BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐỖ VĂN THÁI

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT ĐÁ THẢI TỪ CÁC
MỎ THAN KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH
LÀM ĐƯỜNG Ô TÔ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐỖ VĂN THÁI

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT ĐÁ THẢI TỪ CÁC
MỎ THAN KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH
LÀM ĐƯỜNG Ô TÔ

Ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông
Mã số: 9.58.02.05
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
1.GS.TS. PHẠM HUY KHANG

hướng dẫn là GS.TS Phạm Huy Khang (Trường ĐH GTVT) và PGS.TS Nguyễn
Hữu Trí (Viện KH & CN GTVT) đã tận tình hết lòng giúp đỡ. Cám ơn GS.TS Bùi
Xuân Cậy; PGS.TS Lã Văn Chăm; PGS.TS Nguyễn Quang Phúc; TS. Nguyễn Đình
Thạo cùng các Thầy Cô giáo trong Bộ môn Đường bộ, Bộ môn đường Ô tô và Sân
bay, Bộ môn đường Giao thông Công chính, Bộ môn Vật liệu xây dựng – Trường
Đại học GTVT đã đóng góp ý kiến và định hướng khoa học có giá trị cho nội dung
nghiên cứu luận án.
Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Công nghệ GTVT và các đơn vị
trực thuộc: Khoa Công trình; Xưởng Công trình và Trung tâm Thí nghiệm vật liệu
công trình đã xếp sắp thời gian và tạo mọi điều kiện giúp đỡ về cơ sở vật chất, về
thiết bị thí nghiệm và mặt bằng thử nghiệm để tác giả hoàn thành luận án này.
Cảm ơn gia đình và bạn bè, những người đồng nghiệp đã cộng tác giúp đỡ tôi.
Hà Nội - 03 /2019


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ ii
MỤC LỤC............................................................................................................. iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... ix
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ xi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT,
ĐÁ THẢI MỎ THAN TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ ............................ 4
1.1 Tổng quan về đất, đá thải từ các mỏ khai thác than ...................................... 4
1.1.1 Khai thác than và đất đá thải từ các mỏ than - trên thế giới ............................. 4
1.1.2 Khai thác than và thực trạng đất, đá thải từ các mỏ than ở Quảng Ninh, Việt

2.3 Khảo sát, lấy mẫu đại diện và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ, lý, hóa
của đất, đá thải mỏ than Quảng Ninh ................................................................ 41
2.3.1 Lựa chọn bãi thải đại diện ............................................................................. 41
2.3.2 Đặc điểm chung của bãi thải Đông Cao Sơn ................................................. 42
2.3.3 Lấy mẫu đất, đá thải đại diện ........................................................................ 42
2.3.4 Thành phần khoáng hóa của đất, đá bãi thải .................................................. 43
2.3.5 Xác định thành phần hạt ............................................................................... 44
2.3.6 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ bản của đất, đá thải ............................... 45
2.3.7 Nhận xét, đánh giá kết quả thí nghiệm đất, đá thải để sử dụng làm vật liệu xây
dựng nền đường và kết cấu mặt đường .................................................................. 50
2.4 Nghiên cứu đề xuất lựa chọn cấp phối đất, đá thải mỏ than Quảng Ninh
làm vật liệu kết cấu mặt đường ô tô.................................................................... 52
2.4.1 Thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý cấp phối đá nhóm A-ĐCS .................... 52
2.4.2 Thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý cấp phối đá nhóm AB-ĐCS.................. 55
2.5 Nghiên cứu cấp phối đá dăm nhóm A-ĐCS và nhóm AB-ĐCS gia cố xi
măng làm vật liệu trong kết cấu mặt đường ô tô ............................................... 56
2.5.1 Tóm tắt yêu cầu và nội dung nghiên cứu ....................................................... 56
2.5.2 Kế hoạch thí nghiệm ..................................................................................... 57
2.5.3 Chế bị mẫu và thí nghiệm ............................................................................. 59
2.5.4 Kết quả thí nghiệm đối với nhóm A-ĐCS gia cố xi măng ............................. 61
2.5.5 Kết quả thí nghiệm đối với nhóm AB-ĐCS gia cố xi măng ........................... 63
2.5.6 So sánh kết quả thí nghiệm A-ĐCS và AB-ĐCS với tỷ lệ xi măng 4%, 6% .. 67


v
2.5.7 So sánh kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi A-ĐCS và AB-ĐCS .................. 71
2.6 Nhận xét, kết luận chương 2.......................................................................... 72
Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG VỚI KẾT CẤU
MẶT ĐƯỜNG SỬ DỤNG ĐẤT, ĐÁ THẢI MỎ THAN QUẢNG NINH GIA
CỐ XI MĂNG ...................................................................................................... 73

