BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------------------------
NGUYỄN LAN ANH
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN CỦA SUỐI VŨ MÔN
ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI MỎ THAN BẮC CỌC SÁU VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NGUỒN THẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành
Mã số
: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
: 60.85.02
Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NGUYỄN HỮU THÀNH
HÀ NỘI - 2012
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được
chỉ rõ nguồn gốc./.
Tác giả luận văn
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
ii
MỤC LỤC
Lời cam ðoan
i
Lời cảm õn
ii
Mục lục
iii
Danh mục kí hiệu viết tắt
v
Danh mục bảng
vi
Danh mục ðồ thị
viii
Công nghệ khai thác than và các tác động tới môi trường
3
2.2
Nguyên nhân suy thoái chất lượng nước do hoạt động khai thác
than gây ra
2.3
19
Hiện trạng chất lượng nước tại các khu vực tiếp nhận nước thải
từ các khu vực khai thác than tại Quảng Ninh
24
2.4
Các cơ sở liên quan tới đánh giá khả năng tiếp nhận của nguồn thải
34
3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
37
kinh tế - xã hội và công nghệ khai thác
43
Điều kiện tự nhiên khu vực mỏ than Bắc Cọc Sáu
43
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
iii
4.1.2
Điều kiện kinh tế, xã hội khu vực mỏ than Bắc Cọc Sáu
49
4.1.3
Công nghệ khai thác than của mỏ Bắc Cọc Sáu
52
4.2
Lưu lượng và tính chất các nguồn phát sinh nước thải
65
4.3.2
Nghiên cứu biến động lưu lượng, chất lượng nguồn nước tiếp
nhận nước thải
4.3.3
69
Đánh giá tác động của hiện trạng xả nước thải đến nguồn nước
tiếp nhận
74
4.4
Đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước
76
4.4.1
Đánh giá sơ bộ
76
4.4.2
Kết luận
91
5.2
Kiến nghị
92
TÀI LIỆU THAM KHẢO
93
PHỤ LỤC
96
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
iv
DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
BOD5
:
Nhu cầu oxy hóa sinh học
:
Ngày.đêm
NT
:
Nguồn thải
T
:
Đơn vị Tấn
TNK/năm
:
Than nguyên khai/năm
TSS
:
Tổng chất rắn lơ lửng
QCVN
2.3
Tổng hợp nhu cầu dùng nước của mỏ
19
2.4
Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt
(Định mức cho một người)
21
2.5
Kết quả quan trắc môi trường nước thải một số mỏ than
23
2.6
Kết quả phân tích nguồn nước mặt vùng khai thác than Hạ Long
- Cẩm Phả
26
4.1
Ranh giới khai trường mỏ than Bắc Cọc Sáu
55
4.7
Thống kê quan trắc mực thuỷ tĩnh trong tầng đá thải mỏ
56
4.8
Kết quả dự tính lưu lượng nước chảy vào khai trường mỏ mức -100
58
4.9
Kết quả tổng hợp chất lượng nước thải sản xuất (Mùa khô)
59
4.10
Kết quả tổng hợp chất lượng nước thải sản xuất (Mùa mưa)
59
4.11
Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản xuất (Mùa mưa)
Kết quả tổng hợp chất lượng nước thải tại đầu cống xả ra suối
(Mùa khô)
4.17
68
Thông số ô nhiễm đặc trưng của nguồn xả từ Công ty Than Cao
Sơn - TKV
4.21
67
Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại đầu cống xả ra suối
(Mùa khô)
4.20
67
Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại đầu cống xả ra suối
(Mùa mưa)
4.19
66
Kết quả tổng hợp chất lượng nước thải tại đầu cống xả ra suối
4.25
Tải lượng ô nhiễm tối đa nguồn nước có thể tiếp nhận (Mùa mưa)
80
4.26
Tải lượng ô nhiễm tối đa nguồn nước có thể tiếp nhận (Mùa khô)
80
4.27
Tải lượng các chất ô nhiễm có sẵn trong suối Vũ Môn (Mùa
mưa)
81
4.28
Tải lượng các chất ô nhiễm có sẵn trong suối Vũ Môn (Mùa khô)
81
4.29
Tải lượng các chất ô nhiễm trong nguồn thải (Mùa mưa)
Tên ðồ thị
Trang
2.1
Giá trị pH tại một số suối, hồ 2006 – 2010
30
2.2
Giá trị TSS tại một số suối, hồ 2006-2010
30
2.3
Giá trị As tại một số suối, hồ 2006 - 2010
31
2.4
Giá trị Cd tại một số suối, hồ 2006 – 2010
31
2.5
Các vỉa than nằm gần mặt đất
8
2.2
Sơ đồ Công nghệ khai thác than lộ thiên
8
2.3
Mặt cắt moong khai thác than
10
2.4
Sơ đồ công nghệ khai thác than hầm lò
11
2.5
Tác động của việc khai thác than tới tài nguyên môi trường
15
2.6
Sơ đồ mối tương tác giữa nguồn thải và nguồn tiếp nhận
64
4.5
Quá trình đánh giá sơ bộ nguồn tiếp nhận nước thải
77
4.6
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải
85
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
ix
1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Quảng Ninh là tỉnh được xác định nằm trong vùng kinh tế động lực phía
Bắc với các nguồn tài nguyên môi trường, tài nguyên địa thế và các điều kiện
phát triển kinh tế – xã hội đã được ghi nhận như những lợi thế ít nơi có được
trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước.
Than đá là nguồn tài nguyên khoáng sản quan trọng nhất của Quảng
Ninh. Đến nay, trên toàn bộ diện tích của tỉnh có 43 mỏ và điểm khai thác
dần lên 75% vào năm 2025 [9]. Vấn đề môi trường ở các mỏ hầm lò, trong đó
có nước thải mỏ ngày càng trở nên cấp thiết, cần được nghiên cứu một cách
tổng hợp và toàn diện.
Dưới sự hướng dẫn của giảng viên PGS.TS. Nguyễn Hữu Thành; chúng tôi
đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Đánh giá khả năng tiếp nhận của suối Vũ Môn đối với nước thải mỏ
than Bắc Cọc Sáu và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nguồn thải”.
1.2. Mục đích - yêu cầu
1.2.1 Mục đích
- Đánh giá khả năng tiếp nhận của suối Vũ Môn đối với nước thải mỏ
than Bắc Cọc Sáu.
- Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.
1.2.2. Yêu cầu nghiên cứu
- Xác định chính xác đặc điểm về nguồn xả thải của mỏ Bắc Cọc Sáu
bao gồm: Lưu lượng, phương thức, chế độ xả thải và nồng độ các chất ô
nhiễm trong nước thải;
- Xác định mục đích sử dụng, lưu lượng, chất lượng nước nguồn tiếp
nhận (suối Vũ Môn).
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
2
2. TỔNG QUAN
2.1. Công nghệ khai thác than và các tác động tới môi trường
2.1.1. Khái quát về bể than Quảng Ninh
Bể than Quảng Ninh kéo dài khoảng 130 km từ Phả Lại (Hải Dương) – đến
Vạn Hoa (Vân Đồn), phân bố trên địa hình đồi núi thấp tới độ cao trung bình
khoảng 300 m, bề rộng từ 10 – 30 km2. Địa tầng chứa than có chiều dày từ 3.000
này, ngành Than Quảng Ninh phát triển tương đối ổn định trong giai đoạn
2003 – 2010 và sát với nhu cầu than trong nước [9].
