Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp phục hồi môi trường sau khai thác quặng sắt tại mỏ sắt trại cau, huyện đồng hỷ, tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRỊNH THÁI HẬU

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP PHỤC HỒI MÔI TRƯỜNG SAU
KHAI THÁC QUẶNG SẮT TẠI MỎ SẮT TRẠI CAU,
HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN
Ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 8.44.03.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đức Nhuận

THÁI NGUYÊN - 2019


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài "Đánh giá hiện trạng và
đề xuất giải pháp phục hồi môi trường sau khai thác quặng sắt tại mỏ sắt Trại
Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên" là công trình nghiên cứu của cá nhân
tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và
phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Đức
Nhuận.
Số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn hoàn toàn
trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học vị nào, phần trích
dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc.
Tác giả

Trịnh Thái Hậu


ii

LỜI CẢM ƠN
Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, luận văn của tôi đã được hoàn
thành. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp
đỡ nhiệt tình của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên,
Phòng Đào tạo, cùng sự tận tình giảng dạy của các thầy cô trong Khoa Môi
trường đã giúp tôi hoàn thành khóa học của mình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguyễn Đức Nhuận đã rất tận lòng hướng dẫn tôi
trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Nhân dịp này tôi cũng gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn ở
bên động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, xin chúc các thầy cô mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công
trong sự nghiệp trồng người, trong nghiên cứu khoa học.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả

Trịnh Thái Hậu


3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC........................................................................................................ iii

DANH MỤC CÁC TỪ, CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ...................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................. viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................... 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 3
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 3
1.2. Cơ sở pháp lý ............................................................................................. 4
1.3. Cơ sở thực tiễn ........................................................................................... 6
1.3.1. Tổng quan về hình khai thác và bảo vệ môi trường của các mỏ
quặng sắt trên thế giới ....................................................................................... 6
1.3.2. Khai thác và bảo vệ môi trường của các mỏ quặng sắt ở Việt Nam..... 10
1.3.3. Khai thác và bảo vệ môi trường tại các mỏ quặng sắt ở tỉnh
Thái Nguyên ................................................................................................... 15
Chương

2.

ĐỐI TƯỢNG,

NỘI

DUNG

VÀ

PHƯƠNG

PHÁP

NGHIÊN CỨU............................................................................................... 31
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 31
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 31
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................... 31


4

2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 31
2.2.1. Tổng quan về mỏ sắt Trại Cau .............................................................. 31
2.2.2. Đánh giá hiện trạng môi trường của mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng
Hỷ, tỉnh Thái Nguyên...................................................................................... 31
2.2.3. Đề xuất một số giải pháp phục hồi môi trường sau khai thác quặng
sắt tại Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên ...................................... 32
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 32
2.3.1. Phương pháp, điều tra thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp........................ 32
2.3.2. Phương pháp, điều tra thu thập số liệu sơ cấp ...................................... 32
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích môi trường .................................... 33
2.3.4. Phương pháp so sánh............................................................................. 38
2.3.5. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu ................................................ 38
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 39
3.1. Tổng quan về mỏ sắt Trại Cau ................................................................. 39
3.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 39
3.1.2. Thực trạng khai thác của mỏ sắt Trại Cau ............................................ 42
3.2. Đánh giá hiện trạng môi trường của mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng
Hỷ, tỉnh Thái Nguyên...................................................................................... 48
3.2.1. Đánh giá hiện trạng môi trường đất của mỏ sắt Trại Cau..................... 48
3.2.2. Đánh giá hiện trạng môi trường nước của mỏ sắt Trại Cau.................. 50

3.2.3. Đánh giá hiện trạng môi trường không khí của mỏ sắt Trại Cau ......... 54
3.3. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi
trường và sức khỏe thông qua ý kiến của người dân và cán bộ, công nhân
của mỏ ............................................................................................................. 58
3.3.1. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi
trường và sức khỏe thông qua ý kiến của người dân ...................................... 58
3.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác quặng sắt đến môi
trường và sức khỏe thông qua ý kiến của cán bộ, công nhân của mỏ ............ 59
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




5

3.4. Đề xuất một số giải pháp phục hồi môi trường sau khai thác quặng
sắt tại Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên ...................................... 60
3.4.1. Giải pháp quản lý .................................................................................. 60
3.4.2. Giải pháp công nghệ.............................................................................. 61
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 74

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




6

DANH MỤC CÁC TỪ, CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

BCT

Bộ Công thương

BOD

Nhu cầu oxy sinh học

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD

Nhu cầu oxy hoá học

ĐCCT

Địa chất công trình

ĐCTV

Địa chất thủy văn

ĐTM

Đánh giá tác động môi trường

KCN

Khu công nghiệp

KHCN

Khoa học công nghệ

KTXH

Kinh tế xã hội

NĐ-CP

Nghị định - Chính phủ

QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

UBMTTQ

Ủy ban mặt trận tổ quốc

UBND

Ủy ban nhân dân

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Trữ lượng quặng sắt ở một số nước trên thế giới ......................... 7

Bảng 1.2.

