Sổ tay hướng dẫn: Quy trình thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý an toàn các hồ thải quặng đuôi
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.9 MB, 80 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
MỎ - LUYỆN KIM
CỤC KỸ THUẬT AN TOÀN
VÀ MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHIỆP
SỔ TAY HƯỚNG DẪN
QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG,
VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN
CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
NHÀ XUẤT BẢN THANH NIÊN
Hà Nội, 2017
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
2
Từ viết tắt
Nghĩa đầy đủ
AMD
Acide Mine Drainage - Dòng thải axit mỏ
BVMT
Bảo vệ môi trường
CTCP
Công ty Cổ phần
CTPHMT
Cải tạo phục hồi môi trường
CTR
Chất thải rắn
ICME
International Council on Metals and the Environment - Hội đồng
quốc tế về Kim loại và Môi trường
ICOLD
International Commission On Large Dams - Ủy ban Quốc tế về
đập lớn
KLN
Kim loại nặng
KTCBKS
Khai thác và chế biến khoáng sản
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
TNHH MTV
Trách nhiệm hữu hạn một thành viên
TNMT
Tài nguyên và Môi trường
TSF
Tailling Storage Facilities - Hệ thống lưu giữ quặng đuôi (hay TSF),
bao gồm hồ chứa và các đập ngăn
UNEP
United Nations Environment Programme - Chương trình môi
trường Liên Hợp Quốc
USGS
United State Geological Survey - Tổ chức khoa học về Khảo sát địa
chất Mỹ ()
