(Luận văn thạc sĩ) Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại mỏ đá Quang Sơn xã Quang Sơn, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

PHẠM HỮU DŨNG

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP
GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI MỎ ĐÁ QUANG SƠN
XÃ QUANG SƠN - HUYỆN ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

PHẠM HỮU DŨNG

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP
GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI MỎ ĐÁ QUANG SƠN
XÃ QUANG SƠN - HUYỆN ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN

Ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60.44.03.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Hà Xuân Linh

THÁI NGUYÊN - 2015

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu
thực sự 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. Hà Xuân Linh.
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày
trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, phần trích dẫn tài liệu tham khảo
đều được ghi rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày…. tháng …năm 2015
Người viết cam đoan

Phạm Hữu Dũng


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được
sự dạy bảo tận tình của các thầy cô, sự giúp đỡ của các bạn đồng nghiệp, sự
động viên to lớn của gia đình và những người thân.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn TS.
Hà Xuân Linh cùng các thầy, cô trong Khoa Tài nguyên và Môi trường Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ động
viên tôi học tập, nghiên cứu khoa học và thực hiện luận văn, đã dìu dắt tôi
từng bước trưởng thành trong chuyên môn cũng như trong cuộc sống.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên và cố vũ tôi
trong suốt thời gian học tập.
Do thời gian có hạn, lại là bước đầu làm quen với phương pháp nghiên

cứu mới nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được
những kiến thức đóng góp của các thầy, cô giáo cùng toàn thể các bạn để
khóa luận này được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày…. tháng …năm 2015
Người viết cam đoan

Phạm Hữu Dũng


iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan .................................................................................................. i
Lời cảm ơn ..................................................................................................... ii
Mục lục ......................................................................................................... iii
Danh mục bảng biểu...................................................................................... vi
DAnh mục hình ............................................................................................ vii
Danh mục các từ viết tắt .............................................................................. viii
MỞ ĐẦU....................................................................................................... 1
1.Tính cấp thết của đề tài................................................................................ 1
2.Mục tiêu của đề tài ...................................................................................... 2
2.1.Mục tiêu tổng quát.................................................................................... 2
2.2.Mục tiêu cụ thể......................................................................................... 2
3. Yêu cầu của đề tài ...................................................................................... 2
4. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................... 3
4.1. Ý nghĩa khoa học..................................................................................... 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................... 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ........................................................................ 4

1.1.1. Tài nguyên khoáng sản ......................................................................... 4
1.1.2. Khai thác tài nguyên khoáng sản .......................................................... 4
1.1.3. Quá trình khai thác mỏ ......................................................................... 5
1.1.4. Công nghệ khai thác ............................................................................. 5
1.1.5. Phương pháp khai thác ......................................................................... 6
1.1.6. Các hình thức khai thác, chế biến khoáng sản....................................... 7
1.2. Tình hình khai thác trong và ngoài nước............................................... 10
1.2.1. Tình hình khai thác khoáng sản trên thế giới ...................................... 10
1.2.2. Đặc điểm ngành công nghiệp khai thác đá vôi ở Việt Nam................. 13


iv

1.2.3. Trữ lượng đá vôi ở Việt Nam và tỉnh Thái Nguyên ............................ 15
1.2.4. Hiện trạng môi trường các khu vực khai thác đá vôi ở nước ta ........... 16
1.2.5. Khai thác khoáng sản, vật liệu xây dựng ở Thái Nguyên .................... 19
1.3. Các nghiên cứu liên quan đã được xuất bản........................................... 24
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ............. 26
NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 26
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 26
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 26
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 26
2.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 26
2.4.1. Phương pháp kế thừa sử dụng tài liệu thứ cấp..................................... 26
2.4.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa và đánh giá nhanh môi trường .... 27
2.4.3. Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường và phân tích trong phòng
thí nghiệm. .................................................................................................. 27
2.4.4. Phương pháp phỏng vấn qua bộ phiếu điều tra ................................... 30
2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................. 30
2.4.6. Phương pháp đối chiếu, so sánh.......................................................... 30

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................... 32
3.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội mỏ đá vôi Quang Sơn,
xã Quang Sơn, huyện Đồng Hỷ .................................................................... 32
3.1.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................. 32
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 40
3.2. Quy mô dự án và đặc tính công nghệ khai thác...................................... 45
3.2.1. Hệ thống khai thác vật liệu đá............................................................. 45
3.2.2. Đặc tính công nghệ khai thác.............................................................. 46
3.3. Hiện trạng môi trường đất, nước, không khí tại mỏ khai thác đá Quang Sơn. 48
3.3.1. Hiện trạng môi trường đất................................................................... 48


