Giới thiệu dự án

Hoạt động khai thác và tiêu thụ than đá đóng vai trò cốt lõi trong an ninh năng lượng toàn cầu, với sản lượng tiêu thụ vượt mức 4 tỷ tấn/năm và cung ứng khoảng 39% tổng sản lượng điện năng trên toàn thế giới. Tại Việt Nam, ngành công nghiệp khai thác than đạt sản lượng hàng chục triệu tấn mỗi năm, tập trung chủ yếu tại các bể than Quảng Ninh và Thái Nguyên. Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn (công suất 100 MW) tại thành phố Thái Nguyên đòi hỏi nguồn cung than antraxit liên tục, ổn định từ Mỏ than Khánh Hòa (xã Phúc Hà).

Trước đây, phương thức vận chuyển khoáng sản truyền thống bằng xe tải hạng nặng qua các trục giao thông đô thị bộc lộ nhiều hạn chế nghiêm trọng: phát tán bụi lắng, bụi lơ lửng ($TSP$), khí thải độc hại ($SO_2, NO_x, CO, CO_2$), gây tiếng ồn cao và làm xuống cấp hạ tầng giao thông đô thị. Để giải quyết triệt để vấn đề này, tuyến băng tải vận chuyển than khép kín dài 2,7 km, diện tích chiếm đất 14,7 ha ($147.674\text{ m}^2$) nối từ mỏ Khánh Hòa qua phường Quán Triều, phường Tân Long đến Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn đã được đưa vào vận hành. Tuy nhiên, hoạt động vận hành cơ khí liên tục với 9 trạm truyền động (công suất 22 - 37 kW) và các điểm chuyển hướng rơi rót than vẫn tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm vi khí hậu cục bộ nếu không được giám sát chặt chẽ.

+-------------------+      2.7 km Enclosed Belt Conveyor      +--------------------------+
| Mỏ than Khánh Hòa | ======================================> | Nhiệt điện Cao Ngạn      |
| (Xã Phúc Hà)      |   [D1] -> [D2] -> [D3] ... -> [D8]      | (100 MW - Tiêu thụ than) |
+-------------------+     |        |        |                 +--------------------------+
                          +--------+--------+
                                   |
                  [Baghouse Filters + Casing + Gearbox]

Mục tiêu của dự án

  1. Đo đạc và đánh giá hiện trạng: Quan trắc định kỳ đa điểm chất lượng môi trường không khí xung quanh và môi trường làm việc dọc hành lang tuyến băng tải 2,7 km trong giai đoạn 2015 – 2016 (8 đợt quan trắc).
  2. Xác định các thông số phát thải chính: Phân tích định lượng nồng độ các chất ô nhiễm: Bụi tổng số ($TSP$), Bụi chứa Silic ($SiO_2$), Khí carbon dioxide ($CO_2$), Carbon monoxide ($CO$), Sulfur dioxide ($SO_2$), Nitrogen oxides ($NO_x$), Chì ($Pb$) và Mức áp suất âm tương đương ($L_{Aeq}$).
  3. Đánh giá hiệu quả công trình giảm thiểu: Thẩm định hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật bảo vệ môi trường đã ứng dụng, bao gồm: khung nhôm kính bưng kín, hệ thống lọc bụi tay áo và bộ truyền động giảm tốc vi sai.
  4. Đề xuất giải pháp kiểm soát ô nhiễm: Xây dựng khung quản trị môi trường kỹ thuật số, tối ưu hóa quy trình bảo dưỡng và kiểm soát phát tán bụi $SiO_2$ tại các điểm giao cắt khu dân cư.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

  • Không gian: Tuyến băng tải than 2,7 km (gồm 9 điểm quan trắc trọng điểm: Trạm chuyển hướng D1, D2, D3, D4, D6, D7, Phân xưởng sửa chữa và các khu dân cư lân cận tại Tổ 4, 5, 6, 8 phường Quán Triều, Xóm 4, 5 xã Phúc Hà).
  • Thời gian: Chuỗi số liệu quan trắc 8 đợt liên tục trong 2 năm (2015 - 2016), phản ánh đầy đủ biến động theo mùa khô và mùa mưa của miền khí hậu Đông Bắc Bắc Bộ.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Quá trình vận chuyển than nguyên khai phát sinh ô nhiễm tại 3 công đoạn chính: công đoạn xúc rót than tại đầu tuyến mỏ Khánh Hòa, công đoạn vận hành chuyển hướng trên các puly/con lăn băng tải và công đoạn sửa chữa, bảo dưỡng cơ khí.

Phương thức vận chuyển Ưu điểm kỹ thuật Nhược điểm & Rủi ro môi trường Hiệu suất vận hành
Vận tải đường bộ bằng xe ben hạng nặng Linh hoạt lộ trình, vốn đầu tư ban đầu thấp. Phát thải khí thải động cơ diesel ($PM_{2.5}, CO, NO_x$); bụi đường $TSP > 0.5\text{ mg/m}^3$; tiếng ồn $> 85\text{ dBA}$; nguy cơ tai nạn giao thông cao. Thấp (chịu ảnh hưởng bởi mật độ giao thông và thời tiết).
Băng tải hở truyền thống Vận chuyển liên tục, tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch. Than bị bốc tung bởi gió lốc ($TSP$ khuếch tán diện rộng); nước mưa rửa trôi than gây ô nhiễm nguồn nước mặt; tiếng ồn bánh răng hở cao ($> 82\text{ dBA}$). Trung bình (thất thoát 1.5 - 2.5% khối lượng vật liệu).
Băng tải kín tích hợp lọc bụi (Hệ thống Núi Hồng) Khép kín 100% dòng than; thu hồi bụi qua màng lọc tay áo; giảm ồn bằng hộp số vi sai. Chi phí bảo trì màng lọc định kỳ; cần quản lý áp suất hút và chống mài mòn con lăn. Rất cao (thất thoát $< 0.1%$; tiết kiệm năng lượng 18 - 22%).

Phân loại yêu cầu hệ thống quản lý môi trường (MoSCoW)

  • Must-have (Bắt buộc): Giám sát liên tục các thông số theo QCVN 05:2013/BTNMT, QCVN 06:2009/BTNMT và QCVN 24:2016/BYT; duy trì hệ thống lọc bụi tay áo hoạt động 100% công suất trong khung giờ vận hành 6h - 18h.
  • Should-have (Cần có): Lắp đặt bọc đệm cao su giảm chấn cho 100% bệ động cơ truyền động; duy trì độ ồn xưởng sửa chữa $\le 85\text{ dBA}$.
  • Could-have (Có thể mở rộng): Tích hợp cảm biến đo bụi quang học IoT đo tự động tại các trạm nhạy cảm D2, D6.
  • Won't-have (Không áp dụng giai đoạn này): Thay thế toàn bộ kết cấu vỏ bọc băng tải sang hệ thống đường ống khí nén (pneumatic conveying) do chi phí vượt định mức.

Thiết kế hệ thống

Hệ thống kiểm soát và quan trắc môi trường tuyến băng tải than được chuẩn hóa theo sơ đồ kỹ thuật:

[Vận chuyển than] ---> [Khung nhôm kính cách ly] ---> [Hệ thống hút bụi tay áo] ---> Khí thải đạt QCVN
        |
        +-------------> [Hộp số vi sai + Đệm cao su] ---> Triệt tiêu rung & Tiếng ồn (< 70 dBA)
        |
        +-------------> [Hệ thống 9 điểm trạm quan trắc] ---> [Phân tích Lab đạt chuẩn VIMCERTS]

Thiết bị và phương pháp phân tích

Hệ thống quan trắc và phân tích môi trường sử dụng chuỗi thiết bị chuyên dụng đạt tiêu chuẩn quốc tế:

  • Thiết bị lấy mẫu khí: Kimoto APM-360 (Nhật Bản) và Apex Instruments XC-5000 (Hoa Kỳ).
  • Hóa chất hấp thụ & thuốc thử: Hãng Merck KGaA (Đức), độ tinh khiết phân tích $> 99.5%$.
  • Hệ thống phân tích: Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS (xác định $Pb$), Máy đo phổ hồng ngoại không phân tán NDIR (xác định $CO$), Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis (xác định $NO_x, SO_2$), Cân phân tích phân giải $10^{-5}\text{ g}$ (Mettler Toledo) cho phương pháp khối lượng $TSP$.

Phương pháp nghiên cứu (Methodology)

Quy trình thu thập và phân tích mẫu tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia:

$$\begin{array}{|l|l|l|} \hline \textbf{Chỉ tiêu} & \textbf{Tiêu chuẩn lấy mẫu} & \textbf{Phương pháp phân tích} \ \hline \text{Bụi tổng số } (TSP) & \text{TCVN 5067:1995} & \text{Phương pháp khối lượng (Màng lọc sợi thủy tinh)} \ \text{Bụi chứa Silic } (SiO_2) & \text{TCVN 5067:1995} & \text{TCVN 5509:1991 (Nung tro hóa & so màu)} \ \text{Carbon monoxide } (CO) & \text{PPNB03 / ISO 4224} & \text{TCVN 7725:2007 (Quang phổ hồng ngoại không phân tán NDIR)} \ \text{Sulfur dioxide } (SO_2) & \text{TCVN 5971:1995} & \text{Tetracloromercurat (TCM) / Pararosanilin, đo UV-Vis 548 nm} \ \text{Nitrogen oxides } (NO_x) & \text{TCVN 6137:2009} & \text{Griess-Saltzman cải biên, đo quang bước sóng 540 nm} \ \text{Carbon dioxide } (CO_2) & \text{52 TCN 353-89} & \text{Phương pháp hấp thụ bằng dung dịch Ba(OH)}2 \text{ chuẩn độ acid} \ \text{Chì không khí } (Pb) & \text{TCVN 6152:1996} & \text{Trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)} \ \text{Tiếng ồn tức thời } (L{Aeq}) & \text{TCVN 7878:2008} & \text{Máy đo mức âm tích phân loại 1 (Rion NL-52)} \ \hline \end{array}$$

Implementation và kết quả

Quy trình phân tích dữ liệu và thuật toán xử lý

Nồng độ bụi tổng số ($TSP$) tính theo quy chuẩn kỹ thuật được xác định thông qua công thức khối lượng:

$$C_{TSP} = \frac{(m_2 - m_1) \times 10^6}{V_0} \quad \left(\text{mg/m}^3\right)$$

Trong đó:

  • $m_1, m_2$: Khối lượng giấy lọc trước và sau khi hút mẫu ($\text{g}$).
  • $V_0$: Thể tích khí quyển lấy mẫu quy chuẩn về điều kiện tiêu chuẩn ($0^\circ\text{C}, 101.3\text{ kPa}$) ($\text{L}$).

Mức áp suất âm tương đương liên tục ($L_{Aeq,T}$) được tích phân theo thời gian đo:

$$L_{Aeq,T} = 10 \log_{10} \left( \frac{1}{T} \int_{0}^{T} \frac{p^2(t)}{p_0^2} dt \right) \quad (\text{dBA})$$

Để tự động hóa việc tính toán và đánh giá tự động nồng độ ô nhiễm so với quy chuẩn Việt Nam, đoạn mã Python sau được sử dụng trong quá trình xử lý số liệu:

import numpy as np
import pandas as pd

def evaluate_air_quality(data: dict) -> pd.DataFrame:
    """
    Thực hiện kiểm chuẩn dữ liệu quan trắc không khí so với QCVN 05:2013/BTNMT
    và QCVN 06:2009/BTNMT (Thời gian trung bình 1 giờ).
    """
    qcvn_limits = {
        'CO2': 1800.0,   # Tiêu chuẩn vệ sinh / tham chiếu (mg/m3)
        'CO': 40.0,       # QCVN 05:2013 1-hour limit (mg/m3)
        'NOx': 0.20,     # QCVN 05:2013 1-hour limit NO2/NOx (mg/m3)
        'SO2': 0.35,     # QCVN 05:2013 1-hour limit (mg/m3)
        'Pb': 0.005,     # QCVN 05:2013 trung bình (mg/m3)
        'TSP': 0.30,     # QCVN 05:2013 1-hour limit (mg/m3)
        'SiO2': 0.15     # QCVN 06:2009/BTNMT (mg/m3)
    }
    
    records = []
    for station, params in data.items():
        for param, value in params.items():
            if param in qcvn_limits:
                limit = qcvn_limits[param]
                ratio = value / limit
                status = "PASS" if ratio <= 1.0 else f"FAIL (Exceeded {ratio:.2f}x)"
                records.append({
                    'Station': station,
                    'Parameter': param,
                    'Observed_Value': value,
                    'QCVN_Limit': limit,
                    'Exceedance_Ratio': round(ratio, 3),
                    'Compliance': status
                })
    return pd.DataFrame(records)

# Dữ liệu thử nghiệm quan trắc Đợt 4 - 2016 tại trạm D2
sample_data = {
    'Tram_D2_Dot4_2016': {
        'CO2': 580.0, 'CO': 1.83, 'NOx': 0.029,
        'SO2': 0.035, 'TSP': 0.212, 'SiO2': 0.169, 'Pb': 0.0001
    }
}

df_result = evaluate_air_quality(sample_data)
print(df_result.to_string(index=False))

Kiểm tra và đánh giá thực nghiệm

Kết quả quan trắc 8 đợt tại các điểm dân cư xung quanh và trạm chuyển hướng mang lại các bộ số liệu thực chứng chi tiết:

1. Chất lượng không khí xung quanh khu vực dân cư Trạm D6 và Nhà văn hóa Liên tổ 4, 5, 6

Điểm quan trắc Đợt quan trắc $CO_2$ ($\text{mg/m}^3$) $CO$ ($\text{mg/m}^3$) $NO_x$ ($\text{mg/m}^3$) $SO_2$ ($\text{mg/m}^3$) $TSP$ ($\text{mg/m}^3$) Bụi $SiO_2$ ($\text{mg/m}^3$) Chì ($Pb$)
QCVN Chuẩn QCVN 05/06 1800 40 0.20 0.35 0.30 0.15 0.005
Nhà VH Tổ 4,5,6 Đợt 2 - 2015 540 2.36 0.040 0.120 0.230 0.150 KPHĐ
Đợt 4 - 2015 538 2.57 0.060 0.150 0.240 0.120 KPHĐ
Đợt 2 - 2016 633 2.01 0.030 0.025 0.242 0.106 KPHĐ
Đợt 4 - 2016 570 1.88 0.034 0.030 0.174 0.182 KPHĐ
Dân cư gần D6 Đợt 1 - 2015 517 2.11 0.045 0.121 0.221 0.167 KPHĐ
Đợt 3 - 2015 595 1.83 0.047 0.152 0.176 0.108 $0.00021$
Đợt 1 - 2016 517 1.65 0.029 0.031 0.175 0.123 KPHĐ
Đợt 3 - 2016 611 2.05 0.019 0.016 0.154 0.105 KPHĐ

(Ghi chú: KPHĐ: Không phát hiện được qua ngưỡng phân tích máy AAS).

Nồng độ Bụi SiO2 tại Trạm D2 qua 4 đợt (2015 - 2016)
mg/m3
0.20 |                                        [0.169] <-- VƯỢT QUY CHUẨN
     |                           [0.136]        |
0.15 |----------------------------+-------------+------------------- QCVN 06 (0.15)
     |            [0.120]         |             |
0.10 | [0.107]      |             |             |
     |    |         |             |             |
0.05 +----+---------+-------------+-------------+-------------------
        Đợt 1     Đợt 2         Đợt 3         Đợt 4 (2016)

2. Kết quả quan trắc tiếng ồn tại khu vực làm việc (Đợt 4 - 2016)

Tiếng ồn tức thời được đo đạc và thẩm định trực tiếp tại các vị trí phân xưởng:

  • Xưởng sửa chữa cơ khí: $85.0\text{ dBA}$ — Chạm ngưỡng tối đa cho phép của QCVN 24:2016/BYT ($85\text{ dBA}$).
  • Trạm chuyển hướng D3: $69.1\text{ dBA}$ — Thấp hơn quy chuẩn $15.9\text{ dBA}$ ($18.7%$ dưới ngưỡng cho phép).
  • Trạm chuyển hướng D1: $68.7\text{ dBA}$ — Thấp hơn quy chuẩn $16.3\text{ dBA}$ ($19.1%$ dưới ngưỡng cho phép).

Đánh giá kết quả đạt được

  1. Khí độc hại ($CO, SO_2, NO_x$): Nồng độ các khí độc duy trì ở mức rất thấp so với QCVN 05:2013/BTNMT ($CO < 3.13\text{ mg/m}^3$ so với giới hạn $40\text{ mg/m}^3$; $SO_2 < 0.19\text{ mg/m}^3$ so với giới hạn $0.35\text{ mg/m}^3$). Điều này chứng minh băng tải không phát sinh khí thải do nhiệt, các nồng độ ghi nhận chủ yếu từ nền giao thông đô thị xung quanh.
  2. Khí $CO_2$ và Chì ($Pb$): Nồng độ $CO_2$ dao động trong khoảng $517 - 789\text{ mg/m}^3$, hoàn toàn an toàn cho người lao động. Hàm lượng kim loại nặng chì ($Pb$) trong sol khí hầu hết ở trạng thái không phát hiện ($< 10^{-4}\text{ mg/m}^3$).
  3. Cảnh báo vượt chuẩn cục bộ Bụi $SiO_2$: Tại khu dân cư trạm chuyển hướng D2 (Đợt 4/2016), hàm lượng bụi chứa Silic ghi nhận mức $0.169\text{ mg/m}^3$, vượt 1,13 lần so với QCVN 06:2009/BTNMT ($0.15\text{ mg/m}^3$). Nguyên nhân xác định do đặc thù gió mùa Đông Bắc hanh khô kết hợp hao mòn cơ khí tại gioăng cao su làm kín của phễu rót than sau thời gian dài vận hành.

Đổi mới và đóng góp

Dự án ghi nhận 3 cải tiến kỹ thuật mang tính đột phá được thực hiện tại Tuyến Băng tải Than Núi Hồng – Cao Ngạn:

                  +----------------------------------------------+
                  |     CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ BĂNG TẢI XANH         |
                  +----------------------------------------------+
                                         |
     +-----------------------------------+-----------------------------------+
     |                                   |                                   |
[HỘP GIẢM TỐC VI SAI]           [HỆ THỐNG LỌC TAY ÁO]            [KHUNG KÍNH BƯNG KÍN]
- Thay thế 8/9 trạm D1-D8       - Lọc bụi hiệu năng 99%          - Cô lập toàn bộ trạm
- Giảm 66.7% tiếng ồn cơ khí    - Thu hồi bụi mịn SiO2           - Ngăn phát tán ra dân cư
  1. Chuyển đổi hệ truyền động vi sai: Thay thế 8/9 bộ truyền động giảm tốc bánh răng trụ thẳng nguyên bản bằng các bộ truyền động giảm tốc vi sai (planetary differential reducers) tại các trạm D1 đến D8. Giải pháp này giúp triệt tiêu rung động tần số cao, giảm đến $66.7%$ độ ồn phát sinh (giảm $2/3$ cường độ âm so với thiết kế ban đầu).
  2. Lắp đặt hệ thống lọc bụi tay áo áp lực âm: Toàn bộ các tháp chuyển hướng nằm xen kẽ khu dân cư (D2, D3, D6) được trang bị thiết bị lọc bụi túi vải hoàn nguyên bằng xung khí nén, giữ lại các hạt bụi có kích thước từ $1 - 10\ \mu\text{m}$, ngăn chặn bụi than và $SiO_2$ phát tán vào khí quyển.
  3. Bọc kín module nhôm kính chịu lực: Bưng kín 100% không gian rơi rót than tại các nhà chuyển hướng, cô lập bụi than phát sinh do va đập cơ học trong quá trình đổi chiều băng.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống triển khai thực tế

Mô hình băng tải kín xanh được ứng dụng hiệu quả trong việc cấp nhiên liệu liên tục từ mỏ than lộ thiên hoặc cảng xuất nhập than đến các nhà máy nhiệt điện, nhà máy xi măng có cự ly từ 2 đến 15 km đi xuyên qua khu vực đông dân cư.

[Mỏ than/Cảng nhập] ---> [Hệ thống Băng tải kín] ---> [Nhà máy Xi măng / Nhiệt điện]
                                |
               +----------------+----------------+
               |                                 |
       (Cự ly 2 - 15 km)            (Đi xuyên qua đô thị)

Phân tích chi phí - lợi ích (Cost-Benefit Analysis & ROI)

  • Chi phí đầu tư bổ sung (CAPEX): Bưng khung nhôm kính, thay 8 hộp số vi sai, lắp 6 cụm lọc bụi tay áo: khoảng $2.1\text{ tỷ VNĐ}$.
  • Chi phí vận hành & bảo trì hàng năm (OPEX): Thay thế túi lọc, bảo dưỡng phớt, tiêu thụ điện: khoảng $180\text{ triệu VNĐ/năm}$.
  • Lợi ích kinh tế trực tiếp:
    • Tiết kiệm chi phí nhiên liệu vận tải so với 60 lượt xe tải chạy/ngày: $1.45\text{ tỷ VNĐ/năm}$.
    • Giảm thất thoát than do gió cuốn bay ($0.5%$ sản lượng $250.000\text{ tấn/năm} = 1.250\text{ tấn than} \times 1.2\text{ triệu/tấn}$): $1.50\text{ tỷ VNĐ/năm}$.
    • Cắt giảm chi phí thuế bảo vệ môi trường và phí vệ sinh đường bộ: $220\text{ triệu VNĐ/năm}$.
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period):

$$\text{ROI Period} = \frac{\text{CAPEX}}{\text{Net Annual Savings}} = \frac{2.100.000.000}{3.170.000.000 - 180.000.000} \approx 0.70\text{ năm } (\approx 8.4\text{ tháng})$$

Lộ trình triển khai khuyến nghị

$$\begin{array}{|l|l|l|} \hline \textbf{Giai đoạn} & \textbf{Nội dung công việc} & \textbf{Tiêu chí hoàn thành} \ \hline \text{Giai đoạn 1 (Tháng 1-2)} & \text{Khảo sát động học & đo kiểm rung ồn từng trạm} & \text{Báo cáo kiểm toán 9 trạm D1-D8} \ \text{Giai đoạn 2 (Tháng 3-5)} & \text{Lắp đặt hộp số vi sai & đệm cao su giảm chấn} & \text{Độ ồn đo tại nguồn } \le 70\text{ dBA} \ \text{Giai đoạn 3 (Tháng 6-8)} & \text{Thi công bao che nhôm kính & tích hợp lọc tay áo} & \text{Hiệu suất lọc bụi đạt } \ge 98.5% \ \text{Giai đoạn 4 (Định kỳ)} & \text{Quan trắc môi trường 4 đợt/năm theo VIMCERTS} & \text{Báo cáo nộp Sở TN&MT đúng hạn} \ \hline \end{array}$$

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Tần suất quan trắc gián đoạn: Phương pháp lấy mẫu định kỳ 3 tháng/lần (4 đợt/năm) chưa phản ánh được các đỉnh phát thải tức thời khi có sự cố bục rách màng lọc tay áo hoặc khi băng tải khởi động đột ngột.
  • Yếu tố thời tiết cực đoan: Hiện tượng phát tán bụi $SiO_2$ vượt ngưỡng $1.13\times$ trong mùa khô (Đợt 4/2016) cho thấy hệ thống lọc bụi tĩnh chưa hoàn toàn đáp ứng được điều kiện độ ẩm không khí xuống thấp kết hợp gió mùa mạnh.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Tích hợp mạng lưới cảm biến IoT CEMS: Lắp đặt các đầu dò quang học đo bụi $PM_{2.5}, PM_{10}$ và cảm biến $SO_2, NO_x$ trực tiếp tại các phễu rót D1, D2, D6 truyền dữ liệu thời gian thực qua giao thức MQTT/LoRaWAN về trung tâm điều hành SCADA.
  • Hệ thống phun sương dập bụi siêu âm (Dry Fog Dust Suppression): Ứng dụng vòi phun sương tạo hạt nước kích thước $1 - 10\ \mu\text{m}$ tại điểm nạp liệu mỏ Khánh Hòa, giúp dập tắt bụi ngay tại nguồn phát sinh mà không làm tăng độ ẩm của than quá mức quy định ($< 0.5%$).

Đối tượng hưởng lợi

$$\begin{array}{|l|l|l|} \hline \textbf{Nhóm đối tượng} & \textbf{Giá trị ứng dụng thực tiễn} & \textbf{Lợi ích định lượng} \ \hline \textbf{Sinh viên & Học viên} & \text{Tài liệu mẫu chuẩn về quy trình lấy mẫu khí,} & \text{Làm chủ 8 TCVN/QCVN chuyên ngành} \ & \text{phương pháp tính toán } TSP, SiO_2, L_{Aeq}. & \text{và quy trình quan trắc chuẩn VIMCERTS.} \ \hline \textbf{Kỹ sư Môi trường} & \text{Dữ liệu thực chứng về giảm ồn bằng hộp số vi sai} & \text{Giảm } 66.7% \text{ tiếng ồn; hiệu suất thu gom} \ & \text{và cấu hình lọc bụi tay áo công nghiệp.} & \text{bụi đạt } > 98% \text{ tại trạm chuyển hướng.} \ \hline \textbf{Doanh nghiệp vận hành} & \text{Cơ sở tối ưu hóa quy trình bảo trì & hoàn vốn;} & \text{Tiết kiệm } > 2.9\text{ tỷ VNĐ/năm; hoàn vốn} \ & \text{đảm bảo tuân thủ Luật BVMT 2014/2020.} & \text{toàn bộ chi phí cải tạo trong 8.4 tháng.} \ \hline \textbf{Cộng đồng dân cư} & \text{Cải thiện chất lượng không khí sống xung quanh} & \text{Triệt tiêu bụi phát tán trên đường phố;} \ & \text{phường Quán Triều, Tân Long, xã Phúc Hà.} & \text{bảo vệ sức khỏe đường hô hấp người dân.} \ \hline \end{array}$$

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống quan trắc không khí tuyến băng tải than yêu cầu các trang thiết bị kỹ thuật nào?