3.7.3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ ép chẻ ........................ 98
3.7.4 Đánh giá chung về đoạn đường thử nghiệm ................................................ 102
3.8 Nhận xét, kết luận chương 3........................................................................ 104
Chương 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG VÀ
PHẠM VI ÁP DỤNG LỚP ĐẤT, ĐÁ THẢI MỎ THAN QUẢNG NINH ...... 106
4.1 Nguyên tắc đề xuất và phạm vi áp dụng kết cấu mặt đường ..................... 107
4.1.1 Nguyên tắc đề xuất kết cấu mặt đường........................................................ 107
4.1.2 Phạm vi áp dụng kết cấu mặt đường ........................................................... 108
4.2 Lựa chọn phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường .................................. 109
4.3 Đề xuất các kết cấu mặt đường ................................................................... 110
4.3.1 Kết cấu mặt đường cho đường giao thông nông thôn .................................. 110
4.3.2 Kết cấu mặt đường cho đường ô tô công cộng ............................................ 112
4.3.3 Kết cấu mặt đường cho đường ô tô cao tốc, đường chịu tải trọng nặng ....... 113
4.3.4 Giải pháp chống nứt phản ánh khi sử dụng lớp móng gia cố xi măng. ......... 114
4.4 Các thông số thiết kế kết cấu mặt đường .................................................... 115
4.4.1 Thông số về tải trọng: ................................................................................. 116
4.4.2 Thông số về nền đường: .............................................................................. 117
4.4.3 Thông số về khí hậu: ................................................................................... 119
4.4.4 Thông số về vật liệu: ................................................................................... 121
4.5 Tính toán kết cấu mặt đường ...................................................................... 127
4.6 Công nghệ sản xuất vật liệu đá thải Quảng Ninh ....................................... 129
4.7 Công nghệ thi công kết cấu mặt đường sử dụng vật liệu đá thải Quảng Ninh
.................................................................................................................... 130
4.8 Nhận xét, kết luận Chương 4 ...................................................................... 131
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 136


vii



: Chỉ số dẻo

CBR

: Chỉ số sức chịu tải California

CPĐD

: Cấp phối đá dăm

CPTN

: Cấp phối thiên nhiên

BTXM

: Bê tông xi măng

BTN

: Bê tông nhựa

GTNT

: Giao thông nông thôn

A – ĐCS

: Cấp phối đá dăm được sản xuất từ vật liệu đất, đá thải

viii
Differ ence

: sự khác biệt

Sumple lize

: số mẫu

Assum ptions

: Trung bình

Residual plots tor Rn

: Biểu đồ phần dư của Rn

Nor mal probillity plot

: Biểu đồ phân phối chuẩn

Residual

: Phần dư

Histogram

: Biểu đồ

Fitted value

Bảng 2.7: Kết quả thí nghiệm cường độ đá gốc ..................................................... 46
Bảng 2.8: Tổng hợp kết quả thí nghiệm xác định độ dẻo ....................................... 48
Bảng 2.9: Kết quả thí nghiệm CBR ....................................................................... 50
Bảng 2.10: Thành phần hạt của cấp phối đá dăm nhóm A-ĐCS ............................. 53
Bảng 2.11: Một số chỉ tiêu cơ lý của cấp phối đá dăm nhóm A-ĐCS ..................... 54
Bảng 2.12: Thành phần hạt của cấp phối đá dăm nhóm AB-ĐCS .......................... 56
Bảng 2.13: Tổng hợp khối lượng các thí nghiệm cần thực hiện nhóm A-ĐCS ....... 57
Bảng 2.14: Tổng hợp khối lượng các thí nghiệm cần thực hiện nhóm AB-ĐCS..... 58
Bảng 2.15: Tổng hợp kết quả thí nghiệm vật liệu A-ĐCS gia cố xi măng .............. 62
Bảng 2.16: Kết quả cường độ nén ở 14 ngày cấp phối AB-ĐCS với các tỷ lệ xi
măng ..................................................................................................................... 63
Bảng 2.17: Kết quả cường độ ép chẻ ở 14 ngày và mô đun đàn hồi cấp phối ABĐCS với các tỷ lệ xi măng ..................................................................................... 64
Bảng 2.18: Số liệu phân tích DoE .......................................................................... 67
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý đất mỏ Minh Quang ........................... 78
Bảng 3.2: Tổng hợp số đo nghiệm thu kích thước hình học đường thử nghiệm ...... 80
Bảng 3.3: Kết quả đo mô đun đàn hồi lớp đất nền K98 .......................................... 81
Bảng 3.4: Kết quả đo kích thước hình học lớp móng ............................................. 83
Bảng 3.5: Tổng hợp kết quả kiểm tra độ chặt lớp móng đường thử nghiệm ........... 84


