Đang tải... (xem toàn văn)
Tại vùng than Cẩm Phả, Quảng Ninh hiện nay, hàng năm khai thác khoảng 20÷25 triệu tấn than, đổ thải khoảng 100÷150 triệu m3 đất đá. Với khối lượng đất đá rất lớn hàng năm thì hiện tượng mất ổn định tại các bãi thải ngoài xuất hiện đa dạng và rất nghiêm trọng, điển hình là tại bãi thải Đông Cao Sơn.
Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 60, Kỳ (2019) 121 - 130 121 Đánh giá trạng số bãi thải mỏ lộ thiên khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh đề xuất số giải pháp nâng cao độ ổn định chúng Nguyễn Tam Tính * Cơng ty Cổ phần - Tin học - Công nghệ - Môi trường, Vinacomin, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Q trình: Nhận 10/01/2019 Chấp nhận 20/02/2019 Đăng online 29/04/2019 Tại vùng than Cẩm Phả, Quảng Ninh nay, hàng năm khai thác khoảng 20÷25 triệu than, đổ thải khoảng 100÷150 triệu m3 đất đá Với khối lượng đất đá lớn hàng năm tượng ổn định bãi thải xuất đa dạng nghiêm trọng, điển hình bãi thải Đơng Cao Sơn Sau trận mưa lịch sử tháng tháng năm 2015, nhiều tượng ổn định xảy bãi thải khu vực Nguyên nhân tượng xuất phát từ phương pháp đổ thải không phù hợp, lượng nước chảy vào bãi thải lớn, với thiếu đồng cơng trình bảo vệ bãi thải Để gia tăng ổn định bãi thải này, việc thay đổi phương pháp đổ thải, thông số tầng thải biện pháp gia tăng ổn định cải thiện hệ thống thoát nước đê chắn cần thiết Từ khóa: Bãi thải Mỏ lộ thiên Quảng Ninh Đất đá © 2019 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu Thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh vùng có tiềm lớn khống sản Các cơng trình nghiên cứu vùng 25 mỏ khoáng sản, 22 điểm quặng điểm khống hóa, gổm loại khống sản: than đá, đá vơi, đá silic, sắt, antimony,… Trong đó, than đá loại khống sản có quy mơ lớn trữ lượng chất lượng (Nguyễn Văn Thắng, 2016; Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2016) Tổng khối lượng khai thác than khu vực tính tới năm 2018 khoảng 21 triệu tấn, khối lượng đất đá thải _ *Tác giả liên hệ E - mail: vitetinh@gmail.com toàn ngành lên tới 148 triệu m3, đó, 70% khối lượng nằm bãi thải khu vực thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh (Trung Tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Khai thác Mỏ, 2011) Qua nhiều năm khai thác đổ thải, tình trạng bãi thải vùng có đan xen chồng lấn không gian đổ thải Do không gian đổ thải hạn chế tăng sản lượng đất bóc mỏ nên trình đổ thải bãi thải phức tạp, làm cho công tác lập kế hoạch, quản lý, an toàn lao động bải thải trở nên khó khăn Trong điều kiện đó, nhiều yếu tố khác lượng mưa lớn, hình thức đổ thải khơng hợp lý, chiều cao tầng thải góc dốc lớn, hệ thống đê chắn nước khơng đạt u cầu góp phần gây an tồn cho người thiết bị 122 Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 mỏ tham gia đổ thải gây ổn định cho khu dân cư lân cận Bài báo sâu nghiên cứu đánh giá trạng số bãi thải khu vực thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh nằm địa hình sườn dốc, thung lũng, dạng hỗn hợp sườn dốc thung lũng (Bảng 1), với góc dốc 3÷50 Vị trí bãi thải thể Hình Đặc điểm cơng tác đổ thải bãi thải khu vực Cẩm Phả 2.2 Điều kiện khí hậu 2.1 Vị trí bãi thải Các bãi thải