Công suất và kích thước khai trường một số mỏ quặng sắt
trên thế giới ................................................................................... 9

Bảng 1.3.

Quy mô khai thác một số mỏ sắt lộ thiên lớn ............................. 12

Bảng 1.4.

Tổng hợp kết quả hoạt động khai thác khoáng sản năm 2017
trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên .................................................... 17

Bảng 1.5.

Tổng hợp giấy phép khai thác khoáng sản quặng sắt đã cấp
đến năm 2018 trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên............................. 21

Bảng 1.6.

Tổng hợp các mỏ quặng sắt trên địa bàn huyện Đồng Hỷ
tỉnh Thái Nguyên ........................................................................ 24

Bảng 1.7.
27

Danh sách các mỏ sắt và hiện trạng sử dụng đất sau khai thác .......

Bảng 2.1.

Vị trí lấy mẫu môi trường tại mỏ sắt Trại Cau ........................... 33

Bảng 2.2.

Chỉ tiêu và phương pháp đo/phân tích ........................................ 36

Bảng 3.2.

Bảng tổng hợp các thiết bị phục vụ tuyển khoáng...................... 47

Bảng 3.3.

Kết quả phân tích mẫu đất .......................................................... 49

Bảng 3.4.

Kết quả phân tích mẫu nước mặt ................................................ 50

Bảng 3.5.

Kết quả phân tích mẫu nước ngầm ............................................. 51

Bảng 3.6.

Kết quả phân tích mẫu nước thải sinh hoạt................................. 52

Bảng 3.7.

Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất .................................. 54

Bảng 3.8.

Kết quả phân tích mẫu không khí ............................................... 57

Bảng 3.9.

Đánh giá của người dân về chất lượng môi trường ảnh
hưởng bởi hoạt động khai thác quặng sắt ................................... 58

Bảng 3.10. Tình hình sức khỏe của người dân ở khu vực xung quanh mỏ...... 58
Bảng 3.11. Đánh giá của cán bộ, công nhân về chất lượng môi trường
ảnh hưởng bởi hoạt động khai thác quặng sắt ............................ 59
Bảng 3.12. Đánh giá của cán bộ, công nhân về ảnh hưởng của quá trình
khai thác quặng sắt đến sức khỏe con người .............................. 60

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ khoáng sản quặng sắt tỉnh Thái Nguyên ........................... 19
Hình 3.1. Vị trí mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên .......... 40
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ khai thác của mỏ sắt Trại Cau............................ 45
Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ tuyển khoáng và các nguồn phát sinh chất
thải........46
Hình 3.3. Sơ đồ tổ chức sản xuất ................................................................... 48

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Tài nguyên thiên nhiên gồm các dạng năng lượng vật chất, thông tin tồn
tại khách quan với ý muốn con người mà con người có thể sử dụng trong hiện
tại và tương lai, phục vụ cho sự tồn tại và phát triển của loài người. Ngày nay,
việc sử dụng hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên trong đó có
tài nguyên khoáng sản nói chung và quặng sắt nói riêng được xem là mục tiêu
rất quan trọng trong chiến lược phát triển bền vững của nước ta. Tuy nhiên,
việc khai thác khoáng sản đã và đang để lại những hệ lụy về môi trường, một
phần là do là do quy mô khai thác nhỏ khiến cho việc đầu tư công nghệ không
lớn, dẫn đến hiệu suất khai thác thấp mà môi trường bị ảnh hưởng nặng nề.
Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên nói chung và huyện Đồng Hỷ nói riêng,
tài nguyên rất phong phú và đa dạng: nhiều mỏ kim loại màu, kim loại đen,
mỏ sét đang hoặc sẽ được khai thác trong tương lai. Hiện nay trên địa bàn tỉnh
Thái Nguyên có khoảng 200 điểm mỏ khoáng sản, gồm 24 loại khoáng sản
rắn thuộc 4 nhóm (Nhiên liệu khoáng; khoáng sản kim loại; khoáng chất công
nghiệp và vật liệu xây dựng) (Sở TN&MT Thái Nguyên, 2013). Trong quá
trình phát triển kinh tế - xã hội để cung cấp nguồn nguyên liệu để phục vụ cho
quá trình phát triển các ngành kinh tế khác thì khai thác quặng sắt đã được
quan tâm chú trọng từ khá lâu. Trong những năm gần đây, tốc độ khai thác,
mở mỏ đã tăng đáng kể, đóng góp một phần lớn cho sự tăng trưởng kinh tế xã
hội của tỉnh Thái Nguyên. Bên cạnh những lợi ích của ngành công nghiệp
khai thác khoáng sản mang lại cho tỉnh Thái Nguyên thì hoạt động khai thác
cũng gây tác động không nhỏ đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng nhân
dân xung quanh khu vực khai thác khoáng sản. Nhiều khu vực khai thác đã
làm biến đổi nặng nề bề mặt địa hình, thảm thực vật bị suy thoái, tốc độ rửa
trôi, xói mòn tăng nhanh; môi trường nước đất, nước, không khí bị xáo trộn
và ô nhiễm… đang ngày càng nghiêm trọng, điển hình là ảnh hưởng từ việc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

