: Giải pháp đổ thải bãi thải trong hay bãi thải tạm tại động tụ hở 132

Hình 4.11: Hình dáng khai trường Vỉa 11, 13, 14 cánh Đông mỏ Núi Béo

khi kết thúc (theo thiết kế)

133

Hình 4.12: Hình dáng khai trường Vỉa 11, 13, 14 cánh Đông đề nghị thực

hiện tại giai đoạn kết thúc khai thác

133

Hình 4.13: Hình dáng khai trường Khu II, Bắc Hữu Nghị mỏ Hà Lầm và

Vỉa 14 cánh Tây mỏ Núi Béo khi kết thúc (theo thiết kế)

134

Hình 4.14: Hình dáng khai trường Khu II, Bắc Hữu Nghị mỏ Hà Lầm và

Vỉa 14 cánh Tây mỏ Núi Béo cải tạo

134

Hình 4.15: Hình dáng mặt tầng khai thác khi kết thúc 135

Hình 4.17: Hình dáng sườn tầng khai thác khi kết thúc 136

Hình 4.18: Hình dáng sườn tầng khai thác sau khi cải tạo 136

Hình 4.20: Tầng thải đã cải tạo bằng giải pháp đổ bổ sung thêm các phân

tầng

136

xii

Hình 4.21: Tầng thải đã cải tạo bằng giải pháp cắt thành các phân tầng 137

Hình 4.24: Hình dáng bãi thải Chính Bắc theo thiết kế 138

Hình 4.25: Đổ thải bãi thải Chính Bắc sau cải tạo 138

Hình 4.26: Kỹ thuật đổ thải tạo vùng trũng chứa nước cải tạo đất 139

Hình 4.27: Bản đồ nguy cơ lũ bùn đá khu vực Hạ Long - Cẩm Phả 141

Hình 4.28: Sơ đồ mô phỏng công tác thoát nước mặt và nước ngầm 142

Hình 4.30: Nâng cao độ ổn định bờ mỏ bằng cọc bê tống cốt thép 144

Hình 4.31: Bảo vệ bờ mỏ bằng tường chắn ở chân mái dốc 144

Hình 4.32: Bóc bỏ toàn bộ phần không ổn định hoặc có nguy cơ trượt lở 145

Hình 4.33: Sơ đồ nạp khoan lỗ khoan nổ (a) và sơ đồ phân bố lỗ khoan

biên (b)

146

Hình 4.34: Lịch trình của các bước hình thành bãi thải đổ thải theo lớp 151

Hình 4.36: Sơ đồ quay đảo chiều khi đổ lớp 4 m 152

Hình 4.37: Sơ đồ xác định bờ an toàn cho xe CAT 773E và CAT 773F 153

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Tỉnh Quảng Ninh nằm trong địa bàn động lực của vùng kinh tế trọng điểm Bắc

Bộ, cùng với Hà Nội và Hải Phòng, Quảng Ninh đóng vai trò là một trong những tỉnh đầu tàu về phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH), tạo ra sức lan tỏa trong quá trình phát triển của cả vùng Tầm nhìn chiến lược của tỉnh Quảng Ninh là tạo bước phát triển đột phá, đưa tỉnh Quảng Ninh trở thành tỉnh dịch vụ, công nghiệp hiện đại vào năm 2020, giữ vai trò là một trong những đầu tàu kinh tế của miền Bắc, là địa phương đi đầu trong cả nước đổi mới mô hình tăng trưởng, chuyển đổi phương thức phát triển từ “Nâu” sang “Xanh”, đẩy mạnh phát triển kinh tế biển, tạo nền tảng vững chắc để Quảng Ninh phát triển nhảy vọt, toàn diện sau năm 2020

Trong tỉnh Quảng Ninh, có thành phố Hạ Long và Cẩm Phả có sự phát triển KT-XH rất sôi động, tốc độ phát triển kinh tế luôn đạt trên 10% trong những năm gần đây, đặc biệt là phát triển công nghiệp (than, xi măng), cảng biển và du lịch Hoạt động khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả (HG-CP) (thuộc địa bàn thành phố Hạ Long và Cẩm Phả), phát triển ở sườn các dãy núi phía Bắc đường 18A, trên chiều dài khoảng 50 km, chiều rộng khoảng 15 km Các mỏ than đều phân bố ở khu vực có địa hình đồi núi thấp (100÷300m), thuộc phạm vi các lưu vực nước quan trọng; tiếp giáp khu vực đô thị trọng điểm, tập trung dân cư và các

hệ sinh thái cửa sông, ven biển Bái Tử Long và vịnh Hạ Long (di sản - kỳ quan thiên nhiên thế giới)