mỏ lộ thiên khu vực Cẩm Phả bao gồm bãi thải (nằm ranh giới khai thác) bãi thải (nằm khai trường kết thúc khai thác) Đa phần bãi thải Thành phố Cẩm Phả nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt Mùa đơng từ tháng 10 đến tháng 3÷4 năm sau, thường chịu ảnh hưởng gió Bắc, Đơng Bắc, tháng từ 3÷4 đợt khoảng từ 5÷7 ngày Mùa hè từ tháng đến tháng 9, chủ yếu gió Nam Đơng Nam Bảng Phân loại bãi thải có khu vực Cẩm Phả TT Bãi thải khu vực Cẩm Phả Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) Một số bãi thải lộ thiên TKV có dạng thung lũng Bãi thải thung lũng dạng khơng hồn chỉnh, điển hình gồm bãi thải: Bãi thải Bàng Nâu, bãi thải Đông Khe Sim; phần bãi thải Nam Khe Tam Bãi thải đổ sườn dốc Bãi thải Cơng ty than Quang Hanh có dạng sườn dốc mấp mô Hầu hết bãi thải mỏ lộ thiên TKV có dạng sườn dốc kết hợp Bãi thải hỗn hợp đổ thung có dạng thung lũng mấp mơ, đặc trưng bãi thải: bãi thải lũng sườn dốc Đông Cao Sơn; phần bãi thải Nam Khe Tam Bãi thải đổ địa hình phẳng Hầu không tồn tại khu vực Cẩm Phả Bãi thải khai trường khu Đặc trưng cho dạng gồm có: Bãi thải moong Lộ Trí, vực kết thúc khai thác moong Nam Lộ Trí, vỉa Chính mỏ than Đèo Nai Bãi thải tạm Bãi thải tạm moong Tả Ngạn (mỏ Cọc Sáu) Loại bãi thải Hình Vị trí, địa hình hình dạng số bãi thải sử dụng mỏ than lộ thiên khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh (ảnh vệ tinh từ Google Earth) Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 123 Tốc độ gió trung bình năm 3÷3,4 m/s Nhiệt độ trung bình khu vực Cẩm Phả nằm khoảng 23÷270C, độ ẩm trung bình đạt 84,6% Lượng bốc trung bình năm 2011÷2018 vùng 60÷100 mm, thay đổi theo mùa Đáng ý, khu vực này, lượng mưa hàng năm tương đối lớn (lên tới 3.552 mm - theo trạm đo Cửa Ông), khác biệt rõ rệt theo mùa Mùa mưa tháng đến tháng 10, chiếm 80 - 90% lượng mưa năm Mưa thường lớn vào tháng 7, hàng năm, trung bình nằm khoảng 400 - 600 mm Tuy nhiên, cuối tháng năm 2015, xảy trận mưa lịch sử lên tới 1400 mm, gấp khoảng ba lần lượng mưa trung bình hàng năm tháng vào năm trước (Hình 2) Hình cho thấy, năm 2011÷2014, lượng mưa hàng năm thay đổi không đáng kể, năm 2015 lượng mưa tăng đột biến Sau 2015, lượng mưa hàng tháng có xu hướng biến đổi khó lường, gây ảnh hưởng lớn tới hoạt động khai thác đổ thải khu vực mặt khu vực chủ yếu xuất phát từ nguồn nước mưa nước tồn đọng chỗ (ao, hồ tự nhiên) Tuy nhiên, bãi thải mỏ than lộ thiên thuộc khu vực Cẩm Phả xây dựng khu vực có cao trình địa hình lớn cao trình nước tự nhiên khu vực nên ảnh hưởng nước mặt dạng tĩnh đến bãi thải không lớn Kết quan trắc nhiều năm cho thấy với mặt tầng hoạt động, tượng đọng nước cục xảy lượng mưa trận mưa Q > 100 mm Ngoài ra, khu vực chịu ảnh hưởng tương đối nước ngầm, đặc biệt có mưa lớn đất đá có hệ số thấm lớn (54,51÷58,48 m/ngày đêm, theo kết thí nghiệm đổ nước thực Công ty CP Công nghệ Tin học Môi trường vào năm 2012) xếp vào loại đất đá thông nước Các loại đất đá tham gia vào cột địa tầng mỏ vùng Cẩm Phả bao gồm lớp phủ Đệ Tứ, cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sết kết, sét than vỉa than (Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam, 2016) Các tiêu lý loại đá tóm tắt Bảng Kết cho