2

khai thác khoáng sản tại mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
Vì vậy, việc thực hiện đề tài "Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp phục
hồi môi trường sau khai thác quặng sắt tại mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng
Hỷ, tỉnh Thái Nguyên" là hết sức cần thiết.
2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá được hiện trạng môi trường đất, nước, không khí tại khu vực
bị ảnh hưởng do quá trình khai thác quặng sắt tại mỏ sắt Trại Cau, huyện
Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
- Đề xuất được một số giải pháp phục hồi môi trường sau khai thác
quặng sắt tại mỏ sắt Trại Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu đề tài nhằm nâng cao kiến thức, kỹ năng thu thập và xử lý
thông tin và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác chuyên môn.
- Vận dụng và phát huy những kiến thức đã được thầy cô truyền đạt
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Giúp các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường thực hiện công tác
quản lí và bảo vệ môi trường hiệu quả hơn.
- Giúp ban lãnh đạo Mỏ sắt Trại Cau thấy được hiện trạng môi trường
để từ đó có những cải tiến về công nghệ, trang thiết bị… trong khai thác và xử
lí môi trường, đẩy mạnh công tác bảo vệ môi trường.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

3

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
- Khái niệm môi trường:
Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường năm 2014, môi trường
được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên
và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh
vật”.
- Khái niệm ô nhiễm môi trường:
Theo khoản 8 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường năm 2014: “Ô nhiễm môi
trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với quy
chuẩn kỹ thuật tiêu chuẩn môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh
hưởng xấu đến đến con người và sinh vật”.
- Khái niệm Quy chuẩn kỹ thuật môi trường:
Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường năm 2014: “Quy chuẩn
kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi
trường xung quanh, hàm lượng các chất gây ô nhiễm có trong chất thải; các
yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền
ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường”.
- Khái niệm tài nguyên khoáng sản:
Theo khoản 1 điều 2 Luật khoáng sản 2010: “Khoáng sản là khoáng
vật, khoáng chất có ích được tích tụ tự nhiên ở thể rắn, thể lỏng, thể khí tồn tại
trong lòng đất, trên mặt đất, bao gồm cả khoáng vật, khoáng chất ở bãi thải của
mỏ”.
Tài nguyên khoáng sản được phân loại theo nhiều cách:
- Theo dạng tồn tại: Rắn (nhôm, sắt, mangan, đồng, chì, kẽm…), khí
(khí đốt, Acgon, Heli), lỏng (thủy ngân, dầu, nước khoáng, nước ngầm...);

Theo
nguồn
gốc:
sinhnghệ
(sinh
ra trong
lòng trái đất),
sinh
Số hóa- bởi
Trung
tâm Học
liệuNội
và Công
thông
tin – ĐHTN
http://ngoại
lrc.tnu.edu.vn


4

(sinh ra trên bề mặt trái đất);

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




5

- Theo thành phần hoá học: Khoáng sản kim loại (kim loại đen, kim
loại màu, kim loại quý hiếm), khoáng sản phi kim (vật liệu khoáng, đá quý,
vật liệu xây dựng), khoáng sản cháy (than, dầu, khí đốt, đá cháy).
Tài nguyên khoáng sản thường tập trung trong một khu vực gọi là mỏ
khoáng sản. “Mỏ là một bộ phận của vỏ trái đất, nơi tập trung tự nhiên các
loại khoáng sản do kết quả của một quá trình địa chất nhất định tạo nên”.
1.2. Cơ sở pháp lý
- Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12 ngày 17/11/2010;
- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/6/2014;
- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH12 ngày 21/6/2012;
- Luật Đất đai số 45/2013/QH13 ngày 29/11/2013;
- Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/6/2014;
- Luật Đầu tư số 67/2014/QH13 ngày 26/11/2014;
- Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ số 68/2006/QH11 ngày 29/6/2006;
- Nghị định số 158/2016/NĐ-CP ngày 29/11/2016 của Chính phủ quy
định chi tiết thi hành một số điều của Luật Khoáng sản 2010;
- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy
định chi tiết một số điều của luật Bảo vệ môi trường 2014;
- Nghị định số 38/2015/NĐ-CP ngày 24/4/2015 của Chính phủ về quản
lý chất thải và phế liệu;
- Nghị định số 18/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy
định về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, đánh
giá tác động môi trường và kế hoạch bảo vệ môi trường;
- Thông tư số 38/2015/TT-BTNMT ngày 30/6/2015 của Bộ Tài nguyên
và Môi trường quy định về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai
thác khoáng sản;