Trong thực tiễn, sản lượng khai thác đã tăng cao so với kế hoạch được
phê duyệt. Sản lượng khai thác năm 2003 tăng 123%, 2004 tăng 155%, 2005
tăng 175% đạt sản lượng qui hoạch năm 2020. Giai đoạn 2004 – 2007, sản
lượng sản xuất và tiêu thụ than tăng mạnh. Năm 2006 sản lượng khai thác đạt
39 triệu tấn trong đó: chế biến 34,6 triệu tấn, tiêu thụ trong nước 15,3 triệu
tấn, xuất khẩu 21,6 triệu tấn. Năm 2007 sản lượng khai thác đạt 43,6 triệu tấn
trong đó: chế biến 39,7 triệu tấn, tiêu thụ trong nước 16,5 triệu tấn, xuất khẩu
24,2 triệu tấn. Năm 2008 sản lượng khai thác đạt 44,7 triệu tấn trong đó: chế
biến 36,6 triệu tấn, tiêu thụ trong nước 18,2 triệu tấn, xuất khẩu 17,3 triệu tấn.
Năm 2009, Vinacomin đã phấn đấu tăng khai thác và xuất khẩu, sản lượng
than sạch ước đạt 39,7 triệu tấn, than tiêu thụ ước đạt 42 triệu tấn (trong ðó
xuất khẩu 24 triệu tấn). Khai thác năm 2010 đạt 45 triệu tấn, đến năm 2015
sản lượng than sạch ước đạt 60-65 triệu tấn [9].
Từ 2001- 2005, xuất khẩu than tăng nhanh cả về sản lượng và tỉ trọng
trong tổng than tiêu thụ, năm 2001 là 4.197 ngàn tấn chiếm 32%, năm 2005 là
14.741 ngàn tấn chiếm 49%. Năm 2008, do cuộc khủng hoảng của nền kinh tế
thế giới lan rộng nên nhu cầu tiêu thụ than có giảm sút [16], xuất khẩu than
năm 2008 là 17.300 ngàn tấn, chiếm 47,3%. Tỉ trọng xuất khẩu than năm
2011 đạt 57,1% [9].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
4
Đầu tư trực tiếp của ngành Than ngày càng tăng, từ 1.400 tỉ năm 2003
lên gần 5.900 tỉ năm 2011. Đầu tư cho các dự án than trong các năm 2003 –
2011 được tập trung chủ yếu vào các lĩnh vực sau: Đầu tư phát triển các mỏ
hầm lò; đầu tư hạ tầng cơ sở và bảo vệ môi trường [16]. Hiện trạng hoạt động
nghệ, cơ sở hạ tầng không hoàn chỉnh. Trong khai thác hầm lò đã triển khai
cơ giới hóa trong đào chống lò và khấu than, sử dụng máy combai khấu than
trong lò chợ tại mỏ Khe Chàm. Vật liệu chống giữ trong hầm lò thay gỗ đã
triển khai đồng loạt ở tất cả các đơn vị [1].
* Sàng tuyển than
Các trung tâm sàng tuyển than hiện có chủ yếu được bố trí gắn với các cảng
xuất than lớn như Cửa Ông, Nam Cầu Trắng nhưng không đủ năng lực đáp ứng
nhu cầu chế biến than. Năm 2008, tổng lượng than nguyên khai đưa vào các nhà
máy sàng tuyển là 15.880 ngàn tấn/40.000 ngàn tấn khai thác chiếm 39,7% [15].
Các mỏ đều có cụm sàng công suất có thể đạt tới 500.000 tấn/năm [27]. Nhiều
bến bãi xuất than vẫn sử dụng lao động sàng thủ công phân loại than.
Bảng 2.1. Dự báo sản lượng khai thác than theo các năm quy hoạch cho
toàn ngành và theo từng vùng
STT
1
2
3
4
Tên chỉ tiêu
Sản lượng than (1000T)
2015
2020
55285
63365
Vùng Hòn Gai
Lộ thiên
Hầm lò
Vùng Uông Bí
Lộ thiên
Hầm lò
Vùng Nội địa
Lộ thiên
Hầm lò
11700
11050
7000
4050
12300
500
11800
3015
2415
600
16700
9420
1820
7600
15800
500
15300
3965
2915
Cũng theo Quy hoạch đã được phê duyệt, sản lượng khai thác trong giai
đoạn 2010 – 2025 tiếp tục được đẩy mạnh, tiếp tục giảm tỉ lệ khai thác than lộ
thiên và đầu tư nâng cao dần tỉ lệ khai thác than hầm lò [9].
