Nghiên cứu đề xuất các giải pháp xử lý nước thải ở các mỏ than vùng hòn gai, góp phần bảo vệ môi trường nước

Tính cấp thiết của đề tài: Quảng Ninh giữ một vị trí quan trọng của tam giác kinh tế trọng điểm Bắc bộ Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, đồng thời là trung tâm du lịch lớn của Việt Nam v

-

HOÀNG VINH LỘC

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ

NƯỚC THẢI Ở CÁC MỎ THAN VÙNG HÒN GAI,

GÓP PHẦN BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014

-

HOÀNG VINH LỘC

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở CÁC MỎ THAN VÙNG HÒN GAI, GÓP PHẦN BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Ngành: Khai thác mỏ

Mã số: 60520603

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TS Trần Xuân Hà

HÀ NỘI - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả của Luận văn xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng

bản thân tôi Các dữ liệu nghiên cứu trong luận văn là trung thực, các tài liệu được

trích dẫn trong luận văn có nguồn gốc và trích dẫn rõ ràng, kết quả nghiên cứu trong

Luận văn là trung thực và chưa ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả

Hoàng Vinh Lộc

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC BẢNG 5

MỞ ĐẦU 6

1 Tính cấp thiết của đề tài 6

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn 6

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 6

4 Phương pháp nghiên cứu 7

5 Nội dung nghiên cứu 7

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 7

7 Cơ sở lý luận 7

7.1.1 Khái niệm 7

7.1.2 Tác động đến môi trường nước 7

8 Cấu trúc của luận văn 8

LỜI CẢM ƠN 8

CHƯƠNG 1 9

1.1 Hiện trạng về tình hình sản xuất trên thế giới và ở Việt Nam 9

1.1.2.1 Thực trạng môi trường do ảnh hưởng của hoạt động trong ngành than 12

1.1.2.2 Tình hình quản lý môi trường 16

1.2 Tổng quan các vấn đề môi trường trong khai thác than tại Quảng Ninh 17

CHƯƠNG 2 21

ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CÁC MỎ THAN KHU VỰC HÒN GAI 21

2.1 Điều kiện tự nhiên 21

2.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 21

2.1.3 Điều kiện khí tượng thuỷ văn 21

2.1.3.1 Nhiệt độ không khí 22

2.1.3.2 Mưa 23

2.1.3.4 Độ ẩm 27

2.1.3.5 Chế độ gió 27

2.1.3.6 Bão và áp thấp nhiệt đới 28

2.1.3.7 Gió mùa đông bắc 29

2.1.4.1 Đặc điểm nước mặt 29

2.1.4.2 Đặc điểm nước dưới đất 30

2.2 Điều kiện kinh tế xã hội và môi trường 31

2.2.1 Điều kiện kinh tế xã hội 31

2.2.2 Điều kiện môi trường 32

CHƯƠNG 3 34

HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI MỎ VÙNG HÒN GAI 34

3.1 Nước thải từ khai thác hầm lò 34

3.2 Nước thải từ khai thác lộ thiên 35

3.3 Nước thải sinh hoạt của công nhân lao động trong các công ty than ở khu vực nghiên cứu 40

3.4 Dự báo nguồn thải gây ô nhiễm môi trường của sản xuất than đến năm 2015 43 3.4.1 Cơ sở dự báo 43

3.5.2 Kết quả dự báo 45

CHƯƠNG 4: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở MỎ VÙNG HÒN GAI 47

4.1 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải mỏ 47

4.1.1 Phương pháp xử lý lý học trong xử lý nước thải 47

4.1.1.1 Song chắn rác trong hệ thống xử lý nước thải 47

4.1.1.2 Lắng cát trong hệ thống xử lý nước thải 48

4.1.1.3 Bể Lắng xử lý nước thải 48

4.1.1.4 Tuyển nổi trong hệ thống xử lý nước thải 48

4.1.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý trong hệ thống xử lý nước thải 49

4.1.2.1 Trung hòa 49

4.1.2.2 Keo tụ – tạo bông xử lý nước thải 49

4.2 Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước thải mỏ 50

4.2.1 Xử lý nước thải từ hoạt động khai thác lộ thiên 50

4.2.2 Xử lý nước thải từ hoạt động khai thác hầm lò 52

4.3 Một số công nghệ xử lý nước thải mỏ đang được ứng dụng 54

4.3.1 Mỏ than Hà Tu 54

4.3.2 Công nghệ xử lý nước thải khu Hà Khánh 56

4.3.3 Xử lý nước thải phục vụ sinh hoạt cho Xí nghiệp than giáp khẩu 61

4.3.3.1 Công suất đầu tư và chất lượng nước 61

4.3.3.2 Công nghệ xử lý nước thải 61

4.2.3.3 Những ưu điểm nổi trội trong phương án công nghệ 65

4.3.3.4 Nguyên lý hoạt động 66

4.4 Nhận xét 68

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ĐTM Báo cáo đánh giá tác động môi trường

CTPHMT Cải tạo phục hồi môi trường

UBND Ủy ban nhân dân

BOD Nhu cầu Ôxy sinh hóa

COD Nhu cầu Ôxy hóa học

DO Hàm lượng Ôxy hòa tan

TSS Chất rắn lơ lửng

CTR Chất thải rắn

CTNH Chất thải nguy hại

CBCNV Cán bộ công nhân viên

BVMT Bảo vệ Môi trường

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

VINACOMIN Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam

VITE Công ty cổ phần tin học, công nghệ, môi trường Tập đoàn Than

– Khoáng sản Việt Nam

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCPP Tiêu chuẩn cho phép

NĐ – CP Nghị định – Chính phủ

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nhiệt độ không khí trung bình (OC) 22

Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình (mm) 24

Bảng 1.3 Số ngày mưa trung bình 25

Bảng 1.4 Số giờ nắng trung bình trong các tháng 26

Bảng 1.5 Độ ẩm trung bình các tháng khu vực nghiên cứu 27

Bảng 1.6 Tốc độ gió trung bình các tháng khu vực nghiên cứu 28

Bảng 3.1 Đặc trưng ô nhiễm của nước thải mỏ Núi Béo 36

Bảng 3.2 Đặc trưng ô nhiễm của nước thải mỏ Hà Tu 37

Bảng 3.3 Lượng nước thoát của các vỉa 38

Bảng 3.4 Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải 40

Bảng 3.5 Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải đưa vào suối (khi không có biện pháp giảm thiểu) theo tiêu chuẩn 20 TCN-51-84 42

Bảng 3.6 Lượng chất ô nhiễm do mỗi người hàng ngày đưa vào môi trường 42

Bảng 3.7 Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt ở mỏ than Núi Béo 43

Bảng 3.8 Dự báo tải lượng nước thải trong khai thác lộ thiên đến năm 2015 45

Bảng 3.9 Dự báo lưu lượng nước thải trong khai thác hầm lò đến năm 2015 [22] 45

DANH MỤC HÌNH Hình 1 1: Quy trình công nghệ khai thác lộ thiên kèm theo dòng thải 18

Hình 1 2: Quy trình công nghệ khai thác hầm lò kèm theo dòng thải 19

Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mỏ từ moong 51

Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò 53

Hình 4.3 Hệ thống xử lý nước thải than Hà Tu 54

Hình 4.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Xí nghiệp than giáp khẩu 61

Hình 4.6 Sơ đồ dây truyền công nghệ Xí nghiệp than giáp khẩu 62

Hình 4.7 Hình thiết bị hệ thống lọc nước tắm Xí nghiệp than giáp khẩu 63

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Quảng Ninh giữ một vị trí quan trọng của tam giác kinh tế trọng điểm Bắc bộ (Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh), đồng thời là trung tâm du lịch lớn của Việt Nam với kỳ quan thiên nhiên Thế giới mới Vịnh Hạ Long, các khu du lịch tâm linh như Yên Tử, Cửa Ông…Quảng Ninh rất giàu tiềm năng, thế mạnh phát triển kinh tế

mà các tỉnh khác không có được, đó là biên mậu quốc tế, cảng biển, du lịch, nuôi trồng và chế biến hải sản và công nghiệp khai thác khoáng sản, trong đó khai thác khoáng than là một trong những thế mạnh, là “đòn bẩy” quan trọng trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá của Quảng Ninh nói riêng và vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ nói chung

