Giải Pháp San Lấp, Cải Tạo Moong Khai Thác, Ổn Định Bãi Thải

Do cùng khu vực nên giải pháp thiết kế thoát nước tương tự phần (III.3.5.1. Di chuyển tuyến đường vào mỏ Khe Chàm II). Vậy lưu lượng mỗi bên rãnh cần thoát là 0,75m3/s.

Với tiết diện rãnh thiết kế là 0,8x0,8 tương đương với cống D75 tra bảng có mực nước dâng là 0,72 thoả mãn với chiều cao H của rãnh thiết kế là 0,8m.

Giải pháp thiết kế kết cấu.

Tham khảo 22TCVN - 223- 95 thiết kế áo đường cứng [12].

Kết cấu áo đường: BTXM M250 dày 24cm, lót nilon 2 lớp, cát gia cố XM 8% dày 15cm đất nền đầm chặt.

Kết cấu lề gia cố BTXMM 250 dày 24cm. Rãnh thoát nước xây đá hộc VXM 100.

3.6.3. Giải pháp xử lý nước thải

Nước thải khu mỏ bao gồm nước moong và nước bề mặt. Đối với nước bề mặt, được quy hoạch và xây dựng hệ thống thoát nước mưa của khu mỏ.

3.6.3.1. Quy hoạch hệ thống thoát nước

Nước mưa thường chứa đất đá, than rơi vãi, và một số chất ô nhiễm hàm lượng thấp nên được thu gom theo hệ thống thoát nước lắng cặn tại các hố ga trước khi thải ra môi trường theo quy hoạch hệ thống thoát nước.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 109 trang tài liệu này.

Nước mặt được chảy trên các rãnh thoát nước trên mặt tầng, phân chia lưu lượng thoát nước dự kiến như sau:

Từ mức +250 trở lên được chảy vào hệ thống mương Anpha của Công ty cổ phần than Đèo Nai - Viancomin sau đó chảy xuống khu cầu ngầm suối ngô Quyền và đổ ra vịnh Bái Tử Long.

Từ mức +190  250, sẽ cải tạo các tầng +190, +220 và +245 nối liền từ Đông lộ Trí sang Tây Lộ Trí, nhằm mục đích phân thủy dòng chảy mặt một phần được thoát sang khu Tây Lộ Trí và Đông khe Sim ra suối Ba Toa và giảm lưu lượng xuống cửa lò thoát nước +93 ra suối Ngô Quyền. Khối lượng cắt tầng đã tính trong khối lượng đất bóc khai thác.

Ngoài ra để điều tiết lượng nước giữa các tầng, dự kiến thi công các dốc nước để thoát nước từ tầng trên xuống tầng dưới và hạn chế tối đa phải chảy trên sườn tầng. Các dốc thoát nước có chức năng dẫn dòng chảy từ tầng trên xuống tần dưới và thu gom nước về hào thoát nước ở mức +98 và các hồ điều hòa nước ở Đông Khe Sim và Tây Lộ Trí.

Các dốc nước được xây dựng theo kiểu bậc, kết cấu xây bằng đá hộc, khoảng cách bố trí xây dựng các dốc nước dự kiến khoảng 200  250m/1bậc, trên toàn bộ các bờ mỏ dự kiến bố trí 11 dốc nước.

Từ mức +104 trở xuống khu Lộ Trí (mức thoát nước tự chảy của khu vực) sẽ cải tạo lại hào (mương) thoát nước từ khu Tây Lộ trí ra đến của lò thoát nước

+93/+13. Mương thoát nước có chiều dài là 1,54 km, chiều rộng đáy hào thoát nước là 10m, chiều cao hào thoát nước là 2m. Còn khu Đông Khe Sim xây dựng 01 đập ngăn nước để điều hòa dòng chảy ở thượng nguồn suối Ba Toa (khối lượng đập đã tính trong hệ thống đập chắn phía Nam)

Tạo hệ thống thoát nước mặt tầng và sườn tầng: Xây dựng mương thoát nước tại chỗ chân tầng thải và chân bãi thải. Mương thoát nước mặt tầng có thể là mương đất tự nhiên đào trên mặt tầng hoặc có thể xây bằng đá hộc. Mương thoát nước sườn tầng cần được xây dựng vững chắc, có biện pháp chống trượt. Mương có dạng mương hở, kết cấu bê tông hoặc kết hợp bê tông + đá hộc.

3.6.3.2. Xử lý nước moong

Nước moong thường có độ pH thấp và chứa kim loại (Fe, Mn...) và chất rắn lơ lửng (bảng 2.11). Đối với loại nước này đề xuất phương pháp kết tủa hoá học theo hình 3.8.

M.trườn

Bơm

bùn

Bãi

thải

Bể nước sạch

Máy ép bùn

Bể chứa bùn

Bể keo tụ

Bể lắng tấm nghiêng

Bể khử Mn

Bơm nước

Bể nước rửa lọc

Ca(OH)

PAM, PAC

Xả ra

Sụckhí

Bể trung hòa

Bể điều hoà

Nước thải mỏ

Hình 3.8. Sơ đồ xử lý nước moong

Nước thải mỏ được mỏ được bơm vào bể điều hoà sau đó sang bể trung hòa. Tại bể trung hòa dung dịch sữa vôi Ca(OH)2(5† 10%) được bơm vào và hoà trộn với nước thải để trung hoà axít H2SO4 có trong nước thải, nâng độ pH đạt 7÷7,5, đồng thời không khí từ máy nén khí được xục vào bể trung hòa tạo điều kiện oxy hoá phần lớn Fe và trợ giúp quá trình hòa trộn sữa vôi. Từ bể trung hoà nước thải chảy trực tiếp sang bể keo tụ. Tại bể keo tụ, dung dịch keo tụ PAC, PAM 0,1% được bơm vào và hoà trộn với nước thải bằng máy khuấy, sau đó nước tự chảy vào bể lắng tấm nghiêng. Dung dịch keo tụ được khuấy trộn đều với nước thải bằng máy khuấy lắp đặt tại bể keo tụ có tác dụng phân lưu, phân lưu ngược dòng, trộn xoáy tăng tốc độ kết bông và lắng đọng. Tại bể lắng tấm nghiêng, cặn lơ lửng kết thành bông có kích thước lớn, trong quá trình di chuyển từ dưới lên va chạm vào các tấm nghiêng và lắng đọng xuống đáy bể. Tại đáy bể lắng tấm nghiêng lắp đặt các ống hút bùn. Bùn được dẫn vào bể chứa bùn và được bơm hút bùn định kỳ đẩy sang bể lọc bùn. Nước từ bể lắng tấm nghiêng chảy sang bể nước sạch. Nước sạch được dẫn sang bể nước sạch và chảy môi trường. Tại bể khử mangan, nước được lọc qua lớp cát sỏi hoạt tính có phủ mangan oxit làm tác nhân để ô xy hóa và lọc giữ lại mangan cũng như lượng cặn còn lại. Định kỳ bơm rửa ngược để làm sạch lớp vật liệu lọc, nước từ quá trình rửa ngược được đưa về bể chứa nước rửa lọc sau đó được bơm ngược trở về bể keo tụ. Bùn bơm từ bể lắng tấm nghiêng còn chứa 95% - 97% nước. Để có thể vận chuyển đi đổ thải, cần phải tiến hành tách nước khỏi bùn đảm bảo lượng nước còn lại trong bùn dưới 20% sau đó dùng phương pháp cơ giới (máy ép) và chở ra bãi thải.

3.6.3.3. Tạo hồ cảnh quan

Moong khai thác Đông Khe Sim

Khai trường khai lộ thiên Đông Khe Sim theo thiết kế kết thúc khai thác ở mức +50, moong sau khi kết thúc khai thác than lộ thiên đã để lại địa hình dạng hố có thể cải tạo thành hồ chứa nước, điều hòa dòng chảy cho suối Ba Toa về mùa mưa và cung cấp nước cho tưới cây về mùa khô.

Kích thước cơ bản của hồ chứa nước như sau: Chiều dài của hồ là 440m, chiều rộng của hồ là 140m, chiều sâu của hồ dự kiến là 03m (từ mức +97 +100m), diện tích hồ là 61.600 m2, tổng dung tích chứa nước của hồ là 184.00 m3, hồ được chia làm 03 ngăn (kiểu hồ lắng 3 cấp, mỗi hồ nhỏ có dung tích chứa khoảng 61.600 m3 nước).

Mong khai thác Tây Lộ Trí: Sau khi kết thúc khai thác thu hồi than lộ thiên ở khu vực này, đáy moong sâu nhất ở mức +20, được tiến hành cải tạo thành 01 hồ

chứa nước và điều hòa dòng chảy cho hào thoát nước từ mức +98 ra cửa lò +93, công tác san lấp cải tạo moong thực hiện như sau:

Phía Đông, phía Tây và phía Bắc là bờ kết thúc của khai trường được giữ nguyên tạo thành bờ của hồ chứa nước.

Sau khi xây dựng hồ chứa nước có kích thước cơ bản như sau: Chiều dài của hồ là 180m, chiều rộng của hồ là 200m, chiều sâu của hồ dự kiến là 03m (từ mức

+97 +100m), diện tích hồ là 36.000 m2, tổng dung tích chứa nước của hồ là

108.000 m3, hồ được chia làm 03 ngăn (kiểu hồ lắng 3 cấp, mỗi hồ nhỏ có dung tích chứa khoảng 36.000 m3 nước).

Đảm bảo an toàn cho khai thác hầm lò: Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong khai thác hầm lò QCVN 01: 2011/BCT tại điều 115 xác định khoảng cách an toàn:

D= 5M+ 0,05H+0,002L; m

Trong đó:

D - Chiều rộng trụ chắn nước, m

M - Chiều cao khấu của vỉa, m (m =2,2m)

H - Khoảng cách thẳng đứng từ mặt đất đến trụ vỉa, m (H= 147m)

L - Tổng chiều dài trắc địa đo đạc từ giếng mỏ đến trụ chắn nước, m (L=200m) Thay số tính được chiều rộng trụ chắn nước D= 18,75m

Như vậy nếu khai thác hầm lò phía dưới cần để lại trụ bảo vệ lớn hơn 18,75m. Tuy nhiên phía dưới lòng hồ không có khai thác hầm lò chỉ có Công ty than Thống Nhất khai thác than ở mức -50 cách lòng hồ theo phương nằm ngang là 200m do vậy ngoài vùng chịu ảnh hưởng của hồ nước.

3.6.4. Giải pháp san lấp, cải tạo moong khai thác, ổn định bãi thải

3.6.4.1. Giải pháp san lấp, cải tạo moong khai thác

Moong khai thác Đông Khe Sim

Moong khai thác đã để lại địa hình dạng hố có thể cải tạo thành hồ chứa nước, điều hòa dòng chảy cho suối Ba Toa về mùa mưa và cung cấp nước cho tưới cây về mùa khô, vì vậy hướng san lấp và cải tạo moong vỉa Dày Đông Khe Sim như sau:

- Toàn bộ lòng moong từ mức +50 +97 được dùng để đổ thải trong, để làm cốt nền của hồ chứa nước.

- Phía Tây của moong khai thác làm bãi thải trong từ mức +100  +300m và dành lại một phần làm hồ chứa nước.

- Phía Bắc và phía Đông là bờ mỏ đã kết thúc.

- Phía Nam được xây dựng thêm 01 đập chắn để nối liền tuyến đường vành đai phía Nam với mặt bằng khu +110 đồng thời điều tiết nước cho suối Ba Toa.

Mong khai thác Tây Lộ Trí

Sau khi kết thúc khai thác thu hồi than lộ thiên ở khu vực này, đáy moong sâu nhất ở mức +20, được tiến hành cải tạo thành 01 hồ chứa nước và điều hòa dòng chảy cho hào thoát nước từ mức +98 ra cửa lò +93, công tác san lấp cải tạo moong thực hiện như sau:

- Toàn bộ moong từ mức +20  +97 được đổ thải trong tạo thành nền hồ chứa nước.

- Phía Nam của khai trường Tây Lộ Trí được san lấp lên mức +104 tạo thành mặt bằng liên thông với khu Đông Lộ Trí.

- Phía Đông, phía Tây và phía Bắc là bờ kết thúc của khai trường được giữ nguyên tạo thành bờ của hồ chứa nước.

Moong khai thác khu Lộ Trí - Đèo Nai

Do khu vực Đông Lộ Trí giáp với các khu khai thác hầm lò của Công ty than Thống Nhất, nên khi kết thúc khai thác lộ thiên ở đây, moong khai thác không thể cải tạo được thành hồ chứa nước, vì vậy cần phải san lấp moong lên trên mức thoát nước tự chảy để đảm bảo an toàn cho công tác khai thác hầm lò.

Công tác lấp moong phải được lu nèn đạt hệ số thấm cho phép, đồng thời phải cải tạo hệ thống thoát nước mặt để hạn chế tối đa nguồn nước mặt chảy vào moong đã san lấp.

Ngoài ra bờ mỏ phía Bắc được cắt tầng, cải tạo độ dốc đảm bảo lâu dài cho bờ mỏ và phân thủy dòng chảy mặt từ phía Đông cho chảy sang phía Tây xuống hồ chứa nước ở khu Tây Lộ Trí để điều hòa thoát nước cho hào thoát nước từ mức +98 ra cửa lò +93.

3.6.4.2. Giải pháp ổn định bãi thải

Các bãi thải ngay trong quá trình đổ thải được thiết kế theo kiểu bãi thải tầng thấp, chiều cao tầng thải < 30 m, chiều rộng mặt tầng thải từ 30  35m, góc dốc sườn bãi thải <300, hướng đổ từ dưới lên trên và từ biên giới đổ về, mặt bãi thải dốc vào trong từ 1  2%, mép tầng thải có đê ngăn nước mặt, sau khi kết thúc tầng thải sẽ tiến hành trồng cây phủ xanh bề mặt và tăng ổn định của bãi thải.

Bãi thải cũ được tiến hành cải tạo cắt các tầng đảm bảo: Chiều cao tầng thải

< 30 m, chiều rộng mặt tầng thải từ 30  35m, góc dốc sườn bãi thải <300, mặt

tầng có đê chắn nước rộng 1,5m cao 0,8m. Chân bãi thải được kè bằng rọ đá, sườn bãi thải và mặt tầng được trồng cây phủ xanh ổn định.

* Đập chắn đất đá chân bãi thải (phía Bắc)

Mục đích: Xây dựng đập chắn đất đá chân bãi thải phía Bắc (thượng nguồn suối Đá Mài) là ngăn chặn sự trôi lấp của đất đá xuống khu văn phòng Công ty Cổ phần Tây Nam Đá Mài và bồi lắng lòng suối Đá Mài khi Công ty than Đèo Nai, Công ty khai thác khoáng sản và Công ty Khe Sim đổ bãi thải Bắc.

Quy mô xây đập dự kiến như sau: Chiều dài đập 25m; Chiều rộng mặt đập 5,0 m; Chiều cao thân đập: 5,0m

Góc dốc mái đập phía thượng lưu 600, góc dốc mái đập phía hạ lưu 450

Móng và thân đập bằng rọ đá kết hợp xây đá hộc, mặt đập bê tông cốt thép.

Nền đập lót một lớp đá dăm đầm chặt

Tiêu năng: Móng sân và tường tiêu năng có kết cấu rọ đá loại 2x1x 0,5m. Tường biên xây đá hộc. Kích thước hố tiêu năng như sau: Chiều dài 9m; Chiều rộng 20,4m

Đất đắp sau lưng tường và vài đập đạt dung trọng khô 1,6T/m2. Đất sử dụng đắp đập là đất á sét có lẫn sỏi sạn:

Cỡ hạt mịn 0.5mm (chiếm 50%).

Cỡ hạt max 3,0mm (chiếm 20%  25%).

Loại đất sử dụng thuộc nhóm GC (đất sỏi, sạn lẫn sét), theo tiêu chuẩn phân loại TCVN 5747: 1993 [17].

* Đập chắn đất đá phía Nam

Mục đích: Xây dựng đập chắn đất đá chân bãi thải phía Nam (thượng nguồn suối Ba Toa) để chắn đất đá trôi lấp từ bãi thải Đông Khe Sim và điều hoà nước từ hồ số 2 cho thượng nguồi suối Ba Toa đồng thời nối liền mặt bằng +104 khu Lộ Trí với tuyến đường vành đai phía Nam.

Quy mô xây đập dự kiến như sau: Chiều cao đập 25m, chiều dài đập 90m.Chiều rộng đỉnh đập đủ bố trí giao thông đi lại là 7,5m.

Kết cấu đập sử dụng loại đập đất đá hỗn hợp. Phân thân đập thượng lưu đắp bằng đất, thân đập hạ lưu đắp bằng đá khối lớn, nèn chặt bằng đất. Đất sử dụng cho đập là loại đất có dung trọng khô 1,6 T/m3, hệ số đầm chặt k=0,98. Sử dụng loại đất á sét có lẫn sỏi: cỡ hạt min 0,5mm chiếm 50%, cỡ hạt max 3mm chiếm 20-25%. Đất sử dụng thuộc nhóm GC (đất sỏi, sạn lẫn sét) theo tiêu chuẩn phân loại TCVN: 5747-1993 [17].

Đập có tường nghiêng bằng bê tông đá hộc để chống thấm thân đập. Chân tường nghiêng thượng lưu được cắm sâu xuống mặt đất 4m. Mái taluy phần không ngập nước phía thượng lưu và hạ lưu được chồng cơ chống xói.

* Kè chân bãi thải và chân tầng thải

Tường kè được xây dựng dọc chân tầng và chân bãi thải nhằm mục đích:

Ngăn đất đá sạt lở, trôi lấp, bảo vệ chân tầng, làm mương thoát nước, làm trụ đỡ hệ thống khung chống sói mòn.

Kích thước tường kè xác định căn cứ theo mục đích sử dụng, điều kiện địa chất công trình trên cơ sở đảm bảo an toàn và ổn định lâu dài.

3.6.5. Các giải pháp khác

3.6.5.1. Giải pháp trồng cây tạo cảnh quan và chống sạt lỡ

Sau khi hoàn thành các hạng mục cải tạo hệ thống đường ô tô, san lấp các moong khai thác, cắt tầng cải tạo gốc dốc bờ mỏ, bãi thải, hệ thống thoát nước mặt, hệ thống đập chắt đất đá …, các mặt bằng sẽ được trồng cây để phủ xanh.

Việc trồng rừng, phủ xanh đất trống trả lại màu xanh cho các khu vực đất đai đã bị xâm hại với giải pháp chính là tái tạo cảnh quan. Các bãi thải mỏ nếu có được cải tạo cũng chỉ nhằm mục đích tăng độ ổn định và phủ xanh. Hầu hết các khu vực được phục hồi, hoàn thổ, hoàn nguyên chưa có ý tưởng tạo thành những khu vực dân cư sau này hoặc những nơi phục vụ cho du lịch, nghỉ ngơi… mà chỉ được trồng cây tạo rừng hoặc phủ xanh.

Phục hồi đất, trồng cây phủ xanh

Phục hồi đất nhằm khắc phục một phần hay toàn bộ hậu quả do việc chiếm dụng thảm thực vật để mở khai trường, làm bãi thải và xây dựng các công trình phụ trợ khác của khai thác lộ thiên gây ra, công việc này có thể được tiến hành theo 3 hướng :

1. Phủ lên bề mặt bãi thải (hoặc các công trình mỏ khác) một lớp đất màu dày 50  100 cm kèm theo việc cải tạo bằng các loại phân khoáng.

2. Trực tiếp cải tạo đất bằng các biện pháp thuần hoá như bón thêm vôi, phân khoáng, thâm canh cải tạo...

3. Trực tiếp cải tạo đất bằng cách sử dụng chế phẩm có hoạt tính sinh học như phân vi sinh sản xuất từ than, từ các rác hữu cơ...

Hai hướng đầu được áp dụng rộng rãi trên khu bãi thải, hướng thứ ba đang ở giai đoạn thử nghiệm công nghiệp và bắt đầu áp dụng. Quá trình phục hồi đất được tiến hành theo hai giai đoạn :

Giai đoạn cải tạo đất

Giai đoạn này tiến hành trong quá trình khai thác khoáng sàng, mục đích là xây dựng những điều kiện phù hợp với việc phục hồi vùng khai thác, đổ thải sau này. Nội dung công việc ở giai đoạn này là: Phân tích các tính chất hoá nông của đất đá bóc, san gạt bề mặt bãi thải, bạt thoải sườn dốc, thu hồi và rải lớp đất màu, trồng trọt lên bề mặt đã san gạt, xây dựng các công trình tiêu thoát nước, xây dựng các đường vận chuyển.

Việc xác định các tính chất nông hoá của đất đá thải là cơ sở để xác định phương thức phục hồi giống cây trồng, từ đó quyết định trình tự bóc đất đá và đổ thải thích hợp.

Giai đoạn phục hồi thực vật

Việc phụ hồi thảm thực vật được tiến hành ngay sau khi kết thúc đổ thải, kết thúc khai thác : San cắt tầng bãi thải, cải tạo bề mặt bờ moong khai thác, các công trình phụ trợ khác và sau đó rải đều lên trên một lớp đất màu đã được thu gom từ khi bắt đầu khai thác mỏ hoặc khai thác từ nơi khác, rồi tiến hành trồng cây phủ xanh, đông thời xây dựng các công trình thoát nước, đường giao thông. Căn cứ vào điều kiện khí hậu và đất thải chọn loại cây Keo lá tràm.

Hình 3.9 Sơ đồ khu vực sau khi kết thúc cải tạo phục hồi môi trường khu mỏ Khe Sim - Lộ Trí - Đèo Nai