WAD-CN
Weak Acid Dissociable Cyanide - Xyanua phân ly trong axit yếu
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
MỤC LỤC
MỤC LỤC BẢNG BIỂU
MỤC LỤC HÌNH
LỜI NÓI ĐẦU
1. Bối cảnh
2. Mục tiêu và phạm vi
CHƯƠNG I: QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỒ THẢI
QUẶNG ĐUÔI ĐẢM BẢO AN TOÀN MÔI TRƯỜNG
1.1. Quy trình thiết kế an toàn hệ thống hồ thải quặng đuôi
1.2. Quy hoạch, lựa chọn vị trí xây dựng hệ thống hồ thải
quặng đuôi
1.2.1. Xác định phương pháp lưu trữ quặng đuôi
1.2.2. Lựa chọn vị trí xây dựng hồ thải
1.2.3. Phân tích các điều kiện thủy văn và thủy lực
1.2.4. Khảo sát địa kỹ thuật khu vực xây dựng hồ thải
1.3. Quy trình thiết kế, lựa chọn loại hình, vị trí và kết cấu
công trình hồ đập thải với các công nghệ thải quặng đuôi
khác nhau
3
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
1.3.1. Xác định đặc tính quặng đuôi và thông tin cấu trúc hồ
thải
1.3.2. Xác định kỹ thuật thải quặng đuôi
1.3.3. Kỹ thuật thiết kế đập thải
CHƯƠNG II: VẬN HÀNH, QUẢN LÝ, KIỂM TRA VÀ GIÁM SÁT
AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
2.1. Quy trình quản lý an toàn hệ thống hồ thải quặng đuôi.
2.2. Quy trình vận hành hệ thống hồ thải quặng đuôi
2.2.1. Nguyên tắc vận hành chung
2.2.2. Đánh giá khả năng xảy ra rủi ro/sự cố
2.2.3. Vận hành hệ thống
2.2.4. Xây dựng và duy trì bộ dữ liệu về hồ thải
2.2.5. Cải tạo phục hồi môi trường
2.3. Kế hoạch bảo trì hệ thống hồ thải quặng đuôi
2.3.1. Những kết cấu, bộ phận cần được lưu ý khi duy tu
bảo trì
2.3.2. Xây dựng quy trình bảo trì
2.4. Quy trình vận hành hệ thống quan trắc môi trường và an
toàn hồ thải quặng đuôi
2.5. Hệ thống khung tổ chức và trách nhiệm thực hiện quy
trình điều tiết, vận hành hệ thống hồ thải quặng đuôi và
phòng chống, ứng phó sự cố khẩn cấp
4
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
2.5.1. Tổ chức đơn vị chịu trách nhiệm thực hiện quy trình điều
tiết, vận hành và ứng phó sự cố khẩn cấp
2.5.2. Trách nhiệm thực hiện EPP
2.6. Quy trình và nội dung kiểm tra, giám sát an toàn môi
trường các đập hồ thải quặng đuôi
2.6.1. Nội dung quản lý an toàn đập
2.6.2. Nội dung kiểm tra, giám sát an toàn hồ thải
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG VÀ PHÊ DUYỆT KẾ HOẠCH ỨNG
PHÓ CÁC SỰ CỐ, RỦI RO TỪ CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
3.1. Nội dung của kế hoạch phòng ngừa và ứng phó sự cố
khẩn cấp từ các hồ thải quặng đuôi
3.2. Hướng dẫn đánh giá và phân loại các trường hợp sự cố
khẩn cấp từ các hồ thải quặng đuôi
3.2.1. Mức độ rủi ro và phân loại TSF
3.2.2. Nhận diện các rủi ro, sự cố đối với đập hồ thải quặng
đuôi
3.2.3. Đánh giá rủi ro và sự cố khẩn cấp từ hồ đập thải quặng
đuôi
3.3. Xây dựng các kịch bản xảy ra sự cố của hệ thống hồ thải
quặng đuôi
3.4. Xây dựng kế hoạch phòng ngừa các rủi ro, sự cố có thể
xảy ra từ các hồ thải quặng đuôi
3.4.1. Giải pháp liên quan quản lý TSF
3.4.2. Dự báo tình trạng đập bằng mô hình
5
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
3.5. Xây dựng quy trình và kế hoạch ứng phó sự cố hồ đập
(EPP)
3.5.1. Khái niệm về EPP
3.5.2. Mục đích của EPP
3.5.3. Xây dựng kế hoạch ứng phó khẩn cấp
TÀI LIỆU THAM KHẢO
6
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các trường thông tin dữ liệu hồ thải
Bảng 2.2. Nội dung kiểm tra, giám sát sự cố hồ thải quặng đuôi
Bảng 3.1. Phân loại nhóm TSF theo độ cao và mức độ rủi ro
Bảng 3.2. Phân loại mức độ rủi ro tại các TSF
Bảng 3.3. Nhận diện các rủi ro trong quá trình hoạt động,
đóng cửa mỏ và CTPHMT tại các TSF
Bảng 3.4. Đề xuất thang điểm đánh giá
khả năng xảy ra rủi ro của các TSF
Bảng 3.5. Đề xuất thang điểm đánh giá mức độ thiệt hại do các TSF gây ra
Bảng 3.6. Ma trận thang điểm rủi ro
Bảng 3.7. Đề xuất thang điểm đánh giá mức độ rủi ro của TSF
Bảng 3.8. Các yêu cầu trong quản lý rủi ro và sự cố từ các TSF
7
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Lưu trữ quặng đuôi trên mặt đất
Hình 1.2. Lưu trữ quặng đuôi trong các moong đã kết thúc khai thác
Hình 1.3. Dòng chất thải sông Jaba, đảo Bougainville, Papua New Guinea
Hình 1.4. Trường hợp 1: Hồ hoạt động bình thường và mặt nước cách xa thân đập
Hình 1.5. Trường hợp 2, 3: Hồ hoạt động bình thường so với thân đập có hoạt
động của dòng ở thượng nguồn hoặc không có dòng ở thượng nguồn
Hình 1.6. Phương pháp đắp ngược
Hình 1.7. Phương pháp đắp xuôi
Hình 1.8. Phương pháp đắp trung tâm
Hình 2.1. Sơ đồ quản lý theo vòng đời TSF
Hình 2.2. Mô hình kỹ thuật CTPHMT điển hình
8
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
LỜI NÓI ĐẦU
T
rong những năm gần đây, các sự cố vỡ đập của hồ lưu giữ quặng
đuôi (TSF) đã liên tiếp xảy ra, gây ra những tổn thất nặng nề
về kinh tế và môi trường. Hầu hết nguyên nhân của các sự cố
TSF từ các cơ sở chế biến khoáng sản xuất phát từ các sai sót trong quá
trình thiết kế, xây dựng, quản lý, giám sát hồ/đập thải và các biến đổi
bất thường của khí hậu.
