BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Nguyễn Thế Báu

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẢI TẠO
PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG MỎ THAN LỘ TRÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Nguyễn Thế Báu

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẢI TẠO
PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG MỎ THAN LỘ TRÍ
Chun ngành: Khoa học Mơi trường
Mã số: 60 - 85 - 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học:

Fax: 04 38727 441

Điện thoại NR: 04 62610250

Email:

DĐ: 0912554437

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:

Thời gian từ:

Nơi học (trường, thành phố):
Ngành học:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian từ: 9/1997 đến 6/2002

Nơi học (trường, thành phố): Đại học Thủy Lợi - Hà Nội
Ngành học: Thủy văn Môi trường
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS)
trong quản lý số liệu tỉnh Nghệ An”.
Ngày và nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 6/2002
Người hướng dẫn: PGS.TS. Lê Văn Nghinh
3. Thạc sĩ:
Hệ đào tạo: Tập trung


V. CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ
- Khơng
XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN

Ngày 03 tháng 03 năm 2011
NGƯỜI KHAI

Nguyễn Thế Báu


-I-

MỤC LỤC
NỘI DUNG

TRANG

LỜI CẢM ƠN

1

MỞ ĐẦU

2

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO , PHỤC HỒI
MÔI TRƯỜNG TRONG KHAI THÁC KHOÁNG SẢN TRÊN THẾ
GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

3


28

2.1. Điều kiện tự nhiên và môi trường

28

2.1.1. Điều kiện về địa lý, địa chất

28

2.1.2. Đặc điểm khí tượng - thủy văn

31

2.1.3. Hiện trạng các thành phần môi trường tự nhiên

41

2.2. Kinh tế - xã hội

54

2.2.1. Điều kiện kinh tế

54

2.2.1. Điều kiện về xã hội

55


60

3.3. Ơ nhiễm khơng khí

61

3.3.1. Bụi

61

3.3.2. Khí độc

62

3.4. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng:

62

3.4.1. Ảnh hưởng đến mơi trường khơng khí

62

3.4.2. Ảnh hưởng đến môi trường đất

65

3.4.3. Ảnh hưởng đến môi trường nước

65

4.2.1. Cải tạo moong khai thác theo từng giai đoạn, từng năm

72

4.2.2. Cải tạo bờ tầng, bãi thải theo từng giai đoạn, từng năm

76

4.2.3. Các hình thức phục hồi khác

77

4.2.4. Tổ chức thi công

78

4.2.5. Các giải pháp để giảm thiểu tác động xấu, phịng ngừa và ứng phó
sự cố mơi trường trong q trình cải tạo và phục hồi mơi trường

80

4.2.6. Kế hoạch phịng ngừa và ứng phó sự cố trogn q trình cải tạo,
phục hồi mơi trường

81

4.3. Các giải pháp kỹ thuật phục hồi đất đai

81



4.4.2.2. Lựa chọn cây Keo Lá Tràm

98

4.5 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG

100

4.5.1. Chương trình quản lý

100

4.5.2. Chương trình giám sát môi trường

102

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

107

TÀI LIỆU THAM KHẢO

109


- IV -

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
SỐ HÌNH

11

Hình 1.7b: Kỹ thuật đổ thải căt ngang thung lũng

12

Hình 1.7c: Kỹ thuật đổ thải sườn đồi

12

Hình 1-7d: Kỹ thuật đổ thải hình núi

13

Hình 1-7e: Kỹ thuật đổ thải chất đống

13

Hình 1-7f: Kỹ thuật đổ thải dạng đê

14

Hình 1.8: Lịch sử thiết kế bãi thải

16

Hình 1.9a: Bãi thải Chính Bắc

24



37

Hình 2.6: Hoa gió trung bình nhiều năm tại trạm Cửa Ông (2000 -2008)

39

Hình 3.1: Sơ đồ hoạt động của khai thác nguồn gây tác động

57

Hình 4.1: Đê bao

73

B
0

B
1

B
2

B
3


-V-


Bảng 2.2b: Nhiệt độ khơng khí các tháng tại trạm Cửa Ơng năm 2008
(oC)