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

6

- Thông tư số 27/2015/TT-BTNMT ngày 29/5/2015 của Bộ Tài nguyên
và môi trường quy định về Đánh giá tác động môi trường chiến lược, Đánh
giá tác động môi trường và Kế hoạch bảo vệ môi trường;
- Thông tư số 08/2017/TT-BXD ngày 16/5/2017 của Bộ Xây dựng quy
định về quản lý chất thải rắn xây dựng;
- Thông tư 36/2015/TT-BTNMT ngày 30/6/2015 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường quy định về quản lý chất thải nguy hại;
- Thông tư số 33/2012/TT-BCT ngày 14/11/2012 của Bộ Công thương
quy định về lập, thẩm định và phê duyệt thiết kế mỏ, dự án đầu tư xây dựng
mỏ khoáng sản rắn;
- Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT ngày 10/10/2002 của Bộ Y tế về việc
ban hành 21 tiêu chuẩn vệ sinh lao động, 05 nguyên tắc và 07 thông số vệ
sinh lao động.
- Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT ngày 25/10/2013 của Bộ Tài
nguyên và Môi trường ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về môi trường.
- Thông tư số 27/2015/TT-BTNMT ngày 29/5/2015 của Bộ Tài nguyên
và Môi trường về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi
trường và kế hoạch bảo vệ môi trường.
- QCVN 03-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về giới
hạn cho phép của một số kim loại nặng trong đất.
- QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước thải công nghiệp.
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước mặt.
- QCVN 09-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất
lượng nước ngầm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




7

- QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng
nước thải sinh hoạt.
- QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
không khí xung quanh.
- QCVN 06:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số
chất độc hại trong không khí xung quanh.
- TCVN 3985- 1999. Âm học - Mức ồn cho phép tại các vị trí làm việc.
- QCVN 26:2010/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn.
- Quyết định số 09/2012/QĐ-UBND ngày 21/5/2012 của Ủy ban nhân
dân tỉnh Thái Nguyên về việc ban hành Đề án “Tăng cường công tác quản lý
nhà nước về khoáng sản trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2011-2015”.
1.3. Cơ sở thực tiễn
1.3.1. Tổng quan về hình khai thác và bảo vệ môi trường của các mỏ quặng
sắt trên thế giới
Khai thác khoáng sản nói chung và khai thác quặng sắt nói riêng đ ã
và đang diễn ra rất lớn trên thế giới, nhất là trong giai đoạn hiện nay khi
mà giá các kim loại ngày càng tăng. Trong đó, quặng sắt đang đóng vai
trò quan trọng trong lĩnh vực khai thác mỏ trên toàn cầu. Sắt chính là một
trong những nguyên liệu chính cung cấp cho ngành sản xuất thép và các
ngành công nghiệp nặng khác trên thế giới. Các nhà địa chất thế giới đánh
giá nguồn tài nguyên quặng sắt trên trái đất hiện có hơn 800 tỷ tấn, tương
ứng với hơn 230 tỷ tấn Fe kim loại. Trong đó, trữ lượng địa chất khoảng

380 tỷ tấn và trữ lượng có khả năng khai thác 168 tỷ tấn được nêu trong
bảng 1.1. (Asia Miner, 2010).
Đứng đầu thế giới về trữ lượng quặng sắt có khả năng khai thác gồm
các nước: Liên bang Nga 55 tỷ tấn, Braxin 23 tỷ tấn, Canada 26 tỷ tấn, Trung
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




8

Quốc 21 tỷ tấn, Ôxtrâylia 23 tỷ tấn, Mỹ 6,8 tỷ tấn, Ấn Độ 6,6 tỷ tấn. Về sản
lượng khai thác quặng sắt, Nga là một trong những nước đứng đầu thế giới
(454,6 triệu tấn/năm). Tiếp theo là Trung Quốc, Braxin, Ôxtrâylia, Ấn Độ,
Canada, Mỹ, Nam Phi, Pháp, Liberia, Venezuela (Asia Miner, 2010).
Bảng 1.1. Trữ lượng quặng sắt ở một số nước trên thế giới
TT

Quốc gia

Trữ lượng có khả năng

Trữ lượng địa chất

khai thác (triệu tấn)

(triệu tấn)

Quặng % Fe Kim loại Quặng % Fe Kim loại
1

Braxin

23.000

69,6

16.000

61.000

69,6

41.000

2

Liên bang Nga

25.000

56,0

14.000

56.000

56,0

31.000

3

Ukraina

30.000

30,0

9.000

68.000

30,0

20.000

4

Ôxtrâylia

23.000

59,3

8.900

50.000

59,3

25.000

5

Trung Quốc

21.000

33,3

7.000

46.000

33,3

15.000

6

Ấn Độ

6.600

63,6

4.200

9.800

63,6

6.200

7

Kazakhtan

8.300

39,8

3.300

19.000

39,8

7.400

8

Venezuela

4.000

60,0

2.400

6.000

60,0

3.600

9

Thụy Điển

3.500

62,9

2.200

7.800

62,9

5.000

10 Mỹ

6.900

30,4

2.100

15.000

30,4

4.600

11 Canada

1.700

64,7

1.100

3.900

64,7

2.500

12 Iran

1.800

55,6

1.000

2.500

55,6

1.500

13 Nam Phi

1.000

65,0

650.000

2.300

65,0

1.500

14 Mauritania

700.000

57,1

400.000

1.500

57,1

1.000

15 Mehico

700.000

57,1

400.000

1.500

57,1

900.000

Các nước khác

11.000

56,4

6.200

30.000

56,4

17.000

Toàn thế giới

168.000

79.000

380.000

180.000

(Nguồn: Asia Miner, 2010)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




9

Những năm gần đây nhu cầu quặng sắt của Trung Quốc tăng mạnh, từ
năm 2010 đến nay chiếm gần 60% quặng sắt thế giới, trong đó hơn 50% được
nhập khẩu từ Braxin và Ôxtrâylia.
Theo các số liệu của Chính phủ Ôxtrâylia, xuất khẩu quặng sắt năm
2010 của nước này đã đạt 414 triệu tấn và năm 2012 đạt 459 triệu tấn (tăng
10,86%). Hiện có tới 11 công ty đang đóng góp chính vào sản lượng quặng
xuất khẩu. Hai Công ty Rio Tinto và BHP Billiton đã xây dựng kế hoạch tăng
sản lượng quặng khai thác vào năm 2015, tương ứng lên 333 triệu tấn và 240
triệu tấn. Tập đoàn Forescue Metals Group, năm 2010 khai thác đạt 55 triệu
tấn và kế hoạch năm 2013 sẽ đạt 155 triệu tấn. (Asia Miner, 2010).

Mỏ quặng sắt Tallering Peak thuộc Công ty Mount Gibson khai thác
với công suất 3 triệu tấn/năm. Công ty Koolan Island sẽ tăng công suất lên 4
triệu tấn/năm. Công ty Murchison Metals đang có kế hoạch tăng công suất mỏ
Jack Hills đạt 25 triệu tấn/năm. Công ty Atlas Iron cũng đang thực hiện các
dự án mới để tăng sản lượng quặng sắt lên 12 triệu tấn (năm 2013) và 22 triệu
tấn (năm 2015). Công ty Gindalbie Metals xây dựng kế hoạch khai thác và
tuyển đạt công suất 8 triệu tấn tinh quặng/năm. Công ty BC Iron xây dựng kế
hoạch từ năm 2012 công suất của nhà máy sẽ đạt 3,7 triệu tấn/năm. Công ty
Grange Resources tại dự án Savage River cũng xây dựng kế hoạch khai thác
đạt 2 triệu tấn quặng sắt/năm.
Theo số liệu công bố của Raw Materials Group (RMG) trong năm
2010, đã có thêm 105 dự án mới trong khai thác quặng kim loại với tổng vốn
đầu tư lên tới 60 tỷ USD được đăng ký trong đó có 36 dự án khai thác vàng,
22 dự án khai thác quặng sắt và 12 dự án khai thác đồng. Tổng vốn đầu tư
trung bình cho một dự án khai thác quặng sắt xấp xỉ 1,3 tỷ USD (tăng từ mức
750 triệu USD), còn đối với các dự án khai thác vàng con số này vẫn giữ mức
ổn định 204 triệu USD. Như vậy, trong tổng vốn đầu tư các dự án được công
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




10

bố trong năm 2010, ngành khai thác quặng sắt chiếm 47%. Theo dự báo, nhu
cầu tiêu thụ thép tiếp tục tăng cao là nguyên nhân chính khiến cho sản lượng
thép tiếp tục tăng trong vòng 3 đến 5 năm tới.
Hiện nay, trên thế giới có nhiều mỏ quặng sắt khai thác với công suất từ
10÷30 triệu tấn/năm. Công suất khai thác và kích thước khai trường một số
mỏ quặng sắt trên thế giới được nêu trong bảng 1.2 (Asia Miner, 2010).

Bảng 1.2. Công suất và kích thước khai trường một số
mỏ quặng sắt trên thế giới
Công suất mỏ

Trữ
Tên mỏ

lượng 10
tấn

Kích thước khai trường
(Ðơn vị: m)

6

Quặng

Ðất đá

106T/n

106T m3/n

Dài

Rộng

Sâu

Kerol

1755

30

23,6

3900

1200

400

Katre

2890

45,0

25

8000

1200

300

Pictremitren

1500

29,8

45,7

2500

800

240

Yri

1500

30

7,22

2400

900

270

Empair

825

10,7

9,2

1800

700

194

MBR (Braxin)

1600

15÷25

20

2000

9000

250

(Nguồn: Asia Miner, 2010)
* Tình hình khai thác tại một số nước:
- Tại Ôxtrâylia, các mỏ quặng sắt đang khai thác với xu thế phát triển
công nghệ đổi mới, cải tiến đồng bộ các thiết bị có công suất nhỏ bằng các
thiết bị có công suất lớn phù hợp với quy mô khai thác và điều kiện tự nhiên
của từng mỏ. Áp dụng máy xúc thủy lực gầu ngược và ô tô khung động làm
việc ở những khu vực lầy lội, áp dụng công nghệ nổ mìn vi sai toàn phần. Quá

trình điều khiển nổ được thực hiện bằng các phần mềm tin học chuyên dụng,
kiểm soát chất lượng sản phẩm bằng hệ thống điều khiển tự động hóa. Áp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




11

dụng công nghệ khai thác với góc bờ công tác lớn, nhằm điều hòa hệ số bóc.
(Horst Hejny, 2005).
- Ở Nam Phi, các mỏ quặng sắt lộ thiên thường được đánh giá chi tiết
trữ lượng; lựa chọn phương án mở mỏ tối ưu thông qua đánh giá các chỉ tiêu
kinh tế; lựa chọn phương pháp khai thác, công nghệ và đồng bộ thiết bị khai
thác hợp lý; sau đó tiến hành thiết kế chi tiết khai trường, bãi thải và hạ tầng
phục vụ khai thác mỏ. (Horst Hejny, 2005).
- Tại mỏ quặng đồng ở phía Tây nước Mỹ với chiều cao bờ mỏ lớn, đã
áp dụng hệ thống khai thác với góc dốc bờ công tác lớn, chia bờ công tác
thành các nhóm tầng. Nhìn chung, các mỏ quặng sắt có sản lượng lớn trên thế
giới đều sử dụng các thiết bị có công suất lớn và áp dụng các công nghệ tiên
tiến như: Khai thác với góc nghiên bờ công tác lớn, nổ mìn vi sai toàn phần,
áp dụng vận tải liên hợp v.v... Từ kinh nghiệm khai thác của các mỏ trên thế
giới cần đúc rút và lựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp với điều kiện
các mỏ quặng sắt lộ thiên nước ta.
Như vậy, hoạt động khai thác và chế biến quặng sắt trên thế giới đang
diễn ra rất mạnh trong những năm gần đây, cung cấp phần lớn nguyên liệu
cho các ngành công nghiệp nặng và phục vụ đời sống con người. Cùng với
sản lượng khai thác tăng thì ngành công nghiệp khai thác và chế biến quặng
sắt trên toàn thế giới cũng đang phải gánh chịu những hậu quả nặng nề của
hậu quả khai thác và chế biến để lại, trong đó đáng nói đến nhất là vấn đề ô

nhiễm môi trường (do khai thác và nạn khai thác trái phép tại nhiều nước có
trữ lượng quặng sắt lớn). (Horst Hejny, 2005).
1.3.2. Khai thác và bảo vệ môi trường của các mỏ quặng sắt ở Việt Nam
1.3.2.1. Đặc điểm các mỏ quặng sắt ở Việt Nam
Theo quy hoạch phát triển ngành công nghiệp khai thác quặng sắt nước
ta đã được Chính phủ phê duyệt, để đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế quốc dân
giai đoạn đến năm 2025. Ngoài các mỏ sắt lộ thiên hiện đang khai thác như:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




12

Trại Cau, Nà Lũng, Ngườm Tráng... nhiều mỏ lộ thiên sẽ được đầu tư đưa vào
khai thác nhằm đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế quốc dân và xuất khẩu.
Tính đến thời điểm hiện nay trên cả nước đã phát hiện và khoanh định
216 mỏ và điểm quặng sắt, chúng phân bổ ở các vùng như:
- Vùng Tây Bắc Bộ quặng sắt phân bố chủ yếu ở các tỉnh Lào Cai, Yên
Bái và rải rác ở một số khu vực khác thuộc các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hòa
Bình và Phú Thọ.
- Vùng Đông Bắc Bộ quặng sắt phân bố chủ yếu ở các tỉnh Hà Giang,
Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Quảng Ninh.
- Vùng Bắc Trung Bộ quặng sắt tập trung ở mỏ Thạch Khê, tỉnh Hà
Tĩnh và rải rác ở một số khu vực thuộc tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa.
- Vùng Trung Bắc Bộ quặng sắt có ở huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi
và rải rác ở một số điểm khác có quy mô không đáng kể.
Về quy mô mỏ: Trong số 216 mỏ và điểm quặng, có 21 mỏ có trữ
lượng và tài nguyên từ 2 triệu tấn trở lên. Đến nay, các mỏ có trữ lượng từ 1,0

