Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ kỹ thuật với đề tài "Nghiên cứu các giải pháp quản lý – kỹ thuật tổng thể nhằm phục vụ công tác cải tạo và phục hồi môi trường cho các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả" do nghiên cứu sinh Đặng Thị Hải Yến thực hiện tại Bộ môn Khai thác lộ thiên, Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Bùi Xuân Nam và PGS.NGƯT Hồ Sĩ Giao, hoàn thành năm 2014 thuộc chuyên ngành Khai thác mỏ (Mã số: 62520603).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Vùng Hòn Gai – Cẩm Phả (thuộc địa bàn thành phố Hạ Long và thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh) là trung tâm khai thác than đá lớn nhất Việt Nam với trữ lượng khoảng 3,5 tỷ tấn. Hoạt động khai thác than lộ thiên tại đây phân bố ở sườn các dãy núi phía Bắc đường 18A trên chiều dài khoảng 50 km và chiều rộng khoảng 15 km, trên địa hình đồi núi thấp (100–300 m) thuộc các lưu vực nước quan trọng, tiếp giáp trực tiếp các đô thị tập trung và hệ sinh thái ven bờ vịnh Bái Tử Long, vịnh Hạ Long.

Tại thời điểm nghiên cứu, vùng Hòn Gai đã cơ bản kết thúc khai thác lộ thiên chuyển sang khai thác hầm lò; vùng Cẩm Phả hầu hết các mỏ lộ vỉa đã kết thúc khai thác và chuẩn bị đóng cửa mỏ. Lịch sử khai thác lộ thiên lâu dài đã tạo ra các moong sâu hàng trăm mét và bãi thải đất đá khổng lồ, trở thành nguồn gây ô nhiễm bụi, nước thải axít mỏ, bồi lắng và phát sinh các tai biến môi trường nghiêm trọng (trượt lở bãi thải, xói mòn đất, lũ bùn đá).

Khoảng trống nghiên cứu then chốt được tác giả chỉ ra là: công tác quản lý và kỹ thuật cải tạo, phục hồi môi trường (CTPHMT) tại Việt Nam từ sau khi Quyết định số 71/2008/QĐ-TTg ngày 29/5/2008 của Thủ tướng Chính phủ có hiệu lực vẫn còn nhiều bất cập; CTPHMT chủ yếu thực hiện bị động ở giai đoạn đóng cửa mỏ, thiếu sự lồng ghép kỹ thuật ngay trong quá trình khai thác; thiếu công cụ đánh giá tác động môi trường liên vùng và chưa có quy hoạch phân vùng chức năng sử dụng đất sau khai thác theo hướng đa mục tiêu để phát huy hiệu quả quỹ đất cho phát triển đô thị, dịch vụ, du lịch.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. CTPHMT và duy trì kết quả CTPHMT bền vững cho từng dạng mỏ khai thác lộ thiên nhưng đảm bảo tính thống nhất trong từng cụm mỏ, nhằm giảm thiểu tối đa các ảnh hưởng tiêu cực trong và sau khai thác.
  2. Thực hiện quản lý – kỹ thuật CTPHMT đối với khu vực các mỏ than tiếp giáp vùng phát triển kinh tế theo hướng đa mục tiêu, tăng cường hiệu quả tái sử dụng tài nguyên đất, tạo quỹ đất phát triển kinh tế địa phương và tạo việc làm cho người lao động khi mỏ dừng hoạt động.
  3. Sử dụng hợp lý nguồn tiền ký quỹ CTPHMT và huy động vốn đầu tư của chủ mỏ, cộng đồng trong và ngoài nước nhằm xử lý ô nhiễm môi trường vùng trọng điểm, cách ly khu vực khai thác khoáng sản than.