33

Bảng 2.3: Số giờ nắng các tháng năm 2008 tại Cửa Ơng (h)

34

Bảng 2.4a: Lượng mưa tháng trung bình nhiều năm (1961-2008) tại Cửa
Ơng (mm)

34

Bảng 2.4b: Lượng mưa trung bình tháng trong tại Cửa Ông năm 2008

35

Bảng 2.5: Số ngày mưa trung bình tháng năm 2008 tại Cửa Ơng (mm)

36

Bảng 2.6: Lượng mưa ngày lớn nhất từng tháng năm 2008 tại Cửa Ơng

36

Bảng 2.7: Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm tại Cửa Ơng (19612008)

36


Bảng 2.14: Kết quả quan trắc chất lượng nước ngầm (Quý 1 và 3/2009)

48

Bảng 2.15: Kết quả quan trắc chất lượng nước sinh hoạt (Quý 1 và
3/2009)

49

Bảng 2.16a: Kết quả quan trắc chất lượng nước thải mỏ than Lộ Trí
(Quý 1 và 2/2009)

50

Bảng 2.16b: Kết quả quan trắc chất lượng nước thải (Quý 3 và 4/2009)

51

B
4

B
5

B
6

B
7


53

Bảng 2.18: Thang đánh giá đất theo độ pH

53

Bảng 2.19: Thang đánh giá đất theo hàm lượng N tổng số

54

Bảng 2.20: Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong
một số loại đất - Quy chuẩn Việt Nam QCVN 03: 2008/BTNMT

54

Bảng 3.1: Mức phát thải bụi của các quá trình hoạt động khai thác than

61

Bảng 3.2: Tải lượng khí thải phát sinh do sử dụng nhiên liệu của động cơ

62

Bảng 4.1: Kế hoạch triển khai công tác cải tạo phục hồi mơi trường mỏ
than Lộ Trí

78

Bảng 4.2: Tổng hợp các công tác cải tạo, phục hồi môi trường


104

Bảng 4.10: Chi phí giám sát mơi trường

105


-1-

LỜI CẢM ƠN
Đề tài “Đánh giá ô nhiễm và nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo phục hồi
môi trường mỏ than Lộ Trí” khái quát về khai thác than lộ thiên tạo ra các moong ,
bãi thải đất đá làm ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên , cảnh quan, môi trường, thảm
thực vật... Đất đá bãi thải thuộc loại nghèo, thực vật khó phát triển tự nhiên, bề mặt và
sườn bãi thải hiện nay gần như trơ trụi , khơng có thảm thực vật bao phủ , vì vậy vào
mựa mưa thường xảy ra hiện tượng sạt lở , xói mòn đất đá gây bồi lấp khu vực dư ới
chân bãi thải và hệ thống suối thoát nước. Là nguồn phát sinh bụi ảnh hưởng đến các
khu dân cư. Đặc biệt đối với các lộ vỉa than đã và đang khai thác phần lớn nằm trên
các sườn núi, hoạt động khai thác tạo ra các bờ tầng , bãi thải bị bọc lớp thực vật che
phủ tạo nên những mảng màu xám loang lổ , ảnh hưởng xấu tới mỹ quan khi nhìn từ
đường quốc lộ 18 lên. Ngoài ra khai thác lộ thiên trong một thời gian dài cũng đó tác
động xấu đến mơi trường đất, nguồn tài nguyên rừng hệ sinh thái. Để hạn chế và khắc
phục các tác động xấu tới môi trường đối với các khu vực khai thác than Lộ Trí cần
phải nghiên cứu các giải pháp phù hợp nhằm cải tạo, phục hồi mơi trường cho khu
vực. Đề tài được hồn thành tại Trường Đại Học Thủy lợi Hà Nội. Trong suốt quá
trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của
các thầy giáo, cô giáo, của các đồng nghiệp và bạn bè.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo ĐH & SĐH,
Khoa Môi trường, các thầy giáo cô giáo của các bộ môn liên quan của Trường Đại
học Thủy lợi trong suốt thời gian học tập tại trường. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn

q trình khai thác như sập hầm lị, sạt lở bờ khu vực khai thác, hay sạt lở đường
giao thông gây tai nạn,…
Trên thế giới cũng như ở Việt Nam khai thác than luôn là ngành công nghiệp
yêu cầu rất cao về chuyên môn và kỹ thuật từ giai đoạn khảo sát thăm dị đến thiết kế
thi cơng các cơng trình phục vụ khai thác và quản lý trong q trình khai thác than.
Trong đó đặc biệt chú ý đến những tác động mơi trường trong q trình triển khai.
Việt Nam là quốc gia có tiềm năng lớn về tài nguyên than đá, nguồn tài
nguyên này đã được khai thác hàng chục năm với khối lượng lớn phục vụ phát triển
kinh tế, xã hội như phát điện, xuất khẩu,…Than của Việt Nam tập trung nhiều nhất
ở khu vực Đơng Bắc (Quảng Ninh). Hiện chúng ta có hàng chục mỏ than khai thác
tập trung với hai hình thức chủ yếu là hầm và lộ thiên. Dù theo hình thức nào thì
việc khai thác cũng gây ra các vấn đề mơi trường.
Mỏ than Lộ Trí thuộc loại khai thác lộ thiên, tác động môi trường lớn nhất là
phá hoại cảnh quan môi trường, gây ô nhiễm đất và nước từ đó ảnh hưởng đến cuộc
sống của người dân và cơng nhân làm việc trên công trường. Do vây việc phục hồi
môi trường là công việc rất quan trọng, trong luận văn này, tác giả tập trung khảo
sát và nghiên cứu hiện trạng môi trường và các tác động của việc khai thác than tại
mỏ Lộ Trí và trên cơ sở kinh nghiệm xử lý ở một số quốc gia để đưa ra những giải


-3-

pháp khả thi nhằm khôi phục lại môi trường sau khai thác.
Với mục tiêu cơ bản đánh giá đúng hiện trạng môi trường, nguồn gây ô nhiễm
môi trường khu vực mỏ, từ đó nghiên cứu đưa ra các giải pháp khôi phục môi
trường và hệ thống giám sát nhằm bảo vệ và cải thiện điều kiện môi trường khu vực
mỏ than Lộ Trí. Để thực hiện được mục tiêu này, luận văn đã thực hiện các nội
dung chính là khảo sát thực tế để thu thập thông tin số liệu, nghiên cứu một số giải
pháp phục hôi môi trường sau khai thác mỏ than ở CHLB Đức, CH Pháp và một số
khu vực khác nhau trên thế giới và Việt Nam. Đồng thời nghiên cứu đánh giá điều

điều kiện thực tế của Việt Nam. Trong luận văn này tác giả tập trung nghiên cứu
đánh giá một số giải pháp có tính tiên tiên, hiệu quả và dễ áp dụng cho điều kiện
nước ta của Cộng hòa Liên bang Đức (CHLB Đức) và Cộng Hòa Pháp (CH Pháp).
1.1.1. Các giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường trong khai thác than lộ thiên
tại CHLB Đức
Tại các vùng khai thác than nâu đã dừng khai thác ở CHDC Đức (cũ), các mỏ
than nâu được cải tạo và phục hồi nhằm tái sử dụng đất cho các cơ sở cơng nghiệp
mới, thậm chí biến thành bảo tàng vùng than với các thiết bị khai thác cũ để lại thu
hút khách du lịch. Phương pháp phổ biến hiện nay trong cải tạo và phục hồi môi
trường tại CHLB Đức là các bãi thải được san gạt, trồng cây, các moong sau khai
thác hoặc được cải tạo bằng phương pháp đổ bãi thải trong, hoặc được cải tạo thành
hồ chứa nước, hệ thống các hồ nước liên hoàn. Bờ moong được gia cố và trồng cây,
vừa tạo khu dự trữ nước vừa tạo cảnh quan môi trường.