triệu tấn trở lên đã có báo cáo thăm dò đủ điều kiện để thiết kế khai thác. (Cục
Địa chất và khoáng sản, 2005).
Chất lượng quặng: Thành phần quặng chủ yếu là magnetit với trữ lượng
là 589,40 triệu tấn, limonit trữ lượng là 167,83 triệu tấn. Hàm lượng Fe thay
đổi từ 23%÷67%.
Về trữ lượng: Theo kết quả thăm dò và dự báo tổng trữ lượng và tài
nguyên quặng sắt Việt Nam gần 1,2 tỷ tấn gồm cấp 111+121+122+333.
Trong đó mỏ Thạch Khê có trữ lượng lớn nhất là 544,08 triệu tấn, tiếp đến mỏ
Quý Xa 121,92 triệu tấn còn lại hầu hết các mỏ có trữ lượng dưới 20 triệu tấn.
Trữ lượng quặng sắt cấp 111+121 là 610,7 triệu tấn chiếm 52,57% tổng trữ
lượng và tài nguyên, tập trung chủ yếu ở mỏ Thạch Khê và mỏ Quý Xa. Trữ
lượng quặng sắt cấp 122 là 344,69 triệu tấn chiếm 48,51% tổng trữ lượng, tập

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




13

trung ở mỏ Thạch Khê, Quý Xa, Tiến Bộ, Nà Rụa. Tổng hợp về trữ lượng
một số mỏ quặng sắt lớn được nêu trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Quy mô khai thác một số mỏ sắt lộ thiên lớn
Tên mỏ
Thông số

Trại
Cau

Tiến Làng Quý Thạch Nà

Nà Nguyên
Bộ
Mỵ
Xa
Khê Lũng Rụa Bình

Trữ lượng địa
2,3
23
76
118
544
7,3
22
chất (106 tấn)
Hàm lượng Fe 48 41,27 30
53
61
52
58
(%)
60
Tỷ lệ quặng
84,3 100
90
100 100
gốc (%)
(Nguồn: Cục Địa chất và khoáng sản Việt Nam, 2005)

6

56

Hiện nay và những năm tới sản lượng quặng sắt của Việt Nam chủ yếu
khai thác bằng công nghệ lộ thiên. Các mỏ quặng sắt lộ thiên của Việt Nam
đều có cấu trúc địa chất phức tạp. Địa tầng phía trên gồm trầm tích Đệ tứ,
Neogen và các tàn tích, đây là các loại đất yếu, độ bão hoà thấp. Địa tầng
phía dưới thường là các loại đá vôi, đá gabro, các loại đá này do hoạt động
của nước ngầm thường hình thành các hang castơ. Đây là nguyên nhân tạo
nên dòng chảy ngầm vào các khai trường khi khai thác xuống sâu rất lớn và
ảnh hưởng đến quá trình khai thác mỏ. Các mỏ phải khai thác xuống sâu
dưới mức thoát nước tự chảy, điều kiện địa chất thuỷ văn (ĐCTV), địa chất
công trình (ĐCCT) của các mỏ phức tạp, khai trường chật hẹp. Việt Nam
nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nên về mùa mưa lượng bùn và
nước đổ xuống đáy mỏ rất lớn, điều kiện khai thác, vận tải, xử lý bùn và
thoát nước ngày càng phức tạp. Hàng năm công tác khai thác quặng chủ yếu
tập trung vào 6 tháng mùa khô.
Các mỏ quặng sắt gốc có sự khác nhau về nguồn gốc thành tạo, nhưng
có đặc điểm chung là: Khi khai thác các mỏ quặng sắt gốc đều gặp phải đất
yếu, Cát, Sét, Neogen... Theo kết quả tổng hợp có 3 dạng đất yếu thường gặp
khi khai thác các mỏ quặng sắt gốc:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




