Nghiên cứu ứng dụng gis đánh giá ô nhiễm môi trường nước mặt do ảnh hưởng quá trình khai thác mỏ đá khu vực cẩm phả, quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
-------  -------

VŨ THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI
TRƯỜNG NƯỚC MẶT DO ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH KHAI
THÁC MỎ KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
-------  -------

VŨ THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI
TRƯỜNG NƯỚC MẶT DO ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH KHAI
THÁC MỎ KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa
Mã số: 60520503

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ng­êi h­íng dÉn khoa häc

GVC.TS.Phạm Cơng Khải

HÀ NỘI, 2014


1

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn là đúng sự thật và chưa từng được cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả đề tài

Vũ Thị Hương


2

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tác giả luận văn xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GVCTS. Phạm Công Khải, thầy là người đã đưa ra định hướng và tận tình hướng
dẫn về mặt khoa học cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Trắc địa
mỏ, khoa Trắc địa đã có những đóng góp ý kiến đầy bổ ích trong q
trình làm luận văn. Xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng Tổ chức Cán bộ,
phòng Đại học và Sau Đại học trường Đại học Mỏ - Địa Chất, đã tạo điều
kiện thuận lợi tôi trong q trình hồn thành khóa học Cao học.
Tác giả cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến các cán bộ phịng Trắc địa,
phịng Mơi trường và phịng Kỹ thuật các Công ty than khu vực Cẩm Phả Quảng Ninh đã hỗ trợ và cung cấp dữ liệu cho luận văn.
Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã

thường xuyên động viên, giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn.


3

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
10
Bảng 1.1. Danh mục các mỏ than ở Quảng Ninh
Bảng 1.2. Chất lượng than ở khu vực mỏ ở Cẩm Phả
Bảng 1.3.Khả năng tạo bụi trong quá trình khai thác than
Bảng 1.4. Cường độ tạo các thiết bị bụi mỏ
Bảng 1.5.Kết quả quan trắc phân tích chất lượng nước mặt
Bảng 2.1. Ví dụ về các định nghĩa các kiểu đối tượng trong cơ sở dữ liệu GIS
Bảng 2.2. Các nguyên tắc topology
Bảng 2.3. Một số chức năng thường dung trong GIS
Bảng 3.1. Các lớp dữ liệu nền địa lý
Bảng 3.2. Chi tiết topology với đối tượng trong từng nhóm lớp
Bảng 3.3. Thuyết minh cấu trúc CSDL môi trường nước
Sơ đồ 2.1. Tổ chức cơ sở dữ liệu –Geodatabase
Sơ đồ 2.2. Quy trình xây dựng CSDL GIS

11
24
25
27
43
49
59
70
72

73
54


4

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Sơ đồ tổ chức hệ thống GIS
Hình 2.2. Mơ hình các lớp dữ liệu
Hình 2.3. Cấu trúc dữ liệu raster – vector
Hình 2.4. Bảng biểu diễn thông tin dạng điểm, đường , vùng theo cấu trúc
vector………………………………………………………………..
Hình 2.5. Minh họa thơng tin raster
Hình 2.6. Liên kết dữ liệu khơng gian và thuộc tính………………
Hình 1.1. Các hoạt động kinh tế XH thành phố Cẩm Phả………………………
Hình 1.3. Các vỉa than nằm gần mặt đất………………………………………
Hình 1.4. Sơ đồ cơng nghệ khai thác lộ thiên…………………………………..
Hình 1.5.Sơ đồ cơng nghệ khai thác hầm lị…………………………………….
Hình 1.6.Tác động khai thác than đến mơi trường đất………………………….
Hình 1.7. Tác động bồi lấp của tình hình khai thác than………………………..
Hình 3.1.Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp biên giới địa giới……………..

35
40
41
47
48
53
9
12

14
17
21
22
79

Hình 3.2.Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp Cơ sở tốn học……………….. 79
Hình 3.3.Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp Dân cư hạ tầng……………..
80
Hình 3.4. Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp Địa hình……………………... 80
Hình 3.5. Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp Giao thơng………………...
81
Hình 3.6. Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp Phủ bề mặt…………………
81
Hình 3.7. Thơng tin cơ sở dữ liệu nền nhóm lớp Thủy hệ……………………..
82
Hình 3.8.Các nhóm lớp thơng tin cơ sở dữ liệu nền địa lý………………….......

82


5

MỤC LỤC
Chương 1: Khai thác mỏ và một số vấn đề về mơi trường khu vực Cẩm Phả,
Quảng
Ninh………………………………………………………………………
1.1.Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu vực Cẩm Phả, Quảng
Ninh………….
1.1.1. Vị trí địa lý……………………………………………………………….

5

1.1.2.Đặc điểm tự
nhiên………………………………………………………….
1.1.3.Đặc điểm kinh tế xã hội
…………………………………………………...
1.2.Tổng quan về hoạt động khai thác mỏ khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh….
1.2.1.Trữ lượng địa chất và than ở Quảng
Ninh…………………………………
1.2.2.Công nghệ khai thác
than…………………………………………………..
1.2.2.1.Công nghệ khai thác lộ
thiên……………………………………………..
1.2.2.2.Công nghệ khai thác hầm
lò……………………………………………...
1.2.3.Tác động của hoạt động khai thác than đến môi
trường…………………...
1.3.Tác động của khai thác than đến môi trường
nước…………………………..
1.3.1.Hiện trạng môi trường chất thải
mỏ………………………………………..
1.3.1.1. Đối với khai thác lộ
thiên………………………………………………..
1.3.2.1.Ảnh hưởng của chất thải đối với môi trường
nước………………………
1.3.2.1.Ảnh hưởng của chất lượng nước
mặt…………………………………….
1.3.2.2.Ảnh hưởng của chất lượng ven
biển……………………………………..

Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu đánh
giá ô nhiễm môi trường nước
mặt………………………………………………..
2.1.Giới thiệu chung về

5

5
5

8
10
12
12
12
15
18
26
26
26
29
30
30
34

34


6

GIS……………………………………………………...
2.1.1.Khái niệm về
GIS…………………………………………………………..
2.1.2.Các thành phần của
GIS……………………………………………………
2.1.3.Các nhiệm vụ của
GIS……………………………………………………...
2.1.4.Mơ hình dữ liệu
GIS……………………………………………………….
2.1.5.Cấu trúc dữ liệu
GIS……………………………………………………….
2.2.Tổng quan về
GIS……………………………………………………………
2.2.1.Khái niệm cơ sở của
GIS…………………………………………………..
2.2.2.Ngôn ngữ xây dựng CSDL
GIS……………………………………………
2.2.3.Cấu trúc CSDL
GIS………………………………………………………..
2.2.4.Tổ chức CSDL
GIS………………………………………………………...
2.2.5.Chuẩn CSDL
GIS…………………………………………………………..
2.3.Nghiên cứu lựa chọn giải pháp xây dựng CSDL đánh giá ô nhiễm môi
trường
……………………………………………………………………………
2.3.1.Các giải pháp công nghệ
GIS………………………………………………
2.3.2.Tích hợp tư liệu viễn thám trong xây dựng CSDL
GIS……………………

2.3.3.Nguyên tắc gắn kết dữ liệu khơng gian và thuộc tính trong phân tích dữ
liệu……………………………………………………………………………….
.
2.3.4.Quy trình xây dựng CSDL
GIS…………………………………………….
Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng GIS đánh giá ô nhiễm môi trường nước mặt
do ảnh hưởng quá trình khai thác mỏ khu vực Cẩm Phả,Quảng Ninh………….
3.1.Triển khai xây dựng
CSDL…………………………………………………..
3.2.Mơ hình cấu trúc dữ liệu và nội
dung………………………………………..

34
35
37
40
41
43
43
44
53
53
54
57

57
61
61

62

66
66
69


7

3.2.1.Quy định phân lớp, nhóm lớp trong
GIS…………………………………..
3.3.Xây dựng CSDL GIS chuyên đề môi trường………………………………

69
83


8

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của để tài
Thành phố Cẩm Phả có nhiều lợi thế quan trọng trong phát triển kinh
tế - xã hội và trở thành một trong những địa phương có sự phát triển năng
động nhất ở phía Bắc đất nước trong thời kỳ đổi mới. Đặc biệt, Thành phố
Cẩm Phả rất giàu tiềm năng phát triển kinh tế, với các điều kiện tự nhiên
thuận lợi cho phát triển cơng nghiệp khai thác khống sản, cảng biển nước
sâu, du lịch, nuôi trồng thuỷ sản... Vùng biển Cẩm Phả là nơi sinh sống của
nhiều lồi hải sản có giá trị kinh tế cao như tôm hùm, cá song, ngọc trai ... và
là nơi có nhiều hệ sinh thái cửa sông, ven biển quan trọng như những cánh
rừng ngập mặn rộng lớn, ám san hô, bãi cá.
Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã
đạt được trong nhiều năm qua, Cẩm Phả cũng đang đối mặt với những thách

thức không nhỏ về môi trường. Trên một địa bàn hẹp Cẩm Phả, nhiều hoạt
động kinh tế-xã hội đồng thời phát triển như khai thác than, sản xuất vật
liệu xây dựng, lấn biển xây dựng hạ tầng đô thị và khu công nghiệp, phát
triển mạng lưới giao thông thuỷ bộ và cảng biển, nuôi trồng - đánh bắt, chế
biến thuỷ sản, du lịch - dịch vụ... đã làm nảy sinh nhiều xung đột giữa các
ngành kinh tế với nhau và cùng làm gia tăng sức ép lên môi trường sinh thái
và các tài nguyên thiên nhiên.
Chất lượng mơi trường ở Tỉnh Quảng Ninh nói chung và Thành phố Cẩm
Phả nói riêng đã bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh trong
vòng 20 năm trở lại đây, nhiều nguồn tài nguyên môi trường đã bị khai thác
cạn kiệt. Điển hình là hoạt động khai thác than tồn tại hàng trăm năm nay đã
làm mất đi nhiều cánh rừng là nơi cơ trú của các loài động vật, và gây ra bồi
lấp các dịng sơng, suối; các hoạt động vận tải, sàng tuyển than gây ra
những nguồn ô nhiễm bụi lớn,ô nhiễm nguồn nước tăng sức ép lên các vùng
sinh thái nhạy cảm... Hoạt động này đã đang là ngun nhân làm suy thối
tài ngun, mơi trường, ảnh