thấy loại đá mỏ có độ bền từ trung bình đến cứng cứng Tuy nhiên, sau làm tơi sơ khoan - nổ mìn đổ bãi thải, tính chất lý đá dung trọng, lực dính kết, góc nội ma sát,… bị giảm so với trạng thái nguyên khối Điều ảnh hưởng lớn tới độ ổn định bãi thải thi cơng, đặc biệt điều kiện biến đổi khí hậu Hình Biểu đồ thể lượng mưa theo tháng năm 2011 - 2018 TP Cẩm Phả, Quảng Ninh (trạm đo Cửa Ông) Bảng Tổng hợp tính chất lý tầng phủ Đệ tứ trạng thái tự nhiên (Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2016) 2.3 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, địa chất cơng trình Đất đá thải đất đá bãi thải khu vực có tuổi địa chất thuộc hệ Triats thống thượng bậc Nori - Rêti hệ tầng Hòn Gai (T3n - rhg) chia làm ba phụ hệ tầng, có phụ hệ tầng chứa than Than phân bố theo dạng vỉa với chất lượng tốt, chiều dày góc dốc thay đổi phức tạp Ở tồn nếp uốn chạy theo hướng Tây - Đông, hệ thống khe nứt theo hướng vĩ tuyến, kinh tuyến nhiều hệ thống khe nứt nhỏ khác Điều kiện địa chất thủy văn khu vực bao gồm đặc điểm nước mặt nước ngầm Nước TT Chỉ tiêu Độ ẩm tự nhiên, W Khối lượng thể tích tự nhiên, γ Góc ma sát trong, φ Lực dính kết, C Hệ số nén lún, a Đơn vị Giá trị % 9,05 g/cm3 1,82 độ 26,51 MPa 0,05 cm /kg 0,01 2.4 Đặc điểm công tác đổ thải Hiện nay, mỏ lộ thiên sử dụng hệ thống bãi thải ngồi tận dụng cơng trường khai thác xong làm bãi thải Hầu hết bãi thải thuộc TKV áp dụng phương pháp đổ thải tầng cao, san gạt theo chu vi với thiết bị ô tô kết hợp máy gạt Theo phương pháp này, đất đá dỡ 124 Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 trực tiếp xuống sườn dốc bãi thải hay gần sườn dốc, sau dùng máy gạt đẩy đất đá xuống sườn bãi thải Với mỏ có cung độ vận tải xa, áp dụng vận tải liên tục liên hợp; khâu thải đá giới hóa Đất đá đổ thải chủ yếu vận chuyển từ cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả, với khối lượng hàng năm lên tới khoảng 83÷150 triệu m3 Do khối lượng đổ thải lớn diện tích đổ thải hạn chế, tầng thải bị đổ chồng chéo Tại bãi thải, có nhiều đơn vị đổ thải, gây khó khăn cho cơng tác quản lý kiểm soát ổn định bãi thải Nhằm đảm bảo ổn định, thiết kế chi tiết bãi thải đáp ứng QCVN 04: 2009/BCT, chiều cao tầng thải khơng q 50 m, góc dốc tầng thải nhỏ 400, độ dốc thải 3÷50, hệ số an tồn tính tốn từ thông số đạt 1,3 điều kiện đất đá bão hòa trạng thái tự nhiên (Bảng 4) Kết cho thấy bãi thải ổn định điều kiện tự nhiên lý thuyết Tuy nhiên, chiều cao bãi thải thiết kế lại tương đối lớn, lên tới +300 m thực TT tế, chiều cao tầng thải có nơi lên tới 70 m góc dốc sườn tầng lên tới 400 lớn hơn, góp phần gây nên ổn định chung bãi thải Đánh giá trạng số bãi thải mỏ lộ thiên khu vực thành phố Cẩm Phả 3.1 Đánh giá phương pháp đổ thải Hiện nay, đa phần bãi thải thuộc TKV áp dụng phương pháp đổ thải tầng cao Với phương pháp này, khối lượng san gạt cơng tác xây dựng đường sá không nhiều Đất đá thải sau rơi xuống sườn dốc thường phân tách thành phần hạt theo độ cao, gây tượng phân tách đất đá theo độ cao tầng thải, giảm độ liên kết (độ bền) khối thải, tăng độ lỗ rỗng khả thấm nước đất đá, dễ gây nên sụt lở, xói ngầm có điều kiện thuận lợi Phương pháp đổ thải phù hợp trường hợp tiến hành đổ thải xuống phía thung lũng khai trường mỏ kết thúc khai thác, Bảng Tổng hợp tính chất lý loại đá thải trạng thái nguyên khối (Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin, 2016) Lực dính Tỷ lệ phân Khối lượng thể Cường độ kháng Cường độ kháng Góc nội ma Loại đá kết C bố (%) tích, γ (g/cm3) nén σn (Mpa) kéo σk (Mpa) sát φ (độ) (Mpa) Sét kết 3,4 2,667 28,856 4,597 8,715 31,43 Bột kết 25,4 2,673 48,076 5,659 14,714 33,37 Cát kết 47,7 2,659 99,956 10,902 37,098 34,45 Cuội sạn kết 15,3 2,594 127,313 13,427 43,825 34,4 Bảng Thông số tầng thải theo thiết kế phê duyệt bãi thải lộ thiên khu vực thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh (Công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp - Vinacomin, 2016) Góc dốc Hệ số ổn định Cốt Chiều Chiều Độ dốc sườn Mỏ đổ TT Tên bãi thải cao cao tầng rộng mặt mặt bãi tầng thải ntn nbh (m) thải (m) tầng (m) thải (%) (độ) Bãi thải Bàng Nâu +300 20÷30 20÷50 30÷37 1,67÷1,69 1,50÷1,53 Mỏ Cao Bãi thải Đơng Khe Sim +300 20÷30 20÷50 30÷37 1,46÷1,65 1,32÷1,37 Sơn Nam Khe Tam Mỏ Khe Bãi thải Bàng Nâu +300 20÷30 20÷30 30÷37 3÷5 1,67÷1,69 1,50÷1,53 Chàm II Mỏ Cọc Bãi thải Đơng Cao Sơn +300 20÷30 20÷50 30÷35 3÷5 1,64÷1,78 1,48÷1,60 Sáu Bãi thải Lộ Trí +300 30 30 30÷35 3÷5 Nam Lộ Trí Mỏ Đèo Nai Bãi thải Đơng Khe Sim +300 20÷30 20÷30 30÷35 3÷5 1,46÷1,65 1,32÷1,37 Nam Khe Tam Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 phía khơng tài ngun cơng trình khai thác hầm lò Tuy nhiên, bãi thải ngồi, xung quanh phía bãi thải có cơng trình cơng nghiệp, dân sinh, đặc biệt điều kiện mưa lớn kéo dài, bãi thải đổ thải phương pháp cần phải quan trắc kiểm soát chặt chẽ nhằm đảm bảo ổn định khối thải, tránh gây hậu đáng tiếc 3.2 Đánh giá ổn định số bãi thải 3.2.1 Đánh giá ổn định bãi thải Hầu hết bãi thải mỏ lộ thiên đổ trực tiếp dạng sườn dốc mấp mô (Bảng 1) Tuy nhiên, trình đổ thải mỏ tiến hành từ nhiều năm trước, bãi thải có xu hướng đổ thải phát triển lên cao, đất đá đổ trùm lên địa hình nguyên thủy khu vực Vì vậy, cao trình bãi thải lớn cao trình mực nước tự nhiên Từ đó, nguồn nước chảy vào bãi thải chủ yếu nước mưa phần lượng nước chảy vào từ đá gốc Theo tính tốn ổn định với thông số bãi thải theo thiết kế chiều cao tầng tải, góc dốc sườn tầng, cốt cao độ dốc mặt bãi thải, bãi thải ổn định với hệ số an toàn cao (lớn 1,3) cho trường hợp đất đá trạng thái tự nhiên bão hòa nước Thực tế, tính đến trước tháng năm 2015 bãi thải tương đối ổn định Tuy nhiên, sau trận mưa lịch sử cuối tháng đầu tháng năm 2015 với lượng mưa ngày lớn lên tới 436,8 mm/ngày đêm, nhiều tượng ổn định diễn số bãi thải khu vực Thành phố Cẩm Phả (Bảng 5) Yếu tố thúc đẩy tượng ổn định lượng mưa lớn tập trung thời gian ngắn Đợt mưa, lũ lịch sử năm 2015 kéo dài liên tiếp từ 26/07 đến 05/08/2015 cho thấy, trận mưa lớn thường diễn nối tiếp Tính tốn theo lượng mưa ngày lớn (436,8 mm/ngày đêm) thông số bãi thải cho thấy, lượng nước chảy vào bãi thải lớn lên tới triệu m3/ngày đêm, lớn gấp 3÷10 lần lượng nước chảy vào bãi thải trong, điển hình bãi thải Đơng Cao Sơn (Hình 3) Tại bãi thải ngoài, phương pháp đổ thải, độ liên kết (độ bền) đất đá khối thải bị giảm với độ lỗ rỗng lớn, làm tăng