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

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
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60 - 85 - 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học:

PGS. TS. Lê Đình Thành

Hà Nội - 2011


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ và tên: Nguyễn Thế Báu

Giới tính

: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 14/4/1978

Nơi sinh

: Nghệ An

Quê quán: Nam Đàn - Nghệ An

Dân tộc

: Kinh

Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu : Cán bộ nghiên cứu - Trung tâm
Tư vấn Công nghệ Môi trường - Tổng cục Môi trường.
Chỗ ở hiện nay hoặc địa chỉ liên lạc : Phòng 305A - Khu Tập thể Viện KHCN Mỏ - Ngõ 558
- Nguyễn Văn Cừ - Long Biên - Hà Nội
Điện thoại cơ quan: 04 38727 438-22

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

Thời gian từ: 9/2009 đến 12/2010

Nơi học (trường, thành phố): Đại học Thủy Lợi - Hà Nội
Ngành học: Khoa học Môi trường
Tên luận văn: Đánh giá ô nhiễm và nghiên cứu giải pháp cải tạo phục hồi môi trường

mỏ than Lộ Trí.
Ngày và nơi bảo vệ:
Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Đình Thành


4. Trình độ ngoại ngữ
Ngoại ngữ: Tiếng Anh.
Trình độ: Toefl 450.
5. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp: Không
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Thời gian
6/2002 - 4/2010
5/2010 - nay

Nơi công tác
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-TKV
Trung tâm Tư vấn Công nghệ môi trường

Công việc đảm nhận
Cán bộ nghiên cứu
Cán bộ nghiên cứu

IV. KHEN THƯỞNG VÀ KỶ LUẬT TRONG QUÁ TRÌNH HỌC CAO HỌC
- Không

V. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
- Không
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

1.1. Các giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường sau khi khai thác than lộ
thiên trên thế giới

3

1.1.1. Các giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường trong khai thác than lộ
thiên tại Đức

3

1.1.2. Các giải pháp cải tạo, phục hồi môi trường trong khai thác than lộ
thiên tại Cộng Hòa Pháp

16

1.2. Một số giải pháp đã thực hiện ở Việt Nam

19

1.2.1. Bãi thải Chính Bắc

20

1.2.2. Bãi thải Mông Gioăng

25

Chương 2: HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC MỎ THAN LỘ
TRÍ

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

Chương 3: XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC NGUỒN , DẠNG GÂY Ô
NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA KHU VỰC DO KHAI THÁC THAN

57

3.1. Ô nhiễm nước

58

3.1.1. Nguồn nước thải, nguyên nhân

58

3.1.2. Nước mặt, Nước ngầm (chất lượng, mức độ ô nhiễm)

58

3.2. Ô nhiễm đất

60

3.2.1. Mất đất, Phá vỡ cảnh quan

60


- II -

3.2.2. Chất thải rắn

60

3.3. Ô nhiễm không 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 môi trường không khí

62

3.4.2. Ảnh hưởng đến môi trường đất

65

3.4.3. Ảnh hưởng đến môi trường nước

65

3.4.4. Ảnh hưởng đến tài nguyên sinh vật

65

3.4.5. Ảnh hưởng đến con người

67

Chương 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM CẢI
TẠO VÀ PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG

70

4.1. Cơ sở đề xuất các giải pháp khả thi

70

4.1.1. Nội dung công tác cải tạo phục hồi môi trường

70

4.1.2. Các bước cải tạo phục hồi môi trường

70

4.2. Các giải pháp kỹ thuật phục hồi địa hình

72

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, phòng ngừa và ứng phó
sự cố môi trường trong quá trình cải tạo và phục hồi môi trường

