Luận văn thạc sĩ nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông ứng dụng cho kết cấu mái kè sông kẻ sặt tỉnh hải dương

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng chất thải ngành khai thác than làm cốt liệu bê tông, phục vụ kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt, Hải Dương.

• Tác giả: Nguyễn Đức Vinh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Việt Cường
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Vật liệu xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng chất thải khai thác than làm cốt liệu bê tông ứng dụng cho mái kè sông Kẻ Sặt, Hải Dương
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 1.1. Giới thiệu về chất thải của ngành khai thác than
• 1.2. Khái niệm về chất thải rắn (CTR)
• 1.3. Chất thải của ngành khai thác than
• 1.4. Chất thải của ngành khai thác than tại khu vực tỉnh Quảng Ninh
• 1.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất thải của ngành khai thác than trên thế giới
• 1.6. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất thải của ngành khai thác than ở Việt Nam
• 1.7. Kết luận chương I
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2. Các phương pháp tiêu chuẩn xác định tính chất cơ lý của vật liệu sử dụng
• 2.3. Các phương pháp nghiên cứu tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông
• 2.4. Lựa chọn vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
• 2.5. Cốt liệu dùng cho bê tông
• 2.6. Ảnh hưởng của cốt liệu đến tính chất của bê tông và hỗn hợp bê tông
• 2.7. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
• 2.8. Phương pháp thiết kế thành phần cấp phối bê tông
• 2.9. Lựa chọn phương pháp thiết kế thành phần cấp phối bê tông
• 2.10. Tính toán cấp phối bê tông theo phương pháp Bolomey – Skramtaev
• 2.11. Kết luận chương II
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG MÁC 20 MPA SỬ DỤNG CỐT LIỆU LÀ CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN CHO KẾT CẤU MÁI KÈ SÔNG KẺ SẶT – TỈNH HẢI DƯƠNG
• 3.1. Sơ bộ về dự án công trình: Nạo vét và xây dựng hệ thống kè hai bờ sông Sặt đoạn từ cầu Cậy đến cầu Cất
• 3.2. Điều kiện tự nhiên
• 3.3. Địa hình, địa mạo
• 3.4. Mục tiêu và nhiệm vụ công trình
• 3.5. Quy mô dự án
• 3.6. Hạng mục công trình kè bảo vệ bờ
• 3.7. Tính toán thành phần cấp phối bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu là chất thải than
• 3.8. Các tính chất và chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp bê tông và bê tông sử dụng cốt liệu là chất thải của ngành khai thác than
• 3.9. Nghiên cứu tính công tác của hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu là chất thải của ngành than
• 3.10. Nghiên cứu tính chất của bê tông sử dụng cốt liệu là chất thải của ngành khai thác than
• 3.11. Đề xuất phương án sử dụng bê tông có cốt liệu là chất thải của ngành khai thác than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương
• 3.12. Dây chuyền công nghệ xử lý chất thải rắn của ngành khai thác than
• 3.13. Ứng dụng vào sản xuất bê tông mác 20 MPa cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt
• 3.14. Kết luận chương III
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Chất thải khai thác than và vấn đề môi trường

Chất thải khai thác than là một vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam, đặc biệt ở các khu vực như Quảng Ninh. Theo ước tính của Bộ Công Thương, đến năm 2025, các mỏ than ở Quảng Ninh sẽ thải ra hơn 4,6 tỷ tấn đất đá thải, hàng triệu m3 nước thải mỏ, và một lượng lớn bụi. Việc không xử lý hiệu quả lượng chất thải này dẫn đến lãng phí tài nguyên, ô nhiễm môi trường, và chiếm dụng quỹ đất. Tái chế chất thải và tận dụng chất thải trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là xây dựng, là giải pháp quan trọng để giảm thiểu tác động môi trường. Nghiên cứu sử dụng chất thải khai thác than làm cốt liệu bê tông không chỉ giải quyết vấn đề môi trường mà còn tạo ra giá trị kinh tế.