khả thấm nước đất đá Theo kinh nghiệm, với 125 bãi thải đất đá điều kiện độ ẩm tự nhiên có độ dốc 3÷5%, mưa lớn có dòng chảy tràn chiếm khoảng 10% tổng lượng mưa Tuy nhiên, lượng mưa lớn tập trung thời gian ngắn (lớn đạt 436,8 mm/ngày đêm) nhanh chóng bão hòa đất đá, tăng áp lực nước lỗ rỗng, giảm sức bền đất đá khối thải tạo dòng chảy thân khối thải gây xói ngầm Đồng thời, vũng nước đọng xuất mặt tầng thải, sau vũng liên kết với tạo dòng chảy tràn mặt tầng thải mương thoát Bảng Các tượng ổn định xảy số bãi thải sau trận mưa lũ lịch sử tháng 7÷8/2015 (Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin, 2016) TT Tên bãi thải Bãi thải Đông Cao Sơn Bãi thải Bàng Nâu Bãi thải Đơng Khe Sim÷Nam Khe Tam Bãi thải moong Lộ Trí Các tượng ổn định sau đợt mưa 7÷8/2015 Xói lở tầng +60÷+200 m (xói ngầm xói mặt), lũ bùn đá sụt lún lớn (sụt so với mặt địa hình 201 cm) phía Đơng bãi thải Cục chập tầng xói lở số vị trí khiến chiều cao tầng thải lên tới 70 m, đọng nước mặt tầng thải Xói lở sườn tầng bồi lắng chân tầng phần mặt +110 m sườn phía Nam Xói lở nhỏ số vị trí khơng đáng kể Hình Biểu đồ thể lưu lượng nước chảy vào số bãi thải bãi thải ngồi khu vực Cẩm Phả (tính toán theo lượng mưa lớn ngày 26/7/2015: 436,8 mm/ngày đêm) 126 Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 Lượng nước chảy tràn đủ lớn, có khả gây xói lở cục bộ, bồi lắng chân tầng, gây tượng chập tầng thải (Bảng 5, Hình 4÷6), từ làm giảm chiều rộng tầng thải, giảm góc dốc sườn thải số bãi thải thể Bảng Đa phần bãi thải xây dựng theo hình cánh cung lồi nhằm phân tán dòng chảy tràn, giảm xói lở xuất dòng chảy tràn Tuy nhiên, phía Đơng bãi thải Đơng Cao Sơn có số khu vực xây dựng theo hình cánh cung lõm khiến dòng chảy tràn tập trung vào chỗ với lưu lượng lớn phá vỡ hệ thống Hình Hiện trạng xói lở bồi lắng chân tầng bãi thải Bàng Nâu Hình Đọng nước mặt tầng xói bãi thải Đông Khe Sim - Nam Khe Tam (Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, 2016) Bảng Sự thay đổi thông số số bãi thải sau trận mưa tháng - 8/2015 (Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin, 2017) TT Tên bãi thải Bàng Nâu Đông Cao Sơn Bàng Nâu Đông Cao Sơn Đông Khe Sim Nam Khe Tam Bãi thải moong Tả Ngạn Bãi thải moong Lộ Trí Cốt cao (m) +300 +300 +300 +300 Chiều cao tầng Chiều rộng mặt Góc dốc sườn thải (m) tầng (m) tầng (độ) Mỏ đổ thải Trước mưa Sau mưa Trước mưa Sau mưa Trước mưa Sau mưa 30÷50 30÷60 20÷50 20÷50 35÷41 33÷40 Cao Sơn 30÷50 30÷70 30÷50 0÷50 30÷43 30÷43 10÷50 10÷60 20÷40 20÷40 35÷41 33÷40 Khe Chàm II 30÷50 30÷60 30÷60 0÷60 30÷48 30÷48 Cọc Sáu +300 30÷50 30÷70 30÷60 10÷50 32÷39 30÷39 Đèo Nai +135 30÷50 30÷50 15÷30 15÷30 30÷33 29÷33 Mỏ Cọc Sáu +320 20÷50 30÷50 10÷30 10÷30 35÷39 33÷38 Mỏ Đèo Nai Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 thoát nước mặt, chân tầng, gây ngập úng mặt tầng chảy tràn qua sườn tầng theo đất đá thải xuống tầng phía tạo nên dòng xói mặt, xói ngầm xun thủng sườn thải, chân bãi thải bị mở rộng đất đá cỡ hạt nhỏ bị rửa trôi từ mặt tầng sườn tầng Trên sườn tầng thải hình thành rãnh xói nối tiếp nhau, chiều rộng rãnh lên đến hàng chục mét, mặt tầng bị thu hẹp, cá biệt có vị trí xảy lũ bùn đá (Hình 6, Hình 