Đường vận chuyển than ra ngoài khai trường khai thác: Vinacomin đã
đầu tư nâng cấp một số tuyến đường vận chuyển than: như tuyến Vàng Danh
– Uông Bí, Mạo Khê – Bến Cân, Ngã Hai - Khe Tam, Km6 - Dương Huy
[10]... Tuy nhiên các tuyến đường này thường xuyên bị quá tải và xuống cấp,
gây ách tắc giao thông và ô nhiễm môi trường, nhất là tại các đoạn đi ngang
qua các khu dân cư và điểm giao cắt với Quốc lộ 18A, v.v... Đường sắt vận
chuyển than còn ít phát triển, hiệu quả than chưa cao. Nhiều cảng xuất than
được đầu tư nâng cấp: như vận chuyển Cảng Cửa Ông, Nam Cầu Trắng, Điền
Công... Hầu hết bãi xuất than nhỏ lẻ chưa được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh,
còn nhiều bến bốc xếp thủ công nằm ở các khu vực cửa sông, ven biển lân cận
vịnh Hạ Long và Bái Tử Long [27].
2.1.3. Hiện trạng công nghệ khai thác than tại Quảng Ninh và các tác động
tới môi trường
a, Hiện trạng công nghệ khai thác than tại Quảng Ninh
Trên thế giới, hoạt động khai thác than được thực hiện theo nhiều phương
pháp khác nhau như: Khai thác lộ thiên, khai thác hầm lò, phối hợp khai thác lộ
thiên (phần trên) với hầm lò (phần dưới), khai thác khí hóa than ngầm,… Tùy
vào đặc điểm địa hình, địa chất, vị trí của tầng chứa than (vỉa than) ở các khu
vực mà thực hiện khai thác theo các phương pháp khác nhau. Ở nước ta, khu
công nghiệp than tập trung chủ yếu ở bể than Quảng Ninh. Với đặc điểm địa
hình đồi núi, địa chất khá ổn định nên hoạt động khai thác than được thực hiện
theo hai hình thức chính là khai thác hầm lò và khai thác lộ thiên.
* Công nghệ khai thác than lộ thiên
Với các vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp đất phủ không quá
lớn, hoặc khi vỉa có chiều dày lớn, ở dạng ổ, dạng thấu kính, than tập trung
đưa mỏ vào sản xuất, các thiết bị mỏ có thể hoạt động bình thường, đạt hiệu
suất thiết kế.
Sơ đồ mở vỉa của một mỏ lộ thiên là tập hợp toàn bộ các đường hào cơ
bản (hào vận tải chính), hào ra vào mỏ, hào dốc lên xuống giữa các tầng, các
hào phụ và hào chuẩn bị ở thời điểm đưa mỏ vào sản xuất [7]. Trong quá trình
sản xuất, sơ đồ mở vỉa của mỏ lộ thiên phát triển và thay đổi từng phần hay
toàn bộ. Việc mở vỉa có quan hệ chặt chẽ với việc bố trí tổng mặt bằng khu
mỏ và hệ thống khai thác sử dụng sau này.
Vị trí mở vỉa và hình thức mở vỉa phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên của
vỉa than (địa hình mặt đất, thế nằm của vỉa), thiết bị kỹ thuật sử dụng và
hướng phát triển công trình mỏ dự kiến. Các hình thức mở vỉa gồm: Mở vỉa
bằng đường hào thẳng (khi mỏ chiều dài lớn, số tầng ít) mở vỉa bằng hào
ziczăc (khi vận tải bằng đường sắt), bằng hào lượn vòng hay hào xoắn ốc (khi
vận chuyển bằng ô tô), bằng hào dốc (khi vận tải bằng băng tải, máng trượt,
trục tải) [5]. Ở Việt Nam, các mỏ lộ thiên được mở vỉa bằng các hào lượn
vòng hay hào hình xoắn ốc. Đất đá và than được xúc bốc bằng các máy xúc
có công suất lớn, đất đá được vận chuyển ra các bãi thải, than được đưa đến
các kho bãi. Hình thức vận chuyển phong phú và đa dạng: vận chuyển bằng ô
tô, đường sắt, băng chuyền,…
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
9
Các tầng sản xuất
Vỉa than
Hình 2.3. Mặt cắt moong khai thác than
nằm trong đồi núi. Tùy vào vị trí của vỉa than so với sườn núi, lò có thể được
đào tạo các góc khác nhau với phương của vỉa.