x
Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả Edh lớp móng đường thử nghiệm .............................. 85
Bảng 3.7: Tổng hợp kết quả kiểm tra độ chặt lớp móng đường vật liệu đá thải ..... 88
Bảng 3.8: Vật liệu thi công lớp láng nhựa mặt đường ............................................ 89
Bảng 3.9: Yêu cầu về kiểm tra nghiệm thu vết nứt lớp CPĐD gia cố xi măng ....... 91
Bảng 3.10: Kết quả cường độ nén mẫu khoan tại hiện trường ................................ 98
Bảng 3.11: Kết quả cường độ ép chẻ mẫu khoan tại hiện trường.......................... 101
Bảng 3.12: Kết quả đo độ bằng phẳng bằng thước 3 mét ..................................... 104
Bảng 4.1: Kết cấu mặt đường cho đường GTNT.................................................. 110
Bảng 4.2: Kết cấu mặt đường cho đường ô tô công cộng ..................................... 112

Hình 1.9: Mặt đường sử dụng đá lát nhiều kích cỡ và đá xô bồ.............................. 15
Hình 1.10: Mặt đường sử dụng đất, đả thải (dạng cấp phối) ................................... 15
Hình 1.11: Đắp nền đường bằng đá thải Gói thầu A8 Cao tốc Hà Nội – Lào Cai ... 17
Hình 1.12: Đắp nền đường bằng đá thải Quốc lộ 1A đoạn Phủ Lý - Cầu Đoan Vĩ . 17
Hình 1.13: Hình ảnh lấy mẫu thí nghiệm tại bãi thải Nam Khe Tam ...................... 20
Hình 1.14: Công trình đường tạm sử dụng đất đá thải - Bãi thải Nam Khe Tam .... 20
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm trong phòng .............................................. 32
Hình 2.2: Biểu thị thành phần các chất kết dính vô cơ trên tọa độ tam giác đều ..... 35
Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc mang điện phức tạp của các hạt sét – keo [29,30] ........... 36
Hình 2.4: Phân bố cường độ đá gốc và giá trị đặc trưng Mẫu 1 .............................. 38
Hình 2.5: Phân tích lựa chọn số mẫu thí nghiệm .................................................... 40
Hình 2.6: Đất, đá thải mỏ Đông Cao Sơn ............................................................... 41
Hình 2.7: Lấy mẫu đất, đá thải đại diện mỏ Đông Cao Sơn.................................... 43
Hình 2.8: Biểu đồ cường độ đá gốc........................................................................ 47
Hình 2.9: Thử nghiệm chỉ tiêu LA trong phòng LAS-XD 72 ................................. 47
Hình 2.10: Biểu đồ LA .......................................................................................... 47
Hình 2.11: Thí nghiệm xác định độ dẻo ................................................................. 48
Hình 2.12: Biểu đồ xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo ................................... 49
Hình 2.13: Thí nghiệm CBR .................................................................................. 49
Hình 2.14: Biểu đồ CBR........................................................................................ 50
Hình 2.15: Biểu đồ CBR của CPDD nhóm A-ĐCS ................................................ 53
Hình 2.16: Biểu đồ xác định hệ số lớp a3 của lớp móng dưới làm bằng vật liệu hạt,


xii
theo các tham số cường độ: mô đun đàn hồi ESB và/ hoặc trị số CBR .................... 55
Hình 2.17: Chuẩn bị hỗn hợp gia cố xi măng ......................................................... 60
Hình 2.18: Chế bị, tháo khuôn và ký hiệu mẫu thử ................................................ 60
Hình 2.19: Thí nghiệm cường độ chịu nén ............................................................. 60
Hình 2.20: Thử nghiệm kiểm tra cường độ chịu nén khi ép chẻ ............................. 61