Hiện nay, toàn vùng Hòn Gai đã cơ bản kết thúc khai thác lộ thiên (KTLT),

chuyển mạnh sang khai thác hầm lò; tại vùng Cẩm Phả, hầu hết hoạt động KTLT tại

các lộ vỉa đã kết thúc khai thác và trong giai đoạn tới một số mỏ lớn ở vùng này sẽ chuyển sang giai đoạn chuẩn bị đóng cửa mỏ

Việc quản lý cải tạo và phục hồi môi trường (CTPHMT) mới được xác lập rõ ràng cách đây 5 năm, từ khi Quyết định số 71/2008/QĐ-TTg, ngày 29 tháng 5 năm

2

2008 của Thủ tướng Chính phủ về ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với hoạt động khai thác khoáng sản than (Quyết định số 71/2008/QĐ-TTg), công tác quản lý

kỹ thuật CTPHMT hiện nay còn nhiều bất cập

Lịch sử lâu dài của quá trình KTLT các mỏ than đã để lại và tiếp tục để lại những hậu quả lâu dài, toàn diện về môi trường ngay cả khi kết thúc khai thác thì các khai trường và bãi thải của vẫn mỏ tiếp tục là nguồn tiềm ẩn gây ô nhiễm môi trường và các tai biến môi trường như nguy cơ xói mòn đất, trượt lở, lũ quét, bồi lắng; môi trường không khí, môi trường đất, môi trường nước tiếp tục bị ô nhiễm trong thời gian chưa CTPHMT và khi việc CTPHMT chưa đạt hiệu quả về môi trường cảnh quan, chống xói mòn, trượt lở bền vững và chưa mang lại hiệu quả kinh tế và duy trì hiệu quả CTPHMT bền vững, thì sẽ làm ảnh hưởng đáng kể đến đời sống của nhân dân và sự phát triển của các ngành kinh tế khác từ thế hệ này sang thế hệ khác

Như vậy, việc nghiên cứu, tìm tòi các giải pháp quản lý - kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác CTPHMT cho các mỏ khai thác than lộ thiên để phục vụ lợi ích hiện tại, tương lai cho dân cư vùng mỏ Hòn Gai - Cẩm Phả nói riêng và toàn tỉnh Quảng Ninh nói chung là cần thiết và cấp bách

Đề tài luận án “Nghiên cứu các giải pháp quản lý - kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả” là vấn đề khoa học có tính cấp thiết và thực tiễn

cao, là cơ sở để quản lý CTPHMT khai thác than lộ thiên vùng phụ cận phát triển kinh tế với quỹ đất hạn hẹp cho việc phát triển không gian đô thị, du lịch, phù hợp với sự phát triển kinh tế đa dạng của địa bàn và môi trường tự nhiên, để tiếp tục phát huy hiệu quả sử dụng đất sau khai thác mỏ nhằm đáp ứng được các mục tiêu về CTPHMT đối với các hoạt động khai thác than lộ thiên trong khu vực

2 Mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

2.1 Mục tiêu

3

- CTPHMT và duy trì kết quả CTPHMT bền vững cho mỗi một dạng mỏ KTLT nhưng vẫn thống nhất trong mỗi cụm mỏ nhằm giảm thiểu tối đa các ảnh hưởng xấu của hoạt động KTLT trong quá trình khai thác và sau khi dừng khai thác

- Thực hiện quản lý - kỹ thuật CTPHMT đối với khu vực có các mỏ than tiếp giáp và lân cận các vùng phát triển kinh tế, đảm bảo việc CTPHMT theo hướng đa mục tiêu để thuận lợi cho việc sử dụng nguồn tài nguyên đất sau này, nhằm tăng cường hiệu quả sử dụng đất, tăng quỹ đất sử dụng cho phát triển kinh tế và mang lại việc làm cho người lao động (khi mỏ dừng khai thác), nhằm tiếp tục phát triển kinh

tế địa phương

- Sử dụng nguồn tiền ký quỹ và huy động vốn đầu tư hợp lý, phù hợp với khả năng kinh tế của chủ mỏ hoặc chủ đầu tư của cộng đồng trong và ngoài nước nhằm từng bước giải quyết ô nhiễm môi trường vùng trọng điểm, cách ly khu vực có hoạt động khoáng sản than và tạo sự chuyển biến rõ nét về kết quả CTPHMT

- Góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đất của các mỏ than KTLT vùng HG-CP

sau khai thác và nâng cao chất lượng môi trường khu vực

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: các mỏ than KTLT vùng HG-CP, tỉnh Quảng Ninh

- Phạm vi nghiên cứu: công tác CTPHMT tại các mỏ than KTLT vùng HG-CP

4 Điểm mới của luận án

lý tài nguyên đất trong khu vực nghiên cứu

- Đề xuất được các phương án CTPHMT hợp lý cho từng dạng mỏ than KTLT

- Đề xuất được giải pháp kỹ thuật lồng ghép hoạt động CTPHMT vào quá trình khai thác tại các mỏ than lộ thiên vùng HG-CP nhằm đảm bảo các tiêu chí về kỹ thuật CTPHMT, tiết kiệm thời gian và giảm chi phí vận hành

5 Luận điểm bảo vệ

- Luận điểm 1: CTPHMT đa mục tiêu cho một số mỏ than KTLT trong cụm

mỏ KTLT vùng HG-CP có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và phát huy Di sản thiên nhiên thế giới - Vịnh Hạ Long và Bái Từ Long, đồng thời là động lực để phát triển KT-XH khu vực

- Luận điểm 2: Các tiêu chí đánh giá hiệu quả công tác CTPHMT sẽ đảm bảo

sự khách quan và minh bạch trong việc nghiệm thu CTPHMT cho từng mỏ than KTLT vùng HG-CP

- Luận điểm 3: Các hoạt động kỹ thuật CTPHMT lồng ghép trong quá trình khai thác là yếu tố chính giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tai biến môi trường và chi phí CTPHMT sau khai thác tại các mỏ than KTLT vùng HG-CP

6 Cơ sở tài liệu

Tài liệu về công tác CTPHMT đối với hoạt động khai thác khoáng sản của một

số mỏ lộ thiên trên Thế giới và ở Việt Nam; Các dự án CTPHMT đối với họat động

5

khai thác than lộ thiên vùng HG-CP; Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 có xét triển vọng đến năm 2030; Tài liệu quy hoạch bảo vệ môi trường của tỉnh Quảng Ninh và một số tài liệu kỹ thuật ngành mỏ

7 Nơi thực hiện đề tài

Bộ môn Khai thác lộ thiên, Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

8 Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu

a Khái niệm cải tạo và phục hồi môi trường

- CTPHMT trong khai thác khoáng sản là hoạt động đưa môi trường, hệ sinh thái (đất nước, không khí, cảnh quan thiên nhiên, thảm thực vật,…) tại khu vực khai thác khoáng sản và các khu vực bị ảnh hưởng do hoạt động khai thác khoáng sản về trạng thái môi trường gần với trạng thái môi trường ban đầu hoặc đạt được các tiêu chuẩn, quy chuẩn về an toàn, môi trường và phục vụ các mục đích có lợi cho con người (theo Quyết định số 18/2013/TT-Tg, ngày 29/3/2013 về CTPHMT đối với hoạt động khai thác khoáng sản (Quyết định số 18/2013/TT-Tg))

- CTPHMT đa mục tiêu là CTPHMT đạt được các tiêu chuẩn, quy chuẩn về an toàn, môi trường và tiếp tục sử dụng tài nguyên đất phát triển kinh tế

- CTPHMT thông thường là CTPHMT đạt được các tiêu chuẩn, quy chuẩn về

an toàn, môi trường

b Khái niệm đánh giá môi trường tổng hợp

Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT) là việc phân tích, tổng hợp các tác động môi trường cộng hưởng; tác động môi trường tích lũy; khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận; các trọng điểm dẫn đến sự vượt ngưỡng các chỉ tiêu môi trường của các hoạt động phát triển kinh tế trong vùng, khu vực trọng điểm để chỉ ra các vấn đề môi trường vùng, vùng ưu tiên để đề xuất giải pháp tổng hợp và riêng lẻ nhằm tập trung nguồn kinh phí hạn hẹp của ngân sách nhà nước và của doanh nghiệp trong nền kinh tế đang phát triển để giải quyết triệt để

của các bộ phận cấu tạo riêng biệt” [39]