14

- Đất yếu dạng cát chảy có 2 dạng phân bố:
+ Dạng phân bố nông ngay trên bề mặt địa hình như mỏ Thạch Khê
+ Dạng phân bố sâu, trên bề mặt tiếp xúc giữa đá vôi nứt nẻ đáy

thân quặng với đất phủ mềm bở trên đá vôi, do nước xói ngầm làm trôi
hạt mịn tạo thành.
- Đất yếu dạng sét dẻo dính, đặc điểm loại này có tính trương nở mạnh,
có nguồn gốc phong hoá và thường gặp dưới dạng lớp phủ vây quanh quặng
gốc như đã gặp ở mỏ manhetit Trại Cau. Lớp sét pha sông biển, sét gạch ngói
có chiều dày hàng chục mét như ở mỏ Thạch Khê. Lớp sét phủ quanh thân
quặng gốc phía Nam mỏ Tiến Bộ.
- Đất yếu dạng mặt phân lớp giữa các loại đá, loại này gặp ở khu phía
Bắc mỏ Nà Rụa. Quặng sắt ở Việt Nam có 2 loại chính là:
+ Limonit
+ Magnetit
Hầu hết các mỏ thuộc loại sắt limonit (sắt nâu), trong đó trên địa bàn
tỉnh Thái Nguyên mỏ sắt Tiến Bộ là mỏ sắt lớn nhất (Cục Địa chất và
khoáng sản, 2005).
1.3.2.2. Công nghệ khai thác quặng sắt ở Việt Nam
Quặng sắt là loại hình khoáng sản được khai thác từ lâu với khối lượng
lớn nên khối lượng bóc đất và đổ thải cũng nhiều hơn so với các quặng kim
loại khác. Trong đó mỏ có khối lượng bóc đất và thải lớn nhất là mỏ Trại Cau.
Công nghệ khai thác sử dụng phổ biến hiện nay là công nghệ dùng máy xúc
phối hợp với ô tô tự đổ, gồm các công đoạn chủ yếu sau:
- Khoan nổ mìn để phá vỡ đất đá nguyên khối;
- Sử dụng thiết bị cơ giới để xúc đất đá và quặng lên các phương tiện
vận chuyển;
- Sử dụng thiết bị vận tải bằng xe tải để chuyển đất đá thải từ khai
trường ra bãi thải và vận chuyển các loại quặng khai thác về kho chứa;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

15

- Sản phẩm từ kho chứa được thiết bị xúc lên phương tiện vận tải
đường bộ về nơi tiêu thụ. (Cục Địa chất và khoáng sản, 2005).
1.3.2.3. Hiện trạng môi trường các khu vực khai thác quặng sắt ở Việt Nam
- Về ô nhiễm môi trường không khí: Môi trường không khí các khu vực
khai thác khoáng sản và lân cận thường xuyên bị ô nhiễm do bụi, khí độc, khí
nổ và tiếng ồn phát sinh ở hầu hết các khâu sản xuất. Đặc biệt là khu vực khai
thác mỏ sắt Quý Xa ở Lào Cai và mỏ sắt Thạch Khê ở Hà Tĩnh, mỏ sắt Trại
Cau ở Thái Nguyên.
- Về nước thải mỏ: với phương pháp áp dụng khai thác chủ yếu hiện
nay là khai thác lộ thiên sau đó sử dụng nước để rửa thu quặng sắt thì việc gây
ô nhiễm môi trường từ quá trình khai thác chủ yếu là môi trường nước. Quy
trình chế biến quặng thải ra một lượng cặn khá cao với thành phần gồm các
chất khoáng và kim loại như: Đất, sét, cát và các chất thải khác của đuôi thải
như SiO2, Fe, Pb, Zn… nếu xâm nhập vào nguồn nước mặt, lượng nước này
có thể gây bồi lắng, làm thay đổi chế độ thủy văn của các dòng chảy, giảm độ
trong, tăng độ đục và tăng hàm lượng các kim loại trong nước… ảnh hưởng
đến đời sống của các loại sinh vật thủy vực. Các chất thải của hoạt động khai
thác các mỏ sắt nếu không được xử lý tốt sẽ là nguồn gây ô nhiễm môi trường
nước mặt và lâu dài, ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm của khu vực lân
cận.
- Tác động đến địa hình, cảnh quan: Những biến đổi mạnh nhất diễn ra
chủ yếu ở những khu vực có khai thác lộ thiên. Các bãi đổ thải tạo nên những
quả đồi và nhiều bãi thải trên các sườn đồi. Bãi thải thường có sườn dốc tới
350. Nhiều moong khai thác lộ thiên tạo nên địa hình âm có độ sâu.
- Vấn đề chiếm dụng đất trồng trọt và cây xanh: Diện tích đất canh tác
và thảm thực vật mà các mỏ khai thác lộ thiên chiếm dụng là khá lớn. Ngoài
những nguy cơ về ô nhiễm môi trường, biến đổi cảnh quan, suy giảm đa dạng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




16

sinh học thì hoạt động khai thác quặng sắt cũng để lại nhiều rủi ro về sạt lở,
trượt lở đe dọa tính mạng người dân do các hố mỏ gây ra. Tại khu vực khai

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN