BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
ĐẶNG THỊ HẢI YẾN

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


Mã số: 62520603

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

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
vii
DANH MỤC BẢNG
viii
DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ
ix
MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của luận án
1
2. Mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
2
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài
3
4. Điểm mới của luận án
3
5. Luận điểm bảo vệ
4
6. Cơ sở tài liệu
4
7. Nơi thực hiện đề tài
5
8. Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu
5
9. Cách tiếp cận
6
10. Quy trình nghiên cứu
8
11. Phương pháp nghiên cứu
11
12. Quan điểm nghiên cứu

25
1.2.1. Khái quát về tình hình khai thác khoáng sản ở Việt Nam
25
1.2.2. Hiện trạng công tác CTPHMT sau khai thác ở Việt Nam
28
1.3. Đánh giá chung về công tác CTPHMT tại các mỏ lộ thiên trên thế
giới và ở Việt Nam
30
1.3.1. Công tác CTPHMT cho các mỏ lộ thiên trên thế giới
30
1.3.2. Công tác CTPHMT cho các mỏ lộ thiên ở Việt Nam
32
1.4. Kết luận chương
34
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
2.2. Tài nguyên đất vùng Hòn Gai - Cẩm Phả
37
2.3. Thực trạng khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả
39
2.3.1. Khái quát hoạt động khai thác than lộ thiên
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

CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TỔNG
THỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ CẢI TẠO VÀ PHỤC HỒI MÔI
TRƯỜNG CHO CÁC MỎ KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN TẠI
VÙNG HÒN GAI – CẨM PHẢ
68
3.1. Các giải pháp quản lý hành chính
68
3.1.1. Cơ sở thực tiễn định hướng công tác quản lý hành chính
CTPHMT
68
3.1.2. Các giải pháp về tổ chức bộ máy
69
3.1.3. Các giải pháp cơ chế chính sách
69
3.1.4. Các giải pháp về khoa học công nghệ
71
3.1.5. Các giải pháp về tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức công đồng
73
3.2. Giải pháp quản lý kỹ thuật
73
3.2.1. Cơ sở thực tiễn định hướng quản lý kỹ thuật CTPHMT
73
3.2.2. Các giải pháp quản lý kỹ thuật
75
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
77
3.3.1. Giải pháp áp dụng hệ số điều chỉnh kinh phí ký quỹ CTPHMT
theo vị trí khai thác
77

116
4.2. Các dạng biến đổi địa hình do KTLT gây ra
118
4.2.1. Các dạng biến đổi địa hình khai trường mỏ lộ thiên
118
4.2.2. Các dạng bãi thải mỏ lộ thiên
119
4.3. Đề xuất các phương án CTPHMT
122
4.3.1. Phương án cải tạo, phục hồi môi trường đối với khai trường
122
4.3.2. Phương án cải tạo phục hồi môi trường đối với bãi thải đất đá
125
4.3.3. Cải tạo phục hồi môi trường đa mục tiêu
125
4.3.4. CTPHMT bờ mỏ, bãi thải bằng giải pháp lập lại thảm thực vật
126
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
4.4.1. Giải pháp đổ thải trên một số địa hình đặc trưng
129
4.4.2. Giải pháp kỹ thuật cải tạo hình dáng khai trường
132
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
4.4.4. Giải pháp kỹ thuật cải tạo sườn tầng khai thác
135
4.4.5. Giải pháp kỹ thuật cải tạo bãi thải

ĐMT
Đánh giá môi trường tổng hợp
ĐTM
Báo cáo đánh giá tác động môi trường
HĐKS
Hoạt động khoáng sản
HTKT
Hệ thống khai thác
HG-CP
Hòn Gai – Cẩm Phả
KCN
Khu công nghiệp
KHCN
Khoa học công nghệ
KTLT
Khai thác lộ thiên
KT-XH
Kinh tế - xã hội
MXTG
Máy xúc tay gàu
MXTL
Máy xúc thủy lực
MXTLGN
Máy xúc thủy lực gàu ngược
MXTLGT
Máy xúc thủy lực gàu thuận
NCKH
Nghiên cứu khoa học
QCCP
Quy chuẩn cho phép

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 3.2: Quy ước hệ số Ki
82
Bảng 3.3: So sánh ĐMC, ĐTM, CKBVMT và ĐMT
87
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
Bảng 4.3: Thông số đổ đường dốc 4m
151 x
DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ

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

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 4.16: Hình dáng mặt tầng đã cải tạo
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 4.19: Tầng thải cao
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 4.22: Đổ thải nhiều lớp tại thung lũng
137
Hình 4.23: Đổ thải 01 lớp tại thung lũng
137
Hình 4.24: Hình dáng bãi thải Chính Bắc theo thiết kế
138
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

2.1. 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.
2.2. Ý nghĩa khoa học
- Đưa ra cơ sở khoa học của công cụ quản lý - kỹ thuật phục vụ công tác
CTPHMT cho các mỏ than KTLT;
- Bổ sung cơ sở khoa học trong việc định hướng phân vùng sử dụng hợp lý tài
nguyên đất và bảo vệ môi trường (BVMT) tại các mỏ than KTLT.
2.3. Ý nghĩa thực tiễn
- Góp phần nâng cao hiệu quả công tác CTPHMT cho các mỏ than KTLT vùng
HG-CP;
- 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.

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

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
7
chi phí CTPHMT, rút ngắn thời gian CTPHMT và triệt tiêu nguy cơ tai biến môi
trường,
9. Cách tiếp cận
Hầu hết các mỏ than lộ thiên tại vùng HG-CP đã được tiến hành khai thác từ rất
lâu (có mỏ có thời gian tồn tại đã hơn 100 năm); các mỏ than này luôn được thiết kế
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

(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

dụng đất đối với khu
vực CTPHMT cho
mỏ than KTLT
Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật CTPHMT lồng
ghép trong quá trình khai thác mỏ lộ thiên
Nghiên cứu việc đánh giá kết quả CTPHMT theo
tiêu chí định lượng theo công thức toán học
Nghiên cứu một số
dạng khai trường mỏ
than KTLT đặc trưng

Nghiên cứu một số
dạng bãi thải

Tổng hợp, phân tích và đánh giá
công tác CTPHMT của một số
mỏ khai thác lộ thiên trên
thế giới và Việt Nam
Điều tra, phân tích và đánh giá
các điều kiện tự nhiên, KT-XH
và môi trường lân cận và của
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

và sử dụng những công thức toán học thuần túy với những ứng dụng thực tiễn
thường được khám phá từ những các đại lượng, các thông số,… đặc trưng cho loại
hình nghiên cứu. Thông qua việc sử dụng những phương pháp lôgic, toán học để
tính toán, đo lường áp dụng vào nghiên cứu có hệ thống các thông số liên quan (lĩnh