80

4.2.6. Kế hoạch phòng ngừa và ứng phó sự cố trogn quá trình cải tạo,
phục hồi môi trường

81

4.3. Các giải pháp kỹ thuật phục hồi đất đai

81

4.3.1. Đối với đất trống đồi trọc

81

4.3.2. Đối với đất đồng bằng

82

4.3.3. Đối với đất bị ô nhiễm

82

4.4. Các giải pháp kỹ thuật phục hồi thảm thực vật

85

4.4.1 Đặc tính một số loài cây có khả năng cải tạo đất

86

4.4.2 Lựa chọn các giống cây phục vụ công tác phục hồi môi trường

90

4.4.2.1. Lựa chọn cỏ Ventiver

90


- III -

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

TRANG

Hình 1.1: Cải tạo moong sau khai thác than thành địa điểm du lịch tại
CHDC Đức

5

Hình 1.2: Gia cố sườn bãi thải tại CHLB Đức

7

Hình 1.3: Sườn đồi và các ô bê tông rỗng

8

Hình 1.4: Sườn đồi và các ô bê tông đã trồng cỏ

8

Hình 1.5: Khả năng xói mòn bãi thải khi không có thực vật che phủ

10

Hình 1.6: Hạn chế xói mòn đất sau cải tạo phục hồi môi trường mỏ

10

Hình 1.7a: Kỹ thuật đổ thải lấp thung lũng

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

Hình 1.9b: Trồng thử nghiệm cỏ Ventiver trên bãi thải Chính Bắc

24

Hình 2.1: Vị trí mỏ than Lộ Trí

28

Hình 2.2a: Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm các tháng tại Cửa
Ông (1961-2008)

32

Hình 2.2b: Nhiệt độ không khí các tháng năm 2008 tại Cửa Ông

33

Hình 2.3: Số giờ nắng các tháng năm 2008 tại Cửa Ông

34

Hình 2.4a: Lượng mưa tháng trung bình nhiều năm tại Cửa Ông (19612008)

35

Hình 2.4b: Lượng mưa các tháng trong năm 2008 tại Cửa Ông

35

Hình 2-5: Độ ẩm trung bình nhiều năm và độ ẩm nhỏ nhất tại Cửa Ông

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-

Hình 4.2: Các hình ảnh về cây Keo Lá Tràm

100

Hình 4.3: Sơ đồ hệ thống quản lý nhà nước giám sát công tác cải tạo
phục hồi môi trường đối với mỏ than Lộ Trí

100

Hình 4.4: Sơ đồ tổ chức quản lý dự án cải tạo phục hồi môi trường

101


- VI -

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
SỐ BẢNG

TRANG

Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cơ lý của các các loại đá trầm tích chứa than

30

Bảng 2.2a: Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm tại trạm Cửa Ông
năm (1961-2008) (oC)

32

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

33

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

34

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

36

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

36

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

36

Bảng 2.8: Tốc độ gió trung bình các tháng (m/s) tại Cửa Ông (20002008)

37

Bảng 2.9: Số ngày sương mù và tầm nhìn xa các tháng năm 2008

40

Bảng 2.10. Kết quả quan trắc môi trường vi khí hậu

42

Bảng 2.11. Kết quả quan trắc môi trường không khí

43

Bảng 2.12: Kết quả quan trắc môi trường tiếng ồn, mức rung

44

Bảng 2.13a: Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt suối Ngô Quyền
(quý 1 và 2/2009)

46

Bảng 2.13b: Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt suối Ngô Quyền
(quý 3 và 4/2009)

47

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

B
8

B
9

B
0
1

B
1

B
2
1

B
3
1


- VII -

Bảng 2.17a: Kết quả phân tích chất lượng đất (Quý 1 và 2/2009)

52

Bảng 2.17b: Kết quả phân tích chất lượng đất (Quý 3 và 4/2009)

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 môi trường mỏ
than Lộ Trí

78

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

78

Bảng 4.3: Danh mục thiết bị máy móc, nguyên liệu sử dụng

79

Bảng 4.4: Biện pháp khắc phục những tác dộng xấu, sự cố trong giai
đoạn này của quá trình cải tạo

80

Bảng 4.5: Một số loài thực vật sử dụng để xử lý kim loại nặng trong đất

85

Bảng 4.6: So sánh ngưỡng chịu KLN ở cỏ Vetiver và các loại cỏ khác

93

Bảng 4.7: Chương trình quản lý cải tạo, phục hồi môi trường tại mỏ than
Lộ Trí

102

Bảng 4.8: Chương trình quan trắc môi trường

103

Bảng 4.9: Vị trí giám sát chất lượng không khí

104

Bảng 4.10: Chi phí giám sát môi 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 , không 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 môi 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 môi trường cho khu
vực. Đề tài được hoàn 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

sâu sắc tới PGS.TS. Lê Đình Thành, người hướng dẫn khoa học đã rất chân tình
hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn đến các đồng nghiệp, bạn bè đã góp những ý kiến quý
báu cho tác giả trong học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng xin cảm tạ tấm lòng của những người thân yêu trong gia đình, cơ
quan, đã tin tưởng, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn này.
Hà Nội, tháng 03 năm 2011
TÁC GIẢ