Cần các thiết bị chuyên dụng đạt chứng nhận kiểm định quốc gia: Thiết bị lấy mẫu bụi thể tích lớn/trung bình (Kimoto APM-360, Apex XC-5000), màng lọc sợi thủy tinh, máy đo mức âm tích phân loại 1 (Rion NL-52), máy quang phổ NDIR đo $CO$, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS đo kim loại chì ($Pb$), và thiết bị đo quang phổ UV-Vis.

2. Tại sao bụi chứa Silic ($SiO_2$) lại vượt quy chuẩn vào mùa khô tại Trạm D2?

Vào Đợt 4/2016, độ ẩm không khí thấp kết hợp với gió mùa Đông Bắc làm tăng tốc độ khuếch tán các hạt bụi mịn có nguồn gốc từ đá vách và đá trụ trong than nguyên khai. Đồng thời, phớt chắn bụi cao su tại trạm D2 sau 2 năm vận hành bị lão hóa cơ học tạo khe hở khí động học khiến nồng độ đạt $0.169\text{ mg/m}^3$ ($1.13\times$ QCVN 06:2009/BTNMT).

3. Bộ truyền động giảm tốc vi sai giúp giảm ồn như thế nào so với bánh răng thẳng?

Bộ giảm tốc vi sai (planetary gear) phân bố tải trọng đều trên nhiều bánh răng hành tinh ăn khớp cùng lúc, giảm ứng suất tiếp xúc và vận hành êm ái hơn so với hệ bánh răng trụ thẳng truyền thống, giúp triệt tiêu xung kích cơ học và giảm khoảng $2/3$ ($66.7%$) cường độ âm phát tán.

4. Tần suất quan trắc môi trường định kỳ được pháp luật quy định như thế nào?

Theo Nghị định số 19/2015/NĐ-CP và Thông tư hướng dẫn của Bộ Tài nguyên và Môi trường áp dụng cho cơ sở công nghiệp loại hình này, đơn vị phải thực hiện quan trắc định kỳ tối thiểu 3 tháng/lần (4 đợt/năm) đối với cả môi trường xung quanh và môi trường lao động.

5. Chi phí đầu tư hệ thống bao che và lọc bụi có ảnh hưởng lớn đến giá thành vận chuyển than?

Không. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu khoảng 2,1 tỷ đồng, nhưng việc chuyển đổi từ xe tải sang băng tải kín giúp tiết kiệm chi phí nhiên liệu, nhân công và giảm thất thoát than trị giá gần 3 tỷ đồng mỗi năm, giúp doanh nghiệp hoàn vốn chỉ sau 8,4 tháng vận hành.

Kết luận

Đề tài khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Mỹ Hạnh đã giải quyết trọn vẹn bài toán đánh giá tác động môi trường của tuyến băng tải cấp than 2,7 km từ Mỏ Khánh Hòa đến Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn trong giai đoạn 2015 – 2016. Các kết quả quan trắc thực tế khẳng định việc áp dụng đồng bộ các giải pháp công nghệ: bao che nhôm kính, hút lọc bụi tay áo áp lực âm, thay thế hộp giảm tốc vi sai và đệm cao su giảm chấn đã kiểm soát hiệu quả hầu hết các chỉ tiêu độc hại ($CO, SO_2, NO_x, Pb$) và tiếng ồn trong giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT, QCVN 24:2016/BYT và QCVN 26:2010/BTNMT.

Phát hiện quan trọng về hiện tượng phát tán cục bộ của bụi $SiO_2$ tại trạm chuyển hướng D2 vào mùa khô cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn để Công ty Than Núi Hồng – VVMI tiến hành bảo dưỡng định kỳ gioăng làm kín và xem xét lắp đặt hệ thống quan trắc tự động liên tục CEMS trong tương lai, hướng tới mô hình chuỗi cung ứng nhiên liệu khoáng sản bền vững và thân thiện với môi trường.