Hình 3.17: Thi công láng nhựa mặt đường............................................................. 90
Hình 3.18: Sơ họa mặt bằng phạm vi đường thử nghiệm (vẽ lại hình) ................... 93
Hình 3.19: Thi công tạo khe .................................................................................. 93
Hình 3.20: Bảo dưỡng giai đoạn 2 (tưới Nhũ tương) .............................................. 94
Hình 3.21: Hiện tượng nứt trên mặt ....................................................................... 94
Hình 3.22: Sơ họa mặt bằng điểm khoan lấy mẫu .................................................. 97
Hình 3.23: Khoan mẫu thử D150 lớp mặt đường gia cố ......................................... 97
Hình 3.24: Xử lý hoàn thiện mẫu trong phòng thí nghiệm ..................................... 98
Hình 3.25: Kiểm tra và nén mẫu ............................................................................ 98
Hình 3.26: Phương trình hồi quy cường độ nén và tuổi mẫu .................................. 99
Hình 3.27: Thử nghiệm cường độ chịu nén khi ép chẻ ......................................... 100
Hình 3.28: Phương trình hồi quy cường độ ép chẻ và tuổi mẫu ............................ 102
Hình 3.29: Xe chuyển vật tư thi công Giảng đường A3. Trường ĐH CN GTVT .. 103
Hình 3.30: Đường thử nghiệm thời điểm tháng 10/2018 ...................................... 103
Hình 4.1: Sơ đồ nghiên cứu đề xuất các kết cấu mặt đường ................................. 106
Hình 4.2: Trình tự phân tích kết cấu mặt đường ................................................... 116
Hình 4.3: Phân tích thống kê nhiệt độ Quảng Ninh để xác định cấp nhựa PG ...... 120
Hình 4.4: Biểu đồ xác định hệ số lớp a2 của lớp móng trên làm bằng vật liệu gia cố
xi măng, theo các tham số cường độ: Mô đun đàn hồi EBS và/hoặc ...................... 126


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề nghiên cứu
Than là nguồn tài nguyên năng lượng chủ lực ở Việt Nam, đảm bảo nhiên liệu cho
sản xuất công nghiệp quan trọng như sản xuất điện, thép, xi măng, phân bón, xây
dựng và nhiều hoạt động khác góp phần không nhỏ trong công cuộc xây dựng và
phát triển đất nước.
Trữ lượng than nước ta tập trung chủ yếu ở tỉnh Quảng Ninh với tỉ lệ đạt 67%, trong

2
cầu về tận dụng nguyên liệu địa phương và tiết kiệm tài nguyên cho đất nước đảm
bảo yêu cầu phát triển bền vững. Xuất phát từ thực tế đó, NCS đã đề xuất và thực
hiện thành công đề tài nghiên cứu với tên luận án: “Nghiên cứu sử dụng đất đá
thải từ các mỏ than khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh làm đường ô tô”

2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu khảo sát, thí nghiệm trong phòng và hiện trường, tiến hành
phân tích đánh giá và đề xuất khả năng sử dụng đất, đá thải các mỏ than ở khu vực
Cẩm Phả, Quảng Ninh trong xây dựng kết cấu mặt đường ô tô và mặt đường cho
đường GTNT.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: đất, đá thải mỏ than ở khu vực Cẩm Phả, Quảng
Ninh được gia cố với xi măng hoặc không gia cố sử dụng làm lớp vật liệu trong kết
cấu mặt đường ô tô, mặt đường GTNT.
3.2 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu hiện trường đất, đá thải mỏ than ở khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh;
nghiên cứu thử nghiệm trong phòng đất, đá thải mỏ than khu vực Cẩm Phả, Quảng
Ninh và gia cố với xi măng; nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường sử dụng đất, đá
thải mỏ than khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh làm mặt đường ô tô.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1 Ý nghĩa khoa học
Làm rõ được cơ sở khoa học, hiệu quả gia cố xi măng đối với 02 loại cấp phối đề
xuất (A-ĐCS và AB-ĐCS), được sản xuất từ đất đá thải nguyên khai, của bãi thải
Đông Cao Sơn, Cẩm Phả, Quảng Ninh.
Bổ xung, hoàn thiện công nghệ thi công và kiểm soát chất lượng lớp vật liệu cấp
phối AB-ĐCS gia cố xi măng trong xây dựng kết cấu mặt đường ô tô.

 Chương 2: Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng và đề xuất sử dụng đất, đá thải
mỏ than ở khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh làm vật liệu xây dựng kết cấu mặt đường
ô tô.

 Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm hiện trường với kết cấu mặt đường sử dụng
đất, đá thải mỏ than ở khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh gia cố xi măng.
 Chương 4: Nghiên cứu đề xuất một số kết cấu mặt đường và phạm vi áp dụng lớp
đất, đá thải mỏ than ở khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh.
 Phần kết luận và kiến nghị.
5.2 Phụ lục:

 Các kết quả thí nghiệm.

 Các hình ảnh theo dõi hiện trường.


4

Chương 1:
TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT, ĐÁ
THẢI MỎ THAN TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ
1.1 Tổng quan về đất, đá thải từ các mỏ khai thác than
1.1.1 Khai thác than và đất đá thải từ các mỏ than trên thế giới
Cho tới nay than đá vẫn là nguồn năng lượng chủ yếu của loài người. Trữ lượng
than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt. Người ta
ước tính tổng trữ lượng than của cả thế giới là trên 13.000 tỷ tấn, trong đó trữ lượng
có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn. Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến
80% trữ lượng tập trung tại Trung Quốc, Hoa Kỳ, Liên Bang Nga, Ucraina, CHLB
Đức, Ấn Độ, Ôxtrâylia, Ba Lan,...[55]
Than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, lượng than thương mại được

nhiều diện tích bãi chứa đổ thải, gây ô nhiễm không khí, đất và ô nhiễm nguồn
nước, giảm diện tích rừng cũng như diện tích đất sản xuất. Công nghệ khai thác
hầm lò hiện nay cũng sẽ làm mất khoảng 50% trữ lượng, gây lún đất, ô nhiễm nước,
tiêu hao gỗ chống lò và tiềm ẩn tai nạn hầm lò. Công nghệ chế biến và sàng tuyển
than cũng tạo ra bụi và nước thải chứa than, kim loại nặng. Bên cạnh việc hủy hoại
môi trường, việc ô nhiễm do hóa chất cũng ảnh hưởng đến sức khỏe người dân địa
phương.

Hình 1.2: Khai thác than tại Lippendorf, Neukieritzsch, CHLB Đức


6
Trong những yếu tố gây ô nhiễm môi trường do khai thác than gây ra còn phải kể
đến chất thải rắn đặc biệt, đó là lượng đất, đá xít thải rất lớn. Theo tính toán cứ khai
thác 1 tấn than nguyên khai bằng phương pháp lộ thiên sẽ đào xúc đi khoảng 5 - 6
tấn đất, đá xít thải phía trên bể than, như vậy với sản lượng khai thác trên thế giới là
5 tỷ tấn/năm thì lượng đất, đá thải ít nhất 25 - 30 tỷ tấn [63].
Đất đá thải phát sinh nhiều nhất ở Trung Quốc (chiếm 13% trữ lượng than và
khai thác nhiều nhất), sau đó là Hoa Kỳ, Ấn Độ, và các nước Châu Âu. Vấn đề chất
thải rắn phải xúc đổ bỏ phục vụ khai thác than đang là vấn đề phức tạp và gây ra
nhiều thách thức cho các nhà quản lý môi trường của các nước trên thế giới, từ việc
đổ thải đến công tác cải tạo, phục hồi môi trường cho các bãi thải [55].
Những công ty, tập đoàn khai mỏ nói chung ở nhiều nước đã được yêu cầu phải
tuân thủ những quy định về môi trường và phải phục hồi nguyên trạng môi sinh,
khắc phục một số tác động đến môi trường do khai thác khoáng sản gây ra, trong đó
có khai thác than.
1.1.2 Khai thác than và thực trạng đất, đá thải từ các mỏ than ở Quảng Ninh
Việt Nam là nước có tiềm năng về than khoáng các loại. Theo số liệu điều tra đã
được công bố gần đây, than biến chất thấp (lignit - á bitum) được tìm thấy ở phần
lục địa trong bể than sông Hồng tính đến chiều sâu 1700m có tài nguyên trữ lượng