Tóm lại, “Phân vùng là một hệ thống hóa khoa học đặc biệt các sự vật và hiện tượng tạo nên các tổng thể có quy luật về mặt lãnh thổ và đặc tính của chúng phụ thuộc vào vị trí địa lý” [29]

Phân vùng chức năng sử dụng đất là phân vùng trong đó các vùng với các chức năng sử dụng đất phát triển kinh tế khác nhau phù hợp với điều kiện khách quan, đồng thời đảm bảo giá trị sử dụng thực tiễn của các vùng được phân chia Việc thực hiện CTPHMT theo định hướng phân vùng chức năng sử dụng đất của vùng CTPHMT đối với hoạt động khai thác than lộ thiên nhằm tái tạo lại môi trường; khôi phục tài nguyên đất nhằm tổ chức lại không gian, môi trường sử dụng lại tài nguyên đất, trên cơ sở các vùng đã khai thác hết tài nguyên; khắc phục cảnh quan xấu, mang lại cảnh quan mới về môi trường với một hệ sinh thái mới và tiếp tục mang lại hiệu quả phát triển kinh tế phục vụ đời sống con người

d Khái niệm lồng ghép CTPHMT trong quá trình khai thác mỏ than lộ thiên

Việc lồng ghép CTPHMT trong quá trình khai thác mỏ than lộ thiên ở đây là một quá trình lặp đi lặp lại việc lồng ghép các hoạt động CTPHMT với quá trình khai thác mỏ trong các giai đoạn từ thiết kế cải tạo mở rộng mỏ đến giai đoạn kết thúc mỏ Quá trình này là sự lỗ lực của nhiều bên liên quan cho mục tiêu giảm thiểu

mở rộng, cải tạo mỏ sau mỗi một giai đoạn khai thác

Thực tế, hoạt động KTLT vùng HG-CP đã góp phần tạo ra sự phát triển kinh tế khác như cảng biển, phát triển các dịch vụ, du lịch,… nhưng cũng đã làm thay đổi địa hình, làm xấu cảnh quan và gây ra ô nhiễm môi trường xung quanh,… làm ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển của các ngành khác như: du lịch, cảng biển, nuôi trồng thủy sản,…

Do vậy, cách tiếp cận về nghiên cứu các giải pháp quản lý - kỹ thuật CTPHMT tổng thể nhằm phục vụ cho các mỏ than KTLT vùng HG-CP như sau: coi việc CTPHMT là một trong các khâu trong quá trình của hoạt động khai thác Đó là một dòng liên tục được gắn kết, xem xét lồng ghép CTPHMT ngay từ khâu thiết kế mở rộng, trong quá trình khai thác, cho tới khi cải tạo phục hồi đất đai và việc sử dụng đất sau đó

Trước khi hoạt động mở rộng khai thác được tiếp tục, những dự định vạch ra

về CTPHMT chi tiết phải được lồng ghép trong quá trình thiết kế khai thác mở rộng, ví dụ khi xem xét, nghiên cứu tạo một cảnh quan mới (sau khi kết thúc khai thác mỏ than lộ thiên) phù hợp với địa hình, cảnh quan xung quanh, hệ thống thoát nước, Những khu vực này được thiết kế khai thác mở rộng và được dự định CTPHMT thành một số loại hình sử dụng đất Như vậy, việc chỉ rõ loại hình sử dụng đất được xem xét trước khi bắt đầu tiến hành khai thác mở rộng

Một phương án CTPHMT chi tiết được xem xét ngay từ khi thiết kế khai thác

mở rộng sẽ giúp cho việc thiết kế thực hiện lồng ghép giữa hoạt động khai thác và