-5-

Hình 1.1: Cải tạo moong sau khai thác than thành địa điểm du lịch tại CHDC Đức
1.1.1.1. Các giải pháp cải tạo và phục hồi mơi trường
A. Quy trình cải tạo và phục hồi môi trường
Việc cải tạo, phục hồi khu vực mỏ khai thác than thường gồm hai giai đoạn
sau đây:
1)- Thiết kế địa mạo và tái tạo mặt đất ổn định: Bao gồm các vấn đề quan trọng
như cải tạo moong, bãi thải, san lấp đất đá theo thiết kế; đảm bảo địa mạo phải
tương thích về mặt thuỷ học với khu vực xung quanh; sườn dốc phải ổn định; và bờ
mỏ sẽ ít bị ảnh hưởng nếu có độ dốc tương tự như các sườn địa hình tự nhiên trong
khu vực.
Trong quá trình thiết kế địa mạo và tái tạo đất, các yếu tố chính cần được quan
tâm là:
(i)- Độ ổn định bờ mỏ: Địa mạo kiểu tầng bậc với sườn ngắn, dốc (góc nghỉ)

- Các lớp cành được trải sát bên nhau trên sườn bãi thải (các cành cây phải được
chôn một phần xuống đất, lớp cành cây dưới phải gối lên lớp trên ít nhất 30 cm).
- Cố định các lớp cành cây bằng dây thép theo chiều đứng cách nhau từ 80 tới
100 cm.
- Gieo hạt cỏ hoặc trồng cỏ, các thực vật phổ biến tại địa phương (gieo tại các
thời điểm thích hợp cho sự phát triển của thực vật).
(2)- Hiệu quả kinh tế của phương pháp: Kỹ thuật này có thể bảo vệ hiệu quả
chống xói mịn do nước ngay sau khi thiết lập, sử dụng các loại cành có thể phát
triển nên duy trì hiệu quả lâu dài, vật liệu khơ và độ thấm cao thì càng tốt cho rễ cây
ăn sâu xuống đất, và có ảnh hưởng xuống sâu bởi số lượng cành cây cắm gần mặt
đất thấp hơn so với phương pháp thi công kết hợp cây bụi/cây thân gỗ.
(3)- Ưu điểm và nhược điểm: Ưu điểm cơ bản là có hiệu quả ngay lập tức sau


-7-

khi xây dựng, mật độ cây dày và hệ rễ chắc chắn đảm bảo tỷ lệ cây sống cao.
Nhược điểm điểm chính của kỹ thuật này là cần khối lượng vật liệu lớn, u
câu số lượng nhân cơng cao.

Hình 1.2: Gia cố sườn bãi thải tại CHLB Đức
b- Phương pháp bố trí của các ơ cỏ bê tơng
Đây là một kỹ thuật khá tiên tiến và cũng được áp dụng rộng rãi không những
chỉ cho ổn định sườn bãi thải trong khai thác than.
(1)- Kỹ thuật che phủ sườn bãi thải bằng các ơ cỏ bê tơng gồm bố trí các ô cỏ
bê tông tại mép sườn dốc, cố định xuống mặt đất bằng đinh và bu-lông (khoảng mỗi
m² một bu-lơng), sau đó phủ đầy các ơ bằng đất mặt hay các loại thực vật. Vật liệu
sử dụng trong thi công kỹ thuật này gồm các ô cỏ bê tông khơng cốt thép, đóng một
bu-lơng hoặc một cọc sắt bê-tơng trên mỗi m², sau đó phủ đầy vật liệu là đất mặt.
(2)- Hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của phương pháp là đạt hiệu quả che phủ rất

mịn khi mưa sẽ lớn. Khả năng xói mịn tăng khi khả năng hút nước của các
vật liệu. rời kém đi.
- Góc nghiêng bãi thải: Độ dốc lớn dẫn đến tốc độ rửa trôi cao, tăng sự tách rời
và dịch chuyển của các hạt trong đất.
- Gió cũng là nguyên nhân ảnh hưởng đến xói mịn bởi các yếu tố như tốc độ
gió (xói mịn bắt đầu diễn ra khi tốc độ gió đạt mức tới hạn nhất định, địa hình
càng bằng phẳng thì tốc độ gió càng lớn); chiều dài bãi thải song song với
hướng gió: khu vực càng dài thì khối lượng dịch chuyển càng lớn và sự xói
mịn càng nhiều, các khu vực nhỏ trồng các loại cây khác nhau sẽ che chở lẫn
nhau.
- Cấu trúc và độ ẩm của bề mặt đất đá: Khi vật liệu bề mặt càng khơ và lỏng thì
càng dễ bị xói mòn, đặc biệt các bề mặt phủ cát dễ bị xói mịn bởi gió.
b- Giải pháp ngăn ngừa bụi, giảm thiểu xói mịn
Giải pháp ngăn ngừa bụi, giảm thiểu xói mòn đất tại các bãi thải là hạn chế sự
rửa trôi, dịch chuyển đất, tạo cấu trúc bền vững tại khu vực. Các biện pháp được áp
dụng trong cải tạo, phục hồi môi trường mỏ như sau:
- Các bãi thải có góc dốc lớn, cần giảm góc dốc tầng thải tạo cấu trúc ổn định
bề mặt.
- Xây dựng đê chắn, tường kè tại sườn, chân bãi thải.
- Thiết lập hệ thống thoát nước chung cho khu vực.


- 10 -

- Tăng độ ẩm mặt đất cho thực vật phát triển tốt.
- Phủ xanh khu vực cải tạo, phục hồi môi trường, trồng xen kẽ các loại cây khác
nhau, tạo ra hệ thực vật phát triển sẽ hạn chế bụi và ngăn ngừa xói mịn đất.

Khơng có thảm thực vật che phủ,
sự bốc hơi kém

Thiết kế bãi thải thường gồm các biện pháp kỹ thuật cụ thể sau đây.
(1)- Đổ thải lấp thung lũng: Biện pháp này thường dùng các vật liệu có sẵn
trong khu vực để lấp đầy thung lũng, bề mặt thường được làm dốc nhằm tránh đọng
nước. Cách làm thường bắt đầu xây dựng từ phía thượng nguồn của thung lũng, sau
đó đổ thải xi dần theo mặt hạ nguồn của thung lũng.

Hình 1.7a: Kỹ thuật đổ thải lấp thung lũng


- 12 -

(2)- Đổ thải cắt ngang thung lũng: Thực hiện biện pháp này bằng cách đổ
thải cắt ngang đáy thung lũng (hình 1-7b). Vùng thượng nguồn thung lũng khơng
được đổ đầy hoàn toàn. Biện pháp này thường được thiết kế nhằm khống chế việc lưu
giữ, hoặc xả dòng nước lũ. Được thiết kế nhằm giữ nước, hoặc được trang bị hệ
thống dẫn nước cho việc tiêu thoát nước, và thường được sử dụng như đập chắn giữ
than cám hoặc bùn thải.

Hình 1.7b: Kỹ thuật đổ thải căt ngang thung lũng
(3)- Đổ thải sườn đồi: Biện pháp này sử dụng cách đổ thải dọc sườn đồi hoặc
thung lũng, không cắt ngang đáy thung lũng. Quá trình thiết kế cần chú trọng đến
vấn đề thốt nước bãi thải.

Hình 1.7c: Kỹ thuật đổ thải sườn đồi


- 13 -

(4)- Đổ thải hình núi: Thực hiện biện pháp này bằng cáh pPhủ thải lên đỉnh
núi (hình 1-7d). Vật liệu thải được đổ dọc theo hai bên sườn sao cho đảm bảo ổn

triển tiếp.
- Đổ thải vào các moong đã khai thác nếu có thể.
(2)- Quản lý mơi trường nước khu vực lựa chọn bãi thải: Nước là thành
phần môi trường, là tài nguyên đặc biệt quan trọng đối với khai thác mỏ than. Để
quản lý tốt môi trường nước cho khu vực bãi thải cần phải nghiên cứu các vấn đề:
- Nghiên cứu thuỷ văn học, kể cả mơ hình nước ngầm .
- Sơ đồ hệ thống thoát nước thuỷ lực, dưới mặt đất trong khu vực vành đai của
bãi thải.
- Nghiên cứu các quy trình thuỷ hố trong hệ thống thốt nước, đảm bảo an
tồn hoạt động.