Mở vỉa bằng giếng nghiêng: Khi khai thác cụm vỉa dốc thoải và nghiêng
nằm gần mặt đất, người ta có thể sử dụng giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên
vỉa chính hoặc giếng nghiêng kết hợp với lò xuyên vỉa từng tầng để mở vỉa.
Mở vỉa bằng giếng đứng: Theo phương pháp này, từ mặt đất người ta
đào cặp giếng chính và phụ đến tiếp cận với vỉa than. Việc vận chuyển than
và thiết bị được thực hiện ở giếng chính, vận chuyển người và thông gió được
thực hiện ở giếng phụ. Phương pháp này không đòi hỏi hạn chế về số lượng
vỉa, chiều dày và góc dốc vỉa, chiều dày lớp đất đá phủ và chiều sâu khai thác.
Khi gần đến các vỉa than thì đào các lò chợ. Lò chợ là nơi các hoạt động
khai thác than diễn ra trực tiếp. Từng phần than sẽ được tách ra khỏi vỉa; có
thể bằng khoan nổ mìn, bằng máy khấu hoặc máy combai. Sau đó, than được
vận chuyển ra ngoài bằng máng cào, băng tải, tàu điện,… Trong khai thác
than hầm lò, việc thông gió và chống giữ đường lò là hết sức quan trọng nhằm
đảm bảo điều kiện môi trường sống tối thiểu cho con người và điều kiện hoạt
động của các thiết bị [11].
* Ưu nhược điểm của công nghệ khai thác than lộ thiên và công nghệ
khai thác than hầm lò được tổng kết trong bảng như sau:
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
12
Bảng 2.2. Tổng kết ưu nhược điểm của công nghệ
khai thác than lộ thiên và hầm lò
Công nghệ
*Ửu điểm
- Khối lượng đất đá thải lớn, đá) lớn, từ 50 ÷ 60% [6].
chiếm diện tích đất rừng nhiều.
- Sản lượng khai thác không
- Gây ô nhiễm môi trường lớn.
không khí, nước, đất.
- Ô nhiễm nguồn nước.
- Suy giảm trữ lượng nước - Tai họa rủi ro lớn, đặc biệt
dưới đất.
đối với tính mạng của con
- Ảnh hưởng môi trường sống người( sập lò, cháy nổ khí
cộng đồng.
mêtan, chết ngạt, bục nước
- Tổn hại cảnh quan sinh thái. trong lò).
- Chi phí khôi phục cảnh
quan môi trường sinh thái rất
lớn.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………….
13
b, Các tác động của khai thác than tới môi trường
Biến động địa hình cảnh quan
- Địa hình âm
- Địa hình dương
Gây ô nhiễm MT, nước mặt
- Tăng độ đục, chất lơ lửng
- Tăng độ axit
- Kim loại Fe, Mn
KHAI THÁC
THAN VÙNG
QUẢNG NINH
Gây ô nhiễm môi trường
không khí
- Gia tăng bụi
- Khí thải độc hại
Tác động đến nước ngầm
- Ô nhiễm nước
- Thay đổi mực nước
Tác động của đất đá thải
- Dòng bùn đá
- Chiếm đất
- Tạo nguồn bụi
Ô nhiễm MT nước biển
- Trầm tích vụn than
- Tăng độ đục
15
Copyright: Tài liệu đại học ©