Bên cạnh những tiềm năng, thế mạnh và thành tựu phát triển kinh tế đã đạt được trong nhiều năm qua, Quảng Ninh hiện đang phải đối mặt với những thách thức không nhỏ về môi trường Hoạt động khai thác than tại Quảng Ninh đã có lịch

sử trên 170 năm, đặc biệt là khai thác than lộ thiên đã phá vỡ cân bằng sinh thái, cảnh quan, làm biến dạng địa hình, địa mạo, thay đổi dòng chảy, gây ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm không khí và ô nhiễm đất

Tại các mỏ trên địa bàn vùng Hòn Gai đang diễn ra hoạt động khai thác, vận chuyển và kinh doanh than ngày càng diễn ra với chiều hướng gia tăng, vì vậy công tác bảo vệ môi trường đang rất cần được quan tâm

Chính vì những lý do trên Luận văn với đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải

pháp xử lý nước thải ở các mỏ than vùng Hòn Gai, góp phần bảo vệ môi trường nước” hết sức cấp thiết và mang tính thực tiễn cao

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn:

- Phân tích, đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường nước thải từ các mỏ than vùng Hòn Gai

- Đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải hợp lý

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Khối lượng và chất lượng nước thải mỏ, nước thải sinh hoạt do hoạt động khai thác của vùng than Hòn Gai

- Phạm vi nghiên cứu: Các mỏ khai thác than vùng Hòn Gai

4 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu trong luận văn:

+ Phương pháp khảo sát thực địa

+ Phương pháp tổng hợp tài liệu

+ Phương pháp phân tích khoa học

+ Phương pháp kế thừa

+ Phương pháp chuyên gia

5 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm chung về các mỏ than vùng Hòn Gai

- Hiện trạng nước thải mỏ vùng Hòn Gai

- Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật và xử lý nước thải mỏ

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học:

+ Phân tích một cách khoa học để làm sáng tỏ hiện trạng môi trường nước thải do hoạt động khai thác mỏ vùng Hòn Gai

+ Là tài liệu tham khảo có ích cho những ai quan tâm đến vấn đề này

- Ý nghĩa thực tiễn: Đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải hợp lý

7.1.2 Tác động đến môi trường nước

- Nước từ khai trường chảy ra có độ đục lớn và có chứa các thành phần

độc hại như kim loại nặng, nồng độ BOD, COD cao

- Nước mưa chảy qua các mặt bằng cửa lò và đất đá thải, bãi chứa than

sẽ hòa tan các thành phần khoáng chất có trong đất, làm tăng độ đục, gây ô nhiễm nguồn nước

- Nước thải trong quá trình sàng tuyển, chế biến than nếu không được

xử lý triệt để sẽ gây ảnh hưởng lớn đến môi trường

- Ngoài ra một lượng không nhỏ nước thải từ quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viên sinh hoạt trong nhà máy, xí nghiệp

8 Cấu trúc của luận văn

Chương 1: Tổng quan về khai thác than và các vấn đề về môi trường trong khai thác than

Chương 2: Đặc điểm chung về các mỏ than khu vực Hòn Gai

Chương 3: Hiện trạng môi trường nước thải mỏ vùng Hòn Gai

Chương 4: Các giải pháp kỹ thuật công nghệ xử lý nước thải ở mỏ than Hầm

Tác giả đề tài xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Trần Xuân

Hà - Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian thực hiện bản luận văn này

Xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo giảng dạy và công tác tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã chỉ dẫn, tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trường; xin cảm ơn lãnh đạo và các cán bộ của Phòng Đào tạo sau đại học - Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng tôi trong quá trình học tập và hoàn thành các thủ tục trong quá trình bảo vệ luận văn; Cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo, các anh chị em bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ chia sẻ tài liệu, kiến thức và kinh nghiệm giúp tôi hoàn thiện đề tài

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả Hoàng Vinh Lộc

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THAN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA

CÁC HOẠT ĐỘNG TRONG NGÀNH THAN 1.1 Hiện trạng về tình hình sản xuất trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Sản xuất than trên thế giới

Than đá là nguồn năng lượng chủ yếu của loài người với tổng trữ lượng trên

700 tỷ tấn, có khả năng đáp ứng nhu cầu con người khoảng 180 năm Có thể coi than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, lượng than thương mại được khai thác tại hơn 50 quốc gia và tiêu thụ tại trên 70 quốc gia trên toàn thế giới, toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than mỗi năm Sản lượng khai thác than tăng nhanh nhất ở châu Á, trong khi đó châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần Các nước khai thác nhiều nhất không tập trung trên một châu lục mà nằm rải rác trên thế giới, các nước khai thác lớn nhất hiện nay là: Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Australia, Cộng hoà Liên bang Đức và Nam Phi Hầu hết các nước khai thác than cho nhu cầu tiêu dùng nội địa, chỉ có khoảng 18% than giành cho thị trường xuất khẩu Lượng than khai thác được dự báo tới năm 2030 vào khoảng 7 tỷ tấn, trong đó Trung Quốc chiếm khoảng hơn một nửa sản lượng

Than đóng vai trò sống còn với sản xuất điện và vai trò này sẽ còn được duy trì trong tương lai Khoảng 39% lượng điện sản xuất ra trên toàn thế giới là từ nguồn nguyên liệu này và tỷ lệ này sẽ vẫn được duy trì trong tương lai (dự báo cho đến năm 2030) Lượng tiêu thụ than cũng được dự báo sẽ tăng ở mức từ 0.9% đến 1.5% từ nay cho đến năm 2030 Tiêu thụ về than cho nhu cầu trong các lò hơi sẽ tăng khoảng 1.5%/năm trong khi than non, được sử dụng trong sản xuất điện, tăng với mức 1%/năm Nhu cầu về than cốc, loại than được sử dụng trong công nghiệp thép và kim loại được dự báo tăng với tốc độ 0.9% Thị trường than lớn nhất là châu

Á, chiếm khoảng 54% lượng tiêu thụ toàn thế giới, trong đó nhu cầu chủ yếu là Trung Quốc

Một số nước khác không có nguồn nhiên liệu tự nhiên phải nhập khẩu than cho các nhu cầu về năng lượng và công nghiệp như Nhật Bản, Đài Loan và Hàn Quốc Không chỉ những nước không thể khai thác than mới phải nhập khẩu mà

ngay cả các quốc gia khai thác lớn nhất thế giới cũng phải nhập than Nhu cầu nhập

khẩu phục vụ cho dự trữ hay những nguồn than có chất lượng, than sẽ vẫn đóng vai

trò quan trọng, đặc biệt tại các khu vực có tốc độ tăng trưởng cao Tăng trưởng của

thị trường than dành cho đốt lò hơi và than cốc sẽ mạnh nhất tại châu Á, nơi mà nhu

cầu về điện, sản xuất thép, sản xuất xe hơi và nhu cầu dân sinh tăng cao theo mức

sống ngày càng được cải thiện.[27]

Một số nước khác không có nguồn nhiên liệu tự nhiên phải nhập khẩu than

cho các nhu cầu về năng lượng và công nghiệp như Nhật Bản, Đài Loan và Hàn

Quốc Không chỉ những nước không thể khai thác than mới phải nhập khẩu mà

ngay cả các quốc gia khai thác lớn nhất thế giới cũng phải nhập than Nhu cầu nhập

khẩu phục vụ cho dự trữ hay những nguồn than có chất lượng, than sẽ vẫn đóng vai

trò quan trọng, đặc biệt tại các khu vực có tốc độ tăng trưởng cao Tăng trưởng của

thị trường than dành cho đốt lò hơi và than cốc sẽ mạnh nhất tại châu Á, nơi mà nhu

cầu về điện, sản xuất thép, sản xuất xe hơi và nhu cầu dân sinh tăng cao theo mức

sống ngày càng được cải thiện.[27]