1.1. Tác động môi trường của chất thải than

Chất thải từ ngành khai thác than gây ô nhiễm đất, nước, và không khí. Các bãi thải lớn chiếm dụng diện tích đất, gây sạt lở và biến đổi dòng chảy tự nhiên. Việc xử lý không triệt để chất thải này dẫn đến lãng phí tài nguyên và ảnh hưởng đến đời sống người dân. Bảo vệ môi trường và xây dựng bền vững là mục tiêu cần được ưu tiên trong các nghiên cứu ứng dụng chất thải than.

II. Ứng dụng chất thải than trong xây dựng

Nghiên cứu sử dụng chất thải khai thác than làm cốt liệu bê tông đã được thực hiện ở nhiều nước như Nga, Trung Quốc, và Châu Âu. Các sản phẩm từ chất thải than có chất lượng tương đương với vật liệu truyền thống. Ở Việt Nam, việc ứng dụng chất thải than trong sản xuất bê tông từ chất thải đang được nghiên cứu và phát triển. Đề tài này tập trung vào việc sử dụng chất thải than làm cốt liệu cho bê tông mác 20 MPa, ứng dụng trong công trình thủy lợi như mái kè sông Kẻ Sặt, Hải Dương.

2.1. Tính chất của bê tông từ chất thải than

Bê tông sử dụng cốt liệu từ chất thải than được đánh giá qua các chỉ tiêu cơ lý như cường độ nén, độ chống thấm, và tính công tác. Kết quả thí nghiệm cho thấy bê tông từ chất thải than đạt yêu cầu kỹ thuật và có thể ứng dụng trong các công trình xây dựng. Việc tận dụng chất thải than không chỉ giảm chi phí vật liệu mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

III. Nghiên cứu ứng dụng cho mái kè sông Kẻ Sặt

Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế cấp phối bê tông sử dụng cốt liệu từ chất thải than cho mái kè sông Kẻ Sặt, Hải Dương. Công trình này nhằm bảo vệ bờ sông, chống sạt lở, và cải thiện cảnh quan. Việc sử dụng chất thải than làm cốt liệu không chỉ giảm chi phí xây dựng mà còn góp phần giải quyết vấn đề môi trường. Công nghệ xử lý chất thải và kỹ thuật xây dựng hiện đại được áp dụng để đảm bảo chất lượng và độ bền của công trình.

3.1. Quy trình thiết kế và thực hiện

Quy trình thiết kế cấp phối bê tông bao gồm các bước: lựa chọn vật liệu, tính toán tỷ lệ cấp phối, và thí nghiệm kiểm tra chất lượng. Các chỉ tiêu kỹ thuật như độ sụt, cường độ nén, và độ chống thấm được đánh giá kỹ lưỡng. Kết quả nghiên cứu cho thấy bê tông từ chất thải than đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và có thể ứng dụng rộng rãi trong các công trình thủy lợi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, trong đó ngành khai thác than đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế. Theo ước tính của Bộ Công Thương, đến năm 2025, các mỏ than ở Quảng Ninh sẽ thải ra môi trường hơn 4,6 tỷ tấn đất đá thải cùng hàng triệu mét khối nước thải mỏ và lượng bụi lớn. Hoạt động khai thác than, đặc biệt là khai thác lộ thiên, đã tạo ra các bãi thải khổng lồ, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh và cảnh quan đô thị. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng trong kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt, tỉnh Hải Dương. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đá thải từ các mỏ than tại Quảng Ninh, với thời gian nghiên cứu giai đoạn hiện tại và dự báo đến năm 2025. Ý nghĩa nghiên cứu không chỉ góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tận dụng nguồn tài nguyên chất thải khổng lồ, đồng thời cung cấp giải pháp vật liệu xây dựng bền vững, thân thiện môi trường với chất lượng tương đương vật liệu truyền thống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về quản lý chất thải rắn, vật liệu xây dựng và bê tông cốt liệu. Hai khung lý thuyết chính bao gồm:

1. Quản lý chất thải rắn (CTR): Theo Luật Bảo vệ Môi trường 2005, chất thải rắn là vật chất dạng rắn phát sinh từ hoạt động sản xuất, sinh hoạt, có thể gây ô nhiễm đất, nước và không khí nếu không được xử lý hợp lý. Quản lý CTR bao gồm các bước: tồn trữ, thu gom, vận chuyển, xử lý và đổ thải, nhằm giảm thiểu tác động môi trường và tận dụng tài nguyên.

2. Lý thuyết về bê tông cốt liệu: Bê tông là vật liệu composite gồm chất kết dính (xi măng), nước và cốt liệu (cát, đá). Cốt liệu chiếm 80-85% thể tích bê tông, đóng vai trò bộ khung chịu lực. Tính chất của bê tông phụ thuộc vào cấp phối hạt, kích thước, hình dạng và tính chất bề mặt của cốt liệu. Việc thay thế cốt liệu truyền thống bằng chất thải ngành than cần đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật như cường độ nén, độ chống thấm, độ sụt và tính công tác của hỗn hợp bê tông.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng gồm: chất thải rắn (CTR), đá xít thải, bê tông mác 20 MPa, cốt liệu lớn, độ nén dập, hàm lượng tạp chất, modun độ lớn cát, độ sụt bê tông.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý luận và thực nghiệm. Nguồn dữ liệu chính bao gồm:

• Đá thải từ các mỏ than lộ thiên tại Quảng Ninh.
• Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về vật liệu xây dựng và bê tông như TCVN 7570-2006, TCVN 3105-1993, TCVN 3118-1993.
• Số liệu thống kê từ Bộ Công Thương và Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV).

Phương pháp phân tích gồm:

• Thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của cốt liệu (đá thải) như thành phần hạt, độ nén dập, hàm lượng tạp chất.
• Thiết kế cấp phối bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu là chất thải than.
• Thí nghiệm tính công tác, độ sụt, cường độ nén và độ chống thấm của bê tông.
• So sánh kết quả với bê tông sử dụng cốt liệu đá thường.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm nhiều mẫu đá thải và bê tông được chế tạo theo tiêu chuẩn TCVN, với các mẫu bê tông thử nghiệm ở các tuổi 3, 7 và 28 ngày. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật và đại diện cho đặc tính vật liệu thực tế tại các mỏ than. Timeline nghiên cứu kéo dài trong giai đoạn thực hiện luận văn, kết hợp thu thập số liệu hiện trường và thí nghiệm phòng lab.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tính chất cơ lý của đá thải ngành than: Đá thải chiếm trên 90% tổng vật liệu thải, có đường kính lớn nhất Dmax = 20 mm, đạt yêu cầu về độ nén dập theo TCVN 7570-2006, phù hợp làm cốt liệu lớn cho bê tông. Hàm lượng tạp chất như bùn, bụi, sét trong đá thải dưới 2%, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật.

2. Thiết kế cấp phối bê tông mác 20 MPa: Sử dụng đá thải làm cốt liệu lớn, cát vàng sông Lô làm cốt liệu nhỏ, tỷ lệ xi măng và nước được điều chỉnh để đạt độ sụt 7-9 cm, đảm bảo tính công tác tốt. Hàm lượng cát tối ưu khoảng 0,32-0,34 theo tỷ lệ khối lượng.

3. Cường độ nén bê tông sử dụng đá thải: Kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ nén ở tuổi 28 ngày đạt trung bình 21,5 MPa, tương đương 95% so với bê tông sử dụng đá thường (22,6 MPa). Ở tuổi 3 và 7 ngày, cường độ đạt lần lượt 60% và 85% so với đá thường.

4. Độ chống thấm và tính công tác: Bê tông sử dụng đá thải có độ chống thấm tương đương bê tông đá thường, với hệ số thấm nước thấp hơn 1,5 x 10^-10 m/s. Độ sụt hỗn hợp bê tông đạt yêu cầu, đảm bảo dễ thi công và đầm chặt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân bê tông sử dụng đá thải đạt cường độ và độ chống thấm cao là do đá thải có thành phần khoáng vật ổn định, độ cứng và độ bền cơ học phù hợp. So với nghiên cứu quốc tế về sử dụng đá xít thải làm vật liệu xây dựng, kết quả này tương đồng với các công trình tại Nga, Trung Quốc và châu Âu, nơi sản phẩm bê tông và gạch từ chất thải than đạt chất lượng tương đương vật liệu truyền thống.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh cường độ nén bê tông theo tuổi (3, 7, 28 ngày) giữa cốt liệu đá thải và đá thường, cũng như bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của cốt liệu và bê tông. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi của việc tái sử dụng chất thải ngành than trong sản xuất bê tông, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng công nghệ xử lý và nghiền đá thải để sản xuất cốt liệu bê tông đạt tiêu chuẩn, giảm chi phí nguyên liệu và hạn chế bãi thải. Chủ thể: các doanh nghiệp khai thác than, thời gian: 1-2 năm.

2. Xây dựng quy trình thiết kế cấp phối bê tông sử dụng đá thải phù hợp với từng loại công trình, đảm bảo chất lượng và độ bền. Chủ thể: Viện nghiên cứu, trường đại học, thời gian: 1 năm.

3. Khuyến khích đầu tư nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng từ chất thải than như gạch block, bê tông thương phẩm, thông qua chính sách ưu đãi thuế và hỗ trợ kỹ thuật. Chủ thể: Chính phủ, Tập đoàn Than – Khoáng sản, thời gian: 3-5 năm.

4. Tăng cường giám sát và quản lý môi trường tại các bãi thải than nhằm giảm thiểu ô nhiễm và đảm bảo an toàn cho cộng đồng dân cư. Chủ thể: Sở Tài nguyên Môi trường, chính quyền địa phương, thời gian: liên tục.

5. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng chất thải than trong các lĩnh vực xây dựng khác như san lấp mặt bằng, kết cấu hạ tầng giao thông, nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao hiệu quả sử dụng. Chủ thể: Các viện nghiên cứu, doanh nghiệp xây dựng, thời gian: 2-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý ngành than và môi trường: Nhận diện tác động môi trường và giải pháp xử lý chất thải than hiệu quả, phục vụ hoạch định chính sách phát triển bền vững.

2. Doanh nghiệp khai thác và chế biến than: Áp dụng công nghệ tái sử dụng chất thải, giảm chi phí xử lý và tăng giá trị sản phẩm phụ.

3. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành xây dựng, vật liệu: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, tiêu chuẩn kỹ thuật và kết quả thí nghiệm để phát triển các đề tài tiếp theo.

4. Nhà thầu và kỹ sư xây dựng: Ứng dụng bê tông sử dụng cốt liệu tái chế trong thi công công trình, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Chất thải ngành than có thể sử dụng làm cốt liệu bê tông không?
   Có, đá thải ngành than tại Quảng Ninh đã được nghiên cứu và chứng minh đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật để làm cốt liệu lớn cho bê tông mác 20 MPa, với cường độ và độ chống thấm tương đương đá thường.

2. Việc sử dụng chất thải than trong bê tông có ảnh hưởng đến môi trường không?
   Việc tái sử dụng chất thải than giúp giảm lượng bãi thải, hạn chế ô nhiễm đất, nước và không khí, đồng thời tận dụng tài nguyên, góp phần phát triển bền vững.

3. Cần những tiêu chuẩn nào để đánh giá chất lượng cốt liệu từ chất thải than?
   Các tiêu chuẩn Việt Nam như TCVN 7570-2006 về cốt liệu, TCVN 3105-1993 về bê tông, cùng các chỉ tiêu về thành phần hạt, độ nén dập, hàm lượng tạp chất, độ sụt và cường độ nén bê tông.

4. Ứng dụng thực tế của bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than là gì?
   Bê tông này được ứng dụng trong kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt, tỉnh Hải Dương, có thể mở rộng sang các công trình giao thông, xây dựng dân dụng và công nghiệp.

5. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng bê tông khi sử dụng cốt liệu tái chế?
   Cần thiết kế cấp phối hợp lý, kiểm soát chất lượng nguyên liệu đầu vào, thực hiện thí nghiệm theo tiêu chuẩn và giám sát thi công nghiêm ngặt.

Kết luận

• Ngành khai thác than tại Quảng Ninh thải ra hàng tỷ m3 đất đá thải, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và lãng phí tài nguyên.
• Đá thải ngành than có tính chất cơ lý phù hợp để làm cốt liệu lớn trong bê tông mác 20 MPa, với cường độ nén và độ chống thấm tương đương đá thường.
• Thiết kế cấp phối bê tông sử dụng đá thải đảm bảo tính công tác, độ sụt và độ bền, phù hợp ứng dụng trong kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt, tỉnh Hải Dương.
• Việc tái sử dụng chất thải than góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tận dụng tài nguyên và phát triển vật liệu xây dựng bền vững.
• Đề xuất các giải pháp công nghệ, chính sách và quản lý nhằm thúc đẩy ứng dụng rộng rãi chất thải ngành than trong xây dựng, hướng tới phát triển kinh tế xanh.

Tiếp theo, cần triển khai các dự án thí điểm ứng dụng bê tông cốt liệu đá thải trong các công trình thực tế, đồng thời hoàn thiện quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng. Mời các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và quản lý ngành than cùng hợp tác phát triển giải pháp bền vững này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Chất thải của ngành khai thác than được sinh ra do hoạt động bóc đất mỏ vỉa khi khai thác than và chế biến tuyển than. Loại chất thải này đã gây ảnh hưởng xấu rất lớn tới môi trường vì lượng khói bụi, ô nhiễm nguồn nước, diện tích đất phục vụ cho việc sử dụng làm nơi đổ thải là rất lớn gây lãng phí tài nguyên đất. Mặt khác, trong đá xít thải còn chứa 5-8% lượng than sạch, lượng than này đã bị biến thành chất thải gây lãng phí tài nguyên quốc gia.

Trước những áp lực của nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, lãng phí nguồn tài nguyên, nhiều nước trên thế giới đã nỗ lực nghiên cứu để tìm giải pháp tối ưu nhằm tái chế và sử dụng loại chất thải này. Nhiều nước đã thành công trong việc đưa chất thải này vào sử dụng trong ngành xây dựng. Họ đã chế biến sản xuất thử nghiệm gạch sản xuất từ nguồn đá xít thải, loại gạch này có chất lượng tương đương so cới gạch sản xuất từ đất sét và có thể dùng làm vật liệu cho các công trình giao thông, xây dựng dân dụng và công nghiệp. Tuy nhiên giá thành của loại vật liệu này còn tương đối cao, nhưng để để ưu tiên giải quyết các vấn đề ô nhiễm, tận thu tài nguyên nên nhiều nước đã ban hành nhiều chính sách hỗ trợ về miễn giảm thuế nhằm khuyến khích sử dụng loại vật liệu này như: Nga, Trung Quốc, Pháp,.

Ở Việt Nam, tại Quảng Ninh hiện có 4 vùng khai thác than tập trung như: Đông Triều, Uông Bí, Hạ Long và Cẩm Phả. Theo quy hoạch của ngành than Việt Nam đến năm 2020, Cẩm Phả sẽ có khoảng 16 mỏ và công trường khai thác lộ thiên đang hoạt động. Sản lượng khai thác từ 14-16 triệu tấn/năm, tương ứng với khối lượng đất bốc từ 180-200 triệu m3 /năm. Lượng chất thải càng lớn thì các nguy cơ gây ảnh hưởng xấu tới đời sống của nhân dân gần khu vực đó càng nhiều.

Cứ vào mùa mưa lũ là gây sạt lở núi thải gây thiệt hại về người và tài sản, nhà cửa của nhân dân. Sông suối tự nhiên bị biến đổi dòng chảy và chức năng tưới tiêu thành đường đi riêng của nước từ bãi thải than gây ô nhiễm môi trường sinh thái. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than trong xây dựng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông.

Ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Sặt – tỉnh Hải Dương. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu là đá thải từ các mỏ than ở Quảng Ninh. Trong luận văn này ta tiến hành nghiên cứu các tính chất của loại vật liệu này. Dùng chúng thay thế các loại đá thông thường sử dụng để chế tạo bê tông mác 20 Mpa.

Ứng dụng cho kết cấu các tấm lát mái kè sông Kẻ Sặt –tỉnh Hải Dương. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -Tổng kết các tài liệu liên quan trong và ngoài nước. -Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.

Giới thiệu về chất thải của ngành khai thác than 1. Khái niệm về chất thải rắn (CTR) Chất thải rắn sinh ra chưa được thu gom và xử lý triệt để là nguồn gây ô nhiễm cả ba môi trường: đất, nước và không khí. Tại các bãi thải chất thải, nước rỉ ra từ các bãi thải, mùi không khí ô nhiễm, bụi là mối đe dọa đối với nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực. Khối lượng chất thải rắn từ các hoạt động của con người ngày càng gia tăng nhanh chóng theo tốc độ gia tăng dân số và phát triển kinh tế xã hội.

Lượng chất thải rắn nếu không được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường không thể lường trước được. Các vấn đề môi trường do chất thải rắn gây ra thường là hậu quả của việc quản lý không hợp lý chất thải rắn từ nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng. Xả thải bừa bãi chất thải rắn xuống kênh rạch đã làm ô nhiễm nguồn nước mặt ở nhiều khu vực. Chôn lấp chất thải rắn không hợp vệ sinh đã gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước mặt, môi trường nước ngầm và không khí ở hầu hết các khu vực có bãi đổ thải.

Đó là chưa kể đến các sự cố môi trường khác như: lún, trượt bãi chôn lấp, tràn nước rỉ rác ra môi trường xung quanh, mùi hôi thối, bụi ảnh hưởng trên diện rộng, phát sinh ruồi muỗi và các loại côn trùng,. Chỉ bằng cách tổ chức, vận hành và quản lý một cách hiệu quả chất thải rắn từ nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng mới có thể giảm được chi phí cũng như hạn chế các vấn đề môi trường do chất thải gây ra. Khi từng khâu trong hệ thống quản lý chất thải rắn được tổ chức hợp lý và các khâu trong hệ thống này được phối hợp vận hành một cách nhịp nhàng, chất thải sẽ không còn là vấn nạn môi trường cho con người. Khái niệm: Chất thải được hiểu như quy định tại Điều 2 của Luật Bảo Vệ Môi Trường năm 2005: “chất thải là vật chất ở dạng rắn, lỏng, khí, mùi hoặc các dạng khác thải 4 ra từ sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác của con người”.

Chất thải rắn bao gồm tất cả các chất thải ở dạng rắn, phát sinh do các hoạt động của con người và sinh vật được thải bỏ khi chúng không còn hữu ích hay khi con người không muốn sử dụng. Nguồn gốc phát sinh và hệ thống quản lý chất thải rắn: Quản lý chất thải rắn là sự kết hợp kiểm soát nguồn thải, tồn trữ, thu gom, trung chuyển và vận chuyển, xử lý và đổ chất thải rắn theo phương thức tốt nhất nhằm đảm bảo không ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, thỏa mãn các yếu tố về kinh tế, kỹ thuật, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giữ gìn cảnh quan đô thị và hạn chế tất cả các vấn đề môi trường liên quan. Quản lý thống nhất chất thải rắn là việc lựa chọn và áp dụng kỹ thuật, công nghệ và chương trình quản lý thích hợp nhằm hoàn thành mục tiêu đặc biệt là quản lý chất thải rắn. Ta có sơ đồ kỹ thuật quản lý chất thải rắn: Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống quản lý chất thải rắn 5 * Các nguồn phát sinh chất thải rắn (CTR) bao gồm: Bảng 1.1: Loại CTR theo các nguồn phát sinh khác nhau Nguồn phát sinh Loại chất thải Hộ gia đình Rác thực phẩm, giấy, cacton, nhựa, túi nylon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt như: pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa,.

Khu thương mại Giấy cacton, nhựa, túi nylon, gỗ, rác thực phẩm, thủy tinh, kim loại, chất thải đặc biệt như: vật dụng gia đình hư hỏng (kệ sách, đèn, tủ.), đồ điện tử hư hỏng (máy radio, tivi,.), tủ lạnh, máy giặt hỏng, pin, dầu nhớt xe, săm lốp, sơn thừa,. Công sở Giấy, cacton, nhựa, túi nylon, gỗ, rác thực phẩm, thủy tinh, kim loại, các loại chất thải đặc biệt như: kệ sách, đèn, tủ hỏng, pin, dầu nhớt, săm lốp xe, sơn thừa. Khu công cộng Giấy, túi nylon, lá cây,. Xây dựng Gỗ, thép, bê tông, đất, cát Rác sinh hoạt, chất thải do xe máy tạo ra, đặc biệt là Khai thác mỏ lượng lớn đất đá thải được sinh ra do việc khai mỏ.

Trạm xử lý nước Bùn thải * Tồn trữ tại nguồn: Chất thải rắn được lưu trữ khác nhau tùy theo đặc điểm nguồn phát sinh, khối lượng chất thải cần lưu trữ, chu kì thu gom và phương tiện thu gom,. * Thu gom: Chất thải sau khi được tập trung tại những điểm quy định sẽ được thu gom và vận chuyển đến trạm trung chuyển, trạm xử lý hoặc bãi đổ thải. Chất thải cũng có thể được chuyển đến khu tái chế, xử lý để thu hồi những thành phần có giá trị, phần còn lại sau đó mới được chuyển đến bãi chôn lấp. * Trung chuyển và vận chuyển: Các trạm trung chuyển được sử dụng để tối ưu hóa năng suất lao động của đội thu gom và đội xe.

Trạm trung chuyển được sử dụng khi: 6 + Xảy ra hiện tượng đổ chất thải rắn không đúng quy định do khoảng cách vận chuyển quá xa. + Vị trí thải bỏ quá xa tuyến đường thu gom. + Sử dụng xe thu gom có dung tích nhỏ. + Khu vực phục vụ là khu dân cư thưa thớt.

* Tái chế và xử lý: Rất nhiều thành phần trong rác thải có khả năng tái chế như: giấy, carton, túi nylon, nhựa, cao su, da, gỗ, thủy tinh, kim loại, chất thải rắn của ngành than,. Các thành phần còn lại, tùy theo phương tiện kĩ thuật hiện có sẽ được xử lý bằng các phương pháp khác nhau như: sản xuất phân compost, sản xuất khí sinh học (biogas), đốt thu hồi năng lượng hay đổ ra bãi chôn lấp. * Bãi chôn lấp: Bãi chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn đơn giản nhất và chấp nhận được về mặt môi trường. Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm lượng chất thải, tái sử dụng và tái chế, việc thải bỏ phần chất thải còn lại ra bãi chôn lấp vẫn là một khâu quan trọng trong hệ thống quản lý thống nhất chất thải rắn.

Bãi chôn lấp hợp vệ sinh và an toàn là bãi thải khi được thiết kế và vận hành sao cho giảm đến mức thấp nhất tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường. Bãi chôn lấp hợp vệ sinh và an toàn được thiết kế và vận hành có lớp lót đáy, các tầng che phủ hàng ngày và che phủ trung gian, có hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ chất thải, hệ thống thu gom và xử lý khí thải, bụi, được che phủ cuối cùng và duy tu, bảo trì khi đóng bãi chôn lấp. Phân loại chất thải rắn Chất thải rắn (CTR) có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau: - Phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh như: rác thải sinh hoạt, văn phòng, thương mại, công nghiệp, đường phố, chất thải trong quá trình xây dựng hay đập phá nhà xưởng. - Phân loại dựa vào đặc điểm tự nhiên như là các chất hữu cơ, vô cơ, chất có thể cháy hoặc không có khả năng cháy.