7) Các báo cáo quan trắc dịch động năm từ 2015÷2018 bãi thải Đơng Cao Sơn cho thấy dịch chuyển phức tạp, không đồng phía chân bãi thải với tốc độ dịch chuyển tăng dần từ mm/ngày đêm (2015) lên tới 6.642 mm/ngày đêm (2018) (Công ty CP than Cọc Sáu Vinacomin, 2017, 2018, 2019) Ngoài ra, xuất hiện tượng sụt lún lớn phía Đơng bãi thải với giá trị lớn tăng dần từ - 201 mm (2015) đến - 408 mm (2018) phía Đơng bãi thải (Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin, 2017, 2018, 2019) 127 3.2.2 Đánh giá ổn định bãi thải Như số liệu tính tốn trên, lượng nước chảy vào bãi thải khơng nhiều (Hình 3), dù chiều cao bãi thải tương đối lớn bãi thải moong Lộ Trí xảy tượng xói lở cục (Hình 8) Tại bãi thải moong Tả Ngạn, công tác đổ thải dừng cao trình +153 m (khơng lớn), tồn nước mặt từ cao trình +50 m trở lên thuộc sườn phía Đơng tập trung vào hố bơm trung gian (mức -34 m) mỏ Cọc sáu để cưỡng ngồi với hệ thống nước chung từ moong Thắng Lợi Sườn phía Tây qua mương nước mặt mỏ Đèo Nai Vì vậy, bãi thải không xảy tượng ổn định (Hình 9) 3.3 Đánh giá cơng trình bảo vệ bãi thải Tất bãi thải có hệ thống mương thu nước chân tầng chân bãi thải với đê chắn chân bãi thải Tuy nhiên, hầu hết Hình Hiện tượng xói lở, sạt sườn tầng thải phía Đơng bãi thải Đơng Cao Sơn Hình Lũ bùn tràn qua đường ảnh hưởng đến dân cư phía (Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ Vinacomin, 2016) 128 Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 Hình Xói cục bãi thải moong Lộ trí - Đèo Nai Hình Hiện trạng ổn định bãi thải moong Tả Ngạn tuyến đê với thông số chiều cao, chiều rộng đê hạn chế (rộng m, cao m), thấp quy định chân đê đắp đất kè đá rọ đá thiết kế Các tuyến đê có tính bền vững sức chịu lực kém, khó chống chọi xảy sạt lở bãi thải - Bãi thải Đông Cao Sơn chưa thực xây dựng cơng trình bãi thải theo quy hoạch, bao gồm đập ngăn nước, đê chắn chân bãi thải - Bãi thải Nam Khe Tam÷Đơng Khe Sim khơng có hệ thống đê đập chắn đất đá khu vực gần khu dân cư, vị trí có đê lại khơng bền vững Riêng đập chắn số vốn quan trọng thuộc vị trí xung yếu lại chưa thi cơng, khu vực phía Nam bãi thải chưa trồng xanh - Bãi thải Bàng Nâu thiếu hệ thống xanh phủ bãi thải, cơng trình phục hồi môi trường chưa đầy đủ, hệ thống rãnh thoát nước chân bãi thải chưa đáp ứng yêu cầu - Bãi thải Chính Bắc thiếu đập chắn rọ đá khu vực kho than Giáp Khẩu hệ thống xanh phục hồi môi trường, đoạn kè chắn đất đá có kè đất, gia cố, hệ thống thoát nước tầng đổ thải yếu, không đáp ứng yêu cầu Đặc biệt, bãi thải chưa tạo dòng tách nước, dẫn nước bãi thải nơi thu gom riêng để xử lý mà chảy tràn vào hệ thống sông suối lân cận, dẫn tới ô nhiễm nguồn nước, gây ảnh hưởng sức khỏe người Bên cạnh đó, hệ thống đê chắn đất đá bãi thải sát chân bãi thải, khơng có khoảng cách giảm tốc độ lăn đổ đất, đá Tất bất cập, tồn khiến cho bãi thải TKV chưa đảm bảo an tồn, ln tiềm ẩn xảy cố sạt lở đất đá, nhấn chìm cơng trình phía lân cận, đặc biệt sau trận mưa lớn, kéo dài Đề xuất giải pháp khắc phục Từ đánh giá cho thấy, nguyên nhân tượng ổn định phương pháp đổ thải không phù hợp, lượng mưa Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 129 lớn thời gian ngắn thiếu đồng cơng