Nếu hoạt động khai thác than lộ thiên được thực hiện theo đúng thiết kế, đồng thời có tính định hướng phục vụ cho công tác CTPHMT trong giai đoạn kết thúc sẽ tạo được thuận lợi rất lớn và giảm đáng kể kinh phí đầu tư cho công tác CTPHMT Ngược lại, khi không quan tâm đến công tác này thì sau đó sẽ gặp rất nhiều khó khăn và phải mất một khoản kinh phí lớn để cải tạo, phá bỏ những nội dung CTPHMT chưa phù hợp Ví dụ, các bãi thải của những mỏ khai thác than lộ thiên thực hiện theo đúng thiết kế với các phân tầng (30 m/tầng), kiểu như ruộng bậc thang, thì bãi thải đó đã có bờ tầng, mặt tầng ổn định, triệt tiêu được nguy cơ tai biến sạt lở bãi thải, rất thuận lợi cho công tác trồng cây, thậm chí canh tác (không phải tiêu tốn kinh phí cắt tầng, san gạt tạo mặt tầng mới giữa các tầng thải)

Tóm lại, cách tiếp cận coi CTPHMT là một quá trình BVMT lồng ghép trong quá trình khai thác mang tính đặc thù riêng của quá trình khai thác mỏ Chỉ khi nào CTPHMT cùng tiến hành đồng thời với quá trình khai thác mỏ theo định hướng chức năng sử dụng đất (được xác lập trên cơ sở ĐMT vùng trọng điểm, trong đó có phân vùng CTPHMT), có luận cứ khoa học, có cân nhắc tính toán toàn diện về các mặt kinh tế - xã hội - môi trường (KT-XH-MT)), thì khi đó mới có giải pháp BVMT (giải pháp CTPHMT) thiết thực và hiệu quả

Khi đó, hoạt động CTPHMT các mỏ than KTLT sẽ giải quyết được triệt để vấn đề ô nhiễm, tai biến môi trường do hoạt động khai thác khoáng sản và tiếp tục

là vùng đất làm cho xã hội phát triển và ổn định, đó là điều kiện để các yếu tố kinh

9

tế và kỹ thuật của hoạt động khai thác tài nguyên được đầu tư trở lại cho môi trường

được bền vững

10 Quy trình nghiên cứu

Quy trình nghiên cứu trải qua 2 bước cơ bản được trình bày trong hình 0.1 như sau:

Bước 1: Tổng hợp, phân tích và đánh giá công tác CTPHMT của một số mỏ

khai thác lộ thiên trên thế giới và ở Việt Nam; Điều tra, phân tích và đánh giá các điều kiện tự nhiên, KT-XH-MT lân cận và của khu vực nghiên cứu; Tổng hợp, phân tích và đánh giá thực trạng công tác quản lý hành chính - kỹ thuật CTPHMT; Các giải pháp kỹ thuật đã và đang áp dụng cho công tác CTPHMT đối với các mỏ than KTLT vùng HG-CP

Bước 2: Nghiên cứu các giải pháp quản lý CTPHMT theo vùng ưu tiên

(tương ứng vùng CTPHMT ưu tiên) tại các khu vực có tiềm năng phát triển kinh tế (ở lân cận các khu đô thị trọng điểm, các khu phát triển kinh tế, ) trên cơ sở nghiên cứu ĐMT vùng, khu vực trọng điểm; Nghiên cứu các phân vùng chức năng sử dụng đất đối với khu vực CTPHMT của mỏ than KTLT; Đề xuất các giải pháp quản lý hành chính CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng HG-CP; mô hình định hướng tổ chức không gian sử dụng hợp lý quỹ đất sau CTPHMT nhằm đáp ứng nhu cầu đất

sử dụng cho các vùng kinh tế phụ cận và BVMT khu dân cư, vịnh Hạ Long và Bái

Tử Long Nghiên cứu việc đánh giá kết quả công tác CTPHMT theo một số tiêu chí định lượng theo các công thức toán học nhằm áp dụng cho các mỏ than KTLT tại vùng HG-CP; Nghiên cứu các giải pháp CTPHMT cho các dạng mỏ than KTLT đặc trưng; Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật CTPHMT (cho mỗi một dạng đặc trưng trong các dạng mỏ than KTLT kết thúc khai thác) lồng ghép trong ngay quá trình khai thác mỏ than KTLT nhằm tăng cường hiệu quả CTPHMT và sử dụng nguồn kinh phí ký quỹ

10

Hình 0.1: Quy trình nghiên cứu giải pháp quản lý - kỹ thuật tổng thể

phục vụ công tác CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng HG-CP

Đề xuất các giải pháp quản lý hành chính CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng HG-CP; mô hình sử dụng đất sau CTPHMT vùng HG-CP