Luận điểm bảo vệ

  • Luận điểm 1: CTPHMT đa mục tiêu cho một số mỏ than khai thác lộ thiên trong cụm mỏ vùng Hòn Gai – Cẩm Phả có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và phát huy Di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, đồng thời là động lực phát triển kinh tế – xã hội khu vực.
  • Luận điểm 2: Các tiêu chí đánh giá hiệu quả công tác CTPHMT sẽ đảm bảo sự khách quan và minh bạch trong việc nghiệm thu CTPHMT cho từng mỏ than khai thác lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả.
  • Luận điểm 3: Các hoạt động kỹ thuật CTPHMT lồng ghép trong quá trình khai thác là yếu tố chính giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tai biến môi trường và chi phí CTPHMT sau khai thác tại các mỏ than khai thác lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
  • Phạm vi nghiên cứu: Công tác CTPHMT tại các mỏ than lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả (về không gian: dải mỏ kéo dài 50 km, rộng 15 km thuộc địa bàn Hạ Long và Cẩm Phả; về thời gian: dữ liệu thực trạng giai đoạn 1993–2008, 2008–2013 và định hướng quy hoạch ngành than đến năm 2020, xét triển vọng đến năm 2030).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế đã điểm lại

Luận án tổng quan kinh nghiệm CTPHMT tại các quốc gia có ngành công nghiệp mỏ phát triển:

  • Inđônêsia: Dự án mỏ đồng – vàng Batu Hijau trên đảo Sumbawa của Tập đoàn Sumitomo triển khai từ năm 1996, áp dụng công nghệ nghiên cứu trong 8 năm; bảo quản lớp đất mặt, sử dụng lưới ngăn xói mòn và trồng 40.000 cây giống mỗi năm song song với quá trình khai thác; thời gian phục hồi rừng kéo dài từ 4 đến 10 năm sau khi CTPHMT.
  • Ốtxtrâylia: CTPHMT được coi là quy trình bắt buộc với kinh phí trên 10% giá thành sản phẩm. Tập đoàn Alcoa (Tây Ốtxtrâylia) phục hồi hàng chục nghìn hecta khai thác quặng sắt từ năm 1963, đạt độ phong phú thảm thực vật trên 96%, phục hồi 90% hệ chim, 78% bò sát và gần như hoàn toàn hệ thú. Tại mỏ bauxit Nabalco – Gove, quy trình CTPHMT 130 ha/năm được chuẩn bị trước 3 năm bằng việc lưu trữ mẫu đất, nguồn gen sinh vật, bóc riêng lớp đất màu (Topsoil) và đất phủ (Subsoil), tái tạo trong 2 năm và quan trắc đánh giá theo các chỉ tiêu của CSIRO (1993, 1997) như độ luân hồi dinh dưỡng, độ ổn định đất, mật độ chim và chất lượng nước ngầm trong ít nhất 5 năm.
  • Cộng hòa Liên bang Đức: Cải tạo moong than nâu sâu thành các hồ chứa nước trên 100 ha; cải tạo bãi thải phục vụ nông – lâm nghiệp bằng cách phủ đất mặt dày tới 180 cm và bón 200–300 kg N-P-K/ha; quy định trách nhiệm quản lý và bảo hành của công ty mỏ kéo dài tổng cộng 25 năm (7 năm quản lý trước bàn giao, 10 năm bảo hành kỹ thuật cải tạo đất, 8 năm kiểm soát rủi ro lợi nhuận).
  • Malaysia và Pháp: Malaysia cải tạo mỏ thiếc đóng cửa năm 1997 thành khu thể thao Clearwater Sanctuary Golf Resort và khu bảo tồn Paya Indah Sanctuary (3.200 ha ngập mặn, 1.000 ha mỏ thiếc). Pháp quy hoạch khu mỏ than lộ thiên Albi Carmaux (đóng cửa 1997, diện tích 650 ha) thành tổ hợp văn hóa – giải trí Cap’Découverte vào năm 2003 với sân khấu tròn đường kính 1.300 m, sâu 230 m.

Thực trạng nghiên cứu tại Việt Nam

Tác giả dẫn kết quả điều tra của Viện Khoa học Công nghệ Mỏ và Luyện kim (2004) tại các mỏ khoáng sản kim loại, phản ánh tỷ lệ đất được CTPHMT trên thực tế rất thấp.

Địa phương Loại hình khai thác khoáng sản Diện tích được cấp ($m^2$) Diện tích đã sử dụng ($m^2$) Diện tích đã CTPHMT ($m^2$) Trạng thái đất sau CTPHMT Chờ CTPHMT ($m^2$)
Hà Tĩnh Khai thác ilmenite 8.600 8.600 8.600 Trồng phi lao, hồ nuôi tôm 0
Nghệ An Khai thác ilmenite 556.000 556.000 0 Đất cát ven biển 556.000
Tuyên Quang Khai thác thiếc Sơn Dương 2.328 2.328 437 Ao cá, công trình phúc lợi 1.891
Thái Nguyên Khai thác thiếc Bắc Lũng 403.642 403.642 0 Đất đồi, đất nông nghiệp 403.642
Cao Bằng Khai thác thiếc Tĩnh Túc 900.000 900.000 0 Đất đồi, nhà ăn ca 900.000
Cao Bằng Khai thác quặng sắt Nà Lùng 375.000 375.000 0 Đồi núi và thung lũng 375.000
Thái Nguyên Khai thác quặng sắt Trại Cau 2.419 2.419 0 Đất thung lũng, nông nghiệp 2.419
Tổng cộng 2.245.989 2.245.989 9.037 2.238.952

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án chỉ rõ các công trình trong nước (như các đề tài của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ và Luyện kim năm 2004, 2009) chủ yếu dừng lại ở việc khảo sát hiện trạng hoặc xây dựng quy trình đơn lẻ cho từng mỏ. Khoảng trống tồn tại là:

  1. Thiếu khung lý luận và phương pháp đánh giá môi trường tích lũy liên mỏ cho các vùng trọng điểm than.
  2. Chưa có hệ thống tiêu chí định lượng phục vụ công tác nghiệm thu CTPHMT đối với moong mỏ và bãi thải.
  3. Chưa tích hợp đồng bộ các giải pháp kỹ thuật khai thác mỏ với công tác CTPHMT ngay từ khâu thiết kế nhằm tối ưu hóa chi phí và đảm bảo an toàn địa kỹ thuật lâu dài.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

  • Cải tạo và phục hồi môi trường: Áp dụng định nghĩa theo Quyết định số 18/2013/QĐ-TTg ngày 29/3/2013 của Thủ tướng Chính phủ. Phân biệt rõ giữa CTPHMT thông thường (đạt chuẩn an toàn, môi trường) và CTPHMT đa mục tiêu (đạt chuẩn môi trường kết hợp tái sử dụng quỹ đất phát triển kinh tế).
  • Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT): Khái niệm do tác giả xây dựng nhằm phân tích các tác động môi trường cộng hưởng, tích lũy, khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận tại các vùng công nghiệp trọng điểm để định hướng ưu tiên phân bổ nguồn lực.
  • Phân vùng chức năng sử dụng đất sau khai thác: Dựa trên lý thuyết địa hệ cảnh quan của L. Bertalanf, A. Armand (1971), quan điểm hệ thống xã hội – môi trường (Clayton và Radcliffe 1996; Jennings và Reganold 1991; Norton và Ulanowicz 1992) và nguyên lý phân vùng địa lý nhằm tổ chức lại không gian lãnh thổ sau khai thác.
  • Lồng ghép CTPHMT: Quy trình tích hợp các giải pháp kỹ thuật CTPHMT vào tất cả các giai đoạn từ thiết kế mở rộng, bóc đất đá, đổ thải đến khi kết thúc mỏ.
  • Quan điểm phát triển bền vững: Vận dụng từ Chiến lược bảo tồn thế giới (1980), Báo cáo Brundtland (1987), Chăm lo cho Trái đất (1991) và Chương trình Nghị sự 21 (1992).

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp phân tích và tổng hợp: Đánh giá các tài liệu nghiên cứu đã có để xác định cơ sở lý luận và kế thừa kết quả khoa học.
  • Phương pháp thu thập tài liệu: Tổng hợp 55 tài liệu tham khảo, các báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), dự án CTPHMT, quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 xét đến năm 2030, số liệu kiểm kê đất đai năm 2005 và quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh.
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Tiến hành điều tra hiện trạng địa hình, bãi thải, moong khai thác và môi trường vùng Hòn Gai – Cẩm Phả trong 2 mùa (mùa mưa và mùa khô).
  • Phương pháp toán học ứng dụng: Sử dụng công cụ toán học để thiết lập các công thức xác định hệ số điều chỉnh kinh phí ký quỹ ($K_v$, $K_i$) và lượng hóa các tiêu chí đánh giá kết quả nghiệm thu CTPHMT.
  • Phương pháp chuyên gia: Phỏng vấn, hội thảo lấy ý kiến các nhà khoa học, nhà quản lý từ Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam, Hội Kỹ thuật Nổ mìn Việt Nam, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN, Cục Thẩm định và Đánh giá tác động môi trường và Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về công tác CTPHMT cho các mỏ lộ thiên trên thế giới và ở Việt Nam

Chương này khái quát các mô hình CTPHMT mỏ lộ thiên tại Indonesia, Australia, Đức, Malaysia, Pháp và rà soát thực trạng tại Việt Nam đối với các mỏ than, sắt, bauxit, sa khoáng titan, đá vôi. Tác giả tổng kết 7 bài học kinh nghiệm quốc tế: coi CTPHMT là khâu sản xuất tất yếu; chuẩn bị hồ sơ gen và bóc tách đất màu trước 3 năm; lập kế hoạch tài chính dài hạn; giám sát đa dạng sinh học theo tiêu chí định lượng; kéo dài trách nhiệm bảo hành kỹ thuật (lên tới 25 năm như ở Đức); hòa nhập cảnh quan và trao quyền giám sát cho cộng đồng.

Chương 1 chỉ ra 8 bất cập lớn tại Việt Nam: thiếu cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật; thiếu công cụ liên vùng; kinh phí ký quỹ chưa sát thực tế; thực hiện bị động ở giai đoạn đóng cửa mỏ; tỷ lệ phục hồi đất thấp; chưa định hướng sử dụng đất sau khai thác; thiếu công tác quan trắc sau hoàn thổ; nhận thức cộng đồng và cơ quan quản lý chưa cao.

Chương II: Thực trạng công tác CTPHMT tại các mỏ khai thác than lộ thiên vùng Hòn Gai - Cẩm Phả

Chương 2 phân tích đặc điểm địa hình đồi núi dốc, mạng lưới sông suối đổ ra vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, cùng hiện trạng tài nguyên đất vùng nghiên cứu.

Loại đất Diện tích (ha) Tỷ lệ cơ cấu (%)
Nhóm đất nông nghiệp 115.557,35 65,20
Nhóm đất phi nông nghiệp 37.927,40 21,40
Nhóm đất chưa sử dụng 24.527,07 13,84
Tổng diện tích tự nhiên 177.202,23 100,00

Về thực trạng khai thác: khối lượng đất đá bóc thải hàng năm tại Hòn Gai – Cẩm Phả lên tới hàng chục triệu mét khối, tạo ra các bãi thải khổng lồ như bãi thải Nam Lộ Phong, Bù Lù (mỏ Tân Lập), Nam Đèo Nai, Khe Sim, Chính Bắc. Tác động môi trường nổi bật gồm xói mòn bãi thải, nguy cơ lũ bùn đá mùa mưa bão, ô nhiễm bụi không khí đô thị và suy giảm chất lượng nước mặt ven bờ.

Về quản lý và kỹ thuật: rà soát khung pháp lý giai đoạn 1993–2008 và giai đoạn 2008–2013 (sau Quyết định 71/2008/QĐ-TTg); đánh giá Quỹ môi trường tập trung của Vinacomin và công tác quản lý nhà nước của tỉnh Quảng Ninh. Các hạn chế kỹ thuật được xác định gồm: bờ moong kết thúc có góc dốc lớn, bãi thải đổ cao không phân tầng đúng quy chuẩn, các công trình bảo vệ (đập chắn rọ đá tại mức +110 mỏ Tân Lập, đập lắng Nam Đèo Nai) thường xuyên bị bồi lấp làm mất tác dụng, việc trồng cây cải tạo thảm thực vật chưa gắn với phục hồi lớp đất thổ nhưỡng và thoát nước bền vững.

Chương III: Nghiên cứu các giải pháp quản lý tổng thể nâng cao hiệu quả CTPHMT cho các mỏ khai thác than lộ thiên tại vùng Hòn Gai – Cẩm Phả

Chương 3 đề xuất hệ thống giải pháp quản lý đồng bộ:

  • Giải pháp quản lý hành chính, thể chế: Hoàn thiện tổ chức bộ máy, cơ chế chính sách, đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ và tuyên truyền cộng đồng.
  • Hệ số điều chỉnh kinh phí ký quỹ CTPHMT: Đề xuất đưa vào công thức tính tiền ký quỹ hệ số vị trí $K_v$ (phản ánh khoảng cách đến đô thị, danh thắng, khu bảo tồn) và hệ số tính chất loại hình $K_i$ nhằm phản ánh đúng mức độ nhạy cảm sinh thái và giảm gánh nặng ngân sách nhà nước.
  • Bộ tiêu chí nghiệm thu CTPHMT: Thiết lập các tiêu chí định lượng toán học để đánh giá mức độ ổn định sườn dốc bờ mỏ/bãi thải, tỷ lệ che phủ thảm thực vật, hệ số an toàn trượt lở và chỉ số chất lượng môi trường nước, không khí trước khi cho phép đóng cửa mỏ.
  • Công cụ Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT): Xây dựng khung phương pháp luận ĐMT để đánh giá tác động cộng hưởng liên mỏ cho vùng công nghiệp trọng điểm, phân biệt rõ với các công cụ hiện hành:
Tiêu chí Đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) Đánh giá tác động môi trường (ĐTM) Cam kết bảo vệ môi trường (CKBVMT) Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT)
Đối tượng áp dụng Chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển Dự án đầu tư xây dựng cụ thể Dự án quy mô nhỏ, ít tác động Tiểu vùng/khu vực kinh tế trọng điểm tập trung nhiều nguồn thải
Phạm vi không gian Toàn bộ lãnh thổ quy hoạch Ranh giới dự án và vùng lân cận trực tiếp Ranh giới cơ sở sản xuất Không gian liên vùng sinh thái, liên mỏ, lưu vực tiếp nhận
Bản chất đánh giá Tác động vĩ mô, định hướng dài hạn Tác động trực tiếp của một dự án đơn lẻ Tác động cục bộ của cơ sở Tác động cộng hưởng, tích lũy và sức chịu tải của môi trường vùng
Mục đích chính Lồng ghép BVMT vào chính sách phát triển Đề xuất giải pháp giảm thiểu cho dự án Cam kết tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật Phân bổ quota xả thải, phân vùng chức năng và ưu tiên nguồn vốn CTPHMT
  • Phân vùng chức năng sử dụng đất sau khai thác: Xây dựng mô hình phân vùng chức năng CTPHMT cho cụm mỏ vùng Hòn Gai (khu vực tiếp giáp mỏ than Hà Lầm, Núi Béo) định hướng chuyển đổi mặt bằng thành hồ cảnh quan, công viên cây xanh, khu thể thao – giải trí và đất dịch vụ đô thị kết nối với thành phố Hạ Long.

Chương IV: Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật CTPHMT cho các mỏ than lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

Chương 4 nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật lồng ghép trực tiếp vào công nghệ khai thác:

  • Phân loại địa hình khai trường: Xác định 4 dạng biến đổi địa hình đặc trưng gồm moong sâu cô lập; vỉa than kéo dài; khai trường liền kề kết thúc theo chu kỳ; khai trường có nhiều động tụ kín và động tụ hở.
  • Phương án CTPHMT khai trường và bãi thải: Đề xuất giải pháp đổ thải bãi thải trong đối với các moong đã kết thúc; cải tạo moong sâu thành hồ chứa nước điều hòa kết hợp cảnh quan sinh thái; quy hoạch bãi thải ngoài thành các tầng bậc thang có đai rừng chắn gió, chống xói mòn.
  • Giải pháp kỹ thuật cải tạo hình dáng khai trường: Thiết kế cải tạo biên giới kết thúc cho Vỉa 11, 13, 14 cánh Đông mỏ Núi Béo; cải tạo khu II Bắc Hữu Nghị mỏ Hà Lầm kết hợp Vỉa 14 cánh Tây mỏ Núi Béo nhằm giảm góc dốc tổng thể bờ mỏ, bạt thoai thoải mặt tầng khai thác và kết nối đồng mức với địa hình tự nhiên xung quanh.
  • Giải pháp cải tạo bãi thải: Đối với tầng thải cao, áp dụng giải pháp cắt phân tầng (chiều cao phân tầng 30 m) hoặc đổ bổ sung các đệm phân tầng; quy trình đổ thải san gạt đối với bãi thải Chính Bắc và đổ thải nhiều lớp tại các thung lũng để triệt tiêu nguy cơ sạt trượt.
  • Giải pháp phòng ngừa tai biến sạt lở bờ mỏ và lũ bùn đá:
    • Xây dựng mạng lưới thoát nước mặt kết hợp rãnh thoát nước ngầm trên bờ moong và sườn bãi thải.
    • Gia cố cơ học bờ mỏ xung yếu bằng hệ thống neo dự ứng lực, cọc bê tông cốt thép và xây dựng tường chắn trọng lực tại chân mái dốc.
    • Áp dụng phương pháp bóc bỏ triệt để các khối đất đá phong hóa có nguy cơ trượt lở; nạp mìn giảm chấn và bố trí mạng lưới lỗ khoan biên hợp lý khi nổ mìn kết thúc bờ mỏ nhằm bảo vệ khối đá nguyên khối.
    • Quy định thông số công nghệ đổ bãi thải theo lớp đệm 4 m kết hợp đầm nén cho các dòng xe tải trọng lớn (CAT 773E, CAT 773F), xác định chiều rộng bờ an toàn và sơ đồ quay đảo chiều của xe chở đất đá để ngăn ngừa biến dạng mép tầng thải.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  1. Đề xuất sự cần thiết và xây dựng cơ sở phương pháp luận của công cụ "Đánh giá môi trường tổng hợp" (ĐMT) để bổ sung vào khung chính sách quản lý môi trường, giúp đánh giá tác động môi trường cộng hưởng, tích lũy và sức chịu tải tại các vùng công nghiệp khai khoáng trọng điểm.
  2. Thiết lập hệ thống tiêu chí định lượng toán học phục vụ đánh giá mức độ ổn định địa kỹ thuật, khả năng phục hồi thảm thực vật và chất lượng môi trường làm cơ sở khoa học cho công tác nghiệm thu CTPHMT và cấp phép đóng cửa mỏ than lộ thiên.
  3. Bổ sung cơ sở khoa học cho công tác phân vùng chức năng sử dụng đất sau khai thác mỏ than lộ thiên, gắn kết bài toán CTPHMT với quy hoạch không gian kinh tế – xã hội của địa phương.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và giải pháp kỹ thuật

  1. Đề xuất phương pháp tính toán và áp dụng hệ số điều chỉnh kinh phí ký quỹ CTPHMT ($K_v$, $K_i$) theo vị trí địa lý và tính chất môi trường vùng tiếp nhận, tạo công cụ tài chính minh bạch cho các cơ quan quản lý nhà nước và doanh nghiệp mỏ.
  2. Xây dựng các phương án CTPHMT chi tiết cho từng dạng hình thái mỏ than lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả (moong sâu, vỉa kéo dài, khai trường liền kề, bãi thải trong động tụ kín/hở).
  3. Đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật lồng ghép CTPHMT ngay trong quá trình khai thác: quy chuẩn cắt phân tầng bãi thải 30 m; đổ thải phân lớp 4 m cho xe tải CAT 773E/773F; nổ mìn tạo bờ biên ổn định; gia cố sườn dốc bờ mỏ bằng neo, cọc bê tông cốt thép, tường chắn chân mái dốc; cải tạo kết nối bờ moong mỏ Hà Lầm – Núi Béo để hình thành quỹ đất đô thị và hồ sinh thái bền vững.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Nghiên cứu tập trung vào không gian các mỏ than lộ thiên thuộc vùng Hòn Gai – Cẩm Phả trong bối cảnh các chính sách CTPHMT của Việt Nam đang chuyển giao (giữa Quyết định 71/2008/QĐ-TTg và Quyết định 18/2013/QĐ-TTg).
  • Số liệu tính toán, mô hình hóa tập trung chủ yếu vào các mỏ than lớn tiêu biểu (Núi Béo, Hà Lầm, Cọc Sáu, Đèo Nai, Tân Lập), chưa mở rộng khảo sát chi tiết đối với tất cả các mỏ than quy mô nhỏ hoặc mỏ khoáng sản khác ngoài địa bàn tỉnh Quảng Ninh.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Tiếp tục hoàn thiện mô hình toán học dự báo biến dạng dài hạn của bờ moong và bãi thải sau khi tích nước tạo hồ chứa hoặc sau khi xây dựng công trình trên mặt bằng CTPHMT.
  • Mở rộng nghiên cứu thử nghiệm áp dụng công cụ Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT) và phương pháp phân vùng chức năng sử dụng đất CTPHMT cho các vùng than miền Tây Quảng Ninh (Uông Bí, Mạo Khê) và các vùng khai thác khoáng sản quy mô lớn khác trên cả nước (bauxit Tây Nguyên, sa khoáng titan ven biển miền Trung, quặng sắt miền núi phía Bắc).

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học, giảng viên chuyên ngành Khai thác mỏ, Kỹ thuật môi trường và Quản lý tài nguyên: Luận án cung cấp hệ thống tài liệu chuyên khảo về phương pháp tiếp cận lồng ghép CTPHMT trong khai thác mỏ lộ thiên, cơ sở lý thuyết về Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT), cùng các thông số kỹ thuật ổn định bờ mỏ và bãi thải đất đá.
  • Đối với các cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Công Thương, Sở TN&MT tỉnh Quảng Ninh): Luận án cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng quy chế nghiệm thu CTPHMT, phương pháp xác định hệ số điều chỉnh kinh phí ký quỹ ($K_v$, $K_i$), và tích hợp quy hoạch sử dụng đất sau khai thác mỏ vào quy hoạch phát triển đô thị – dịch vụ của địa phương.
  • Đối với các doanh nghiệp mỏ (Tập đoàn Vinacomin, Tổng công ty Đông Bắc và các ban quản lý mỏ): Cung cấp các hướng dẫn kỹ thuật thực tế về đổ thải bãi thải trong, kỹ thuật đổ thải đường dốc 4 m, các biện pháp gia cố neo bờ moong và cắt phân tầng bãi thải để hạn chế tối đa chi phí cải tạo sau đóng cửa mỏ và ngăn ngừa tai biến lũ bùn đá, trượt lở đất.

Câu hỏi thường gặp

1. Khái niệm "Đánh giá môi trường tổng hợp" (ĐMT) được luận án định nghĩa như thế nào và có sự khác biệt gì so với ĐTM?

ĐMT là việc phân tích, tổng hợp các tác động môi trường cộng hưởng, tác động tích lũy, khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận và các trọng điểm dẫn đến sự vượt ngưỡng chỉ tiêu môi trường của các hoạt động phát triển kinh tế trong một vùng/khu vực trọng điểm. Khác với ĐTM (vốn chỉ đánh giá tác động trực tiếp của một dự án đầu tư đơn lẻ trong phạm vi ranh giới mỏ), ĐMT giải quyết bài toán môi trường liên mỏ, liên vùng sinh thái, làm căn cứ phân bổ hạn ngạch xả thải và định hướng CTPHMT đa mục tiêu.

2. Bản chất của giải pháp "lồng ghép CTPHMT trong quá trình khai thác" là gì?

Là việc tích hợp các yêu cầu, hạng mục CTPHMT vào mọi công đoạn của hoạt động khai thác mỏ ngay từ khâu thiết kế mở rộng đến kết thúc mỏ. Thay vì chờ mỏ dừng hoạt động mới san gạt, hoàn thổ (gây tốn kém kinh phí và đối mặt nguy cơ mất an toàn), doanh nghiệp mỏ thực hiện đổ thải bãi thải trong, cắt phân tầng bãi thải 30 m, bạt thoải góc dốc tầng khai thác và nổ mìn tạo bờ an toàn song song với tiến độ bóc đất đá. Cách tiếp cận này giúp tiết kiệm thời gian, tối ưu hóa chi phí vận hành và triệt tiêu nguy cơ sạt lở.

3. Luận án đề xuất những giải pháp kỹ thuật cụ thể nào để phòng chống tai biến trượt lở và lũ bùn đá tại vùng mỏ Hòn Gai – Cẩm Phả?

Tác giả đề xuất hệ thống giải pháp tổng hợp gồm: xây dựng mạng lưới thoát nước mặt và rãnh ngầm trên bờ moong/bãi thải; gia cố bờ dốc xung yếu bằng neo dự ứng lực, cọc bê tông cốt thép và tường chắn trọng lực chân mái dốc; bóc bỏ triệt để các khối phong hóa nguy hiểm; áp dụng nổ mìn tạo biên an toàn; thực hiện đổ thải theo lớp đệm 4 m kết hợp đầm nén cho các dòng xe CAT 773E, CAT 773F và bố trí đai an toàn đúng quy chuẩn.

4. Mô hình phân vùng chức năng sử dụng đất CTPHMT cụm mỏ Hòn Gai (Núi Béo, Hà Lầm) được định hướng ra sao?

Luận án đề xuất mô hình chuyển đổi không gian sau khai thác của cụm mỏ Hà Lầm – Núi Béo thành khu phức hợp sinh thái – đô thị đa mục tiêu: moong khai thác sau khi kết thúc được cải tạo bờ mỏ thành hồ chứa nước điều hòa và mặt nước cảnh quan; các mặt bằng tầng khai thác và bãi thải được san gạt, phủ xanh thành công viên sinh thái, khu thể thao – dịch vụ công cộng, kết nối hài hòa với hạ tầng đô thị và cảnh quan du lịch của thành phố Hạ Long.

5. Kinh nghiệm CTPHMT bãi thải mỏ than tại CHLB Đức được luận án tổng kết có điểm gì đáng chú ý về trách nhiệm quản lý?

Tại CHLB Đức, doanh nghiệp mỏ phải chịu trách nhiệm đối với bãi thải trong tổng thời gian lên tới 25 năm: sau khi hoàn tất CTPHMT (phủ đất mặt dày tới 180 cm, bón 200–300 kg N-P-K/ha), công ty mỏ phải trực tiếp quản lý, trồng thử nghiệm trong 7 năm trước khi bàn giao cho người dân; tiếp tục bảo hành 10 năm đối với các rủi ro kỹ thuật cải tạo đất và bảo hành thêm 8 năm để kiểm soát rủi ro về lợi nhuận khai thác nông – lâm nghiệp.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Đặng Thị Hải Yến là công trình nghiên cứu hệ thống về quản lý và kỹ thuật cải tạo, phục hồi môi trường cho các mỏ than khai thác lộ thiên vùng Hòn Gai – Cẩm Phả. Bằng việc kết hợp quan điểm hệ thống, phương pháp phân tích liên ngành và khảo sát thực địa, luận án đã đề xuất công cụ Đánh giá môi trường tổng hợp (ĐMT), bộ tiêu chí định lượng nghiệm thu CTPHMT, phương án phân vùng chức năng sử dụng đất và các giải pháp kỹ thuật lồng ghép trong quy trình khai thác mỏ. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn tin cậy, góp phần giải quyết bài toán ô nhiễm, giảm thiểu tai biến môi trường, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất sau khai thác và hỗ trợ định hướng phát triển bền vững cho vùng mỏ Quảng Ninh.