NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỖ THẢI ĐẤT ĐÁ HỢP LÝ NHẰM ĐẢM BẢO ĐỘ ỔN ĐỊNH BÃI THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN MƯA MÙA NHIỆT ĐỚI CHO CÁC MỎ THAN LỘ THIÊN VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH
Khai thác mỏ
Luận án "Nghiên cứu kỹ thuật đổ thải đất đá hợp lý nhằm đảm bảo độ ổn định bãi thải trong điều kiện mưa mùa nhiệt đới cho các mỏ than lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh" đề cập đến một trong những khâu công nghệ cốt lõi của khai thác mỏ lộ thiên, vốn có ảnh hưởng sâu rộng đến hiệu quả hoạt động, an toàn lao động và môi trường. Các bãi thải tại khu vực Cẩm Phả, Quảng Ninh, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thường xuyên đối mặt với nguy cơ sạt lở do tác động của mưa lớn và biến đổi khí hậu.
Nghiên cứu này đã thực hiện tổng quan về hiện trạng công tác đổ thải trên thế giới và tại Việt Nam, đặc biệt chú trọng đến các phương pháp tính toán ổn định bãi thải trong điều kiện mưa mùa. Bằng cách sử dụng các mô hình bãi thải và phần mềm chuyên dụng, luận án đã khảo sát chi tiết ảnh hưởng của các yếu tố như cường độ và thời gian mưa, địa chấn, tính chất nền và đất đá thải, thông số hình học bãi thải, cũng như công nghệ và thiết bị đổ thải đến độ ổn định. Kết quả chỉ ra rằng sự xâm nhập của nước mưa làm tăng dung trọng, giảm lực dính kết và góc nội ma sát, tăng áp lực nước lỗ rỗng, từ đó làm giảm hệ số ổn định, với giá trị thấp nhất thường xảy ra sau 24 giờ mưa.
Luận án đã đề xuất các tiêu chí phân loại và tính toán độ ổn định bãi thải, sử dụng phương pháp tính ngược từ biến dạng hiện trạng để xác định các thông số địa chất cơ bản. Qua đó, nghiên cứu xác định bãi thải có dạng elip với tỷ lệ bán trục bằng 2 là tối ưu về mặt diện tích chiếm dụng. Đồng thời, các thông số tối ưu cho bãi thải than lộ thiên vùng Quảng Ninh như chiều cao tầng thải, góc dốc sườn tầng và bề rộng mặt tầng cũng được xác định.
Các giải pháp kỹ thuật đổ thải được đề xuất nhằm đảm bảo độ ổn định và tối thiểu chi phí, bao gồm đổ tầng cao < 90m phía trong, đổ bao phía ngoài các tầng thải với chiều cao 30m, và đổ từ dưới lên trên với tầng cao 30m, góc dốc tầng thải 35° khi bề rộng chân tầng thải nhỏ. Luận án cũng đề xuất sơ đồ công nghệ đổ theo chu vi cho mùa khô và theo diện tích cho mùa mưa, cùng với các giải pháp cụ thể cho bãi thải trong và các mỏ sử dụng kết hợp ô tô - băng tải. Các kết quả này đã được vận dụng để đề xuất các thông số và kỹ thuật đổ thải cho bãi thải Bàng Nâu thuộc mỏ than Cao Sơn, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong điều kiện mưa mùa và có xét đến ảnh hưởng của địa chấn.