Nghiên cứu phân vùng chức năng sử dụng đất đối với khu vực CTPHMT cho

Tổng hợp, phân tích và đánh giá công tác CTPHMT của một số

mỏ khai thác lộ thiên trên

Điều tra, phân tích và đánh giá các điều kiện tự nhiên, KT-XH

khu vực nghiên cứu

Các giải pháp kỹ thuật đã và đang áp dụng CTPHMT cho

mỏ than KTLT vùng HG-CP

(I.4 )

Tổng hợp, phân tích và đánh giá thực trạng công tác quản lý hành chính - kỹ thuật CTPHMT

Bước 1

Bước 2

b Phương pháp thu thập tài liệu

Trong quá trình nghiên cứu, NCS đã thu thập 55 tài liệu tham khảo; nhiều bản

đồ, ảnh vệ tinh trong và ngoài nước có liên quan với các nội dung nghiên cứu Các tài liệu này được phân tích một cách chi tiết để tìm ra các nội dung phù hợp và cần thiết cho luận án

c Phương pháp khảo sát thực địa

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện, NCS đã nghiên cứu, khảo sát tổng hợp vùng khai thác than lộ thiên vùng HG-CP vào 2 mùa khác nhau trong thời gian nghiên cứu (mùa mưa và mùa khô)

Các kết quả nghiên cứu, khảo sát thực tế đó đã giúp làm rõ hơn về các đặc điểm tự nhiên, hiện trạng CTPHMT tại các mỏ than KTLT vùng HG-CP Đây là cơ

sở quan trọng cho các nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản lý - kỹ thuật, đảm bảo tính logic, tính khoa học và thực tiễn, cho phép áp dụng được ngay trong điều kiện

cụ thể của các mỏ than KTLT trong các khu vực này

12

vực nghiên cứu phù hợp với thực tế) và áp dụng các công thức toán học để thể hiện một số kết quả nghiên cứu

e Phương pháp chuyên gia

Trong quá trình thực hiện, NCS đã thực hiện các cuộc trao đổi thông tin, xin ý kiến, phỏng vấn những người có am hiểu hoặc có liên quan đến những thông tin về công tác BVMT, CTPHMT; phân vùng, đánh giá môi trường,… Tổ chức hội thảo dưới các hình thức hội nghị xin ý kiến của các nhà khoa học ngành mỏ và môi trường

12 Quan điểm nghiên cứu

Quan điểm nghiên cứu biện pháp quản lý - kỹ thuật CTPHMT được vận dụng

và phát triển như sau:

- Quan điểm hệ thống: Có nhiều quan niệm khác nhau về hệ thống tùy thuộc

vào từng lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất Các nhà cảnh quan học quan niệm hệ

thống như một địa hệ - hệ thống của các yếu tố tự nhiên, là “tổng thể các thành

phần nằm trong sự tác động tương hỗ” (L Bertalanf), là “tập hợp bất kỳ các thành phần tác động tương hỗ” (A.Đ Armand, 1971) và có tính thứ bậc Các nhà kinh tế

sinh thái quan niệm hệ thống như một hệ thống xã hội - môi trường environmental system) - những hệ thống phức tạp, tồn tại ở nhiều dạng khác nhau

(socio-và có thể thực hiện những hoạt động không thể dự báo trước (Clayton (socio-và Radcliffe, 1996), có khả năng tự điều chỉnh và có thứ bậc, bao gồm nhiều hệ thống nhỏ khác nhau (Jennings và Reganold, 1991; Norton và Ulanowicz, 1992; Warren và Cheney, 1993; Muster et al, 1994) Các nhà quy hoạch vùng và tổ chức lãnh thổ quan niệm

hệ thống là một thể thống nhất và khách quan của mọi chủ thể tồn tại và phát triển trên trái đất Do đó, mọi hoạt động của hệ thống phải luôn thể hiện ở trạng thái cân bằng và phải được điều chỉnh kịp thời khi chịu tác động, đó là tiêu chuẩn của phát triển bền vững [31], [38] Vì vậy, trong quá trình ĐMT phải quan niệm vùng, khu vực ĐMT như một hệ thống hoàn chỉnh và thống nhất của các hợp phần tự nhiên (địa chất - địa hình, khí hậu - thủy văn, đất - sinh vật), các hợp phần KT-XH mang

Do vậy, bất kỳ một hoạt động nào gây tổn hại đến lợi ích chung, đến môi trường của vùng cũng cần phải được cân nhắc và quyết định về vị trí, quy mô, loại và thời

gian phát triển

- Quan điểm tổng hợp: Quan điểm tổng hợp xuất phát từ quan điểm hệ thống,

nhấn mạnh mối quan hệ thống nhất và biện chứng giữa các yếu tố hệ thống trong một tổng thể hoàn chỉnh mà mỗi yếu tố (hệ thống này) là một mắt xích trong một mạng lưới liên hệ với các yếu tố và hệ thống khác Do đó, quan điểm tổng hợp đòi hỏi cần phải hiểu rõ, hiểu đúng các yếu tố cấu thành hệ thống và mối liên hệ giữa chúng trước khi quyết định tác động vào một yếu tố Bởi lẽ chỉ cần một tác động nhỏ vào một yếu tố thôi thì cũng có thể làm biến đổi toàn bộ hệ thống, phá vỡ trạng thái cân bằng và ổn định của hệ thống, dẫn đến những hậu quả khó lường

Với quan điểm tổng hợp, nghiên cứu biện pháp quản lý - kỹ thuật CTPHMT được thực hiện dựa trên việc xem xét tất cả các yếu tố hệ thống KT-XH-MT vùng, phạm vi ĐMT, CTPHMT, trong mối liên hệ với các yếu tố khác của hệ thống Ví

dụ, hoạt động CTPHMT các mỏ than KTLT được xem xét trong mối liên hệ với các yếu tố tự nhiên (địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, đất, thực vật), các yếu tố KT-

XH (vai trò của khai thác than trong cơ cấu kinh tế chung, cơ sở hạ tầng, các khía cạnh xã hội như lao động, thu nhập, ), các vấn đề môi trường và tai biến thiên nhiên (ô nhiễm không khí do bụi, tiếng ồn, khí thải; ô nhiễm môi trường nước do rác thải rắn, chất thải độc hại từ các mỏ và khai trường), Bản thân môi trường nước hoặc khí lại được xem xét trong mối liên hệ không chỉ với hoạt động khai thác than mà còn với các hoạt động khác như sản xuất công nghiệp, sản xuất vật liệu xây dựng, nông, lâm nghiệp, thủy sản, Điều đó cho thấy cái nhìn đa chiều và tổng hợp

14

khi xem xét một vấn đề hoặc một yếu tố phát sinh trong hệ thống trước khi đưa ra

giải pháp tổng hợp và có quyết định đúng đắn

- Quan điểm phát triển bền vững: Quan điểm phát triển bền vững được hình

thành từ những năm 70 của thế kỷ XX và đề cập một cách hệ thống về môi trường

và phát triển quốc tế qua cuốn Chiến lược bảo tồn thế giới (1980), được phổ biến qua báo cáo Brundland: Tương lai chung của chúng ta (1987), chi tiết hơn trong cuốn: Chăm lo cho Trái đất (1991) và Chương trình Nghị sự 21 (1992) Cho đến

nay, phát triển bền vững trở thành một mục tiêu để hướng tới đối với bất kỳ một chiến lược, một định hướng phát triển nào từ cấp quốc tế, quốc gia đến địa phương [31]

Ba nội dung cơ bản của phát triển bền vững là nhằm đạt được phồn vinh về kinh tế, ổn định về xã hội, duy trì chức năng sinh thái và đảm bảo chất lượng môi trường

Việc vận dụng quan điểm phát triển bền vững để nghiên cứu biện pháp quản lý

- kỹ thuật CTPHMT cần phải có một cái nhìn, một quan điểm chỉ đạo giúp định hướng cho các hành động, các định hướng phát triển, đảm bảo sự kết hợp hài hòa giữa phát triển kinh tế, ổn định xã hội với chất lượng môi trường

13 Cấu trúc, nội dung của luận án

Luận án được bố cục thành 4 chương, không kể phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, như sau:

- Chương 1: Tổng quan về công tác CTPHMT cho các mỏ lộ thiên trên thế giới

và ở Việt Nam

- Chương 2: Thực trạng công tác CTPHMT tại các mỏ than KTLT vùng HG-CP

- Chương 3: Nghiên cứu các giải pháp quản lý nhằm nâng cao hiệu quả công tác CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng HG-CP

- Chương 4: Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả công tác CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng HG-CP

Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full