Phả, Quảng Ninh có 16 mỏ và công trường khai thác than lộ thiên hoạt động, sản
lượng than khai thác từ 14-16 triệu tấn/năm, tương ứng khối lượng đất bóc từ 180200 triệu m3/năm. Trong đó, khối lượng đất đá thải của các mỏ Đèo Nai, Cao Sơn,
Cọc Sáu, Khe Chàm II và Đông Đá Mài chiếm trên 94% tổng khối lượng đất đá thải
toàn vùng. Giai đoạn 2013-2020, khối lượng đất đá thải của vùng dự kiến khoảng
1,9 tỷ m3. Cũng theo quy hoạch, vùng Cẩm Phả sẽ hình thành và phát triển 4 bãi
thải lớn: Đông Cao Sơn, Bàng Nâu, Nam Khe Tam và Đông Khe Sim, nhằm phục
vụ cho việc khai thác và đảm bảo vệ sinh môi trường.
Hiện tại, bãi thải lớn nhất vùng Cẩm Phả là bãi thải Đông Cao Sơn (dung tích 295


8
triệu m3) đang được sử dụng cho 3 mỏ lộ thiên: Đèo Nai, Cọc Sáu và Cao Sơn.
Riêng trong giai đoạn 2011 - 2015, khối lượng đất đá thải ở bãi thải Đông Cao Sơn
đã là 509,8 triệu m3, chiếm gần 83% tổng khối lượng đất đá thải của toàn vùng Cẩm
Phả.
1.1.3 Quy mô và thực trạng bãi đổ thải Đông Cao Sơn, Cẩm Phả, Quảng Ninh
Theo thiết kế do Liên Xô lập năm 1980 với tổng diện tích là 280 ha, mức cao đổ
thải cao nhất ở độ cao +255m, dung tích bãi thải là 359,1 triệu m3 và chỉ phục vụ
cho việc đổ thải của mỏ Cao Sơn [22].
Hiện nay khu bãi thải Đông Cao Sơn (Hình 1.4) được phân chia cho các mỏ khai
thác và đổ thải đất đá như hình dưới.

Hình 1.4: Mặt bằng theo quy hoạch bãi thải Đông Cao Sơn
Mỏ Cao Sơn (bao gồm cả Đông Cao Sơn): Mỏ đang tiến hành đổ thải phần phía
Tây và Tây Bắc của bãi thải với các mức cao đổ thải: +155m, +170m, +185m,
+200m, +245m, +275m, +290m. Hướng phát triển bãi thải chủ yếu theo hướng Tây
Bắc.
Mỏ Cọc Sáu: Mỏ đang tiến hành đổ thải phần Đông Bắc của bãi thải với các mức
cao đổ thải: +160m, +175m, +190m, +205m, +225m, +250m, +270m. Hướng phát
triển bãi thải chủ yếu theo hướng Bắc.

đây có cường độ thấp, độ bền cơ học không cao và lẫn trong đó một lượng nhỏ đất
từ bề mặt của tầng đất phủ, ước tính chiếm khoảng 10% tổng số vật liệu thải. Đất đá
thải có nhiều cỡ hạt khác nhau, thay đổi từ dạng hạt bụi đến cát, dăm sạn rồi đến các
loại đá cục và đá tảng.


10

Hình 1.5: Thực trạng vật liệu đất, đá thải tại bãi thải Đông Cao Sơn
Sự phân bố đất đá trong bãi thải nói chung là không đồng đều. Tuy nhiên, do động
năng của các hạt đất đá thải khi rơi xuống từ xe vận chuyển và từ khâu san gạt nên
từ mặt bãi thải xuống độ sâu 1,5m tập trung chủ yếu các loại đá có kích cỡ nhỏ (bụi
lắng, cát, dăm sỏi), tỷ lệ các hạt đá có kích thước nhỏ hơn 15mm ước tính chiếm
khoảng 40 - 50%. Dọc theo sườn dốc trở xuống, tỷ lệ các hạt đá có kích thước nhỏ
giảm dần, đến khoảng giữa sườn dốc của bãi thải tỷ lệ các hạt đá có kích thước hạt
lớn hơn 500mm chiếm khoảng trên 60%. Những tảng đá có đường kính lớn tập
trung ở phía dưới sườn dốc. Khi xuống dưới chân bãi thải các tảng đá to thường lăn
cách chân bãi một khoảng cách nhất định. Khu vực sát chân bãi thường là các loại
đá có kích thước lớn hơn 800mm.
Do quy trình đổ thải là từ trên cao xuống nên đất đá hạt nhỏ thường tập trung ở phía
trên, cỡ hạt lớn tập trung dưới chân bãi thải. Những cỡ hạt rất lớn thường lăn xuống
dưới chân bãi thải và tách xa chân bãi thải nên tạo cho bề mặt sườn bãi thải dạng
lõm (Hình 1.6).

Hình 1.6: Hình ảnh sườn dốc bãi thải Đông Cao Sơn