9

hưởng trực tiếp đến tiềm năng phát triển kinh tế xã hội và đời sống nhân
dân.
Phần lớn các hoạt động kinh tế xã hội, trong đó có du lịch và thuỷ sản phụ
thuộc rất nhiều vào chất lượng của các nguồn tài nguyên môi trường.
Những vấn đề môi trường hàng ngày đã, đang xảy ra và còn tiếp tục gặp
phải trong tương lai, với đà phát triển ngành than như hiện nay và dự kiến
trong tương lai.
Nghiên cứu ứng dụng GIS đánh giá ô nhiễm môi trường do ảnh
hưởng quá trình khai thác mỏ là yêu cầu cấp thiết, nhằm đề xuất các giải
pháp quản lý-kỹ thuật. Góp phần nhằm hạn chế và khắc phục ô nhiễm môi

trường tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững của hoạt động
sản xuất than trên địa bàn Tỉnh Quảng Ninh nói chung và Cẩm Phả nói
riêng, nhằm hạn chế được các mối nguy hiểm cho con người và chất lượng
môi trường được đảm bảo và cũng là góp phần phát triển các ngành khác như
ngành du lịch, thuỷ sản, cảng biển...
Để làm tốt được công tác bảo vệ và đánh giá được mức độ ơ nhiễm
mơi trường có hiệu quả cao nhất. GIS là một công cụ hiện đại và hiệu quả
trong lĩnh vực quản lý, giám sát nguồn tài nguyên thiên nhiên. GIS với ưu
thế là dữ liệu được chuẩn hóa, được can thiệp và cập nhật dễ dàng và nhanh
chóng, có khả năng truy vấn, phân tích và xử lý thông tin, hiển thị và cập
nhật dữ liệu gắn liền với vị trí khơng gian của các đối tượng trên Trái
đất.Chính vì thế mà GIS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cuả
nền kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng…đặc biệt GIS hỗ trợ cho việc quản
lý tài nguyên, bảo vệ môi trường tiêu biểu là ngành khai thác mỏ
Đó là lý do lựa chọn đề tài luận văn với tiêu đề: “Nghiên cứu ứng dụng
GIS đánh giá ô nhiễm môi trường nước mặt do ảnh hưởng quá trình khai thác
mỏ khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh”.
Trong quá trình thực hiện tác giả đã nhận được sự quan tâm, chỉ đạo và
hướng dẫn tận tình của GVC.TS.Phạm Công Khải cùng sự cộng tác giúp đỡ
của các đơn vị sản xuất. Tác giả xin trân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu này.


10

2.Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
Mục tiêu của đề tài:
-

Thông qua kết quả nghiên cứu để minh chứng khả năng ứng dụng GIS trong việc
xác định, quản lý mơi trường do ảnh hưởng của q trình khai thác mỏ khu vực

Cẩm Phả, Quảng Ninh

-

Đưa các dự báo mức độ ơ nhiễm mơi trường do q trình khai thác mỏ, bên cạnh
đó cũng giúp cho các nhà quản lý đưa ra các quyết định đúng đắn cho khu vực
nghiên cứu

Nhiệm vụ của đề tài:
-

Tổng quan về tình hình khai thác mỏ và tác động của khai thác mỏ đến mơi
trường

-

Tổng quan về hệ thơng tin địa lý, quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu

-

Thu thập số liệu, phân tích đánh giá các dữ liệu và phân tích thành phần ô nhiễm
môi
trường đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước mặt

3 .Phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu được thực hiên trong phạm vi sau:
-

Về không gian: khu vực khai thác mỏ thuộc khu vực Cẩm Phả,Quảng Ninh, tập
trung

khai thác mỏ lộ thiên – tác nhân gây ơ nhiễm và suy thối các thành phần mơi trường
mạnh mẽ nhất
-

Phạm vi nội dung: Nghiên cứu xây dựng dữ liệu nền địa lý với các lớp: Địa hình,
giao

thơng, thủy hệ, phủ bề mặt, cơ sở hạ tầng dân cư, ranh giới hành chính và cơ sở tốn
học. Dữ liệu chuyên đề: Môi trường nước mặt
Phương pháp nghiên cứu:
-

Phương pháp nghiên cứu thực địa: Thu thập mẫu quan trắc mơi trường, trao đổi với
cán bộ phân tích mơi trường về các kết quả thu được. Nhằm tìm hiểu về tính chất đặc


11

điểm của dữ liệu mơi trường, từ đó nghiên cứu mơ hình dữ liệu mơi trường cho phù
hợp
Phương pháp GIS: Sử dụng các phần mềm tương thích nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu

-

và phân tích tổng hơp dữ liệu . Xây dựng và hoàn thiện dữ liệu trong ArcGis

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-

Kết quả nghiên cứu sẽ mang lại cái nhìn thấu đáo về sự tác động của
hoạt động khai thác than đến các thành phần mơi trường khu vực Cẩm
Phả nói riêng và Quảng Ninh nói chung.

-

Khẳng định tính ưu việt của hệ thống thông tin địa lý trong việc đánh giá
được ô nhiễm môi trường

-

Kết quả của đề tài sẽ là mơ hình ứng dụng cho các khu vực khác.
5. Cơ sở tài liệu thực hiện luận văn

-

Bản đồ địa hình và địa chính khu vực Thành phố Cẩm Phả

-

Tài liệu quan trắc môi trường khu vực khai thác mỏ
6. Cấu trúc luận văn
- Luận văn được trình bày trong 89 trang, trên khổ giấy A4, bao gồm có phần
mở đầu, 3 chương và phần kết luận, kiến nghị

Chương 1: Khai thác mỏ và một số vấn đề môi trường khu vực Cẩm Phả,
Quảng Ninh
Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu
đánh giá ô nhiễm môi trường
Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng GIS đánh giá ô nhiễm môi trường nước

mặt do ảnh hưởng quá trình khai thác mỏ khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh


12

CHƯƠNG 1
KHAI THÁC MỎ VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MƠI TRƯỜNG
KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH
1.1. .Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh
1.1.1. Vị trí địa lý
Khu vực Cẩm Phả là một phần của Khu vựcQuảng Ninh, với tổng tiềm
năng ước tính trên 3 tỷ tấn trong tổng số 8,4 tỷ tấn trữ lượng than Quảng Ninh.
Nằm trên địa bàn Thành phố Cẩm Phả, có tọa độ (VN-2000) từ:
Tọa độ X: 2314100 ÷ 2348300 (m)
Tọa độ Y: 419500 ÷ 439500 (m)
Diện tích đất tự nhiên của Cẩm Phả là 48623 km2. Dân số khoảng 16745
(năm
2006) với mật độ dân cư 474 người/km2. Cẩm Phả nằm cách Hà Nội 180 km về
phía Đơng, có 16 đơn vị hành chính là: Quang Hanh, Cẩm Thạch, Cẩm Thủy,
Cẩm Trung, Cẩm Thành, Cẩm Tây, Cẩm Bình, Cẩm Đơng, Cẩm Sơn, Cẩm Phú,
Cẩm Thịnh, Cửa Ơng, Dương Huy, Cẩm Hải, Cộng Hịa và Mơng Dương.
-

Phía Đơng giáp Huyện Vân Đồn

-

Phía Tây giáp với Thành phố Hạ Long

-

Phía Nam giáp Vịnh Bái Tử Long

-

Phía Bắc giáp với Huyện Hoành Bồ và Huyện Bã Chẽ

1.1.2.Đặc điểm tự nhiên
Nằm ở vùng núi Đông Bắc Việt Nam, trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió
mùa, vùng khai thác than Cẩm Phả có đặc điểm tự nhiên khá phức tạp.
* Địa hình:
Trong vùng địa hình chia thành các kiểu địa hình: vùng núi, đồi, thung
lũng giữa núi, bờ bãi và vùng biển, hải đảo. Dãy núi chính trong vùng là dãy
chùa Lơi – Cửa Ơng và dãy Quạt Mo – Cửa Ông, với độ cao trung bình từ 200
đến 300 m, cao nhất là đỉnh Cao Sơn (436m), thấp nhất là các đỉnh có độ cao 20
đến 50 m. Tạo thành một dải, kéo dài từ Tây sang Đơng. Địa hình kiểu bóc


13

mịn, xâm thực điển hình, có đường phân hủy lượn sóng, sườn dốc (với độ dốc
từ 200-300). Bên cạnh đó là vùng đồi chạy song song với các dãy núi. Địa hình
đồi núi chiếm 55,4% diện tích tồn vùng. Các thung lũng nhỏ nằm rải rác trong
vùng như thung lũng Quang Hanh, thung lũng Mông Dương. Vùng bờ bãi Cẩm
Phả - Cửa Ơng, có bề mặt nghiêng ra biển. Độ phân cắt sâu rất yếu (<15km/km2),
độ phân cắt ngang rất lớn (>2km/km2). Vùng biển và hải đảo là nét đặc trưng của
địa hình khu vực. Các đảo có diện tích khác nhau và là một nét đặc trưng của
địa hình. Các đảo có diện tích khác nhau và phát triển trên các đá lục nguyên, đá
vôi.
Mạng lưới sông suối trong vùng khá phát triển. Sơng Mơng Dương là

sơng chính được nhiều nhánh suối bổ cấp, đổ ra biển tại Phường Mơng Dương.
Đây là con sơng đảm bảo sự tiêu thốt nước cho cả khu vực về mùa mưa.
* Khí hậu và thảm thực vật:
Cẩm Phả chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa ven biển. Khí hậu ở đây
thể hiện theo mùa khá rõ rệt. Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, số ngày
mưa đạt từ 10 đến 12 ngày/1 tháng, với lượng mưa trung bình 150 đến 200
mm/tháng. Mưa nhiều nhất vào tháng 7 và tháng 8, nhiệt độ trung bình từ 25 đến
270C, cao nhất là 34 đến 380C vào tháng 7. Độ ẩm khơng khí khá cao (>80%).
Mùa khơ kéo dài từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa ít nhất trung bình
từ 22 đến 26 mm/tháng. Do ảnh
hưởng của khí hậu nhiệt đới, cho nên trong vùng có nhiều rừng và nhiều cây cối
có giá trị. Thành phần thực vật khá phong phú, chỉ tính riêng các lồi cây gỗ và
một số cây bụi đã có trên dưới 50 họ và trên 200 loài. Trong những năm qua,
việc khai thác gỗ rừng, chặt gỗ chống lò, chặt đốt rừng làm nương rẫy dẫn đến
thành phần thực vật cũng như diện tích rừng, trữ lượng, chất lượng gỗ rừng ngày
càng suy giảm, biến động theo chiều hướng xấu. Chất lượng rừng ngày càng suy
giảm, phân lớn trong rừng chỉ còn lại cây gỗ tạp, kích thước nhỏ, cong queo, sâu
bệnh, ít giá trị sử dụng.


14

BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH THỊ XÃ CẨM PHẢ
TỶ LỆ: 1: 200.000
426000.000000

432000.000000

438000.000000
2351000.000000

420000.000000

2351000.000000

414000.000000

H. TIÊN YÊN

2342000.000000

2342000.000000

H. BA CHẼ

X. Cộng Hòa

X. Cẩm Hải

2333000 .000000

2333000 .000000

P. Mơng Dương

H. HỒNH BỒ

2324000.000000

P. Cẩm Tây

P. Cửa Ơng
P. Cẩm Đông
P. Cẩm Sơn
P. Cẩm Thủy
P. Cẩm Phú
P. Cẩm Thạch
P. Cẩm Thịnh
P. Quang Hanh P. Cẩm Trung

2324000.000000

X. Dương Huy

Ú
C HÚ
Ú G II Ả II
D
Dư ờ nngg ttỉỉ nnhh ll ộ
Đ ư ờ nngg qquuố cc ll ộ
SSôô nngg
RGCP_buffer

2315000 .000000

Tên xã, phường
Cẩm Hải
Cộng Hịa
Dương Huy
Hịa Bình
P. Cẩm Bình

P. Cẩm Phú
P. Cẩm Sơn
P. Cẩm Thành
P. Cẩm Thạch

−

0 1,200
2,400

TP HẠ LONG

P. Cẩm Thịnh
P. Cẩm Thủy
P. Cẩm Trung
P. Cẩm Tây
P. Cẩm Đơng
P. Cửa Ơng

4,800

414000.000000

7,200

9,600
Meters

420000.000000

P. Mơng Dương
P. Quang Hanh

426000.000000

432000.000000

438000.000000

2315000 .000000

Ranh giới cấp xã


15

1.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội
Thành phố Cẩm Phả là một trong những đầu tàu kinh tế của tỉnh Quảng Ninh, nơi
được biết đến như là một trong ba đỉnh của tam giác kinh tế miền bắc Hà Nội – Hải
Phịng – Quảng Ninh. Cẩm Phả có rất nhiều tiềm năng về phát triển kinh tế như du
lịch, công nghiệp khai thác và chế biến than, cơ khí, chế tạo máy, cơng nghiệp đóng
tàu và đặc biệt có cảng than Cửa Ông tiếp nhận tàu trọng tải hàng vạn tấn. Cẩm Phả có
vùng núi đá vơi rộng lớn, là nguồn nguyên liệu dồi dào cho việc phát triển các ngành sản
xuất xi măng, nhiệt điện và vật liệu xây dựng.
Tài nguyên lớn nhất ở Cẩm Phả là than đá. Chất lượng than tốt, trữ lượng lớn,
tiện đường chuyên chở ra cảng nước sâu. Ðây là trung tâm sản xuất than của tỉnh Quảng
Ninh và của cả nước. Ngoài các mỏ than lớn như Cọc Sáu, Ðèo Nai, Cao Sơn, Mơng
Dương, Khe Chàm, Dương Huy, Thống Nhất cịn có những nhà máy cơ khí lớn, nhà
máy sàng tuyển than và bến cảng, cơng ty địa chất và các xí nghiệp xây lắp, vận tải.
Ngoài than, antimon ở Khe Sim- Dương Huy, đá vơi ở Quang Hanh, nước khống đều

là những tài nguyên quí hiếm.
Trong tương lai Thành phố Cẩm Phả sẽ trở hành một khu công nghiệp điện. Tổng
công suất đạt trên 3.000 MW. Hiện nay, nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả (khu vực Cầu
20, phường Cẩm Thịnh) có cơng suất 300 MW đã được xây dựng từ năm 2006 và đến
tháng 4 năm 2009 sẽ phát điện. Tiếp theo là dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện Cẩm
Phả có cơng suất tương Đơng trên cơ sở mở rộng Nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả đã được
khởi công xây dựng vào cuối năm 2007. Ngồi ra, tại phường Mơng Dương sẽ xây dựng
02 nhà máy điện khác có tổng cơng suất 2400MW, tại Phường Cẩm Thịnh sẽ có dự án
Nhà máy nhiệt điện Cẩm Thịnh với công suất 400MW-450MW.
Nhà máy xi măng Cẩm Phả được xây dựng tại Km6, đây là nhà máy có cơng suất
lớn nhất trong nước hiện nay. Nhà máy này sẽ sản xuất Clanh ke phục vụ sản xuất xi
măng tại Cẩm Phả và tại Vũng Tàu để phục vụ nhu cầu xây dựng trong nước.
Các nhà máy chế tạo thiết bị điện, Cơ khí trung tâm là các trung tâm cơ khí sản
xuất, sửa chữa thiết bị phục vụ cho ngành than và công nghiệp mỏ trong cả nước.
Cảng Cửa Ông là cảng nước sâu và có thể tiếp nhận các tàu có sức chứa 5-7 vạn tấn
vào cảng tiếp nhận hàng. Ngoài biển, Cẩm Phả cịn có cảng nối như Hịn Nét, là điểm


16

bốc rót hàng triệu tấn than hàng năm phục vụ cho xuất khẩu. Ngồi ra, cịn có các cảng lẻ
như Km6, 10-10, Đá Bàn, Khe Dây, Cẩm Y... và nhiều khu vực chuyên
bốc rót than cho nội địa và vật liệu xây dựng như cát, đá, xi măng, v.v…

Hình 1. 1. Các hoạt động kinh tế xã hội Thành phố Cẩm Phả
Tài nguyên đất đai nông nghiệp của Thành phố Cẩm Phả có khoảng 1.196 ha, trong
đó đất trồng rau màu và cấy lúa 434ha, đất có mặt nước có thể ni trồng thuỷ sản
315ha. Cẩm Phả có 2 khu đất làm muối nhưng nay chỉ còn một khu và ngày càng thu
hẹp. Ðất lâm nghiệp khá rộng, trong đó rừng tự nhiên 12.094. Xưa có nhiều lâm sản nay
rừng đã kiệt quệ. Cẩm Phả có nghề khai thác hảhải sản với hơn 50km bờ biển, nhưng chủ

yếu là đánh bắt gần bờ, sản lượng thấp.

1.2. Tổng quan về hoạt động khai thác mỏ khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh
1.2.1. Trữ lượng địa chất và than Quảng Ninh
Là một phần của Khu vực Quảng Ninh, Khu vựcCẩm Phả bao gồm các mỏ Ngã
Hai, Khe Tam, Khe Chàm, Mông Dương, Đông Bắc Mơng Dương, Tây Khe Sim,
Đơng Khe Sim, Lộ Trí, Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Quảng Lợi, Cái Bầu và nhiều mỏ


17

nhỏ, các điểm lộ vỉa. Các mỏ than đều phân bố ở khu vực có địa hình đồi núi thấp
(100 ÷ 300 m). Sườn núi khá dốc (70 ÷ 850). Địa hình phân cách khá sâu, tạo nên sơng
suối ngắn.
Bảng 1.1. Danh mục các mỏ than ở Quảng Ninh
DIỆN
CÔNG
STT

TÊN MỎ

NGHỆ

CÔNG SUẤT TÍCH
(103 T/n)

ĐẤT MỎ

THUỘC CƠNG TY

(Km2)

1.8

Đơng Bắc

1

Tây Khe Sim

Hầm lị

142

2

Đơng Đá Mài

Hầm lị

300

3

Nam Khe Tam

Hầm lị

150

6.1

Đơng Bắc

4

Thống Nhất

Hầm lị

100

3.5

Thống Nhất

5

Mơng Dương

Hầm lị

150

5.4

Mơng Dương

6

Khe Chàm

Hầm lị

200

6.3

Khe Chàm

7

Khe Tam

Hầm lị

57

8.5

Hạ Long

8

Kế Bào

Hầm lị

9

Tây Đá Mài

Hầm lị

10

Đơng Khe Sim

Lộ thiên

11

Bắc Quảng Lợi

Lộ thiên

200

3.6

Đơng Bắc

12

Đèo Nai

Lộ thiên

800

5.71

Đèo Nai

13

Cọc Sáu

Lộ thiên

1500

8.51

Cọc Sáu

14

Cao Sơn

Lộ thiên

1000

9.9

Cao Sơn

Đông Bắc

17.7

1.5

Cơng tác nghiên cứu địa chất và tìm kiếm thăm dị khai thác than của Quảng
Ninh nói chung và Cẩm Phả nói riêng đã được bắt đầu cách đây hơn 100 năm. Nhưng
cơng tác tìm kiếm thăm dị tỉ mỉ phục vụ cho việc thăm dò khai thác trên quy mô lớn
chỉ được tiến hành từ thập kỷ 60 dưới sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô (cũ).
Từ sau hịa bình lập lại (1954), song song với việc thành lập bản đồ địa chất
vùng Hòn Gai-Cẩm Phả tỷ lệ 1:10000, 1:25000 là cơng tác thăm dị, đánh giá trữ
lượng, chất lượng than từng mỏ.

Trữ lượng địa chất các mỏ than vẫn được tính theo chuẩn của Liên Xơ


18

(cũ), bao gồm các cấp A, B, C (C1, C2). Tổng trữ lượng cấp A + B + C1 + C2
là cơ sở cho công tác qui hoạch chiến lược ngành than. Trữ lượng than lớn
nhất tập trung ở vùng Đơng Triều – ng Bí (1,332 tỷ tấn), ở Cẩm Phả là
(1.285 tỷ tấn).
Thông qua các chỉ tiêu thành phần hóa học, độ tro (Ak%), độ ẩm (Wpt%), chất
bốc (Vcb), lưu huỳnh (S%) và nhiệt lượng (kcal/kg), than đá khu vực Cẩm Phả
đượcđánh giá là thuộc loại than antraxit và bán antraxit chất lượng tốt.
Bảng 1.2. Chất lượng than ở khu vực mỏ ở Cẩm Phả
CÁC TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG THAN

TÊN MỎ
Ak(%)

Wpt(%)

Vcb(%)

S(%)

Q(kcal/kg)

Ngã hai

2.1 ÷ 11.0

1.38

4.5 ÷ 8

0.25

8400 ÷ 8500

Đèo Nai

17.79

2.24

7.55

0.4

8376 ÷ 8560

Cọc Sáu

9.29 ÷ 16.8

1.89 ÷ 4.15

5.65 ÷ 6.82

0.4 ÷ 0.63

8467

12.6

2.36

7.45

<1

8080 ÷ 8339

Khe Tam

7.2 ÷ 8.87

0.87 ÷ 4.86

8.7 ÷ 9.86

0.41 ÷ 1.04

8372 ÷ 8413

Khe Sim

14.83 ÷ 16.3

1.61 ÷ 2.28

7.54 ÷ 8.11

0.58 ÷ 0.76

7383 ÷ 8012

Kế Bào

16.9 ÷ 36.3

2.5 ÷ 4.91

5.3 ÷ 10.4

0.27 ÷ 1.33

7383 ÷ 8012

Mông Dương


19

1.2.2. Công nghệ khai thác than
Hoạt động khai thác than được thực hiện theo nhiều phương pháp khác
nhau như: khai thác lộ thiên, khai thác hầm lò, phối hợp khai thác lộ thiên
(phần trên) với hầm lò (phần dưới), khai thác khí hóa than ngầm, v.v… Tùy
vào đặc điểm địa hình, địa chất, vị trí của tầng chứa than (vỉa than) ở các khu
vực mà thực hiện khai thác theo các phương pháp khác nhau. Ở Khu
vựcQuảng Ninh nói chung và Cẩm Phả nói riêng, với đặc điểm địa hình đồi
núi, địa chất khá ổn định nên hoạt động khai thác than tại đây được thực hiện
theo hai hình thức chính là khai thác hầm lị và khai thác lộ thiên.
1.2.2.1. Khai thác lộ thiên
Với các vỉa dốc thoải hay nằm ngang, chiều dày lớp đất phủ không quá lớn,
hoặc khi vỉa có chiều dày lớn, ở dạng ổ, dạng thấu kính, than tập trung thành
dạng khối nằm gần mặt đất thì áp dụng phương pháp khai thác lộ thiên là có hiệu
quả nhất.
Cơng nghệ khai thác than lộ thiên gồm các khâu chủ yếu sau: Thiết kế, mở
vỉa, khoan nổ mìn, bốc xúc đất đá thải, vận chuyển, làm giầu và lưu ở kho than
thương phẩm.
Mặt đất

Vỉa than
Hình 1. 2. Các vỉa than nằm gần mặt đất

Từ trước đến nay, sản lượng khai thác lộ thiên vẫn chiếm một tỉ trọng 75%
sản lượng khai thác tồn ngành. Q trình thực hiện khai thác bắt đầu bằng hoạt

20

động mở vỉa (hay mở mỏ). Mở vỉa là tạo nên hệ thống đường vận tải, đường liên
lạc nối từ điểm tiếp nhận (kho chứa, bãi thải đất đá, v.v…) hoặc từ hệ thống đường
vận tải quốc gia, từ bến cảng, v.v… trên mặt đất tới các mặt bằng công tác (tầng
bóc đất đá, tầng khai thác than, mặt bằng trung chuyển), bóc một khối lượng đất
đá phủ ban đầu (nếu cần thiết) và tạo ra các mặt bằng sản xuất đầu tiên sao cho
khi đưa mỏ vào sản xuất, các thiết bị mỏ có thể hoạt động bình thường, đạt hiệu
xuất thiết kế. Sơ đồ mở vỉa của một mỏ lộ thiên là tập hợp toàn bộ các đường hào
cơ bản (hào vận tải chính), hào ra vào mỏ, hào dốc lên xuống giữa các tầng, các
hào phụ và hào chuẩn bị ở thời điểm đưa mỏ vào sản xuất. Trong quá trình sản
xuất, sơ đồ mở vỉa của mỏ lộ thiên phát triển và thay đổi từng phần hay tồn
bộ. Việc mở vỉa có quan hệ chặt chẽ với việc bố trí tổng mặt bằng khu mỏ và hệ
thống khai thác sử dụng sau này. Vị trí mở vỉa và hình thức mở vỉa phụ thuộc vào
điều kiện tự nhiên của vỉa than (địa hình mặt đất, thế nằm của vỉa), thiết bị kỹ
thuật sử dụng và hướng phát triển cơng trình mỏ dự kiến. Các hình thức mở vỉa
bao gồm: mở vỉa bằng đường hào thẳng (khi mỏ chiều dài lớn, số tầng ít) mở vỉa
bằng hào ziczăc (khi vận tải bằng đường sắt), bằng hào lượn vịng hay hào xoắn
ốc (khi vận chuyển bằng ơ tơ), bằng hào dốc (khi vận tải bằng băng tải, máng
trượt, trục tải). Ở Việt Nam, các mỏ lộ thiên được mở vỉa bằng các hào lượn vịng
hay hào hình xoắn ốc. Đất đá và than được xúc bốc bằng các máy xúc có cơng
xuất lớn, đất đá được vận chuyển ra các bãi thải, than được đưa đến các kho bãi.
Hình thức vận chuyển cũ phong phú và đa dạng, tử ô tô, đường sắt, băng chuyền,
…


21

Các tầng sản xuất

Vỉa than

Hình 1. 3. Mặt cắt moong khai thác than

Với đặc điểm của khai trường khai thác than là các moong rất sâu, dạng
lịng chảo, q trình khai thác sẽ cần đặc biệt chú ý đến công tác thoát nước.
Nguồn nước chảy vào mỏ bao gồm nước ngầm ở các tầng đất đá, nước mưa.
Cơng việc thốt nước bao gồm, ngăn không cho nước chảy vào mỏ, tháo khơ
bằng hệ thống thốt nước tự chảy, thốt nước cưỡng bức và các lỗ khoan hạ thấp
nước ngầm.
Ưu điểm của khai thác lộ thiên:
- Đầu tư khai thác có hiệu quả nhanh.
- Sản lượng khai thác lớn.
- Công nghệ khai thác tương đối đơn giản.
- Hiệu suất sử dụng tài nguyên cao, đạt 90% hoặc cao hơn.
Nhược điểm của khai thác lộ thiên
- Diện tích đất để cho khai trường lớn.
- Khối lượng đất đá lớn, chiếm diện tích đất rừng nhiều.
- Gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí, đất, nước.
- Suy giảm trữ lượng nước dưới đất.
- Ảnh hưởng môi trường sống cộng đồng.
- Tổn hại cảnh quan sinh thái.
- Chi phí khơi phục lại cảnh quan mơi trường sinh thái rất lớn.

Thiết kế khai thác

Thiết kế bãi thải

Thiết kế moong khai thác

Thiết kế moong khai thác


22

Vận chuyển đất đá

Mở vỉa moong khai thác

Khoan nổ mìn khai thác

Bãi thải rắn

Đất đá thải

tài nguyên than

bãi chữa

Nhà sàng tuyển

kho than thương phẩm

Hình 1.4. Sơ đồ cơng nghệ khai thác lộ thiên
1.2.2.2. Khai thác hầm lò
Trong điều kiện các vỉa than nằm sâu trong lòng đất, chiều dày lớp đất
phủ lớn hơn rất nhiều so với chiều dày vỉa than thì phải khai thác bằng phương
pháp khai thác hầm lị, lúc đó việc khai thác mới có hiệu quả kinh tế. Các
khâu chính của phương pháp này là: Thiết kế khai thác, mở vỉa, khoan nổ mìn

khai thác, vận chuyển, sàng tuyển, tập kết than thương phẩm. Mở vỉa là hoạt
động nhằm tiếp cận với các vỉa than nằm sâu trong lòng đất. Để tiếp cận với
các vỉa than nằm sâu trong lòng đất cần phải đào các đường lị chính dưới dạng
giếng nghiêng, giếng đứng hoặc lị bằng.
Mở vỉa bằng lò bằng: phương án này được sử dụng khi khai thác các vỉa
nằm trong đồi núi. Tùy vào vị trí của vỉa than so với sườn núi, lị có thể được đào
tạo với phương của vỉa với các góc khác nhau.
Mở vỉa bằng giếng nghiêng: Khi khai thác cụm vỉa dốc thoải và nghiêng
nằm gần mặt đất, người ta có thể sử dụng giếng nghiêng kết hợp với lị xun
vỉa chính hoặc giếng nghiêng kết hợp với lị xuyên vỉa từng tầng để mở vỉa.


23

Mở vỉa bằng giếng đứng: Theo phương pháp này, từ mặt đất người ta đào
cặp giếng chính và phụ đến tiếp cận với vỉa than. Việc vận chuyển than và thiết bị
được thực hiện ở giếng chính, cịn người và thơng gió thì ở giếng phụ. Phương
pháp này khơng địi hỏi hạn chế về số lượng vỉa, chiều dày và góc dốc vỉa, chiều
dày lớp đất đá phủ và chiều sâu khai thác.
Khi gần đến các vỉa than thì đào các lò chợ nơi mà các hoạt động khai thác
than diễn ra trực tiếp, từng phần than sẽ được tách ra khỏi vỉa có thể bằng khoan
nổ mìn, bằng các máy khấu, máy combai. Sau đó được vận chuyển ra ngoài bằng
máng cào, băng tải, tàu điện, v.v… Trong khai thác than hầm lị, việc thơng gió và
chống giữ đường lò là hết sức quan trọng. Nhằm đảm bảo điều kiện môi trường lao
động tối thiểu cho con người và các thiết bị hoạt động.
Ở Khu vực Cẩm Phả, ngoài một vài mỏ lộ thiên đang khai thác xuống
sâu như Đèo Nai, Cọc Sáu, Cao Sơn, Núi Béo, hiện nay cịn có các mỏ khai thác
hầm lị như: mỏ Mạo Khê, Nam Mẫu, Vàng Danh, ng Bí, Hà Lầm, Dương
Huy, Khe Tam, Thống Nhất, Khe Chàm, Mông Dương, v.v… Tuy nhiên, xu thế
phát triển tương lai của ngành khai thác than là khai thác than hầm lò, do trữ

lượng than lộ thiên đang ngày càng giảm.