v

3.3.2. Hiện trạng môi trường nước ............................................................... 49
3.3.3. Hiện trạng môi trường không khí........................................................ 51
3.4. Đánh giá cán bộ và người dân về sự tác động của quá trình khai thác mỏ
đá đến môi trường. ....................................................................................... 55
3.4.1. Tác động đến môi trường đất .............................................................. 55
3.4.2.Tác động đến môi trường nước............................................................ 57
3.4.3.Tác động đến môi trường không khí, tiếng ồn ..................................... 59
3.4.4.Tác động tới môi trương kinh tế - xã hội ............................................. 61
3.4.5. Tác động tới môi trường lao động và rủi ro môi trường ...................... 62
3.5. Nguyên nhân gây ô nhiễm ..................................................................... 64
3.5.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm đất tại khu vực mỏ .................................... 64
3.5.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước tại mỏ............................................... 65
3.5.3. Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí ......................... 67
3.6.Giải pháp quản lý, giảm thiểu, khắc phục tác động của môi trường khai
thác mỏ......................................................................................................... 70
3.6.1. Các giải pháp cơ chế chính sách trong việc quản lý và BVMT ........... 70

3.6.2.Các giải pháp kỹ thuật công nghiệp ..................................................... 71
3.6.3.Các biện pháp khống chế ô nhiễm bụi giao thông................................ 72
3.6.4.An toàn lao động và chăm sóc sức khoẻ người lao động...................... 73
3.6.5.Giảm thiểu tác động môi trường sinh thái cảnh quan ........................... 73
3.6.6.Chăm sóc sức khoẻ người lao động ..................................................... 74
3.6.7.Phòng chống thiên tai, sự cố và rủi ro môi trường ............................... 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................... 76
1.KẾT LUẬN............................................................................................... 76
2.KIẾN NGHỊ .............................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 78
PHỤ LỤC.................................................................................................... 81


vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.Sản Lượng và trữ lương đồng trên thế giới.................................... 11
Bảng 1.2. Kết quả môi trường không khí tại Tân Phú Xuân xã Liên Khê, Thủy
Nguyên,Hải Phòng ...................................................................... 18
Bảng 3. 1. Tọa độ các điểm góc khu vực dự án ............................................ 32
Bảng 3. 2. Nhiệt độ không khí trung bình tháng ........................................... 37
Bảng 3. 3. Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm ....................... 38
Bảng 3. 4. Tổng lượng mưa các tháng trong năm ......................................... 39
Bảng 3. 5. Tổng hợp tình hình kinh tế trên địa bàn xã Quang Sơn................ 41
Bảng 3. 6. Đặc điểm dân cư, y tế và giáo dục trên địa bàn xã Quang Sơn..... 43
Bảng 3. 7. Tổng hợp các thông số của hệ thống khai thác............................. 46
Bảng 3. 8. Tổng hợp tính chất cơ lý đá ......................................................... 47
Bảng 3. 9. Kết quả đo chất lượng đất khu vực mỏ ........................................ 48
Bảng 3. 10. Kết quả phân chất lượng nước ngầm khu vực dự án .................. 50
Bảng 3. 11. Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác đá tới môi trường

không khí trên địa bàn thông qua ý kiến điều tra, phỏng vấn....... 55
Bảng 3. 12. Nồng độ bụi, khí thải ở khu vực mỏ trong giai đoạn khai thác... 60
Bảng 3. 13. Nguồn phát sinh ô nhiễm của mỏ đá Quang Sơn ....................... 65
Bảng 3. 14. Đặc trưng nguồn ô nhiễm không khí tại mỏ khai thác đá ........... 67
Bảng 3. 15. Nguồn phát sinh khí bụi trong các hoạt động của dự án............. 68
Bảng 3. 16. Tải lượng bụi sinh ra do các hoạt động khai thác và chế biến
hằng năm tại mỏ đá Quang Sơn .................................................. 68
Bảng 3. 17. Tải lượng khí thải phát sinh do sử dụng nhiên liệu động cơ và nổ mìn.. 69


vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Phương pháp khai thác lộ thiên và hầm lò...................................... 6
Hình 1. 2. Sơ đồ khai thác cát sỏi đặc trưng trên địa bàn huyện...................... 9
Hình 1. 3. Sơ đồ khai thác đá làm vật liệu xây dựng đặc trưng trên địa bàn
huyện Đồng Hỷ ............................................................................................ 10
Hình 3. 1. Sơ đồ vị trí mỏ đá vôi Quang Sơn ………………………………33
Hình 3. 2. Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ đá Quang Sơn .............................. 47
Hình 3. 3. Sơ đồ công nghệ chế biến đá........................................................ 48


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

2

BVMT

Bảo vệ môi trường

3

TN&MT

Tài nguyên và môi trường

4

KLN

Kim loại nặng

5

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

6

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

7

TT

Thông tư

8

QĐ

Quyết định

9

UBND

Ủy ban nhân dân

10

UBMTTQ

Ủy ban mặt trận tổ quốc

11

BOD5

Nhu cầu ô xy sinh hóa (sau 5 ngày)

12

COD

Nhu cầu ô xy hóa học

13

BYT

Bộ Y tế

14

CTR

Chất thải rắn

15

ĐTM

Báo cáo đánh giá tác động môi trường

16

VLXD

Vật liệu xây dựng

17

VNĐ

Việt Nam đồng

18

WHO

Tổ chức Y tế thế giới


1

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thết của đề tài
Hoạt động khai thác, chế biến đá vôi tại các địa phương đã góp phần
phát triển kinh tế xã hội, tạo được việc làm và thu nhập cho một bộ phận
người dân địa phương. Hoạt động đầu tư của doanh nghiệp đã tạo được uy tín
và thương hiệu riêng tại thị trường trong nước và một số khu vực trên thế
giới. Tuy nhiên, hiện ngành công nghiệp khai thác đá vôi còn gặp phải
không ít khó khăn khi thiếu chế tài chặt chẽ đối với việc hành nghề thăm dò
khoáng sản dẫn đến nhiều tổ chức, cá nhân thiếu năng lực và kinh nghiệm
vẫn được thuê thăm dò. Do đó, nhiều mỏ khi đi vào khai thác không như kết
quả đánh giá trữ lượng dẫn tới chủ đầu tư thua lỗ, kinh doanh không hiệu
quả. Với số lượng Giấy phép hoạt động khoáng sản đã cấp và sẽ cấp cho
thấy, sau năm 2012 có thể có khoảng 100 doanh nghiệp hoạt động trên lĩnh
vực này tập trung chủ yếu tại các 3 – 4 vùng mỏ, như vậy có thể gây hiện

tượng khai thác tràn lan, lãng phí tài nguyên, tranh giành diện tích, mất an
ninh trật tự và đặc biệt ảnh hưởng lớn tới cảnh quan môi trường và cơ sở hạ
tầng không thể đáp ứng.
Số lượng cơ sở chế biến đá vôi khá lớn, tuy nhiên lại có quy mô nhỏ,
phân tán, thiết bị công nghệ lạc hậu nên sử dụng chưa hợp lý tài nguyên. Tại
các mỏ khai thác làm đá ốp lát, thực tế chỉ thu hồi được 20 – 30 % khối lượng
đá thành phẩm, còn lại 70 – 80% chưa có nhu cầu sử dụng, phải để lại tại các
mỏ cho thấy sự lãng phí lớn và là nguồn gốc tiềm ẩn nguy cơ sạt lở, mất an
toàn trong khai thác.
Thái Nguyên là một trong những trung tâm kinh tế (công nghiệp, thương
mại, du lịch), văn hoá, giáo dục, y tế của Vùng trung du và miền núi Bắc Bộ.
Vì vậy trong mấy năm gần đây tốc độ tăng trưởng công nghiệp xây dựng của
Thái Nguyên luôn ở mức cao. Các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp được
xây dựng ở khắp các huyện, thị trong tỉnh. Hệ thống đường giao thông, cơ sở
hạ tầng của các địa phương không ngừng được cải tạo, làm mới như: đường


2

cao tốc Hà Nội – Thái Nguyên, nâng cấp đường quốc lộ 3... Chính vì vậy nhu
cầu về vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh là rất lớn, theo số liệu thống kê cho
thấy thị trường vật liệu xây dựng liên tục tăng trong mấy năm gần đây trong
đó có vật liệu là đá vôi.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn, được sự đồng ý của Khoa Sau
đại học, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và với sự hướng dẫn trực
tiếp của TS. Hà Xuân Linh, tôi thực hiện đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề
xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại mỏ đá Quang Sơn
xã Quang Sơn-Huyện Đồng Hỷ - Tỉnh Thái Nguyên”.
2.Mục tiêu của đề tài
2.1.Mục tiêu tổng quát

Đánh giá hiện trạng môi trường và ảnh hưởng của các loại chất thải
trong quá trình hoạt động từ đó đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm
môi trường tại mỏ đá Quang Sơn.
2.2.Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đầy đủ, chính xác thực trạng khai thác và ảnh hưởng của các
loại chất thải tới môi trường của mỏ đá Quang Sơn
- Đánh giá được sự ảnh hưởng của các loại chất thải trong quá trình
hoạt động khai thác đá của mỏ đá Quang Sơn đến môi trường xung quanh
- Đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho mỏ
đá Quang Sơn.
3. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá đầy đủ, chính xác hiện trạng sản xuất và ảnh hưởng của các
loại chất thải tới môi trường nghiên cứu.
- Các loại mẫu đất, nước, không khí phải đánh giá được khu vực chịu tác
động của hoạt động khai thác
- Các biện pháp được đề xuất phải mang tính khả thi và phù hợp với
điều kiện thực tế của cơ sở nghiên cứu.


3

4. Ý nghĩa của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Đánh giá được hiện trạng môi trường đất, nước, không khí trong hoạt
động khai thác đá vôi trên địa bàn xã Quang Sơn huyện Đồng Hỷ.
- Đề xuất giải pháp quản lý, giảm thiểu, khắc phục ô nhiễm môi
trường của việc khai thác đá vôi.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Những kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho công tác khai thác

và quản lý môi trường tại xã Quang Sơn huyện Đồng Hỷ nói riêng và tỉnh
Thái Nguyên nói chung.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Tài nguyên khoáng sản
Tài nguyên khoáng sản là sự tập trung hoặc tích tụ tự nhiên của các
khoáng chất thể rắn, lỏng, khí ở trên, trong vỏ trái đất. Chúng có đặc điểm
hình thái, chất lượng đáp ứng yêu cầu tối thiểu cho phép khai thác, sử dụng một
loại trong tích tụ đó. Có khả năng đem lại lơi ích kinh tế trong thời điểm hiện tại
hoặc tương lai. Chúng được nhận định là có giá trị kinh tế và có đặc trưng địa
chất xác định.
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: Nội sinh (sinh ra trong lòng trái đất), ngoại sinh
(sinh ra trên bề mặt trái đất);
- 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”. [12]
1.1.2. Khai thác tài nguyên khoáng sản
Khai thác khoáng sản hay còn gọi là hoạt động khai thác mỏ hoặc các
vật liệu địa chất từ lòng đất, thường là các thân quặng, mạch hoặc vỉa than.
Các vật liệu được khai thác từ mỏ như kim loại cơ bản, kim loại quý, sắt,

urani, than, kim cương, đá vôi, đá phiến, dầu, đá muối và kali cacbonat. Bất
kỳ vật liệu nào không phải từ trồng trọt hoặc được tạo ra trong phòng thí
nghiệm hoặc nhà máy đều được khai thác từ mỏ. Khai thác mỏ ở nghĩa rộng
hơn bao gồm việc khai thác các nguồn tài nguyên không tái tạo (như dầu mỏ,
khí thiên nhiên, hoặc thậm chí là nước)[12].


5

1.1.3. Quá trình khai thác mỏ
Quá trình khai thác mỏ bắt đầu từ giai đoạn phát hiện thân quặng đến
khâu chiết tách khoáng sản và cuối cùng là trả lại hiện trạng của mặt đất gần
với tự nhiên nhất gồm một số bước nhất định.
- Đầu tiên là phát hiện thân quặng, khâu này được tiến hành thông qua
việc thăm dò để tìm kiếm và sau đó là xác định quy mô, vị trí và giá trị của
thân quặng. Khâu này cung cấp những số liệu để đánh giá tính trữ lượng tài
nguyên để xác định kích thước và phân cấp quặng. Việc đánh giá này là để
nghiên cứu tiền khả thi và xác định tính kinh tế của quặng.
- Bước tiếp theo là nghiên cứu khả thi để đánh giá khả năng tài
chính để đầu tư, kỹ thuật và rủi ro đầu tư của dự án. Đây là căn cứu để
công ty khai thác mỏ ra quyết định phát triển mỏ hoặc từ bỏ dự án. Khâu
này bao gồm cả quy hoạch mỏ để đánh giá tỷ lệ quặng có thể thu hồi, khả
năng tiêu thụ, và khả năng chi trả để mang lại lợi nhuận, chi phí cho kỹ
thuật sử dụng, nhà máy và cơ sở hạ tầng, các yêu cầu về tài chính và các
phân tích về mỏ như đã đề xuất từ khâu khai đào cho đến hoàn thổ. Khi
việc phân tích xác định một mỏ có giá trị thu hồi, phát triển mỏ mới bắt đầu
và tiến hành xây dựng các công trình phụ trợ và nhà máy xử lý. Vận hành
mỏ để thu hồi quặng bắt đầu và tiếp tục dự án khi mà công ty khai thác mỏ
vẫn còn thu được lợi nhuận (khoáng sản vẫn còn).
- Sau khi tất cả quặng được thu hồi sẽ tiến hành công tác hoàn thổ để làm

cho đất của khu mỏ có thể được sử dụng vào mục đích khác trong tương lai[12].
1.1.4. Công nghệ khai thác
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;


6

- 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;
- Sản phẩm từ kho chứa được thiết bị xúc lên phương tiện vận tải
đường bộ về nơi tiêu thụ. [12]
1.1.5. Phương pháp khai thác
Trong thực tế sản xuất hiện nay, tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên của
khu vực có mỏ khoáng sản, điều kiện địa chất của các thân quặng và tính chất
hóa lý của loại quặng, người ta tiến hành các phương pháp khai thác mỏ
khoáng sản chủ yếu sau[28]:
- Phương pháp khai thác lộ thiên (Surface mining): Thường áp dụng
với khoáng sản rắn nằm gần bề mặt bằng cách bóc đi các lớp đất đá phủ lên
thân quặng để lấy lên các khoáng sản cần thiết. Phương pháp này thường
làm thay đổi mạnh mẽ địa hình, mất đất canh tác, mất rừng, tạo ra nhiều
bụi và chất thải rắn.
- Phương pháp khai thác hầm lò (Underground mining): Áp dụng đối
với các thân quặng nằm sâu trong lòng đất bằng cách đào giếng và lò đến thân
quặng để lấy được các khoáng sản cần thiết. Phương pháp này thường tiềm ẩn
nhiều sự cố mất an toàn cho công nhân khai thác, đòi hỏi một lượng lớn gỗ
chống lò và gây ra các biến động trên mặt đất.

Hình 1. 1. Phương pháp khai thác lộ thiên và hầm lò


7

- Phương pháp khoan và bơm hút khoáng sản: Thường được áp dụng
cho một số loại khoáng sản tồn tại dưới dạng khí và lỏng như dầu và khí đốt
thiên nhiên. Phương pháp này đòi hỏi vốn đầu tư lớn nhưng chỉ áp dụng cho
các khoáng sản tồn tại dưới dạng khí và lỏng. [27]
1.1.6. Các hình thức khai thác, chế biến khoáng sản
a. Khai thác, chế biến khoáng sản quy mô công nghiệp
Việc khai thác, chế biến khoáng sản quy mô công nghiệp tập trung ở
các tổ chức sau: Tổng công ty Khoáng sản khai thác và chế biến chì, kẽm,
đồng, thiếc, ilmenit, chromit. Tổng công ty Thép khai thác các mỏ quặng sắt,
các mỏ nguyên liệu phụ gia luyện kim, vật liệu chịu lửa. Tổng công ty Than
khai thác vùng than Quảng Ninh và một số mỏ than rải rác ở các tỉnh khác.
Tổng công ty Hóa chất khai thác mỏ apatit Lào Cai, các mỏ pyrit, các mỏ
nguyên liệu hóa chất. Tổng công ty Xi măng khai thác mỏ đá vôi xi măng, sét
xi măng và các mỏ nguyên liệu phụ gia xi măng. Tổng công ty Dầu khí khai
thác các mỏ dầu, khí đốt thiên nhiên[12].
Các Tổng công ty, Công ty xây dựng của Bộ Xây dựng; Tổng công ty,
Công ty Giao thông của Bộ giao thông vận tải; các Công ty Khoáng sản thuộc
tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương khai thác các mỏ khoáng sản quy mô
vừa và nhỏ trên khắp các địa phương trong cả nước.
Khai thác, chế biến khoáng sản quy mô công nghiệp đang từng bước
được nâng cao về năng lực công nghệ, thiết bị, quản lý. Hoạt động sản xuất,
kinh doanh nhìn chung đảm bảo theo nội dung phương án, đề án, thiết kế, báo
cáo đánh giá tác động môi trường đã được phê duyệt; từng bước gắn kết chặt
chẽ giữa mục tiêu lợi nhuận, kinh tế với trách nhiệm BVMT, an toàn lao

động, bảo vệ tài nguyên khoáng sản. Do khả năng đầu tư còn hạn chế nên các
mỏ khai thác quy mô công nghiệp ở nước ta hiện chưa đồng đều về hiệu quả
kinh tế, về việc chấp hành các quy định của pháp luật về khoáng sản, pháp
luật về BVMT[12]
b. Khai thác, chế biến khoáng sản quy mô nhỏ, tận thu


8

Hình thức này đang diễn ra phổ biến ở hầu hết các địa phương trong cả
nước và tập trung chủ yếu vào các loại khoáng sản làm vật liệu xây dựng,
ngoài ra nhiều tỉnh phía Bắc khai thác quặng sắt, antimon, thiếc, chì, kẽm,
bauxit, quặng ilmenit dọc theo bờ biển để xuất khẩu.
Mặc dù được cơ quan có thẩm quyền cấp giấy phép khai thác khoáng
sản theo quy định, có đề án khai thác, chế biến, có bản đăng ký đạt tiêu chuẩn
chất lượng môi trường được phê duyệt, nhưng do vốn đầu tư ít, khai thác bằng
phương pháp thủ công hoặc bán cơ giới là chính nên trong quá trình khai thác,
chế biến đã ảnh hưởng đến môi trường, cảnh quan.
c. Khai thác trái phép tài nguyên khoáng sản
Hoạt động khai thác trái phép tài nguyên khoáng sản đang là một vấn
đề thời sự, đòi hỏi các cơ quan quản lý, các cấp chính quyền phải quan tâm,
xử lý. Việc khai thác trái phép tài nguyên khoáng sản kéo theo các hậu quả
nghiêm trọng như tàn phá môi trường, làm thất thoát, lãng phí tài nguyên, gây
mất an toàn lao động, làm mất trật tự, an ninh, an toàn xã hội, ..v.v.. phải được
ngăn chặn, truy quét và giải tỏa triệt để. Việc khai thác trái phép tài nguyên
khoáng sản gây hậu quả lớn đến môi trường chủ yếu là nạn khai thác vàng sử
dụng cyanur - hóa chất độc hại thu hồi vàng; khai thác quặng ilmenit dọc bờ
biển đã tàn phá các rừng cây chắn sóng, chắn cát, chắn gió ven biển; khai thác
cát, sỏi lòng sông gây xói lở bờ, đê, kè ảnh hưởng các công trình giao thông,
gây ô nhiễm nguồn nước……[13]

9

Tầu cuốc

Hệ thống sàng
tuyển

Cát, sỏi

Thải
Cuội tảng

Bơm cát
Thuyền vận tải

Tập trung thành
đống

Máy xúc
Bãi tập kết tạm
thời

Xúc bốc, san gạt
bảo vệ chân bờ
sông và vận
chuyển đi làm
đường giao thông

Xúc bốc lên
bãi chứa chính
hoặc
VC đi tiêu thụ
(ô tô)

Hình 1. 2. Sơ đồ khai thác cát sỏi đặc trưng trên địa bàn


10

Khoan, nổ mìn
bằng lỗ khoan con

Khoan, nổ mìn phá đá to,
phá bổ đá thủ công

Xúc
bốc lên
ô tô

Đập,
nghiền
theo
yêu cầu

Chất
thải

Tiêu thụ

sản phẩm

Hình 1. 3. Sơ đồ khai thác đá làm vật liệu xây dựng đặc trưng trên địa
bàn huyện Đồng Hỷ
1.2. Tình hình khai thác trong và ngoài nước
1.2.1. Tình hình khai thác khoáng sản trên thế giới
Vỏ trái đất có phần lục địa chiếm khoảng 50% khối lượng toàn bộ của
vỏ trái đất tương đương với 2,9% khối lượng của trái đất. Phần lớn vỏ trái đất
được cấu tạo bởi các nham thạch bị nóng chảy, nguội dần và kết tinh. Thành
phần các nguyên tố cấu tạo nên vỏ trái đất được biết nhưng chưa đầy đủ vì
những khảo cứu chỉ mới được thực hiện trên thềm lục địa. Hơn nữa trên lục địa
còn có những vùng không khảo cứu được vì nơi này có lớp trầm tích quá dày.
Trong những chỉ số về phát triển kinh tế xã hội ở mỗi quốc gia, người ta
thường quan tâm đến ba chỉ số: Tăng trưởng dân số, tăng trưởng sản xuất
công nghiệp và tăng tổng sản lượng thu hoạch; vì sự gia tăng các chỉ sô này
luôn gắn liền với nhu cầu ngày càng cao về năng lượng và khoáng sản.Làm cơ


11

sở cho sự phát triển công nghiệp hiện nay bao gồm một số kim loại chủ yếu
như sắt, nhôm, đồng, chì, kẽm, đá vôi...Ở nhiều quốc gia có nền công nghiệp
phát triển thì nhu cầu về các kim loại này chiếm tỉ lệ 80% - 90% tổng lượng
khoáng sản sử dụng trên thế giới. Ngoài ra, nhu cầu về khoáng sản phi kim loại
cũng tăng lên, chủ yếu được sử dụng để làm phân bón, sử dụng trong xây dựng
và dùng làm nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp. Sau đây là một số loại
khoáng sản kim loại chủ yếu được khai thác, sử dụng trên thế giới:
- Quặng sắt: Đây là loại khoáng sản thường gặp và khá phổ biến trong
vỏ trái đất, gồm bốn loại quặng có tầm quan trọng trong thương mại là Fe3O4
(Magnetit), Fe2O3 (Hematit), FeO2 (Limonit) và FeCO3 (Siderit). Các loại

quặng này có chứa khá nhiều tạp chất nên tỉ lệ kim loại trong quặng giảm.
Vùng Siberia (Liên Xô cũ) là vùng có trữ lượng sắt được xem như lớn nhất
thế giới.
- Quặng đồng: Mặc dù trữ lượng đồng trên thế giới ít hơn nhưng nhu cầu
sử dụng cũng gia tăng. Năm 1965 sản xuất đồng trên toàn thế giới là 6,6 triệu
tấn và với nhịp điệu ra tăng hàng năm từ 3,4% - 5,8% . Vấn đề đặt ra hiện nay
trong công nghiệp đồng là nhu cầu về đồng càng tăng trong khi đó phẩm chất
của quặng lại giảm nên giá thành của sản xuất đồng càng ngày càng tăng lên.
Vì thế những công cụ truyền thống vốn làm bằng đồng dần dần được thay thế
bằng nhôm hoặc bằng chất dẻo..
Bảng 1. 1.Sản Lượng và trữ lương đồng trên thế giới
Quốc Gia

Sản

lượng Sản

lượng %

sản Trữ
thế Lượng

năm 2010

năm 2011

lượng

(1.000 tấn)

(1.000 tấn)

giới 2011

(1.000 tấn)

Chile

5.420

5.420

33,7%

190.000

Peru

1.220

1.252

7,6%

90.000

Trung Quốc

1.190

1.190

7,4%

30.000

Mỹ

1.110

1.120

7,0%

35.000


12

Úc

870

940

5,8%

86.000

Zambia

690

715

4,4%

20.000

Nga

703

710

4,4%

3.000

Indonesia

872

625

3,9%

28.000

Canada

525

550

3,4%

7.000

Congo

343

440

2,7%

20.000

Ba Lan

425

425

2,6%

26.000

Mexico

260

365

2,3%

38.000

Kazakhstan

380

360

2,2%

7.000

Các nước khác 1.900

2.000

12,4%

80.000

Toàn thế giới

16.100

100,0%

690.00

15.900

(Nguồn: U.S. Geological Survery-2012)[22]
Quặng nhôm không được gặp ở trạng thái đơn chất trong tự nhiên mặc
dù nó chiếm đến 8,13% trọng lượng vỏ trái đất. Boxit chứa hydroxit nhôm là
quặng chính thường được khai thác để lấy nhôm. Năm 1948 sản xuất nhôm
toàn thế giới chỉ đạt 0,5 triệu tấn, đến năm 1968 đã lên tới 8 triệu tấn và nhu
cầu về nhôm càng ngày càng tăng cao hơn rất nhiều. Hiện nay hai ngành xây
dựng và giao thông vận tải sử dụng nhôm nhiều nhất. Hơn nữa do tính chất
bền và chắc của hợp kim nhôm nên ngành kỹ thuật hàng không và hàng
không vũ trụ ngày càng tiêu thụ nhiều nhôm hơn.
- Quặng thiếc: Trữ lượng thiếc rất hạn chế và tập trung ở một số nước
Đông Nam Á như Thái Lan, Mã Lai, Indonesia, Trung Quốc, và một số quốc
gia khác ở Châu Phi như Nigeria, Congo... Thiếc mềm và dễ dát mỏng nên
được sử dụng để làm thùng và hộp chứa thực phẩm khô (60%), trong kỹ nghệ
hàn (20%) và một số cá công việc khác. Do tính chất dễ bị han gỉ của thiếc
nên ngày nay nhôm và chất dẻo dần dần thay thế vị trí của thiếc trong việc sản
xuất các thùng chứa thực phẩm.


13

- Chì: Chì mềm , nóng chảy ở nhiệt độ tương đối thấp, không bị han gỉ
và nặng hơn các trong số các kim loại thông thường. Trong thời gian qua thì
nhu cầu chì ngày càng tăng nhất là Nga và một số nước Châu Á, một phần do

sản xuất ô tô ở khu vực này.
- Đá vôi: Công nghiệp khai thác và chế biến đá vôi với công nghệ hiện
đại trên thế giới, đạt năng sản lương cao điển hình như: Ở Thổ Nhĩ Kỳ có các
mỏ đá Rosalia Light, mỏ Kemalpasha white; mỏ Cream diva; mỏ đá Brown
espera, ở Ấn Độ mỏ đá Green Onyx; ở Tây Ban Nha có mỏ Dark emperador.
1.2.2. Đặc điểm ngành công nghiệp khai thác đá vôi ở Việt Nam
1.2.2.1. Khái niệm ngành công nghiệp khai thác đá vôi
Như chúng ta đã biết ngành công nghiệp khai thác, chế biến đá vôi là
một bộ phận trong ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản.
Chính vì vậy để đưa nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp vào năm
2020 thì việc phát triển ngành công nghiệp khai thác và chế biến đá vôi cũng
hết sức quan trọng và cần thiết. Chúng ta có thể tiếp cận ngành công nghiệp
này theo định nghĩa sau:
Ngành công nghiệp khai thác và chế biến đá vôi là ngành kinh tế bao
gồm công tác thăm dò các mỏ đá vôi, xây dựng cơ bản các hầm mỏ, khai đào
cho đến khâu phân loại và tinh lọc đá vôi để có sản phẩm tinh chế dùng làm
nguyên vật liệu cho các ngành kinh tế khác.
1.2.2.2. Đặc điểm ngành công nghiệp khai thác đá vôi ở nước ta
Địa điểm khai thác
Khác với ngành công nghiệp khác, ngành công nghiệp khai thác và chế
biến đá vôi thường thực hiện tại các mỏ đá vôi. Trong khi đó các mỏ đá
thường tập trung tại các khu vực hẻo lánh, địa hình hiểm trở, cơ sở hạ tầng và
các tiện ích kèm theo kém phát triển. Theo số liệu thống kê của Cục địa chất
khoáng sản Việt Nam thì có đến 80% mỏ đá phân bố tại các vùng núi, địa
hình khó khăn. Trong khi đó, một số mỏ phân bố rải rác, có trữ lượng nhỏ,


14

hàm lượng ít, chỉ có thể khai thác nhỏ, quy mô không đủ lớn để khai thác

công nghiệp.
Ngoài ra ngành công nghiệp khai thác và chế biến đá vôi phải đền bù
giải phóng mặt bằng trong khu mỏ bị khai thác.Các chủ đầu tư phải có trách
nhiệm thực hiện các yêu cầu về bảo vệ môi trường trong quá trình khảo sát,
thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên; Khi kết thúc hoạt động
thăm dò, khai thác phải phục hồi môi trường theo đúng quy định của Luật
Bảo vệ môi trường.
Trong quá trình khai thác thì tất cả các doanh nghiệp đều phải báo cáo
với Ủy ban nhân dân nơi thực hiện dự án về nội dung của quyết định phê
duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường, niêm yết công khai tại địa điểm
thực hiện dự án về các loại chất thải, các giải pháp bảo vệ môi trường để cộng
đồng dân cư biết, kiểm tra, giám sát, thực hiện đúng, đầy đủ các nội dung bảo
vệ môi trường nêu trong báo cáo đánh giá tác động môi trường
Quy trình khai thác
Quá trình tìm kiếm, thăm dò và khai thác đá vôi là một quá trình phức
tạp, đòi hỏi công nghệ cao, rủi ro lớn, tốn kém cả về thời gian và tiền của.
Quy trình khai thác trải qua ba giai đoạn: Khảo sát, thăm dò và khai thác.
Như vậy hoạt động thăm dò và khai thác đá vôi là hoạt động qua nhiều
khâu, khảo sát là khâu đầu tiên. Quá trình này gồm các giai đoạn như sau:
- Khảo sát địa chất khu vực mỏ trên cơ sở tài liệu do các cơ quan chức
năng cung cấp.
- Tổng hợp công tác địa vật lý bằng các phương pháp từ trường, trọng
lực hay địa chấn để tìm ra những nơi có cấu tạo mỏ.
Sau khi khảo sát, nhà đầu tư phải tiến hành thăm dò trữ lượng mỏ. Đây là
khâu quan trọng trong quá trình tìm kiếm và khảo sát trữ lượng mỏ. Bởi lẽ
quá trình này đòi hỏi sự chính xác cao, nếu không sẽ gặp nhiều rủi ro trong
quá trình thực hiện, đây cũng là quá trình quyết định nhà đầu tư có nên đầu tư
vào mỏ đó không. Khâu này gồm các giai đoạn cơ bản sau:

15

- Tiến hành khoan tại nơi có cấu tạo mỏ và lấy mẫu để nghiên cứu chi tiết.
- Thực hiện khoan nhiều mũi nhằm đánh giá trữ lượng một cách cụ thể
và chính xác nhất.
Để có thể biết được chính xác hàm lượng và trữ lượng đá vôi tại khu vực
khảo sát, nhà đầu tư bước đầu phải tiến hành khoan và lấy mẫu để nghiên
cứu. Tuy nhiên, trong khâu này đòi hỏi phải thực hiện nhiều mũi khoan tại các
vị trí và độ sâu khác nhau như vậy mới có thể đánh giá chính xác trữ lượng
mỏ. Đôi khi nhà đầu tư gặp rủi ro trong khâu này như: Thực hiện khoan nhiều
mũi nhưng không có kết quả rất tốn kém. Do vậy để làm tốt khâu này nhà đầu
tư phải sử dụng những công nghệ thiết bị tiên tiến mới có thể tránh được
những rủi ro đáng tiếc.
Sau khi thăm dò và khảo sát mỏ đã thực hiện thành công, nếu như mỏ đó
có trữ lượng khoáng sản có thể khai thác với quy mô công nghiệp, nhà đầu tư
sẽ tiến hành khai thác. [12]
1.2.3. Trữ lượng đá vôi ở Việt Nam và tỉnh Thái Nguyên
1.2.3.1.Trữ lượng đá vôi ở Việt Nam:
Đá vôi là nguyên liệu chủ yếu được sử dụng để sản xuất xi măng phục
vụ ngành xây dựng. Đá vôi trầm tích có khoáng vật chủ yếu là calciy. Thành
phần hóa học chủ yếu của đá vôi là CaCO3, ngoài ra còn có một số tạp chất
khác như MgCO3, SiO2, Fe2O3, Al2O3…
Ở nước ta, 125 tụ khoáng đá vôi đã được tìm kiếm và thăm dò, trữ lượng
ước đạt 13 tỷ tấn, tài nguyên dự báo khoảng 120 tỷ tấn. Đá vôi Việt Nam
phân bố tập trung ở các tình phía Bắc và cực Nam. Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng
Giao phân bố rộng và có tiềm năng lớn
Tại Hải Dương, đá vôi đã được tập trung chủ yếu trong phạm vi giữa 2
sông Bạch Đằng và Kinh Thầy. Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi
Áng Dâu, núi Nham Dương đã được thăm do tỷ mi.
Tại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại Sơn và Tràng Kênh thuộc

huyện Thủy Nguyên. Ngoài ra còn có mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương
Xuân – Pháp Cổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan.