Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Ảnh hưởng của hoạt động khai thác đá vôi tới môi trường trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn trình bày nghiên cứu sẽ đánh giá một phần hiện trạng mỏ khai thác đá vôi tại tỉnh Lạng Sơn. Đề tài nhằm vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn, góp phần nâng cao hiểu biết về công tác quản lý và xử lý ô nhiễm môi trường cho các mỏ khai thác đá vôi. Đồng thời kết quả nghiên cứu còn phục vụ cho việc học tập và công tác nghiên cứu sau này. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Ảnh hưởng của hoạt động khai thác đá vôi tới môi trường trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VY THỊ TRANG NHUNG ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ VÔI TỚI MÔI TRƢỜNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH LẠNG SƠN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ NGÀNH: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN QUANG BẢO Hà Nội, 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn Vy Thị Trang Nhung
ii LỜI CẢM ƠN Em xin dành những lời đầu tiên để bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy, Cô giáo đã ân cần dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho em trong hai năm nghiên cứu và học tập tại trường. Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô trong khoa Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trường, khoa Sau đại học - Trường Đại học Lâm Nghiệp, tập thể lớp Cao học KHMT K25A.1.2 đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS.TS Trần Quang Bảo đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn UBND tỉnh Lạng Sơn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lạng Sơn, trung tâm Tài nguyên và Môi trường Lạng Sơn là những đơn vị đã trực tiếp cung cấp số liệu, giúp đỡ em trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng trình độ và năng lực của bản thân còn có những hạn chế nhất định nên trong luận văn tốt nghiệp của em chắc chắn là không tránh khỏi sai sót. Kính mong các Thầy, Cô giáo góp ý để nội dung nghiên cứu này được hoàn thiện. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Học viên Vy Thị Trang Nhung
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii MỤC LỤC ....................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. vi DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................ viii DANH MỤC SƠ ĐỒ .................................................................................... viii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................. 3 1.1. Ô nhiễm môi trường và hoạt động khai thác đá vôi ở Việt Nam ................ 3 1.1.1. Khái niệm ô nhiễm môi trường ............................................................ 3 1.1.2. Tổng quan về đá vôi ............................................................................. 3 1.1.3. Thành phần và phân loại đá vôi ........................................................... 4 1.1.4. Hoạt động khai thác đá vôi ở Việt Nam và trên thế giới ..................... 7 1.1.5. Dây chuyền sản xuất đá xây dựng ..................................................... 10 1.1.6. Công nghệ khai thác ........................................................................... 10 1.1.7. Công nghệ bốc xúc, vận tải ................................................................ 11 1.1.8. Công nghệ đập sàng phân loại sản phẩm ........................................... 12 1.1.9. Thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất .......................................... 12 1.1.10. Một số tồn tại trong khai thác, chế biến đá ...................................... 13 1.1.11. Một số đề xuất về giải pháp khắc phục ............................................ 14 1.2. Tác động tới môi trường không khí của hoạt động khai thác đá vôi ........ 15 1.3. Cơ sở pháp lý có liên quan ........................................................................ 18 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 21 2.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 21 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 21
iv 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 21 2.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 22 2.4.1. Phương pháp điều tra ......................................................................... 22 2.4.2. Phương pháp kế thừa số liệu .............................................................. 23 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 27 3.1. Thực trạng hoạt động khai thác đá vôi trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn .......... 27 3.1.1. Đánh giá tình hình khai thác tại một số mỏ đá vôi tỉnh Lạng Sơn .... 27 3.1.2. Công nghệ khai thác và chế biến đá................................................... 29 3.2. Đánh giá hiệu quả quản lý và xử lý ô nhiễm môi trường không khí và tiếng ồn của một số mỏ khai thác đá vôi trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn. ............. 32 3.2.1. Hiệu quả quản lý và xử lý ô nhiễm môi trường không khí của 2 mỏ 32 3.2.3. Hiệu quả quản lý và xử lý tiếng ồn của 2 mỏ .................................... 40 3.2.4. Đánh giá về công tác quản lý và xử lý ô nhiễm tiếng ồn của 2 mỏ ... 48 3.3. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí từ các mỏ khai thác đá vôi ................................................................................................ 48 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ............................................................................ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 58
v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Tên viết tắt Bảo vệ môi trường BVMT Bộ Tài nguyên Môi trường BTNMT Chemical Oxygen Demand (chỉ số nhu cầu oxy hóa học) COD Cộng sự Cs Demand Oxygen (chỉ số nhu cầu oxy hòa tan) DO Đánh giá tác động môi trường ĐTM Quy chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn cho phép QCCP Sequencing batch reactor (bể phản ứng theo mẻ) SBR Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.2. Chỉ tiêu mẫu khí mỏ khai thác đá tại hai mỏ đá Đồng Mỏ và mỏ Chằm Đèo Phiếu............................................................................................... 23 Bảng 2.3: Vị trí đo đạc và lấy mẫu không khí mỏ Chằm Đèo Phiếu ............... 24 Bảng 2.4: Vị trí đo đạc và lấy mẫu không khí mỏ Đồng Mỏ........................... 25 Hệ thống khai thác ở cả hai mỏ được thực hiện theo phương án chia lớp đứng, cắt tầng nhỏ, chuyển tải bằng nổ mìn. Theo phương án này, tuyến đường đi bộ của mỏ sẽ được thi công lên mức +220. Tại mức +210, tiến hành thi công tạo tuyến công tác đầu tiên. Tuyến đường đi bộ được sử dụng cho công nhân mang vác thiết bị, vật tư lên mặt tầng để tiến hành khai thác. ....... 28 Bảng 3.1. Hoạt động khai thác đá và các yếu tố môi trường phát sinh ........... 29 Bảng 3.2. Kết quả đo điều kiện vi khí hậu khu vực mỏ Chằm Đèo Phiếu ...... 32 Bảng 3.3. Kết quả chất lượng môi trường không khí khu vực mỏ .................. 33 Bảng 3.4. Ước tính tải lượng khí thải do đốt cháy nhiên liệu và do nổ mìn của mỏ Chằm Đèo Phiếu ........................................................................................ 34 Bảng 3.5. Ước tính lượng bụi sinh ra trong hoạt động khai thác ..................... 35 tại mỏ Chằm Đèo Phiếu ................................................................................... 35 Bảng 3.6. Tính toán khối lượng đất đá thải...................................................... 36 Bảng 3.7: Dự báo khối lượng chất thải nguy hại phát sinh ............................. 37 Bảng 3.8. Kết quả đo điều kiện vi khí hậu khu vực mỏ Đồng Mỏ .................. 37 Bảng 3.9. Kết quả chất lượng môi trường không khí ...................................... 38 khu vực mỏ Đồng Mỏ ...................................................................................... 38 Bảng 3.10. Nghiên cứu kết quả điều tra của 2 mỏ ........................................... 39 Bảng 3.12. Mức độ tiếng ồn do các phương tiện thi công gây ra ở khoảng cách 200m và 500m của mỏ Chằm Đèo Phiếu ................................................ 40 Đơn vị: dBA ...................................................................................................... 40
vii Bảng 3.13. Tác động của tiếng ồn ở các dải tần số .......................................... 42 Bảng 3.14. Mức độ lớn nhất phát sinh từ các nguồn ồn chính trong giai đoạn khai thác và chế biến đá mỏ Chằm Đèo Phiếu................................................. 42 Bảng 3.15. Mức độ dự báo của các nguồn ồn chính trong giai đoạn khai thác và chế biến đá ở khoảng cách 300m và 500m của mỏ ..................................... 43 Chằm Đèo Phiếu............................................................................................... 43 Bảng 3.16. Mức độ tiếng ồn điển hình của các thiết bị, phương tiện thi công ở khoảng cách 2m của mỏ Đồng Mỏ .................................................................. 44 Bảng 3.17. Mức độ tiếng ồn do các phương tiện thi công gây ra ở khoảng cách 200m và 500m của mỏ Đồng Mỏ..................................................................... 45 Bảng 3.18. Mức độ lớn nhất phát sinh từ các nguồn ồn chính trong giai đoạn khai thác và chế biến đá của mỏ Đồng Mỏ ...................................................... 47 Bảng 3.19. Mức độ dự báo của các nguồn ồn chính trong giai đoạn khai thác và chế biến đá ở khoảng cách 300m và 500m của mỏ Đồng Mỏ .................... 47
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Núi đá vôi .......................................................................................... 4 Hình 2.1: Sơ đồ các điểm quan trắc tại mỏ đá vôi Chằm Đèo Phiếu.............. 24 Hình 2.2: Sơ đồ các điểm quan trắc tại mỏ đá vôi Đồng Mỏ ......................... 26 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Công nghệ khai thác chế biến đá ...................................................... 31
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam diện tích đá vôi chiếm tới gần 20% diện tích lãnh thổ phần đất liền. Các khu vực có núi đá vôi thường có nhiều tiềm năng để phát triển du lịch. Đặc biệt, đá vôi là một trong những nguồn nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp vật liệu xây dựng như sản xuất xi măng, làm cốt liệu bê tông, vữa xây dựng, gạch không nung... (Nguyễn Văn An, 2014). Đồng thời đá vôi cũng là một nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất bột nhẹ và nguyên liệu hóa chất cơ bản là sôđa, hay cung cấp các khoáng chất cho đất như một nguồn phân bón nhả chậm... Ở Việt Nam, trữ lượng đá vôi ước đạt 13 tỷ tấn. Riêng tỉnh Lạng Sơn, tổng trữ lượng các mỏ và điểm quặng được đánh giá là triệu tấn với chất lượng tốt. Trữ lượng tiềm năng còn lớn hơn nhiều (gần tỷ tấn), trong đó quy trình khai thác đá vôi là dùng mìn phá nổ tầng đá, nghiền sàng để thu về các sản phẩm có kích cỡ khác nhau. Đây là quy trình khai thác phổ biến trên thế giới và phù hợp với điều kiện ở Việt Nam (Nguyễn Quang, 2014). Bên cạnh những mặt tích cực, các hoạt động từ quá trình khai thác, vận chuyển và chế biến đá xây dựng đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường không khí, đất, nước… và phá hủy cảnh quan hệ sinh thái khu vực. Quá trình khai thác đá phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm thay đổi môi trường xung quanh. Yếu tố chính gây tác động đến môi trường là khai trường của các mỏ, bãi thải, khí độc hại, bụi và nước thải…làm phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái, đã được hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với môi trường và là vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về đá xây dựng phục vụ cho xây dựng và phát triển kinh tế ở khu vực tỉnh Lạng Sơn và các vùng lân cận.
2 UBND tỉnh Lạng Sơn có chủ trương tập trung đầu tư khai thác, chế biến mỏ đá vôi trên địa bàn tỉnh để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng nguyên liệu đá vôi làm vật liệu xây dựng thông thường trong và ngoài tỉnh và tạo thêm công ăn, việc làm cho người dân tại địa phương. Tuy nhiên, song song với việc khai thác đá để phát triển kinh tế là ảnh hưởng của khai thác đến môi trường. Theo kết quả điều tra khảo sát chất lượng môi trường tại một số mỏ đá trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn trong các năm gần đây cho thấy chất lượng môi trường nước, môi trường không khí đã có dấu hiệu bị ô nhiễm đặc biệt là tại các mỏ khai thác đá trên địa bàn huyện Chi Lăng chất lượng môi trường không khí (như chỉ tiêu bụi, tiếng ồn,…) vượt giới hạn cho phép theo Quy chuẩn Việt Nam hiện hành. Việc đánh giá lựa chọn phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường phù hợp cho khai thác đá vôi ở Việt Nam nói chung và ở tỉnh Lạng Sơn nói riêng mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Do vậy tôi tiến hành thực hiện đề tài “Ảnh hưởng của hoạt động khai thác đá vôi tới môi trường trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn” 2. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu sẽ đánh giá một phần hiện trạng mỏ khai thác đá vôi tại tỉnh Lạng Sơn. Đề tài nhằm vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn, góp phần nâng cao hiểu biết về công tác quản lý và xử lý ô nhiễm môi trường cho các mỏ khai thác đá vôi. Đồng thời kết quả nghiên cứu còn phục vụ cho việc học tập và công tác nghiên cứu sau này. - Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong khai thác đá vôi, và đề xuất những giải pháp để cải thiện cảnh quan môi trường cho khu vực tỉnh Lạng Sơn và nâng cao chất lượng môi trường sống cho cộng đồng dân cư.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Ô nhiễm môi trƣờng và hoạt động khai thác đá vôi ở Việt Nam 1.1.1. Khái niệm ô nhiễm môi trường - Ô nhiễm môi trường tự nhiên là sự làm thay đổi tính chất vật lí, hóa học... của môi trường bởi các chất gây ô nhiễm. Chất gây ô nhiễm là những chất độc hại được thải ra trong quá trình sinh hoạt, trong quá trình sản xuất hay trong các hoạt động khác. Chất thải có thể ở dạng rắn, khí, lỏng, hoặc các chất khác. 1.1.2. Tổng quan về đá vôi - Đá vôi là đá cacbonat chứa chủ yếu là CaCO3 dưới dạng hai khoáng vật canxit và aragonit. Đá vôi có nhiều nguồn gốc và đặc điểm thạch học khác nhau. Đá vôi chủ yếu hình thành trong môi trường biển nông và ấm, do kết tủa dần từ nước biển chứa nhiều CaCO3 hoặc do tích tụ dần từ vỏ, xương, xác nhiều loài sinh vật biển. Ban đầu, đá vôi được tích tụ dần thành những lớp dầy, mỏng, màu sắc khác nhau, hầu như nằm ngang ở dưới đáy biển. Dần dần, do những vận động địa chất mà các lớp đá vôi được nâng lên, ép nén, uốn lượn. Thêm nữa, đá vôi còn bị dập vỡ, nứt nẻ, tạo điều kiện cho nước mưa thấm xuống sâu, thúc đẩy quá trình karst hóa (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Lan Phương, 2013).
4 Hình 3.1: Núi đá vôi 1.1.3. Thành phần và phân loại đá vôi (1) Thành phần đá vôi Thành phần khoáng vật chính tạo thành đá vôi là canxit, aragonit, dolomit. Aragonit là khoáng vật tương đối bền vững trong điều kiện trên bề mặt thạch quyển, không những có thể gặp trong các trầm tích cacbonat hiện đại, mà còn gặp cả trong đá vôi tuổi cổ. Thường aragonit bị canxit thay thế. Dolomit trong đá vôi thường là sản phẩm sau trầm tích, có tinh thể hình thoi do thay thế canxit. Đá vôi chứa trên 95% CaCO3 thường có MgO dưới dạng dolomit, hàm lượng ít khi vượt quá 1%. Khi MgO đạt 1-2% ta gọi là đá vôi manhe, chỉ trong trường hợp đá vôi bị dolomit hoá thì MgO mới cao. SiO2 có thể tới 5- 6%, là thành phần của thạch anh vụn và calcedon. Sự có mặt của Al 2O3 cùng
5 SiO2 biểu hiện sự có mặt của vật liệu sét hoặc feldspat tại sinh (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Lan Phương, 2013). (2) Phân loại đá vôi Đá vôi được phân loại theo cấu tạo gồm các dạng sau: - Đá vôi trứng cá: Là một loại đá vôi có cấu tạo trứng cá, các hạt trứng cá được gắn kết bằng xi măng canxit vi hạt hoặc bằng canxit kết tinh. Trứng cá có độ hạt tương đối đều và kích thước nhỏ hơn 2mm đôi khi lớn hơn gọi là hạt đậu(pisolit). Đá vôi trứng cá được thành tạo trong môi trường nước quá bão hoà CaCO 3, với điều kiện xáo động của nước. Khi trứng cá đạt tới độ lớn nhất định thì nó sẽ lắng xuống, các hạt có kích thước như nhau. Đá vôi trứng cá dễ bị biến đổi thứ sinh, đặc biệt là dolomit hoá và sự biến đổi này xảy ra cả trong trứng cá (Trần Nghi, 2013). - Đá vôi vụn sinh vật: Theo kích thước mảnh vụn hóa đá chia ra loại hạt thô và hạt vừa, còn theo trình độ kết tinh của xi măng chia ra đá vôi vụn sinh vật xi măng vi hạt và đá vôi vụn sinh vật xi măng kết tinh. Thành phần vụn của đá chủ yếu là mảnh vụn của Trùng lỗ, Tay cuộn, Chân rìu, Chân bụng, v.v ... Mảnh vụn ít nhiều đã vận chuyển, chịu tác động của sóng và dòng chảy nên hầu như đều bị mài tròn.Các mảnh vụn này có vai trò như những mảnh than sinh lục nguyên, chúng được gắn kết bằng canxit (Trần Nghi, 2013). - Đá vôi hoá học: Theo đặc điểm kiến trúc phân thành hai loại là vi hạt và kết tinh. Song trong thực tế cần đề cập một số dạng đặt biệt nữa của đá vôi hóa học. Đá vôi hoá học chiếm một khối lượng lớn trong số đá vôi có mặt trên vỏ Trái Đất (Trần Nghi, 2013). - Thạch nhũ: Là loại đá vôi thành tạo thuần tuý hoá học, thường gặp trong các hang động đá vôi. Vú đá và cột đá tạo thành do nước chứa CaCO 3 bão hoà nhỏ từng giọt, khi nước bốc hơi đi cho kết tủa CaCO3 rồi sinh thành aragonit và có cấu tạo toả tia (Trần Nghi, 2013).
6 - Travectin: Là loại đá vôi hoá học, nhẹ xốp, màu vàng nhạt hoặc màu trắng phớt vàng, không đồng nhất. Có thể tìm thấy di tích thực vật, có phân lớp. Sự thành tạo cũng có liên quan với những dung dịch giàu cacbonat canxi, nước bay hơi và kết tủa thành (Trần Nghi, 2013). - Tuf vôi: Ở những nơi nước nóng, kết tủa CaCO3 thường tạo thành tuf vôi. Tuf vôi có kiến trúc dạng sợi, trứng cá do aragonit gắn kết lại và trong thành phần có thể có tảo vôi. Tuf có nhiều dạng, có thể đặc sít, dạng tấm hay dạng cành cây. Ở những vùng nhiệt đới hiện đại tuf vôi còn có thể gặp ở những sông suối chảy trong miền đá vôi. Trong những địa tầng cổ, đôi khi có thể phát hiện được tuf vôi, đó là loại đá vôi xốp nhiều lỗ hổng (Trần Nghi, 2013). - Đá vôi vi hạt: Đá vôi này chặt sít, hạt rất nhỏ, dưới kính thấy chúng có kiến trúc vi tinh hoặc ẩn tinh. Do kích thước hạt quá nhỏ, nhỏ hơn cả bề dày lát mỏng, nên ngay dưới kính cũng thấy hạt sẫm màu và khó xác định rìa hạt. Đá thường có màu xám nhạt đến xám đen hoặc tím nhạt đến nâu xám. Bề dày của tầng thay đổi nhiều. Thường có cấu tạo phân lớp mỏng hoặc dạng dải. Trong đá vôi vi hạt còn hay gặp các kết hạch silit, cát thạch anh, bột thạch anh (Trần Nghi, 2013). - Đá vôi kết tinh: Đá vôi vi hạt ở giai đoạn thành đá muộn hoặc hậu sinh thì một phần hoặc toàn bộ tái kết tinh thành đá vôi kết tinh. Đá vôi kết tinh gồm toàn canxit hạt lớn có song tinh liên phiến, sạch và trong suốt. Đá vôi màu trắng, trắng sữa rất ít khi gặp kết hạch silit (Trần Nghi, 2013). - Đá vôi sinh hoá (Biolithite): Đáng chú ý nhất của đá vôi sinh hoá là đá vôi ám tiêu. Ngoài ra còn một số dạng khác. - Đá phấn: Đá vôi còn bở rời, màu trắng như phấn, có khi có màu vàng nhạt hoặc xám nhạt, hạt mịn, mềm, có thể gặp kết hạch silic và photphorit. - Đá vôi tảo canxi: Phân bố chủ yếu ở biển nông, cũng có thể có trong những hồ nước ngọt, ấm. Khi còn sống tảo vôi cần ánh sáng mặt trời để quang hợp, lấy CO2 ở trong nước, đồng thời gây ra kết tủa CaCO3, nên nơi nào có đá
7 vôi tảo canxi thường cũng có đá vôi hoá học và macnơ (Trần Nghi, 2013). 1.1.4. Hoạt động khai thác đá vôi ở Việt Nam và trên thế giới - Đá vôi là một loại tài nguyên khoáng sản có giá trị kinh tế cao. Trên Trái đất, đá vôi chiếm khoảng 10% diện tích bề mặt, nhưng ở Việt Nam tỉ lệ này cao hơn, tới gần 20% diện tích lãnh thổ phần đất liền, tức khoảng 60.000 km2. Đặc biệt, đá vôi tập trung hầu hết ở miền Bắc, có nơi chiếm tới 50% diện tích toàn tỉnh như Hoà Bình (53,4%), Cao Bằng (49,47%), Tuyên Quang (49,92%), Hà Giang (38,01%). Nhiều thị xã, thị trấn nằm trọn trên đá vôi như Mai Châu (Hoà Bình), Mộc Châu, Yên Châu (Sơn La), Tủa Chùa, Tam Đường (Lai Châu), Đồng Văn, Mèo Vạc (Hà Giang)... Như vậy, chúng ta thấy, đá vôi là loại đá phổ biến ở nước ta, đặc biệt là khu vực miền Bắc. Nên việc khai thác và sử dụng hợp lí kết hợp với việc bảo vệ môi trường, cảnh quan đá vôi phục vụ cho mục đích kinh tế là vấn đề cần quan tâm giải quyết của cả các địa phương và Nhà nước hiện nay (Phát triển bền vững các vùng đá vôi ở Việt Nam, 2005). - Về tình hình khai thác đá vôi hiện nay ở nước ta thì, hầu hết các tỉnh trên cả nước đều có các cơ sở khai thác đá, riêng miền Bắc đã có tới 340 mỏ có quy mô lớn và rất nhiều các điểm khai thác đá vôi với quy mô nhỏ đang hoạt động. Tại 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 tỉnh phía Bắc và cực Nam. Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng Giao phân bố rộng và có tiềm năng lớn hơn cả. Tại Hải Dương, đá vôi được phân bố chủ yếu trong phạm vi giữa sông Bạch Đằng và sông Kinh Thày. Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi áng Dâu, núi Nham Dương đã được thăm dò tỉ mỉ. Tại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại sơn và Tràng kênh thuộc huyện Thuỷ Nguyên. Ngoài ra còn có những mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương Xuân - Pháp Cổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan.
8 Đá vôi đôlômit tập trung ở dãy núi Han, núi dãy Hoàng Thạch - Hải Dương với trữ lượng lên tới 150 triệu tấn. Trữ lượng địa chất đá vôi của khu vực Hải Phòng là 782.240 nghìn tấn cấp A+B+C1+C2. Hầu hết các mỏ khai thác đá vôi đều sử dụng công nghệ và thiết bị khai thác tiên tiến và hiện đại. Đa số các mỏ đã được thăm dò đều được khai thác triệt để và có hiệu quả. Song tình hình khai thác tự phát và không ðảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật còn khá nhiều. Nhiều mỏ khai thác chỉ đạt 70-80% công tất cả các mỏ khai thác đá vôi đều sử dụng thiết bị khoan - nổ měn, khai thác lộ thiên do vậy gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, mất an toàn và tổn thất tài nguyên lớn. Hơn nữa, công tác quản lí nhà nước về nguồn tài nguyên địa phương chưa thực sự nghiêm túc, nhiều mỏ địa phương khai thác không có giấy phép, suất thiết kế do vậy cũng gây lăng phí tài nguyên. Đặc biệt, phổ biến là các mỏ có công suất vừa và nhỏ khai thác dựa theo lợi ích trước mắt, khai thác không theo quy hoạch, không đúng thiết kế, và ở không có thiết kế. Công nghiệp khai thác đá vôi ở nước ta đang bước vào giai đoạn tăng trưởng mới cả về quy mô và việc áp dụng các công nghệ tiên tiến, góp phần quan trọng vào công cuộc đổi mới đất nước. Tuy vậy, hoạt động khai thác đá vôi đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên, làm cạn kiệt tài nguyên, gây ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ và an toàn người lao động. Những tác động rõ nét nhất tới môi trường tự nhiên do khai thác đá vôi đó là làm biến dạng diện mạo và cảnh quan khu vực, chiếm dụng nhiều diện tích trồng trọt, cây xanh để mở khai trường và đổ đất đá thải, làm ô nhiễm không khí do bụi, khí thải, ô nhiễm nguồn nước và đất đai quanh mỏ. Sau quá trình khai thác mỏ thường để lại các dạng địa hình có nguy cơ gây sạt lở cao, làm ô nhiễm môi trường gây nguy hiểm cho con người, súc vật, động vật hoang dã trong khu vực sau khai thác. Như vậy, tác động của hoạt động khai thác đá vôi đến môi trường tự nhiên là rất rõ nét. Tuy nhiên, ở nước ta hiện nay, hoàn thổ phục hồi môi trường trong khai thác và chế biến khoáng sản vẫn còn là
9 vấn đề rất mới mẻ cả về cơ chế chính sách cũng như công nghệ và biện pháp thực hiện. Đến nay, việc hoàn thổ, phục hồi môi trường chưa có được vai trò quan trọng thực sự trong hoạt động sản xuất mỏ. Phần lớn các vùng đã khai thác đá vôi chưa đước hoàn thổ phục hồi môi trường, nhiều nơi đang bị suy thoái, hoang hoá và đang phải gánh chịu hậu quả của các tác động do khai thác, chế biến đá trước đây và hiện tại do chưa được cải tạo, phục hồi gây ra. - Về tình hình khai thác đá vôi trên thế giới: Nền kinh tế thế giới trong những năm qua (2000 - 2007) bước vào giai đoạn phát triển ổn định và có thiên hướng chú ý vào nền kinh tế Châu Á. Tiêu dùng xi măng trong những năm trở lại đây không ngừng tăng trưởng và là động lực quan trọng thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng phát triển tại một số nước đang phát triển như: Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia… (trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 160 nước sản xuất xi măng, tuy nhiên các nước có ngành công nghiệp xi măng chiếm sản lượng lớn của thế giới thuộc về Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước như khu vực Đông Nam Á là Thái Lan và Indonesia). Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6% năm nhu cầu sử dụng xi măng có sự chênh lệch lớn giữa các khu vực trên thế giới: (nhu cầu các nước đang phát triển 4,3% năm, riêng châu Á bình quân 5%/năm, các nước phát triển xấp xỉ 1%/năm. Ngoài ra tình trạng dư thừa công suất của các nhà máy là phổ biến ở Đông Âu, Đông Nam Á (Thái Lan, ngược lại ở Bắc Mỹ) (Phan Vũ, 2018) Các nước tiêu thụ lớn xi măng trong những năm qua phải kể đến: Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật bản, Hàn Quốc, Nga, Tây Ban Nha, Italya, Braxin, Iran, Mexico, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Ai Cập, Pháp, Đức… Hiện nay trên thế giới đang sử dụng các công nghệ sản xuất xi măng rất hiện đai, có khả năng tự động hóa rất cao. Có các chủng loại xi măng phổ
10 biến sau: Porland thông dụng (PC), Porland hỗn hợp (PBC), Porland - puzolan, Porland - xỉ lò cao, Porland bền sunphat, Porland mac cao, Porland đóng rắn nhanh, Porland giãn nở, Porland dành cho xeo tấm lợp uốn sóng amiăng - xi măng, Porland cho bêtông mặt đường bộ và sân bay, xi măng alumin, xi măng chống phóng xạ, xi măng chịu axit, xi măng chịu lửa, v.v... (Đặng Thị Nguyễn Huệ, 2017). 1.1.5. Dây chuyền sản xuất đá xây dựng Dây chuyền sản xuất chính bao gồm: Khai thác nguyên liệu - xúc bốc vận tải - đập sàng - phân loại sản phẩm. Để có thể khai thác nguyên liệu và sản xuất bình thường, các mỏ đều phải thực hiện việc xây dựng cơ bản ban đầu như sau: - Bóc đất phủ đồi với các mỏ có đất phủ; - Tạo tầng khoan- nổ mìn và khai thác, công đoạn này sẽ tiếp diễn liên tục trong quá trình khai thác; - Xây dựng các bãi bốc xúc lên phương tiện vận tải; - Xây dựng đường vận tải; - Xây dựng trạm đập, sàng đá, bãi chứa và xuất sản phẩm. 1.1.6. Công nghệ khai thác Có 3 phương án công nghệ khai thác thường được sử dụng trong khai thác mỏ đá xây dựng là: - Khai thác khấu suất theo lớp xuyên trình tự từ trên xuống: theo công nghệ khai thác này, sau khi bạt đỉnh tạo tầng khai thác đá sẽ được khoan- nổ mìn thành từng lớp với chiều cao tầng tùy thuộc thường từ 6-10m nổ mìn bằng phương pháp vi sai định hướng đưa đá xuống chân núi. Bãi bốc xúc cho thiết bị vận tải được xây dựng tại chân núi để vận tải về trạm đập sàng. Phương pháp khai thác này thường áp dụng cho các mỏ khai thác nguyên liệu
11 là đá vôi và với công suất khai thác nhỏ. (Báo cáo tổng hợp hội nghị khoa học mỏ toàn quốc lần thứ 23, 12/2012). - Khai thác theo phương pháp cắt tầng lớn: chiều cao tầng thường từ 6- 10m, chiều rộng mặt tầng 20-25m. Thiết bị khoan thường sử dụng loại có đường kính và năng suất lớn. Theo phương pháp này nổ mìn bằng phương pháp nổ tập trung vi sai. Bãi bốc xúc vận tải bố trí trên từng tầng khai thác đưa về trạm đập. Phương pháp khai thác này thích hợp với đá có lớp phủ ví dụ: granit, diorit, ryorit, bazan… và các mỏ đá nguyên liệu là đá vôi có công suất khai thác lớn. - Khai thác theo phương pháp kết hợp của hai phương pháp trên: nghĩa là về cơ bản dùng phương pháp khai thác theo lớp xiên, phương pháp này không thực hiện xúc bốc vận tải trên từng tầng mà xác định đai vận tải riêng giữa các đai vận tải là các tầng khoan- nổ, ngoài lượng đá do tác động của xung lượng nổ tầng xuống tầng vận tải có thể kết hợp sử dụng máy ủi hỗ trợ. Có thể dùng 2 hoặc 3 đai vận tải tuỳ theo địa hình, địa chất mỏ. Phương pháp này thường thích hợp với mỏ có công suất trung bình hoặc các mỏ có chi phí để làm đường vận tải lên các tầng khai thác đầu tiên quá cao. Với cả 3 phương pháp khai thác trên, trong quá trình khoan- nổ nguyên liệu lần 1 đưa đá xuống các bãi bốc xúc các tầng đá lớn quá không phù hợp với miệng vào của hàm nghiền của máy đập đều được xử lý ngay tại bãi bằng phương pháp khoan- nổ mìn lần 2 bằng búa khoan con hay dùng búa thủy lực đập. (Báo cáo tổng hợp hội nghị khoa học mỏ toàn quốc lần thứ 23, 12/2012). 1.1.7. Công nghệ bốc xúc, vận tải Đá sau nổ mìn được đưa xuống bãi xúc sẽ được máy xúc (có kết hợp máy ủi gom) xúc lên ô tô vận tải đưa về trạm đập sàng. Vị trí trạm đập sàng bố trí tuỳ thuộc địa hình cho phép nhưng không quá nhỏ hơn 150m (quy phạm an toàn về nổ mìn đối với các thiết bị). Máy xúc có thể dùng loại tự hành bánh lốp hay máy xúc bánh xích dung tích gầu xúc tuỳ thuộc vào công suất mỏ và