Về mặt đầu tư, do hạn chế và/hoặc tiết kiệm kinh phí xây dựng
nên các hạng mục công trình của hồ thải không được đầu tư xây
dựng đầy đủ và có độ kiên cố cần thiết. Một số hồ thải thiết kế công
suất nhỏ nhưng quặng đuôi thải lại quá lớn, do đó khi có mưa lớn
kéo dài sẽ gây vỡ hoặc tràn đập. Đa số các TSF không có hệ thống
giám sát mực nước và quan trắc liên tục về môi trường và dịch động
của hồ để có thể điều chỉnh chế độ thải hoặc gia cố những vết nứt.
Về mặt khảo sát thiết kế, việc hạn chế các tài liệu về khí tượng
thủy văn, địa hình địa chất cũng như các phương pháp tính toán dẫn
đến việc các hồ sơ thiết kế không sát với thực tế, chưa đảm bảo mức
độ an toàn.
Về mặt xây dựng, do thiết bị xây dựng thiếu, kỹ thuật xây dựng
lạc hậu, các TSF được xây dựng bằng thủ công dẫn đến chất lượng
xây dựng không bảo đảm. Rất nhiều đập bị thấm do vật liệu không
đảm bảo chất lượng, nền hồ không được xử lý, kỹ thuật đắp không
đạt yêu cầu.
Về quản lý, vận hành, kiểm tra và giám sát hồ thải: Hiện nay
ở Việt Nam chưa có một văn bản pháp lý nào quy định về quản lý
an toàn TSF. Các văn bản chủ yếu là các quy định trên góc độ môi
9
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
trường về quản lý chất thải rắn và môi trường xung quanh khu vực
lưu trữ chất thải rắn như nước thải, khí thải, đất quy định trong Luật
Bảo vệ môi trường và các văn bản dưới luật; các tiêu chuẩn thiết kế
bãi chôn lấp chất thải rắn, chất thải nguy hại. Do chưa có bất cứ một
văn bản, tiêu chuẩn, quy chuẩn, hướng dẫn kỹ thuật nào quy định về
vị trí, thiết kế, xây dựng và vận hành TSF nên các các địa phương và
doanh nghiệp thường sử dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật áp
dụng cho các hồ chứa nước thủy lợi và đập chứa nước. Việc này dẫn
đến những khó khăn trong công tác quản lý của các cơ quan quản lý
Nhà nước, cũng như việc thực hiện của các doanh nghiệp.
Do vậy, Viện Khoa học và Công nghệ mỏ - Luyện kim đã chủ trì,
phối hợp với Cục Kỹ thuật an toàn và Môi trường công nghiệp, Bộ
Công Thương biên soạn “Sổ tay hướng dẫn quy trình thiết kế, xây
dựng, vận hành và quản lý an toàn các hồ thải quặng đuôi”. Đây
sẽ là tài liệu hướng dẫn hữu ích cho các nhà quản lý và doanh nghiệp
trong công tác quản lý hồ thải quặng đuôi.
Ban biên tập cảm ơn sâu sắc tới các cơ quan, đơn vị thuộc Bộ
Công Thương, các nhà quản lý, các chuyên gia đã hỗ trợ và tham
gia góp ý để hoàn thành nội dung cuốn Sổ tay này. Trong lần xuất
bản đầu tiên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, Ban biên tập rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành và quý báu từ
phía người đọc để tài liệu được hoàn thiện hơn trong lần tái bản sau.
Ban biên tập
10
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
CHƯƠNG I:
QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG
HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
ĐẢM BẢO AN TOÀN MÔI TRƯỜNG
11
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
1.1. Quy trình thiết kế an toàn hệ thống hồ thải quặng đuôi
Quy trình thiết kế hệ thống hồ thải quặng đuôi bao gồm (nhưng
không giới hạn) các bước sau đây:
1. Nghiên cứu công nghệ tuyển khoáng và xác định phương
pháp lưu trữ quặng đuôi;
2. Lựa chọn vị trí xây dựng hồ thải;
3. Phân tích các điều kiện thủy văn và thủy lực;
4. Khảo sát địa kỹ thuật khu vực xây dựng hồ thải;
5. Xác định đặc tính quặng đuôi và thông tin cấu trúc hồ thải;
6. Xác định kỹ thuật thải quặng đuôi;
7. Tiến hành các bước thiết kế kỹ thuật.
Các yếu tố quản lý quan trọng trong giai đoạn thiết kế cần chú ý:
- Các phương pháp thải quặng đuôi phải được xem xét và tích hợp trong
quá trình lập kế hoạch và lịch trình hoạt động của mỏ.
- Vị trí của các TSF được lựa chọn phải tránh gây ô nhiễm nguồn tài
nguyên nước và/hoặc khoáng sản.
- Xem xét mức độ có sẵn của các vật liệu xây dựng đập và vật liệu phủ bề
mặt khu vực TSF (sau khi kết thúc thải bỏ).
- Đặc điểm địa hóa của quặng đuôi để đánh giá tiềm năng hình thành
dòng thải axit và khả năng giải phóng kim loại nặng trong suốt quá
trình hoạt động và sau khi đóng cửa mỏ.
- Việc lựa chọn vị trí xây dựng và hình thức xây dựng đập cần xét đến mức
độ rủi ro địa hóa được nghiên cứu trong giai đoạn tiền khả thi của dự
án khai thác mỏ.
- Đưa ra các yêu cầu về quản lý quặng đuôi và nước thải tại các nhà máy
chế biến.
- Một số loại quặng đuôi có chứa các khoáng vật có giá trị, vì vậy có thể
xem xét phương án lưu trữ tạm thời cho đến khi có thể thu hồi. Tuy
nhiên, không nên lợi dụng để lưu giữ chất thải không ổn định hoặc kéo
dài thời gian phản ứng địa hóa.
12
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
1.2. Quy hoạch, lựa chọn vị trí xây dựng hệ thống hồ thải
quặng đuôi
1.2.1. Xác định phương pháp lưu trữ quặng đuôi
Trước khi tiến hành thiết kế và xây dựng hồ thải quặng đuôi, phải
xác định phương pháp lưu trữ quặng đuôi sẽ áp dụng để có phương
án thiết kế phù hợp. Có thể sử dụng các phương pháp sau đây để lưu
trữ quặng đuôi:
1/. Lưu trữ quặng đuôi trên mặt đất
Lưu trữ quặng đuôi trên mặt đất bằng cách xây dựng đập để lưu
giữ quặng đuôi. Việc đắp đập trên mặt đất để thải quặng đuôi là một
phương pháp thải có nhiều ưu điểm. Ưu điểm vượt trội của phương
pháp này là có thể dễ dàng thực hiện các biện pháp kiểm soát, quan
trắc ô nhiễm và có thể thực hiện việc khai thác tận thu lại quặng đuôi
trong tương lai khi các điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho phép.
Hình 1.1. Lưu trữ quặng đuôi trên mặt đất
13
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
2/. Lưu trữ trong các moong lộ thiên
Là quá trình đưa quặng đuôi vào san lấp các moong lộ thiên đã
kết thúc khai thác. Ưu điểm của giải pháp này là không mất chi phí
thiết kế, xây dựng, vận hành TSF và các rủi ro do đập quặng đuôi
gây ra. Tuy nhiên, việc lưu trữ bằng phương pháp này có thể sẽ gây
ô nhiễm nguồn nước ngầm.
Hình 1.2. Lưu trữ quặng đuôi trong các moong đã kết thúc khai thác
3/. Lưu trữ quặng đuôi trong lòng đất
Theo phương pháp này, quặng đuôi thường được lưu trữ vào các
các moong khai thác hầm lò. Thông thường quặng đuôi được trộn
với một chất kết dính, thường là xi măng sau đó được bơm vào các
moong khai thác hầm lò.
Ưu điểm:
- Ngăn chặn sự xáo trộn bề mặt, các vấn đề liên quan đến bụi, ngập
lụt, ô nhiễm nước mặt, v.v.;
- Các trụ và hệ thống chống đỡ của mỏ hầm lò có thể được lấy ra
để hỗ trợ các mỏ khác;
- Giảm thiểu rủi ro sụt lún do áp lực;
14
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
- Nhờ có chất kết dính nên giảm thiểu ô nhiễm nước ngầm;
- Giảm tốc độ oxy hóa chất thải có chứa sunfua, ngăn chặn sự hình
thành dòng axit mỏ;
Nhược điểm:
- Chi phí cao do sử dụng chất kết dính;
- Quặng đuôi cần được khử nước trước khi thải;
- Cần sử dụng máy bơm có chi phí cao, áp lực lớn do mật độ chất
thải cao;
- Rủi ro do sự hóa lỏng của quặng đuôi thải nếu mức độ bão hòa
cao hay do xuất hiện rung động địa chấn;
- Rò rỉ nước thải vào nguồn nước ngầm gây ô nhiễm nước ngầm;
- Có thể gây thất thoát tài nguyên quặng nghèo.
4/. Thải vào các lưu vực (sông, hồ, biển)
Phương pháp này được sử dụng khi yếu tố địa hình không thuận
lợi, hoạt động địa chấn cao, quỹ đất hạn hẹp, nơi có độ dốc không ổn
định và có tiềm năng rủi ro cao không thích hợp trong xây dựng đập.
Hình 1.3. Dòng chất thải sông Jaba, đảo Bougainville, Papua New Guinea
1.2.2. Lựa chọn vị trí xây dựng hồ thải
Lựa chọn vị trí TSF phải cân nhắc cẩn thận các tác động của
TSF đến cơ sở hạ tầng và môi trường xung quanh. Đặc biệt là trong
15
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
trường hợp xảy ra sự cố đập. Các yếu tố cần được xem xét khi lựa
chọn vị trí TSF như sau:
- Độ thấm nước của vật liệu địa chất nền;
- Ảnh hưởng của các dòng chảy tự nhiên vào khu vực TSF nên ở
mức tối thiểu;
- Khoảng cách tới hệ thống sông suối và tác động tiềm tàng do lũ lụt;
- Khoảng cách tới các cơ sở hạ tầng mỏ, các trung tâm dân cư, các
khu mỏ đang hoạt động (đặc biệt là các vực nước ngầm);
- Giao thông thuận lợi cho công tác cứu hộ.
Các thông tin cần phải được thu thập trong giai đoạn này bao gồm:
-- Vị trí hồ thải (bao gồm cả mô tả chi tiết về khu đất), tọa độ, quy
hoạch hồ thải liên quan;
-- Quyền sở hữu và quản lý;
-- Tóm tắt lịch sử hoạt động (bao gồm cả các hồ thải đã được cấp
phép);
-- Quá trình chế biến quặng;
-- Định mức thải: tấn khô/năm;
-- Tốc độ xả thải quặng đuôi: tấn khô/năm;
-- Diễn biến môi trường cho đến hiện tại (nếu hiện tại vẫn đang
hoạt động);
1.2.3. Phân tích các điều kiện thủy văn và thủy lực
Thiết kế các hồ thải quặng đuôi cần xem xét đến tác động của lũ
lụt, xói mòn bên ngoài cũng như bên trong đập, cần phải tính toán đến
tác động do mưa gây ra trong tất cả các giai đoạn hoạt động của TSF.
Thiết kế hồ thải phải đảm bảo có khả năng ứng phó với các điều
kiện thời tiết từ trung bình tới cực đoan. Thiết kế nên đảm bảo thời
gian tối thiểu chống chọi trước các hiện tượng thời tiết như mưa lớn
16
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
hay đảm bảo lưu trữ quặng đuôi trong vòng 50 năm. Để đánh giá khả
năng chịu lũ sau khi ngừng hoạt động, sử dụng phương pháp tiếp cận
đánh giá theo mùa trong khoảng 100 năm trở lại.
1.2.4. Khảo sát địa kỹ thuật khu vực xây dựng hồ thải
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực xây dựng hồ thải bao gồm các nội
dung sau:
- Dữ liệu về các tầng đất và đá gốc, độ sâu, độ dày liên tục và
thành phần của mỗi tầng nhằm đánh giá những điểm bất lợi để
có phương án định hướng thích hợp;
- Đặc điểm thủy văn khu vực mỏ bao gồm: các tầng nước ngầm,
hang caster, áp lực nước trong các tầng chứa, hệ số thấm trong
khu vực, đặc điểm nguồn nước ngầm (pH, TDS, CN và các kim
loại nặng);
- Đặc tính kỹ thuật của vật liệu nền, mức độ sẵn có của vật liệu sử
dụng để xây dựng đập và/hoặc xử lý nền đáy;
- Tính chất địa kỹ thuật của vật liệu xây dựng tại chỗ (đất, đá, các
vật liệu có sẵn, quặng đuôi) và xem xét khả năng ảnh hưởng đến
thiết kế và cấu trúc đập, khả năng ổn định của vật liệu;
- Đánh giá khả năng xảy ra động đất.
1.3. Quy trình thiết kế, lựa chọn loại hình, vị trí và kết cấu công
trình hồ đập thải với các công nghệ thải quặng đuôi khác nhau
1.3.1. Xác định đặc tính quặng đuôi và thông tin cấu trúc hồ thải
17
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
Các thông tin, dữ liệu cần thiết trong giai đoạn này bao gồm:
-- Mô tả chung về địa hình;
-- Mô tả các loại đất;
-- Mô tả tóm tắt về thực vật;
-- Các điều kiện của các nhóm đất và trầm tích trên bề mặt (dựa
trên các điều tra chi tiết về địa kỹ thuật đã thực hiện);
-- Mô tả về địa chất (đặc biệt chú ý đến tiềm năng khoáng sản, các
loại đá và hệ thống đứt gãy);
-- Nước ngầm: dữ liệu về độ sâu, số lượng và chất lượng (phân tích
pH, độ mặn, cyanua (tự do, tổng) và các kim loại nặng khác).
-- Tài nguyên nước: chi tiết về tài nguyên nước mặt và nước ngầm
sử dụng trong vùng lân cận của TSF;
-- Diện tích lưu vực;
-- Chuyển hướng dòng chảy: Thông tin chi tiết về việc làm thay đổi
các dòng chảy tự nhiên khi xây dựng đập và chỉ ra các hướng
thoát lũ.
Các thông tin về đặc tính quặng đuôi thải bao gồm:
- Tỷ trọng quặng đuôi;
- Dự tính góc ma sát bên trong;
- Phân bố kích thước hạt;
- Độ dẫn thủy lực và/hoặc mức thấm.
- Tính chất quặng đuôi:
+ Thành phần khoáng: Hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn,
Ni, As, v.v.), hàm lượng sunfua;
+ Các hóa chất tồn dư từ quá trình chế biến: Tổng CN trong
nước thải quặng đuôi (ppm), độ muối của nước thải từ quá trình chế
biến (mg/l), độ muối của nước thải quặng đuôi (mg/l), pH của nước
thải quặng đuôi, v.v.
18
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
Xác định cấu trúc của TSF:
- Phương pháp xây dựng: Mô tả về quá trình chuẩn bị và xây dựng
bao gồm cả các giám sát chi tiết, các thủ tục kiểm tra v.v;
- Diện tích: Tổng diện tích khu xử lý quặng đuôi thải ban đầu;
- Chiều cao/độ sâu: Chiều cao thiết kế tối ưu của đập thải và chiều
cao nâng dự kiến;
- Công suất: Khả năng lưu trữ quặng đuôi (m3);
- Góc đập: Góc đập bên ngoài (theo DME không quá 200, tuy
nhiên góc đập có thể thay đổi phụ thuộc vào vật liệu và độ xói
mòn của vật liệu).
- Hệ thống lọc/thoát nước: Cung cấp thiết kế chi tiết và dự kiến
thực hiện của hệ thống lọc/thoát nước nhằm tối ưu hóa độ nén
bùn và khả năng thu hồi nước trong hồ thải. Đối với các hồ thải
không có hệ thống lọc và thoát nước thì cần phải có diện tích đủ
lớn để chất thải có thể tự bay hơi được.
- Lớp lót: Mô tả chi tiết về lớp lót (nếu có sử dụng). Hệ thống lọc
hoặc hệ thống tuần hoàn nước phải được lót đáy và tốt nhất nên
sử dụng các lớp lót tổng hợp.
1.3.2. Xác định kỹ thuật thải quặng đuôi
Các phương pháp thải quặng đuôi hiện đang được áp dụng bao
gồm: thải ướt, thải khô và thải kết hợp.
1/. Thải ướt
➢ Thải quặng đuôi trực tiếp vào TSF:
Quặng đuôi được thải ra ở cuối đường ống dọc theo bờ đập của
khu vực TSF. Với quặng đuôi nhiều và lỏng thì quặng đuôi thường
được thải vào vị trí trung tâm của TSF hoặc thông qua các ống hoặc
các nguồn điểm gần bờ. Các đường ống có thể đặt dưới nước hoặc
trên mặt.
➢ Nâng cấp đập thải bằng chính quặng đuôi:
19
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
Sử dụng quặng đuôi để nâng chiều cao thân đập để lưu trữ hỗn
hợp quặng đuôi và nước thải. Có 2 loại đập, đập lưu giữ nước và đập
lưu giữ chất thải. Điểm khác biệt của đập giữ nước là cần xây dựng
đạt đến độ cao nhất định trước khi xả vào đập.
➢ Tăng mật độ quặng đuôi đến đồng nhất:
Quặng đuôi thải được khử nước để tạo ra một khối đồng nhất sau
khi ra khỏi đường ống. Phân biệt với quặng đuôi nhão là quặng đuôi
nhão có mật độ cao hơn và được chuyển về khu vực lưu trữ cuối
cùng bằng máy bơm áp lực lớn.
➢ Tăng mật độ quặng đuôi đến dạng nhão:
Quặng đuôi được khử nước đến mật độ không thể sử dụng bơm
thông thường. Quặng đuôi thải có độ nhớt tăng đòi hỏi phải sử dụng
máy bơm đặc biệt để vận chuyển quặng đuôi do đó quặng đuôi này
đòi hỏi giới hạn về khoảng cách có thể vận chuyển để đảm bảo hiệu
quả kinh tế.
Quặng đuôi dạng bột nhão thường được lắng đọng theo hình nón
với góc dốc từ 2 - 10%. Khi lớp bùn nhão ngừng chảy và khô tạo
ra các vết nứt, các dòng chảy mới sẽ lấp đầy các vết nứt và liên kết
quặng đuôi với nhau.
2/. Thải khô
Quặng đuôi khử nước đến khô và không thể vận chuyển bằng
đường ống. Thông thường quặng đuôi khô được vận chuyển bằng
băng tải hoặc xe tải sau đó được trải rộng và đầm chặt tạo thành
một khối chất thải không bão hòa. Độ ẩm của quặng đuôi thải <
20%, quặng đuôi thải được xếp chồng lên nhau theo chiều ngang
và thẳng đứng.
Quặng đuôi được làm khô sẽ làm giảm lượng nước vận chuyển
đến TSF. Trước hết sẽ làm giảm rủi ro tràn, sau đó giảm sự rò rỉ và
các thất thoát do bay hơi. Kỹ thuật thải khô cũng cho phép kiểm soát
tốt hơn so với thải ướt.
20
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
3/. Thải kết hợp
Quặng đuôi mịn và chất thải rắn được trộn lẫn để tạo ra một dòng
thải duy nhất. Phương pháp này có ưu điểm là làm giảm đáng kể sự
tạo thành dòng thải axit với các loại quặng đuôi có chứa sunfua. Thải
bằng phương pháp kết hợp giống như thải khô, không yêu cầu xây
dựng đập.
1.3.3. Kỹ thuật thiết kế đập thải
Thiết kế TSF, không phân biệt phương pháp xây dựng mà quan
trọng là duy trì thân đập thải đủ lưu trữ chất thải trong suốt vòng đời
của công trình. Mục đích của thân đập là cung cấp một ranh giới an
toàn, có tính đến các dòng chảy tự nhiên vào vào hồ chứa và khả
năng chống chịu các hoạt động, nguy cơ tràn dẫn đến xói lở bờ đập
và giảm thiếu các sự cố trên mặt TSF.
Trường hợp 1: Đối với TSF mà diện tích chứa nước đặt xa đập
Tổng chiều cao trên mặt nước của thân đập (F) = Chiều cao trên
mặt nước hoạt động của thân đập + Mặt thoải của F = 500 mm.
Trường hợp 2: Đối với TSF mà diện tích chứa nước đặt ở vị trí
bình thường so với thân đập nhưng không có hoạt động của lưu
vực ở thượng nguồn.
Tổng chiều cao trên mặt nước của thân đập (F) = Chiều cao trên
mặt nước hoạt động của thân đập = 500 mm.
Trường hợp 3: Đối với TSF mà diện tích chứa nước đặt bình
thường nhưng có hoạt động của lưu vực ở thượng nguồn.
Tổng chiều cao trên mặt nước của thân đập (F) = Chiều cao trên
mặt nước hoạt động của thân đập = 1000 mm.
Tổng chiều cao trên mặt nước của thân đập (F) là chiều cao giữa
điểm thấp nhất trên đỉnh đập của TSF và điểm hoạt động bình thường
của hồ cộng với mức độ cho phép của dòng vào tương ứng với tỷ lệ
1:100 giờ trong suốt 72h giờ mưa. Giả định rằng không có hoạt động
xả không kiểm soát được diễn ra trong suốt thời gian mưa.
21
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
Tổng chiều cao trên mặt nước hoạt động của thân đập được định
nghĩa là chiều cao giữa điểm thấp nhất của đập và mặt thoải của bãi
thải quặng đuôi phía trong thân đập. F hoạt động khác nhau trong
quá trình lắng đọng quặng đuôi thải. Thân đập hoạt động là một
phần quan trọng giúp giảm thiểu nguy cơ do dòng chảy tràn là kết
quả việc lấp quặng đuôi thải tại các điểm xả.
Hình 1.4. Trường hợp 1: Hồ hoạt động bình thường
và mặt nước cách xa thân đập
Hình 1.5. Trường hợp 2, 3: Hồ hoạt động bình thường
so với thân đập có hoạt động của dòng ở thượng nguồn
hoặc không có dòng ở thượng nguồn
Mặt thoải của F được định nghĩa là chiều cao giữa mức nước hồ
hoạt động cộng với khoảng dự phòng cho dòng vào tương ứng với
22
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
tỷ lệ 1:100 năm trong suốt 72h giờ mưa giả thiết không có các điểm
xả nào là không được kiểm soát trong suốt quá trình mưa và tại điểm
trên mặt thoải nơi tường của F được tính. Mặt thoải của F thay đổi
đáng kể trong suốt vòng đời lưu trữ quặng đuôi thải phụ thuộc vào
chiều dài của mặt thoải, đặc điểm của quặng đuôi. Mặt thoải của F
không áp dụng đối với hồ đặt ở vị trí bình thường so với thân đập.
Thông thường thì các TSF được xây dựng theo từng giai đoạn
tuỳ theo công suất mỏ. Điều này sẽ giảm chi phí vốn ban đầu và kéo
dài thời gian quay vòng vốn trong toàn thời gian mỏ hoạt động. Có 3
phương pháp xây dựng theo từng giai đoạn cơ bản, đó là:
- Phương pháp đắp ngược.
- Phương pháp đắp xuôi.
- Phương pháp đắp trung tâm.
Ba phương pháp này được minh hoạ trong Hình 1.6, 1.7, 1.8.
Phương pháp đắp ngược sử dụng khối lượng vật liệu ít nhất, còn
phương pháp đắp xuôi sử dụng khối lượng vật liệu lớn nhất.
Hình 1.6 cho thấy cách xây dựng theo phương pháp đắp ngược,
cấu trúc này được xây dựng trên nền quặng đuôi thải bỏ trước đó,
quặng đuôi này rất dễ bị hoá lỏng và mất độ vững chắc bởi bất kỳ
sự xáo trộn vật lý đáng kể nào đó. Phương pháp này không được
khuyến khích sử dụng do nhược điểm vốn có này.
Hình 1.6. Phương pháp đắp ngược
23
SỔ TAY HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH THIẾT KẾ, XÂY DỰNG, VẬN HÀNH
VÀ QUẢN LÝ AN TOÀN CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
Trong phương pháp đắp xuôi, như minh hoạ trong Hình 3.7, cấu
trúc này có thể được xây dựng một cách hoàn chỉnh bằng việc sử dụng
máy móc để san lấp và có lẽ đây là loại cấu trúc an toàn nhất. Phương
pháp xuôi dòng sử dụng khi đập là một cấu trúc ngăn giữ nước.
Hình 1.7. Phương pháp đắp xuôi
Phương pháp đường trung tâm là sự dung hoà giữa hai phương
pháp trên và được sử dụng tốt nhất như một phương pháp khắc phục
các vấn đề và sự cố phát sinh trong cấu trúc được xây dựng theo
phương pháp ngược dòng hay bất kỳ sự cố đập nào khác.
Hình 1.8. Phương pháp đắp trung tâm
24
CHƯƠNG II:
VẬN HÀNH, QUẢN LÝ, KIỂM TRA
VÀ GIÁM SÁT AN TOÀN
CÁC HỒ THẢI QUẶNG ĐUÔI