Để sản xuất ra 1 tấn than thì phải cần bóc đi 8 -10m3 đất đá phủ, thải từ 1 – 3

m3 nước thải mỏ Hàng năm có khoảng 4.030 triệu tấn than được khai thác, con số

này đã tăng 38 % trong vòng 20 năm qua Với số lượng đó, ước tính một năm có

khoảng 32.240 – 40.300 triệu m3 đất đá phủ trên toàn thế giới bị bóc tách, sẽ thải ra

môi trường khoảng 4.060 – 13.090 triệu m3 nước thải mỏ Việc khai thác với số

lượng khổng lồ trên toàn thế giới kéo theo ảnh hưởng lớn tới môi trường tự nhiên và

con người Các nước trên thế giới cũng đã có những biện pháp nhằm giảm thiểu tối

đa những ảnh hưởng tới môi trường

Tuy nhiên, các vấn đề môi trường chung của ngành than hiện nay đang

tồn tại:

Khai thác than đá bằng phương pháp lộ thiên tạo nên lượng đất đá thải lớn, ô

nhiễm bụi, ô nhiễm nước, mất rừng Khai thác than bằng phương pháp hầm lò hiện

nay làm mất 50% trữ lượng, gây lún đất, ô nhiễm nước, tiêu hao gỗ chống lò và gây

các tai nạn hầm lò

Chế biến và sàng tuyển than tạo ra bụi và nước thải chứa than, kim loại nặng

Ðốt than tạo ra khí SO2, CO2 Theo tính toán một nhà máy nhiệt điện chạy than công suất 1.000 MW hàng năm thải ra môi trường 5 triệu tấn CO2, 18.000 tấn NOx, 11.000 - 680.000 tấn phế thải rắn Trong thành phần chất thải rắn, bụi, nước thải thường chứa kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại

* Một số mỏ than lớn trên thế giới

a 3 mỏ ở vùng Illawarra và Wollondilly (Australia)

Úc là nước xuất khẩu than lớn nhất thế giới, tại thời điểm cuối năm 2003, nước này xuất khẩu trên 207 triệu tấn than cứng trong tổng số hơn 274 triệu tấn than khai thác tại nước này Đây là một trong những hàng hoá xuất khẩu có giá trị nhất của nước này Mặc dù ¾ lượng xuất khẩu của Úc là vào thị trường châu Á tuy nhiên than của nước này được tiêu thụ trên toàn thế giới trong đó châu Âu, châu Mỹ và châu Phi Mở mỏ trong năm 1962, mỏ Appin Colliery là một trong những mỏ đầu tiên ở Úc áp dụng công nghệ khai thác cột dài theo phương ở độ sâu 550 m, khai thác than mỡ cứng, chất lượng cao từ mạch than Bulli Công ty Than Illawarra của BHP Billiton khai thác hầm lò tại 3 mỏ ở vùng Illawarra và Wollondilly, cách Sydney gần 80 km về phía Nam Công ty Iilawarra có ba mỏ là Appin, Appin/West, West Cliff và Dendrobium – và hai mỏ chuẩn bị đi vào khai thác-West Cliff và Port Kembla Công ty sử dụng 1.300 lao động trực tiếp để khai thác than mỡ chất lượng cao Tuy nhiên hiện nay công ty quản lý đã áp dụng các biện pháp để khai thác đi đôi với phát triển bền vững Sydney thiếu nước và người dân ở đây phải tuân theo những quy định tiết kiệm sử dụng nước Mỏ Appin sử dụng một lượng nước đang

kể, khoảng 1.600 m3 mỗi ngày Công ty phải tìm cách giảm thiểu sử dụng nước Nằm trong chiến lược giảm tiêu thụ nước, một nhà máy lọc thấm ngược trị giá 6 triệu AUD được xây dựng để xử lý và tái sử dụng 2300 m3 nước mỗi ngày Trong tháng 11, 2007, Công ty Cấp nước Sydney công nhận thành quả này đã giảm được

660 m3 nước sạch mỗi ngày và cấp cho Công ty IIlawarra giải thưởng giảm sử dụng khối lượng nước lớn nhất Bằng cách chuyển hoá nước ngầm nhiễm muối nhẹ để sử dụng lại tại chỗ và cấp cho các mỏ gần kề, nhà máy có thể giảm lượng nước ngọt

lấy từ Công ty cấp nước Sydney tới 2300 m3 nước mỗi ngày Hiện tại nhà máy vận hành với công suất 1.450-1.800 m3/ngày.[27]

Nhà máy cũng nâng cao chất lượng và giảm độ mặn của nước trong mỏ và cho chảy vào sông Nepean Nước muối hiện tại được chuyển đến một điểm xả, tuy nhiên nhà máy có kế hoạch làm muối là sản phẩm phụ của mình để bán Nhà máy lọc nước hiện đại của Công ty là nhà máy đầu tiên loại này ở IIlawarra, áp dụng công nghệ và chu trình hiện đại đem lại lợi ích lâu dài cho khai thác mỏ của công ty, cho cộng đồng và môi trường xung quanh Công ty sẽ tiếp tục tăng lượng nước tái chế và thu hồi lại, cũng sẽ tìm kiếm những công nghệ để tiết kiệm nước ở mỏ than này Suốt thế kỷ 20, công nghệ khai thác than tại vùng này chủ yếu là khai thác lộ thiên, tuy nhiên những năm gần đây vấn đề ô nhiễm môi trường ảnh hưởng quá nghiêm trọng đến cuộc sống con người nên những công nghệ khai thác chuyển dần sang hầm lò

b Mỏ than lớn của Trung Quốc

Trung Quốc là nước sản xuất nhiều than nhất và có trữ lượng than lớn thứ ba thế giới Trữ lượng than đá của nước này hiện vào khoảng 128 tỷ tấn, tương đương 13% trữ lượng toàn cầu và đứng thứ 3 thế giới sau Mỹ và Nga Than đá đang được khai thác tại 27 tỉnh ở Trung Quốc Một số mỏ than lớn của Trung Quốc được khai thác từ rất sớm như mỏ than Bản Khê Hồ lần đầu tiên được khai thác vào năm 1905 Ngoài ra một số mỏ than tại khu vực miền Nam Trung Quốc như Nam Ninh, Tứ Xuyên…, tuy nhiên chủ yếu là khai thác hầm lò nên thường gây nguy hiểm Các tai nạn trong khi khai thác thường xuyên xảy ra như sập hầm, bục túi nước, ngạt khí…

1.1.2 Hiện trạng khai khác than ở Việt Nam

1.1.2.1 Thực trạng môi trường do ảnh hưởng của hoạt động trong ngành than

a Tổng quan về các loại than tại Việt Nam

Than ở Việt Nam có 5 loại chính: Than antraxit, than mỡ, than bùn, than ngọn lửa dài, than nâu

Than antraxit (than đá)

Trữ lượng than đá được đánh giá là 3,5 tỷ tấn trong đó ở vùng Quảng Ninh trên 3,3 tỷ tấn (tính đến độ sâu -300m); còn lại gần 200 triệu tấn nằm rải rác ở các tỉnh Thái Nguyên, Hải Dương, Bắc Giang,

Bể than Quảng Ninh được phát hiện và khai thác rất sớm, đã bắt đầu cách đây trên 170 năm dưới thời Pháp thuộc Hiện nay sản lượng than khai thác từ các

mỏ ở bể than Quảng Ninh chiếm trên 90% sản lượng than cả nước Trong địa tầng chứa than của bể than Quảng Ninh gồm rất nhiều vỉa than: Dải phía Bắc (Uông Bí-Bảo Đài) có từ 1 đến 15 vỉa, trong đó có 6 đến 8 vỉa có giá trị công nghiệp; Dải phía Nam (Hòn Gai, Cẩm Phả) có từ 2 đến 45 vỉa, có giá trị công nghiệp là 10-15 vỉa