trình bảo vệ bãi thải Đối với phương pháp đổ thải, giải pháp đề xuất sử dụng phương pháp đổ thải theo lớp thay cho phương pháp đổ thải cao Trong đó, tầng thải đổ theo lớp với chiều dày khơng q 4÷6 m Các lớp phải lu lèn đạt độ chặt yêu cầu trước đổ lớp Phương pháp không giảm phân tách thành phần hạt theo độ cao tầng thải, giảm độ lỗ rỗng thân khối thải, tăng sức kháng cắt đất đá, mà giảm chiều cao khối thải, từ đó, giúp khối thải ổn định Như thảo luận trên, từ sau năm 2015, lượng mưa khu vực Cẩm Phả thay đổi khó lường, gây xói lở, bồi lắng chân tầng Lượng nước theo mương thoát nước chảy thẳng sơng, suối lân cận Tuy nhiên, kích thước hệ thống nước khơng đảm bảo, phân nhánh khu vực thoát nước chưa phù hợp, độ dốc hệ thống nước chưa đảm bảo,… Do đó, để giảm tượng ổn định lượng nước chảy tràn, cần xây dựng nhiều mương nước, phân tán dòng chảy, đồng thời nạo vét, khơi thơng dòng chảy số khu vực suối như: suối khu Vũ Môn, Mông Dương, Khe Chàm, Đá Mài, Lộ Phòng, Hà Khánh, Hà Tu suối khác khu vực thường xuyên Hơn nữa, có đê, đập chắn chân bãi thải, đê, đập chắn có kích thước nhỏ, q gần chân bãi thải lượng đất đá thải trôi xuống lớn đột biến vượt xa so với tính tốn, nên đất đá tràn qua đập trơi xuống phía Do đó, cần tính tốn xây dựng lại hệ thống đê, đập chắn với kích thước vật liệu, kết cấu phù hợp để tránh gây lũ bùn đá xuống khu vực lân cận tầng tương đối lớn Chiều cao bãi thải đạt +300 m chiều cao tầng thải lại lớn (30÷50 m, có lên tới 70 m) Ngồi ra, tầng thải lu lèn kém, gây xuất túi nước thân bãi thải phân tách thành phần hạt theo độ cao sử dụng phương pháp đổ thải Hơn nữa, khu vực lại có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa lớn, tập trung vào mùa hè đặc biệt đợt mưa lũ lịch sử tháng 7÷8 năm 2015 với tần suất cường độ mưa cực lớn, tập trung thời gian ngắn, gây dòng chảy tràn bão hòa lớp đất đá, gây tượng trơi trượt, xói ngầm xói mặt tầng thải Hệ thống thoát nước nhỏ yếu kém, đê chắn đất đá sát chân bãi thải thiếu diện tích xây dựng, không phát huy hiệu ngăn dòng chảy tràn kèm theo đất đá bị trôi, gây lũ bùn đất khu vực lân cận Những tượng ổn định đặc biệt thể rõ bãi thải ngồi Đơng Cao Sơn, Bàng Nâu Do đó, để tăng ổn định bãi thải, báo đề xuất số giải pháp sau: thay phương pháp đổ thải truyền thống đổ thải tầng cao phương pháp đổ thải theo lớp - với chiều dày lớp thải không lớn (dưới 4÷6 m) đầm nén đến độ chặt yêu cầu; xây dựng hệ thống mương thoát nước nhiều hơn, nạo vét sơng suối nhằm tăng phân tán dòng chảy tăng khả thoát nước; xây dựng hệ thống đê, đập chắn vật liệu chắn với chiều cao đủ lớn để ngăn chặn lượng lớn đất đá xảy lũ bùn đá Kết luận Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin, 2017 Báo cáo quan trắc dịch động bãi thải Đông Cao Sơn năm 2016 Hà Nội: Công ty CP than Cọc Sáu Vinacomin Qua đánh giá số bãi thải khu vực thành phố Cẩm Phả cho thấy, bãi thải xuất nhiều tượng ổn định Sự ổn định bãi thải tổng hợp nhiều ngun nhân Do hạn chế diện tích khơng gian đổ thải (khơng có bãi thải xây dựng mới), khối lượng đất đá bóc dỡ ngày nhiều việc gia tăng khối lượng khai thác, đơn vị phải đổ thải chồng chéo, gây khó quản lý kiểm soát ổn định Các bãi thải đa phần xây dựng