Nguyễn Thế Báu


-2-

MỞ ĐẦU
Khai thác tài nguyên là công việc tất yếu của con người nhằm phục vụ các nhu
cầu phát triển kinh tế, xã hội và thỏa mãn điều kiện sống hàng ngày. Trong rất nhiều
loại tài nguyên tồn tại trên trái đất thì tài nguyên khoáng sản có vai trò quan trọng,
trong đó có than đá là tài nguyên không có khả năng tái tạo, có nghĩa là tài nguyên có
hạn khi con người càng khai thác nhiều thì khả năng cạn kiệt và mất đi càng nhiều.
Than đá là một loại nguyên liệu đầu vào cho nhiều ngành công nghiệp, trong
đó có ngành công nghiệp năng lượng. Than đá thường được gọi là nguyên liệu hóa
thạch, nó thường nằm sâu trong lòng đất, muốn khai thác nó phải sử dụng các biện
pháp công trình khác nhau. Thông thường phải đào đường hầm nếu than nằm sâu
trong lòng đất, hoặc phải bóc lớp đất bề mặt trong trường hợp khai thác lộ thiên.
Đây cũng là trường hợp tạo nên chất thải đất đá khổng lồ khi khai thác, gây tác
động lớn đến môi trường như thay đổi điều kiện địa hình và cảnh quan, gây ô nhiễm
không khí, gây tiếng ồn, ô nhiễm đất, ô nhiễm nước và đặc biệt là tàn phá các hệ
sinh thái khu vực khai thác than đá. Đó là chưa kể đến những tai nạn lao động trong

quá trình khai thác như sập hầm lò, 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 dò đến thiết kế
thi công các công trình phục vụ khai thác và quản lý trong quá trình khai thác than.
Trong đó đặc biệt chú ý đến những tác động môi trường trong quá 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 Đông 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 môi 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 công 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

kiện cụ thể của khu vực nghiên cứu về tự nhiên và kinh tế, xã hội.
Bằng việc ứng dụng các phương pháp nghiên cứu khác nhau như kế thừa các
kết quả liên quan, phân tích thống kê tổng hợp, đánh giá tác động môi trường,… tác
giả đã đạt được những kết quả cụ thể trong nghiên cứu để cuối cùng đề xuất được
giải pháp phục hồi môi trường với những thiết kế khá cụ thể và hiệu quả, khả thi.
Nội dung chính của luận văn được thể hiện trong bốn chương như trình bày sau đây.


-4-

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

1.1. TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO, PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG
TRONG KHAI THÁC THAN LỘ THIÊN TRÊN THẾ GIỚI
Hiện nay, than được khai thác nhiều ở các nước Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ,
Nam Phi, Đức, Nga,... với tổng trữ lượng khoảng 984 tỷ tấn toàn thế giới. Than đặc
biệt quan trọng vì chúng chiếm một thị phần rất lớn trong nguồn cung cấp năng
lượng (25% nhu cầu năng lượng thương mại cơ bản toàn cầu; 38% cho nhu cầu sản
xuất điện và 70% cho ngành luyện kim). Hoạt động khai thác, chế biến than nói
chung và khai thác than lộ thiên nói riêng đã phá vỡ cân bằng sinh thái và gây ô
nhiễm môi trường. Vì vậy, cải tạo và phục hồi môi trường sau khai thác than lộ
thiên là một trong những vấn đề cấp bách cần phải được thực hiện nhằm hạn chế
đến mức tối đa các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.
Công việc cải tạo và phục hồi môi trường là một lĩnh vực mới mẻ trong công
tác bảo vệ môi trường ở Việt Nam. Do vậy, việc nghiên cứu, vận dụng, ứng dụng
các thành tựu khoa học, các kinh nghiệm đã có trong công tác cải tạo và phục hồi
môi trường của các nước trên thế giới là rất cần thiết để áp dụng cho phù hợp với

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 công 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 môi 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)

và độ dốc sườn tầng nhỏ (4%) có thể coi là ổn định và có khả năng bền vững hơn
địa mạo thông thường với sườn dốc khoảng 15-18%. Quá trình cải tạo địa mạo cần
khảo sát đánh giá chi tiết đặc tính của đất đá, các vật liệu trên bề mặt để có biện pháp
tối ưu trong việc giảm mức độ xói mòn. Góc tối đa sườn bãi thải và độ dài của sườn
dốc sẽ bảo đảm ổn định ở một khu vực nhất định phụ thuộc vào các thông số cụ thể


-6-

của khu vực đó như đặc tính của đất thải, đất mặt và lượng mưa.
(ii)- Lượng nước thải: Cần xem xét, đánh giá lượng thải nước của các khu vực
xung quanh. Trong trường hợp cần thiết có thể cần tăng lượng thải nước nếu độ dốc
của các sườn tăng lên và có thay đổi bản chất vật liệu bề mặt.
2)- Tái trồng cây, quy hoạch thay đổi mục đích sử dụng đất trên địa mạo đã tái tạo:
Để thực hiện hiệu quả giai đoạn này cần thiết phải xử lý đất và tăng độ màu của
đất, tích tụ chất dinh dưỡng trong đất và xoay vòng sử dụng đất hiệu quả; tiếp theo
là tái trồng cây; chống xói mòn đất và tạo quần thể động vật, tiếp tục duy trì môi
trường sau cải tạo và phục hồi bằng các biện pháp khác nhau.
B. Giải pháp kỹ thuật trong cải tạo phục hồi môi trường mỏ
1). Giải pháp gia cố sườn bãi thải tại CHLB Đức:
Có nhiều giải pháp khác nhau đã được áp dụng có hiệu quả, trong luận văn
này xin nêu một số phương pháp đơn giản, khả thi có thể ứng dụng cho điều kiện
Việt Nam.
a- Phương pháp che phủ bằng thực vật
Phương pháp này sử dụng một lượng lớn các loại thực vật, các loại hạt hay các
bộ phận của thực vật để che phủ sườn bãi thải. Khi sử dụng biện pháp này, sẽ bảo
vệ lớp đất mặt khỏi bị gây hại bởi những tác động cơ học như mưa, mưa đá, gió,
cải thiện độ ẩm và cân bằng nhiệt trong đất, thúc đẩy phát triển các loại cỏ sống
trong đất và trong các lớp không khí sát mặt đất.
(1)- Kỹ thuật che phủ sườn bãi thải bằng thực vật như sau:

- 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 mòn 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 khô 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, yêu
câu số lượng nhân công cao.

Hình 1.2: Gia cố sườn bãi thải tại CHLB Đức
b- Phương pháp bố trí của các ô cỏ bê tông
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 ô cỏ bê tông 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-lông), sau đó phủ đầy các ô bằng đất mặt hay các loại thực vật. Vật liệu
sử dụng trong thi công kỹ thuật này gồm các ô cỏ bê tông không cốt thép, đóng một
bu-lông hoặc một cọc sắt bê-tông 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

tốt và lâu dài, mỗi loại ô cỏ khác nhau có mức độ thành công khác nhau.
(3)- Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp: Ưu điểm cơ bản là ổn định
ngay, sử dụng các ô cỏ làm sẵn. Còn nhược điểm chính là chỉ có thể áp dụng với vài
loại đá, chi phí khá cao. Tuy nhiên phạm vi ứng dụng của phương pháp này khá rộng


-8-

cho các phần sườn dốc không ổn định khác nhau và cả cho bảo vệ các bờ sông, hồ.

Hình 1.3: Sườn đồi và các ô bê tông rỗng

Hình 1.4: Sườn đồi và các ô bê tông đã trồng cỏ


-9-

2). Giải pháp ngăn ngừa bụi, giảm thiểu xói mòn
Đối với các mỏ khai thác than, ngoài vấn đề đảm bảo chống sạt lở, khôi phục
đất đai thì xói mòn, ô nhiễm không khí do các nguyên nhân khác nhau cũng rất
quan trọng. Thực tế ở CHLB Đức đã có những giải pháp hiệu quả cho khắc phục
các vấn đề này.
a- Các nguyên nhân dẫn đến xói mòn tại các bãi thải: Xói mòn ở các bãi thải
của mỏ khai thác than chủ yếu do dòng chảy nước mặt và phụ thuộc vào đặc tính
của đất, đá và điều kiện địa hình cũng như các yếu tố khí tượng khác ở khu vực bãi
thải, cụ thể:
- Các đặc tính của mưa như động năng mưa, cường độ mưa ảnh hưởng rất lớn
đến xói mòn bề mặt.
- Ngoài ra đặc tính bề mặt bãi thải thành phần đất đá cũng quyết định mức độ
xói mòn. Đối với khu vực ít đất sét, chất hữu cơ và đá tảng thì mức độ xói