Tính chất đặc trưng của than Antraxit tại các khoáng sàng bể than Quảng Ninh là kiến tạo rất phức tạp, tầng chứa than là những dải hẹp, đứt quãng dọc theo phương của vỉa, góc dốc của vỉa thay đổi từ dốc thoải đến dốc đứng (90-510) Các

mỏ than có nhiều vỉa, với cấu tạo và chiều dày vỉa thay đổi đột ngột

Đối với việc khai thác than ở bể Quảng Ninh trước đây, có thời kỳ sản lượng

lộ thiên đã chiếm đến 80%, tỷ lệ này dần dần đã thay đổi, hiện nay còn 60%, trong tương lai sẽ còn xuống thấp hơn Vì các mỏ lộ thiên lớn đã và sẽ giảm sản lượng, đến cuối giai đoạn 2015-2020 có mỏ không còn sản lượng; các mỏ mới lộ thiên lớn

sẽ không có, nếu có là một số mỏ sản lượng dưới 0,5-1 triệu tấn Tỷ lệ sản lượng than hầm lò tăng, nói lên điều kiện khai thác khó khăn tăng, chi phí đầu tư xây dựng

và khai thác tăng, dẫn tới giá thành sản xuất tăng cao Cho nên, tuy trữ lượng địa chất của bể than Quảng Ninh là trên 3 tỷ tấn, nhưng trữ lượng kinh tế là 1,2 tỷ tấn

và trữ lượng công nghiệp đưa vào quy hoạch xây dựng giai đoạn từ nay đến

20102020 mới ở mức 500600 triệu tấn Mức độ khai thác xuống sâu là 150m Từ 150m đến -300m, cần phải tiến hành thăm dò địa chất, nếu kết quả thăm dò thuận lợi, thiết bị và công nghệ khai thác tiên tiến, việc đầu tư cho mức dưới -150m sẽ được xem xét vào sau năm 2020.[19]

-Bên cạnh đó than antraxit còn phân bố rải rác ở các tỉnh: Hải Dương, Bắc Giang, Thái Nguyên, Sơn La, Quảng Nam, với trữ lượng từ vài trăm nghìn tấn đến

vài chục triệu tấn Ở những nơi này, quy mô khai thác thường từ vài nghìn tấn đến 100-200 nghìn tấn/năm

Than mỡ

Trữ lượng tiềm năng được đánh giá sơ bộ là 27 triệu tấn, trong đó trữ lượng địa chất là 17,6 triệu tấn, chủ yếu tập trung ở 2 mỏ Làng Cẩm (Thái Nguyên) và mỏ Khe Bố (Nghệ An) Ngoài ra, than mỡ còn có ở các tỉnh: Sơn La, Lai Châu, Hoà Bình song với trữ lượng nhỏ

Than mỡ được dùng chủ yếu cho ngành luyện kim với nhu cầu rất lớn sau năm 2000, nhưng trữ lượng than mỡ ở ta lại rất ít, điều kiện khai thác rất khó khăn Sản lượng than mỡ khó có khả năng cao hơn 0,2-0,3 triệu tấn/năm, trong khi nhu cầu sẽ tăng đến 5-6 triệu tấn/năm vào giai đoạn 2010-2020

Than bùn

Than bùn ở Việt Nam nằm rải rác từ Bắc đến Nam, nhưng chủ yếu tập trung

ở đồng bằng sông Cửu Long (với hai mỏ than lớn là Thượng và Hạ) cụ thể: Đồng bằng Bắc Bộ: 1.650 tr.m3; Ven biển Miền Trung: 490tr.m3; Đồng bằng Nam Bộ: 5.000tr.m3 Trước đây vùng đồng bằng Nam Bộ được đánh giá có trữ lượng là 1 tỷ tấn và còn cao hơn nữa Nhưng nạn cháy rừng đã phá huỷ đi rất nhiều trữ lượng than

Từ trước tới nay than bùn được khai thác chủ yếu dùng làm chất đốt sinh hoạt (pha trộn với than antraxit của Quảng Ninh) và làm phân bón ruộng với quy

mô nhỏ, khai thác thủ công là chính, sản lượng khai thác hiện nay được đánh giá là chưa đến 10 vạn tấn/năm Khai thác than bùn làm chất đốt hay làm phân bón đều không có hiệu quả cao, mặt khác việc khai thác than sẽ ảnh hưởng đến môi trường, môi sinh trong vùng, nhất là ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, bên cạnh đó điều kiện khai thác, vận chuyển tiêu thụ, chế biến sử dụng than bùn cũng gặp rất nhiều khó khăn

Than ngọn lửa dài

Chủ yếu tập trung ở mỏ Na Dương (Lạng Sơn), với trữ lượng địa chất trên

100 triệu tấn Hiện nay khai thác được thực hiện bằng phương pháp lộ thiên, than

khai thác chủ yếu phục vụ sản xuất xi măng ở Hải Phòng và Bỉm Sơn với sản lượng trên dưới 100 nghìn tấn/năm Nhưng do nhà máy Xi măng Hải Phòng sẽ ngừng hoạt động chuyển địa điểm về Huyện Thuỷ Nguyên, nhà máy xi măng Bỉm Sơn được cải tạo với công nghệ mới, nên không dùng than Na Dương từ năm 1999 trở đi Than

Na Dương là loại than có hàm lượng lưu huỳnh cao, có tính tự cháy, nên việc khai thác, vận chuyển, chế biến sử dụng rất khó khăn và hạn chế Do đó, Tập đoàn công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam đã nghiên cứu hợp tác với nước ngoài xây dựng nhà máy điện Na Dương trong vùng mỏ, để sử dụng loại than này Vì nếu không khai thác, than sẽ tự cháy và phá huỷ nguồn tài nguyên đồng thời gây tác động xấu hơn đến môi trường

Than nâu

Tập trung chủ yếu ở đồng bằng Bắc Bộ, trữ lượng dự báo 100 tỷ tấn Theo đánh giá sơ bộ, than có chất lượng tốt, có thể sử dụng cho sản xuất điện, xi măng và công nghiệp hoá học Nhưng để có thể khai thác được, cần tiến hành thăm dò ở khu vực Bình Minh - Khoái Châu - Hưng Yên, để đánh giá một cách chính xác trữ lượng, chất lượng than, điều kiện kiến tạo của vỉa than, nghiên cứu công nghệ khai thác thiết kế Nói chung việc khai thác than này rất khó khăn về mặt địa hình, dân

cư trong vùng và về phương pháp khai thác v.v Theo đánh giá của một số nhà nghiên cứu địa chất và khai thác, đối với than Nâu ở đồng bằng sông Hồng thì có

thể đưa vào đầu tư xây dựng mỏ và khai thác từ 2015-2020 trở đi [19]

Nước ta ngành công nghiệp khai thác than đã ra đời và trải qua quá trình phát triển hơn 120 năm Trong thời Pháp thuộc từ năm 1883 đến tháng 3/2001 đã khai thác trên 50 triệu tấn than sạch, đào 1041 km đường lũ, bóc và đổ thải hàng chục triệu m3 đất đá Từ năm 1995 đến năm 2001 đã khai thác được gần 228 triệu tấn than sạch đào 1041 km đường lũ, bóc và đổ thải 795 triệu m3 đất đá trên diện tích bãi thải hàng trăm ha; sử dụng hàng triệu m3 gỗ chống lò, hàng trăm ngàn tấn thuốc

nổ và hàng triệu tấn nhiên liệu các loại, trong đó riêng từ năm 1995 đến 2001 đã khai thác 73,4 triệu tấn than sạch (bằng 26,4 % tổng sản lượng toàn ngành khai thác

từ trước tới nay), đào 504,5km đường lò; bóc và đổ thải 23,7 triệu m3 đất đá (đạt

48,5% tổng số đường lò và 29,8% tổng khối lượng đất đá của toàn ngành từ năm

1995 đến 2001)

b Tình hình khai thác than ở Quảng Ninh

Hiện nay, Quảng Ninh có 5 mỏ lộ thiên lớn với công suất khai thác trên dưới

2 triệu tấn than nguyên khai/năm (Hà Tu, Núi Béo, cọc Sáu, Cao Sơn, Đèo Nai); 15

mỏ lộ thiên vừa và các công trường khai thác lộ thiên do các công ty khai thác hầm

lò quản lý với công suất năm từ 100.000 – 700.000 tấn than nguyên khai Ngoài ra còn một số điểm lộ vỉa và khai thác nhỏ với sản lượng khai thác hàng năm dưới 100.000 tấn than nguyên khai.[19]

Hầu hết các mỏ lộ thiên khai thông bằng hệ thống hào mở vỉa bám vách vỉa than, thiết bị đào hào là máy xúc thủy lực gàu ngược kết hợp với máy xúc EKG Hầu hết các mỏ lộ thiên đều áp dụng hệ thống khai thác xuống sâu dọc một hoặc hai

bờ, đát đá chủ yếu được đổ ra bãi thải ngoài Ở các mỏ và khai trường khai thác lộ thiên vừa và nhỏ phục vụ cho công tác bốc đất đá và khai thác sử dụng đồng bộ thiết bị vừa và nhỏ

Hiện nay, cả nước có trên 30 mỏ than hầm lò đang hoạt động, trong đó có 8

mỏ có trữ lượng lớn, có công nghệ và cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh, với sản lượng tương đối lớn: 900-1300 ngàn tấn/năm Các mỏ còn lại có sản lượng khai thác dưới

500 ngàn tấn/năm

1.1.2.2 Tình hình quản lý môi trường

Là ngành khai thác, chế biến đặc thù với khả năng gây tác động xấu đến môi trường, nhất là môi trường không khí, nguồn nước Chính vì vậy, trong những năm gần đây, chính quyền địa phương và Vinacomin đã dành sự quan tâm thích đáng đến công tác bảo vệ môi trường với nhiều biện pháp cụ thể

Trong đó, công tác lập và thực hiện Báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) trước khi thực hiện khai thác, chế biến được đặt lên hàng đầu

Bên cạnh đó, hoạt động cải tạo, phục hồi môi trường sau khai thác cũng đã được quan tâm hơn trước Đến nay, đã có 35/67 khu vực khai thác mỏ đã được phê duyệt dự án cải tạo, phục hồi môi trường với tổng chi phí 321 tỷ đồng Song song

đó, việc ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường đối với các dự án cũng được thực hiện nghiêm túc với 36 dự án đã được ký quỹ với tổng số tiền khoảng 143 tỷ đồng

Cùng với đó, các đơn vị sản xuất, kinh doanh than đã quan tâm, thực hiện công tác quan trắc môi trường và báo cáo định kỳ, gửi về Sở TNMT, hầu hết các thông số quan trắc đều đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường

Cũng trong thời gian qua, với sự chỉ đạo sát sao của chính quyền địa phương,

sự quan tâm của Vinacomin và các đơn vị sản xuất, kinh doanh than, trên địa bàn tỉnh đã đầu tư xây dựng và đưa vào sử dụng 32 trạm xử lý nước thải cho các đơn vị trong ngành

1.2 Tổng quan các vấn đề môi trường trong khai thác than tại Quảng Ninh

Than antraxit (than đá) tại Quảng Ninh chiếm trên 90% trữ lượng cả nước, khai thác than tại Quảng Ninh đã có quá trình trên 170 năm, có thể nói hoạt động khai thác khoáng sản nối chung và khia thác than nói riêng ảnh hưởng rất lớn đến môi trường, có 12 tác động chính gây ảnh hưởng xấu tới môi trường, bao gồm [23]:

1 Khai thác chưa thực sự hiệu quả các nguồn khoáng sản tự nhiên;

2 Tác động đến cảnh quan và hình thái môi trường;

12 Ảnh hưởng đến sức khỏe và an toàn của người lao động

Hàng năm đất đá thải phát sinh từ hoạt động khai thác than trên địa bàn khoảng trên 200 triệu m3, đất đá thải tạo nên những quả núi nhân tạo đang làm biến dạng địa hình, địa vật, các bãi thải tích tụ thành núi ở Mạo Khê, Uông Bí, Hạ Long

và Cẩm Phả đang là các điểm ô nhiễm đến mức báo động

Hình 1 1: Quy trình công nghệ khai thác lộ thiên kèm theo dòng thải

Bụi phát sinh từ quá trình khai thác than ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường làm việc của công nhân lao động trực tiếp thường bị mắc bệnh đường hô hấp, ngoài

ra còn ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng các khu vực khai thác than

Chất lượng nguồn nước mặt suy giảm cả về số lượng và chất lượng, các chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, thủy ngân và các hóa chất độc hại khác, gây ô nhiễm nguồn nước, gây bồi lắng các con sông, suối, hồ và cửa sông ven biển

về nhà máy sàng tuyển

Sàng tuyển than sơ bộ tại mỏ than

Vận tải than Vận tải đất đá

Thoát nước mỏ

Hình 1 2: Quy trình công nghệ khai thác hầm lò kèm theo dòng thải

Khai thác than làm ô nhiễm không khí, gây tiếng ồn Các mỏ khai thác bằng

nổ mìn làm cho hàm lượng bụi các khai trường khai thác vượt quy chuẩn cho phép

Bên cạnh đó, hoạt động khai thác than đã và đang làm biến đổi địa hình, địa mạo, địa chất, phá vỡ cảnh quan tự nhiên và cân bằng điều kiện sinh thái đã được hình thành từ hàng chục triệu năm;

- Độ axit cao

- Kim loại nặng

- Ô nhiễm đất, nước mặt

Bãi thải

Đổ thải đất đá

- Bụi

- Sạt lở đất

- Ô nhiễm đất

Vận chuyển

về nhà máy sàng tuyển than tuyển

Sàng tuyển than sơ bộ

Thoát nước mỏ

- Bụi

- Khí độc

Theo các sơ đồ quy trình công nghệ khai thác than lộ thiên, hầm lò trên hình 1.1 và hình 1.2, các nguồn gây ô nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác than được thể hiện trong bảng 1.1, có thể nói ở tất cả các công đoạn khai thác than lộ thiên, hầm lò đều gây ô nhiễm môi trường và chi tiết về ô nhiễm môi trường được thể hiện trong Chương III

Bảng 1 1: Các nguồn gây ô nhiễm môi trường trong hoạt động khai thác than

lộ thiên

Khai thác hầm lò Chất thải phát sinh Ảnh hưởng tới môi trường

1 Khoan - Bụi, tiếng ồn Không khí

2 Nổ mìn Nổ mìn

Bụi, tiếng ồn, sạt lở

đất Không khí, cảnh quan, tai nạn lao

động

3 Bốc xúc đất đá Đào lò Bụi, khí thải Không khí

4 Vận tải đất đá Vận tải đất đá Bụi, khí thải Không khí

5 Đổ thải đất đá Đổ thải đất đá Bụi, tiếng ồn

Cảnh quan, nước mặt, nước ngầm,

bồ lấp sông suối

6 Bốc xúc than Bốc xúc than Bụi, tiếng ồn Không khí

7 Vận tải than Vận tải than Bụi, tiếng ồn Không khí

8 Sàng sơ bộ Sàng sơ bộ Bụi, tiếng ồn Không khí

9 Thoát nước

moong Thoát nước hầm lò Nước thải Nước mặt, nước ngầm, đa dạng

sinh học

10 Vận tải về nhà

máy tuyển Vận tải về nhà máy tuyển Bụi, tiếng ồn Không khí

Việc khai thác và chế biến than trên địa bàn Quảng Ninh ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường đất, nước và không khí Đặc biệt ảnh hưởng lớn tới môi trường nước ngầm, nước mặt Vì vậy cần có các biện pháp giảm thiểu những tác động đến môi trường nhằm phát triển bền vững

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CÁC MỎ THAN KHU VỰC HÒN GAI

2.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

- Địa hình khu mỏ là địa hình dạng đồi, núi Độ cao trung bình từ 50m đến 70m, đỉnh cao nhất không quá 200m, bị chia cắt bởi các hệ thống khe, suối, các dòng chảy tạm thời Xen giữa các dãy đồi, núi là những thung lũng khá bằng phẳng

có độ cao từ ± 0 ¸ +25m Địa hình có độ dốc trung bình 500, hướng đổ là hướng Đông Bắc

- Địa hình khu mỏ đến nay đã có nhiều thay đổi, các công trình xây dựng nhà cửa đã phủ kín nhiều sườn đồi, các công trình giao thông được cải tạo, phát triển Dân cư ngày càng đông đúc, hoạt động kinh tế, xã hội trở lên sôi động là trung tâm kinh tế - chính trị của tỉnh Quảng Ninh, diện tích khu mỏ nằm trong diện tích của thành phố Hạ Long nên có những khó khăn, thuận lợi nhất định trong quá trình thăm dò, khai thác than khu mỏ.[11]

2.1.3 Điều kiện khí tượng thuỷ văn

Tổng thể khu vực nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, tương đối ôn hòa Một năm được chia làm hai mùa: mùa hè nóng ẩm và mưa nhiều (từ đầu tháng

5 đến cuối tháng 10), mùa đông lạnh khô và ít mưa (từ cuối tháng 11 đến cuối tháng

3 năm sau) Hướng gió thịnh hành chủ yếu là hướng Nam - Đông Nam vào mùa hè (từ tháng 4 đến tháng 10 trong năm) và Bắc - Đông Bắc vào mùa Đông (từ tháng 11

năm nay đến tháng 4 năm sau) Số liệu tổng hợp từ dữ liệu quan trắc của trạm khí tượng thủy văn Bãi Cháy - Quảng Ninh từ năm 2002 đến 2011

2.1.3.1 Nhiệt độ không khí

Biến trình của nhiệt độ:

Nếu thừa nhận mùa nóng là thời kỳ có nhiệt độ trung bình ngày trên 25OC, mùa lạnh là thời kỳ có nhiệt độ trung bình ngày dưới 20OC, còn các mùa chuyển tiếp là thời kỳ có nhiệt độ trung bình ngày nằm trong khoảng 20-25OC thì ở vùng thấp mùa nóng bắt đầu từ cuối tháng 4 và đầu tháng 5, kết thúc vào giữa tháng 10, mùa lạnh bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 3 năm sau

Ở khu vực, tháng lạnh nhất là tháng 1 tháng nóng nhất là tháng 7 Biên độ năm khoảng 12-13OC

Trong các mùa, biến trình ngày của nhiệt độ đều rất có quy luật Từ sáng sớm, nhiệt độ bắt đầu tăng và từ quá trưa, nhiệt độ bắt đầu giảm Thời gian có nhiệt độ thấp nhất thường vào khoảng 4-6 giờ, thời gian có nhiệt độ cao nhất vào khoảng 12-

Số ngày có nhiệt độ các cấp:

Trong mùa đông, số ngày có nhiệt độ dưới 10OC rất ít và chỉ xảy ra ở các

tháng 12, tháng 1 và tháng 2 Trung bình mỗi năm có 1-3 ngày

Số ngày có nhiệt độ dưới 15OC thì rất nhiều và xuất hiện trong tất cả các tháng

mùa đông (từ tháng 11 đến tháng 4), nhưng tập trung chủ yếu vào tháng 1 và tháng

2, chiếm 50% số ngày trong các tháng này Trung bình mỗi năm có khoảng

30-40 ngày

Trong mùa hạ nhiệt độ trung bình ngày phổ biến là 20 - 30OC Số ngày có

nhiệt độ trung bình trên 30OC chỉ xuất hiện vào thời kỳ từ tháng 5 đến tháng 9, tập

trung chủ yếu vào tháng 6 và tháng 7, trung bình mỗi năm có 10-13 ngày Nhiệt độ

cao tuyệt đối là 40,70C, thấp tuyệt đối là 50C.[11]

2.1.3.2 Mưa

Lượng mưa:

Quảng Ninh là một trong những nơi có nhiều mưa ở các tỉnh phía bắc

Trong vụ hè thu (tháng 5 đến tháng 10) lượng mưa có nơi dao động từ

1.100mm đến 2.400mm Sự phân bố lượng mưa vụ này tương tự như lượng mưa

năm Điều đó khẳng định, lượng mưa vụ hè thu là phần chủ yếu của lượng mưa năm

Trong vụ đông xuân (tháng 11 đến tháng 4 năm sau), lượng mưa ở phần lớn

các nơi là 150-400mm Sự phân bố của lượng mưa vụ đông xuân hơi khác so với sự

phân bố của lượng mưa năm

Bảng 1.2 Lượng mưa trung bình (mm)

Tháng

Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tổng năm

Số ngày mưa và cường độ mưa:

Bảng 1.3 Số ngày mưa trung bình

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

năm

Số ngày

mưa TB 6 9 12 10 11 14 16 17 14 8 5 5 127 Lượng mưa nhiều hay ít một phần do số ngày mưa nhưng chủ yếu do cường

độ mưa Nếu phân ngày mưa theo các cấp thì lượng mưa ngày phổ biến trong mùa đông là 0,1- 5,0mm, mùa hè là 0,1- 25,0mm, trong thời kỳ chuyển tiếp là 0,1- 10,0mm

Trong một năm có từ 7-15 ngày mưa lớn Lượng mưa lớn nhất bằng và lớn hơn 50mm tập trung trong mừa hè, chủ yếu tháng 7 và tháng 8 Số ngày mưa lớn nhất (trên 100mm/ngày) không có nơi nào quá 6 ngày

Lượng mưa trung bình của một ngày mưa tính cho cả năm dao động từ 20mm, vụ hè thu 16-25mm, mùa đông 4-8mm

14-Biến trình năm của mưa:

Lượng mưa trong mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm khoảng 86% lượng mưa của cả năm

Về mùa hạ, lượng mưa tháng nào cũng trên 100mm Có năm tháng 10 vẫn có trận mưa hàng trăm milimet Mùa đông thì ngược lại, lượng mưa tháng nào cũng ít

và đều dưới 50-100mm

Nếu cho rằng mùa mưa bắt đầu từ tháng có lượng mưa trên 100mm thì mùa mưa ở Quảng Ninh bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, còn mùa khô thì từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

2.1.3.3 Chế độ bức xạ

Số giờ nắng trung bình các năm và số giờ nắng trung bình trong các tháng của năm được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.4 Số giờ nắng trung bình trong các tháng

2.1.3.4 Độ ẩm

Độ ẩm trung bình các năm khoảng 82%, tháng cao nhất 88%; tháng thấp nhất 73% Độ ẩm tương đối thấp tuyệt đối đo được ở Hòn Gai là 19% Độ ẩm tương đối đạt giá trị thấp nhất thường vào các đợt gió mùa ở đầu và cuối mùa đông, trong những tháng đó có tới 30% số ngày có độ ẩm <50% Độ ẩm trung bình các tháng như bảng sau:

Bảng 1.5 Độ ẩm trung bình các tháng khu vực nghiên cứu

Tháng

Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

TB năm

Chế độ gió ở khu vực như sau:

- Mùa đông từ tháng 10 đến tháng 3, tháng 4 năm sau chịu ảnh hưởng chủ yếu của gió mùa Đông Bắc, mối tháng từ 3-4 đợt, mỗi đợt 5-7 ngày

- Mùa hè từ tháng 5-9 chủ yếu là gió Đông Nam

Tốc độ gió trung bình năm là: 3-3,4 m/s

Tốc độ gió bình quân cac tháng và cả năm như bảng sau:

Bảng 1.6 Tốc độ gió trung bình các tháng khu vực nghiên cứu

2.1.3.6 Bão và áp thấp nhiệt đới

Tháng có nhiều bão đổ bộ vào Quảng Ninh là các tháng 7 và 8, sớm hơn các khu vực khác ở miền bắc Nhưng số cơn bão gián tiếp ảnh hưởng đến Quảng Ninh chiếm tỷ lệ lớn hơn so với số cơn bão trực tiếp Trung bình mỗi năm có 2 - 3 cơn bão ảnh hưởng

Do ảnh hưởng của bão, thời tiết thay đổi hẳn Sản phẩm chủ yếu của bão là mưa to, gió lớn Bão đổ bộ vào Quảng Ninh phần lớn là bão nhỏ và vừa Khi có bão

ở nhiều nơi tốc độ gió lớn trên 20m/s Nhưng số cơn bão có tốc độ gió mạnh trên 40m/s cũng không phải là hiếm Tốc độ gió lớn nhất do bão gây ra ở Quảng Ninh không kém các khu vực khác Điều đó, có thể thấy tác dụng của các đảo đối với sự giảm tốc độ gió trong bão là không đáng kể

Các cơn bão đổ bộ trực tiếp vào Quảng Ninh thường cho mưa rất lớn It nhất cũng có một số nơi có lượng mưa trên 100mm Có cơn bão cho lượng mưa 100-200mm, có nơi tới 500mm

Trong số những cơn bão gián tiếp có ảnh hưởng nhiều, phần lớn là những cơn bão đổ bộ vào bờ biển bắc bộ và khu bốn cũ Bão đổ bộ vào Quảng Đông (Trung Quốc) thường chỉ gây nên ảnh hưởng vừa hoặc ít đối với Quảng Ninh

Bão là nguyên nhân chủ yếu gây ra mưa lớn ở Quảng Ninh nên tổng lượng mưa do bão trong tổng lượng mưa chung khá lớn Vì vậy, năm nào bão ít thì tổng lượng mưa ít

2.1.3.7 Gió mùa đông bắc

Là một trong những yếu tố quan trọng chi phối thời tiết Quảng Ninh Trung bình mỗi năm ở Quảng Ninh có 20-25 đợt gió mùa đông bắc Trpspong mùa đông, trung bình mỗi tháng có gần 3 đợt Nhiều năm mỗi tháng có 4-5 đợt, ngược lại, có năm mỗi tháng chỉ có 1 đến 2 đợt

Ở Quảng Ninh, khi có gió mùa, gió chuyển hướng bắc hay đông bắc Tốc độ gió lớn nhất thường trên 15m/s Ngoài khơi tốc độ gió lớn nhất 10-15 m/s Trên đất liền tốc độ gió nhỏ hơn

Gió mùa đông bắc thường xảy ra trong các tháng 11, 12 và tháng 1 Trong các tháng 2 và 3, gió mùa về thường gây ra mưa phùn, nhiều khi mưa kéo dài hàng tuần

lễ Hầu hết các đợt gió mùa thường gây ra sự giảm nhiệt độ đột ngột trong 24 giờ, chênh lệch của nhiệt độ trước và sau lúc gió mùa về thường từ 4-5OC, có khi đến

10OC

2.1.4 Điều kiện thuỷ văn

2.1.4.1 Đặc điểm nước mặt

Toàn bộ khu mỏ có các hệ thống suối chính sau:

Hệ thống suối phía Bắc và Đông Bắc, gồm nhiều suối nhỏ chảy vào thung lũng Cái Đá đổ ra sông Diễn Vọng, các suối này phần thượng nguồn rộng từ 1 đến 2 mét,

hạ nguồn rộng đến 5 mét lòng suối gồ ghề có nhiều đá lăn Theo báo cáo Tây Bắc

Hà Lầm năm 1975 tài liệu quan trắc tại trạm 7 ở suối cho thấy lưu lượng nhỏ nhất

về mùa khô là 0,261 l/s, về mùa mưa lưu lượng lên tới 139,5 l/s

Hệ thống các suối phần trung tâm và phía Đông Nam khu mỏ có các suối nhỏ phía cao đổ vào suôí lớn Hà Lầm và đổ ra sông Diễn Vọng ở phía Tây Lưu lượng các suối này phụ thuộc chủ yếu vào nước mưa, mùa khô thì rất nhỏ có khi khô ở thượng nguồn, song mùa mưa lại tăng lên đột ngột Tài liệu quan trắc tại trạm 6 suối nhỏ Hà Lầm cho thấy hệ số biến đổi lưu lượng giữa mùa mưa và mùa khô là 32,1

lần Qua phân tích một số mẫu nước lấy ở suối (trạm quan trắc) nước thường không mầu, không mùi, không vị, độ pH từ 5,3 đến 5,6; nước thuộc loại sunfat - clonatri - canxi; nước rất cặn, nước có tính ăn mòn axít

Tuy nhiên, dự án chỉ huy động khu Đông Bình Minh vào khai thác và xây dựng mới mặt bằng SCN +25 để phục vụ công tác khai thác

Liên quan đến thoát nước và thải nước của dự án chỉ có vùng hạ lưu sông Diễn Vọng, đoạn tiếp giáp vịnh Quốc Bê chịu ảnh hưởng do tiếp nhận nước thải của

dự án

Sông Diễn Vọng chảy qua khu mỏ từ Đông sang Tây ở phía Nam rồi đổ ra vịnh Cuốc Bê-Hòn Gai Lòng sông chỗ hẹp nhất khoảng 35-40m, chỗ rộng nhất tới 120m, độ đốc lòng sông thoải Sông có lưu vực rất rộng lớn, chiều cao cột nước trong sông từ 2,5-5m Mức nước cao nhất của sông ở cốt +10 vào mùa lũ, mực nước thấp nhất của sông ở cốt +4,5m vào mùa khô Lưu lượng mùa khô là 1,45m3/s, mùa mưa là 1.500m3/s, chênh nhau đến 1.000 lần (Trích bài sông ngòi và chế độ thuỷ văn-Cổng thông tin điện tử Quảng Ninh) Hạ lưu sông Diễn Vọng hiện nay chỉ có

mục đích giao thông thuỷ, không dùng cho mục đích nông nghiệp và sinh hoạt.[8]

2.1.4.2 Đặc điểm nước dưới đất

Dựa vào đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn có thể phân ra các phân vị địa tầng địa chất thuỷ văn có mặt trong khu thăm dò như sau:

- Nước trong trầm tích đệ tứ (Q): Trầm tích đệ tứ trong khu mỏ có nguồn gốc sườn tích và bồi tích, thành phần nham thạch chủ yếu gồm sỏi, sạn, cát, sét mầu vàng nâu đến vàng nhạt Chúng sắp xếp hỗn độn phân bố hầu hết trên toàn bộ bề mặt địa hình diện thăm dò các bồi tích tập trung ở các thung lũng, hạ nguồn các suối lớn; Nước có độ pH từ 5,7 đến 6,5 thuộc loại axít yếu, nước thuộc loại hình clonátri- can xi Do chiều dầy trầm tích đệ tứ mỏng nên nước mưa dễ dàng thấm qua cung cấp cho các tầng phía dưới, vì thế nước trong tầng ít ảnh hưởng đến việc khai thác hầm lò

- Nước trong trầm tích phụ điệp Hòn Gai giữa T3(n-r)hg2: Các trầm tích phụ điệp Hòn Gai giữa phân bố hầu hết diện tích thăm dò, diện lộ bị phủ bởi các trầm

tích đệ tứ mỏng Được cấu tạo bởi các đá cứng và nửa cứng bao gồm các đá: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than

+ Các cuội kết, sạn kết thường phân bố ở giữa các vỉa than, chiều dầy các lớp này thường từ 2 đến 10m, các lớp duy trì không liên tục theo đường phương cũng như hướng dốc, chỉ có mặt trong phạm vi nhỏ, hẹp Thành phần chủ yếu là cuội thạch anh, cấu tạo đồng nhất, đá thường nứt nẻ mạnh, các khe nứt dạng tách từ 1 đến vài mm có khả năng thấm và chứa nước tốt

+ Đá cát kết gồm những lớp thường phân bố ở gần vách các vỉa than có chiều dầy các lớp từ 5 đến 10 mét có lớp dầy vài ba trục mét các lớp không duy trì liên tục, nhiều chỗ bị teo thắt, tỷ lệ các loại đá này trên các mặt cắt địa chất thay đổi từ

30 đến 38% trung bình chiếm khoảng 34%; đá phát triển nhiều khe nứt dạng tách do

đó có khả năng thấm và chứa nước tốt

+ Đá bột kết: Thường gồm những lớp phân bố ở sát vách, trụ các vỉa than, chiều dầy các lớp cũng không ổn định, thay đổi từ 2 đến 5 mét có khi đến 20 mét, nhiều lỗ khoan gặp lớp dầy 50 đến 60 mét Là loại đá chiếm tỷ lệ nhiều nhất trong các mặt cắt, thành phần chủ yếu là sét, do đó trong đá có ít khe nứt phát triển nhưng dạng khe nứt kín và gặp nước sét trương nở lấp đầy, các lớp này coi là những lớp cách nước tương đối

+ Đá sét kết thường nằm sát trực tiếp vách và trụ các vỉa than, chiều dầy các lớp sét kết thường mỏng vài chục cm đến 1 vài mét, đôi khi gặp lớp sét kết thường không duy trì được liên tục trên các mặt cắt, các lớp thường bị teo vát dạng thấu kính nhỏ Tỷ lệ trung bình chiếm khoảng 5% trên các mặt cắt Do thành phần hạt sét mịn rất dễ trương nở khi gặp nước nên chúng có tính chất cách nước tốt

2.2 Điều kiện kinh tế xã hội và môi trường

2.2.1 Điều kiện kinh tế xã hội

Vùng Hòn Gai nằm trong thành phố Hạ Long là một đỉnh của tam giác công nghiệp miền Bắc Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh Việc khai thác than đá đã hình thành từ lâu và trở thành một thế mạnh của thành phố với nhiều mỏ than lớn: Hà

Tu, Hà Lầm, Tân Lập, Núi Béo và hàng chục mỏ nhỏ, mỗi năm khai thác trên 10

triệu tấn than các loại Gắn liền với các mỏ than là các nhà máy sàng tuyển, cơ khí các xí nghiệp vận tải và bến cảng

Hạ Long phát triển mạnh công nghiệp đóng tàu, sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến thực phẩm hải sản

Thành phố Hạ Long là một trung tâm buôn bán lớn Hàng xuất khẩu chủ yếu

là than và hải sản, hàng nhập khẩu là xăng dầu, máy mỏ, sắt thép, phương tiện vận tải Hạ Long là đầu mối buôn bán các mặt hàng công nghiệp, lương thực, thực phẩm cho sản xuất và tiêu dùng của vùng công nghiệp mỏ và vùng du lịch

Hạ Long là thành phố du lịch; một trung tâm du lịch lớn nhất miền Bắc và số lượng khách du lịch đứng thứ 2 sau thành phố Hồ Chí Minh

2.2.2 Điều kiện môi trường

Vịnh Hạ Long là Kỳ quan Thiên nhiên Thế giới, việc bảo tồn giá trị kỳ quan phải được đặt lên hàng đầu Môi trường vịnh từ vành đai, vùng đệm đến vùng lõi đều phải được bảo vệ một cách nghiêm ngặt Do Hạ Long là thành phố phát triển về ngành du lịch và ngành công nghiệp khai thác than nên vấn đề môi trường hết sức được chú trọng

Hiện nay trên thành phố đã quy hoạch rõ rệt: khu vực Bãi Cháy, phát triển du lịch, tại đó đầu tư cơ sở hạ tầng vật chất để phục vụ mục đích du lịch, và khu vực sản xuất than tập trung ở phía bắc khu vực Hòn Gai

Phát triển du lịch kèm theo một lượng lớn chất thải và nước thải phát sinh Vấn đề rác thải đã được các doanh nghiệp chú trọng, thu gom triệt để, không để ảnh hưởng tới mỹ quan đô thị Ngoài ra, vấn đề thu gom chất thải rắn sinh hoạt từ các khu dân cư cũng được các phường xã thực hiện Nước thải sinh hoạt từ các nhà hàng, khách sạn đã được đấu nối ra hệ thống xử lý nước thải tập trung tại Cái Dăm

Ở Hạ Long ngành “công nghiệp có khói” song hành với ngành “công nghiệp không khói” Trước đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ở thành phố Hạ Long luôn được người dân và chính quyền quan tâm vì các công ty than ngày càng tăng công suất khai thác mỏ, hầu hết nước thải mỏ và đất đá thải mang tính axit, độ đục cao đều được đổ trực tiếp ra vịnh mà không qua bất cứ quy trình xử lý nào Tại các cảng

than, tình trạng vận chuyển, bốc rót than trong “vùng bảo vệ tuyệt đối” vẫn có Nhiều tàu trọng tải lớn đến nhận than không vào cảng được phải dùng biện pháp chuyển tải nên lượng than rơi vãi xuống vịnh Hạ Long khá nhiều Tuy nhiên do sự chỉ đạo của các sở ban ngành tỉnh Quảng Ninh và TP Hạ Long, hiện nay, môi trường thành phố đã được khắc phục đáng kể Việc khai thác than lộ thiên đã được giảm thiểu nhằm hạn chế gây ô nhiễm môi trường Vinacomin đã đầu tư xây dựng các công trình, hệ thống xử lý nước thải mỏ tập trung Việc khai thác than không còn trải dài theo địa bàn thành phố mà tập trung vào một số khu vực như Hà Lầm,

Hà Trung, Hà Tu

CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI MỎ VÙNG HÒN GAI 3.1 Nước thải từ khai thác hầm lò

Nuồn phát sinh nước thải từ hoạt động khai thác than bao gồm:

- Nước thải từ quá trình khai thác than

- Nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong các mỏ than

Nước mưa chảy tràn qua các khu vực kho bãi chứa than, khu vực khai trườn, mặt bằng khu khai thác

* Nước thải từ quá trình đào lò, khấu than, vận chuyển than trong lò

Do các lò đựợc đào thẳng hưởng theo vỉa dẫn đến độ dốc đường lò thay đổi lên xuống, có những đoạn lò trũng giữa 2 đỉnh dốc, nước không chảy được Đối với những khu vực này được thoát nước cưỡng bức bằng các máy bơm cục bộ

Để thoát nước cho các điểm đọng nước tại các lò dọc vỉa dự kiến mỗi vị trí đọng nước được bố trí 1 máy bơm, bơm nước theo ống dẫn nước về các vị trí rãnh nước có thể tự chảy về hầm chứa nước trung tâm mức – 140 và – 350 tại các sân ga bên giếng để trạm bơm nước trung tâm bơm lên mặt bằng sân công nghiệp mức +

* Các hoạt động sản xuất trên mặt bằng

Trên khu mặt bằng sân công nghiệp +35 sẽ xây dựng một xưởng sàng để sàng tuyển than trước khi đưa đến nhà máy tuyển than Núi Béo, kho chứa than nguyên khai, kho chứa than thành phẩm, các công trình phụ trợ như: nhà tập thể, nhà tắm, nhà giặt, nhà ăn và các xưởng sản xuất phụ trợ

Do đó, khi dự án đi vào hoạt động sẽ làm phát sinh nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp do hoạt đông của các phân xưởng, nước mưa chảy tràn qua khu vực chứa than và sàng tuyển than) và chất thải rắn có khả năng tác động tới chất lượng nước mặt của khu vực Mức độ tác động này không lớn, do mỏ đã có các

hệ thống xử lý nước thải mỏ, xử lý dầu mỡ và xử lý nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn cho phép

3.2 Nước thải từ khai thác lộ thiên

Theo “Báo cáo Đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020, có xét đến năm 2030”, các mối nguy hại do ô

nhiễm nước thải từ các mỏ than thuộc Tập đoàn Công nghiệp than và Khoáng sản

đã được đặt ra cấp thiết

Lượng nước thải từ mỏ phụ thuộc vào sản lượng khai thác than từng năm Dựa trên số liệu kê khai nộp phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp của các đơn vị thuộc ngành than, tổng lượng nước thải từ mỏ (năm 2009) là 38.914.075m3 Đối với hai thông số điển hình tác động đến môi trường của nước thải mỏ là độ pH và cặn lơ lửng, các kim loại nặng (sắt, mangan) Trong đó độ pH giao động từ 3,1 đến 6,5, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao hơn ngưỡng cho phép từ 1,7 đến 2,4 lần Vì thế, nước thải từ mỏ gây ra nhiều ảnh hưởng đến hệ thống sông, suối, hồ vùng ven biển - gây bồi lấp, làm mất nguồn thủy sinh, suy giảm chất lượng nước Đặc biệt, ô nhiễm tại vùng mỏ là ô nhiễm tích lũy, cộng với tác động của nạn khai thác than trái phép trong thời gian dài, dẫn đến tình trạng một số hồ ao khu vực Cẩm Phả đã bị chua hóa, ảnh hưởng đến chất lượng nước phục vụ nông nghiệp

Do đặc điểm của thời tiết khí hậu thuỷ văn vùng Đông Bắc, quá trình sản xuất than thường đi kèm theo một khối lượng nước thải từ mỏ ra MT xung quanh khá lớn, đổ vào sông suối rồi thoát ra biển Các nguồn nước thải gồm: Nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường khai thác, bãi thải vào mùa mưa có khối lượng lớn, cuốn theo nhiều đất đá, than