theo phương pháp đổ thải tầng cao với góc dốc sườn Tài liệu tham khảo Công ty cổ phần tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp - Vinacomin, 2016 Điều chỉnh Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 Hà Nội Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin, 2018 Báo cáo quan trắc dịch động bãi thải Đông Cao Sơn năm 2017 Hà Nội: Công ty CP than Cọc Sáu Vinacomin Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin, 2019 Báo cáo kỹ thuật quan trắc dịch động bãi thải Đông 130 Nguyễn Tam Tính/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (2), 121 - 130 Cao Sơn năm 2018 Hà Nội: Công ty CP than Cọc Sáu - Vinacomin Nguyễn Văn Thắng, 2016 Cấu trúc địa chất vùng Cẩm Phả, Quảng Ninh Thiết kế phương án thăm dò khai thác vỉa V8, V9, V10, V11 đến mức 300 mỏ than Ngã Hai Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam, 2016 Báo cáo tổng hợp kết thăm dò khu Đèo Nai - Cọc Sáu Khe Chàm II - IV Hà Nội Trung Tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Khai thác Mỏ, 2011 Nghiên cứu áp dụng giải pháp khoa học công nghệ thổng hợp bảo vệ môi trường khai thác, sàng tuyển, chế biến, tàng trữ vận chuyển than Hà Nội: Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ - Vinacomin, 2016 Cơng trình: Nghiên cứu độ ổn định, lựa chọn thơng số, trình tự đổ thải, giải pháp nước cơng trình bảo vệ phù hợp với tình hình biến đổi khí hậu bãi thải mỏ than lộ thiên thuộc TKV Hà Nội: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin ABSTRACT Assess current conditions of sereval waste dumps of coal open÷pit mines in Cam Pha, Quang Ninh and propose solutions to increasing their stabilities Tinh Tam Nguyen Vinacomin Informatics, Technology, Environment joint stock company, Vietnam Currently, at coal open - pit mines in Cam Pha, Quang Ninh, about 20÷25 million tons of coal are exploited annually, discharging about 100÷150 million m3 of tailings Along with the large tailings volume, instabilities appear at the external dumping sites with diversity and complexity, especially at Dong Cao Son site After the historically heavy monsoon rain in July and August 2015, many instabilities occurred at the sites These events were triggered by inappropriate disposal method, large amount of water flowing into the dumping sites, along with the incompatibility of protecting structures Thus, to increase the stability of the sites, the substitution of waste disposal method, change of parameters of tailings layers, and measures to increase stability as well as the improvement of drainage systems and dykes are essential ... dốc 3÷50 Vị trí bãi thải thể Hình Đặc điểm công tác đổ thải bãi thải khu vực Cẩm Phả 2.2 Điều kiện khí hậu 2.1 Vị trí bãi thải Các bãi thải mỏ lộ thiên khu vực Cẩm Phả bao gồm bãi thải (nằm ranh... Đánh giá trạng số bãi thải mỏ lộ thiên khu vực thành phố Cẩm Phả 3.1 Đánh giá phương pháp đổ thải Hiện nay, đa phần bãi thải thuộc TKV áp dụng phương pháp đổ thải tầng cao Với phương pháp này,... kiểm soát chặt chẽ nhằm đảm bảo ổn định khối thải, tránh gây hậu đáng tiếc 3.2 Đánh giá ổn định số bãi thải 3.2.1 Đánh giá ổn định bãi thải Hầu hết bãi thải mỏ lộ thiên đổ trực tiếp dạng sườn dốc