mòn khi mưa sẽ lớn. Khả năng xói mòn 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 mòn bởi các yếu tố như tốc độ
gió (xói mòn 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
mòn 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 khô và lỏng thì
càng dễ bị xói mòn, đặc biệt các bề mặt phủ cát dễ bị xói mòn bởi gió.
b- Giải pháp ngăn ngừa bụi, giảm thiểu xói mòn
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 mòn đất.

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

Rửa trôi bề mặt đáng kể

Thoát nước kém

Hình 1.5: Khả năng xói mòn bãi thải khi không có thực vật che phủ

Cây cối phát triển tốt, bay
hơi nhiều

Rửa trôi bề mặt ít

Thoát nước tốt
Hình 1.6: Hạn chế xói mòn đất sau cải tạo phục hồi môi trường mỏ


- 11 -

1.1.1.2. Quản lý môi trường và đổ thải trong khai thác than tại CHLB Đức
Ngoài các giải pháp công trình thường dùng để phục hồi môi trường như đã
nêu trên, ở CHLB Đức còn áp dụng quản lý môi trường mỏ, đây là một giải pháp
quan trọng mang tính toàn diện và có hiệu quả, quản lý môi trường mỏ bao gồm:
(1)- Lập các thiết kế địa mạo thích hợp cho khu vực khai thác.
(2)- Tạo ra những địa mạo sẽ thay đổi theo hướng có thể dự báo được, theo
các nguyên tắc thiết kế đã định.
(3)- Thiết lập các hệ sinh thái bền vững thích hợp.
a- Thành phần chất thải mỏ
Chất thải khu mỏ than thường có nguồn gốc từ đá thải từ khai thác than lộ
thiên, đá xít thải từ quá trình sàng tuyển than. Thành phần đất đá thải thường là các
loại đất nghèo dinh dưỡng, cuội sỏi, hoặc đá tảng lẫn với đá vụn.
b- Các biện pháp thiết kế bãi thải:

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 xuôi 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 không
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 thoát 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

định không gây sạt lở.

Hình 1.7d: Kỹ thuật đổ thải hình núi
(5)- Đổ thải chất đống:
Biện pháp này được thực hiện bằng việc xây dựng và đổ thải chất đống trên
địa hình gần như bằng phẳng, thường được áp dụng cho đổ thải các vật liệu thô và
đồng nhất được thải ra từ mỏ.

Hình 1.7e: Kỹ thuật đổ thải chất đống
(6)- Đổ thải dạng đê: Bãi thải theo giải pháp này thường được xây dựng trên
địa hình gần như bằng phẳng, đê bao loại này thường chứa chất thải mỏ hạt mịn
hoặc hạt thô. Chất thải hạt mịn được ngăn giữ bởi chất thải hạt thô trong bãi thải
loại này.


- 14 -

Hình 1.7f: Kỹ thuật đổ thải dạng đê
c- Các vấn đề trong quy hoạch một bãi thải mới
Khi quy hoạch một bãi thải mới (thường cho mỏ mới hoặc trường hợp mỏ
đang khai thác cần thêm bãi thải mới để đáp ứng nhu cầu chất thải), cần quan tâm
giải quyết các vấn đề sau:
(1)- Lựa chọn địa điểm: Quá trình lựa chọn đỉa điểm cho bãi thải cần chú ý
nghiên cứu các vấn đề sau:
- Tính toán các ranh giới đất và các đặc tính tự nhiên khu vực dự kiến chọn làm
bãi thải.
- Địa điểm chọn không xâm phạm đến các nguồn nước đầu nguồn và hệ thống
thoát nước mặt trong vùng.
- Bố trí bãi thải lẫn vào các đồi tự nhiên nếu có thể.
- Địa điểm lựa chọn không nên nằm trong bất cứ khu vực nào có khả năng phát

triển tiếp.
- Đổ thải vào các moong đã khai thác nếu có thể.
(2)- Quản lý môi 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 mô 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 hoá trong hệ thống thoát nước, đảm bảo an
toàn hoạt động.