Về triển vọng khai thác lộ thiên ở nước ta

Việc giảm dần tỷ lệ khai thác lộ thiên và tăng tỷ lệ khai thác hầm lò là có tính khách quan do điều kiện tự nhiên và địa chất mỏ quy định. Tuy nhiên khi cân đối tỷ lệ này cần quan tâm đến khả năng tăng sản lượng của các mỏ hầm lò bằng cách mở rộng các mỏ đang hoạt động và đưa vào khai thác các mỏ mới trong khi trữ lượng than cần huy động cho khai thác hầm lò “chưa chắc chắn” và điều kiện cơ giới hoá khai thác ở các lò chợ còn khó khăn. Theo số liệu thống kê trong giai đoạn 2000 - 2005 mặc dầu tỷ lệ khai thác than lộ thiên có giảm nhưng tổng giá trị sản lượng khoáng sản rắn khai thác lộ thiên ở nước ta vẫn chiếm tỷ lệ cao với khoảng 80%.

Khi sản lượng than khai thác bằng phương pháp lộ thiên giảm dần thì hàng loạt các mỏ lộ thiên khác được mở rộng quy mô sản xuất và một số mỏ mới đang đưa vào hoạt động hay đang xây dựng: Hàng chục mỏ đá phục vụ sản xuất xi măng với sản lượng đá có từ 1 triệu đến 3 triệu m ³/ năm, hàng trăm mỏ khai thác đá xây dựng, mỏ cát, mỏ sét... ra đời. Một số mỏ quặng kim loại đen và kim loại mày đã được đưa vào khai thác như mỏ đồng Sin Quyền, mỏ bauxit Lâm Đồng, mỏ sắt Quý Sa; mỏ sắt Thạch Khê và một số mỏ đa kim khác đang chuẩn bị xây dựng... Bởi vậy trong tương lai xa vai trò khai thác lộ thiên vẫn chiếm địa vị chủ đạo trong hoạt động khai thác khoáng sản rắn ở nước ta.

Việc khai thác lộ thiên ở nước ta trong thời gian tới có những đặc điểm sau đây:

1. Đối với các mỏ than. Từ sau 2015 các mỏ than lộ thiên nhỏ, các khai trường khai thác lộ thiên vỉa ở vùng Quảng Ninh sẽ đi vào giai đoạn kết thúc. Khai thác lộ thiên sẽ tập trung vào một số mỏ lớn ở khu vực nội địa và vùng Cẩm Phả với các đặc điểm là:

- Sản lượng than của từng mỏ đạt 3 triệu tấn/ năm trở lên;

- Mỏ khai thác với hệ số bóc khá lớn’

- Chiều sâu khai thác lớn (chiều cao bờ mỏ có thể đạt 500 - 600 m);

- Mỏ được khai thác với công nghệ hiện đại, thiết bị tiên tiến.

Khai thác tập trung với quy mô bóc đá từ 25 triệu đến 30 triệu m ³/ năm cho mỗi mỏ cần thiết phải trang bị loại máy móc xúc có dung dích gầu 10 - 15 m ³, phối hợp với ôtô có tải trọng 85 - 120 tấn.

Việc khai thác mỏ sâu trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, mưa nhiều cần phải tiếp tục nghiên cứu những vấn đề sau đây:

- Công nghệ khai thác xuống sâu cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện trong điều kiện mới đó là mỏ xuống sâu hơn và diện tích mỏ lớn hơn;

- Nghiên cứu trình tự khai thác cho từng mỏ và cụm mỏ nằm gần nhau, khả năng sử dụng bãi thải trong vấn đề thoát nước và độ ổn định của bờ mỏ;

- Vấn đề vận tải và thải đá: Cần nghiên cứu và đầu tư thử nghiệm một dây chuyền công nghệ bóc đá bán liên tục trên cơ sở hình thức vận tải liên hợp ôtô - băng tải có trang bị trạm đập sàng. Vận tải và thải đá bằng băng tải cho phép nâng cao mức độ thải so với vận tải ô tô do đó có khả năng tăng dung tích bãi thải, có thể góp phần giải quyết một vấn đề nan giải hiện nay là thiếu vị trí đổ đá.

2. Đối với các mỏ quặng dạng vỉa. Các mỏ quặng dạng vỉa cũng có đặc thù giống như các mỏ than là khai thác xuống sâu với chiều cao bờ mỏ có thể đạt đến 150 đến 500 m, điển kình là mỏ sắt Thạch Khê đang trong giai đoạn chuẩn bị xây dựng. Đây là một mỏ quặng sắt có quy mô khai thác lớn nhất ở nước ta nhưng cũng có điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn phức tạp nhất, lần đầu chúng ta gặp. Với lớp đất phủ dầy và yếu, lượng nước ngầm chảy vào mỏ cực kỳ lớn, mỏ nằm gần bờ biển, trong vùng khí hậu nhiệt đới có nhiều mưa bão là những yếu tố luôn đe doạ đến điều kiện an toàn khi tiến hành khai thác mỏ. Bởi vậy việc chọn một trình tự khai thác hợp lý, một công nghệ khai thác phù hợp với một đồng bộ thiết bị cỡ trung bình, có tính cơ động cao là thích ứng với điều kiện mỏ Thạch Khê. Cần phải thực hiện phương châm vừa tiến hành khai thác vừa tiến hành nghiên cứu bổ sung những yếu tố còn chưa khẳng định. Vừa tiến hành khai thác vừa thử nghiệm khả năng đáp ứng của bản thiết kế đã xác lập với tình hình thực tế xảy ra tại hiện trường là cách tiếp cận phù hợp khi tiến hành khai thác mỏ sắt Thạch Khê.

3. Đối với các mỏ quặng sa khoáng. Đặc điểm nổi bật nhất của các mỏ sa khoáng ở nước ta là chiều dày lớp đất phủ mỏng, thân quặng trải rộng trên một diện tích lớn như các mỏ sa khoáng thiếc, crômit, bauxit, titan ven biển. Với quan điểm phát triển bền vững, hoạt động khai thác mỏ phải thân thiện với môi trường, khi khai thác các mỏ này cần xem xét khả năng hoàn thổ trong thời gian ngắn nhất, trong đó phải đặc biệt chú ý đến việc sử dụng quặng đuôi của nhà máy tuyển để lấp đầy khoảng trống đã khai thác.

Khi khai thác quặng thiếc hay quặng crômit, lượng kim loại thu hồi chỉ chiếm 5 - 7% khối lượng đất quặng, còn khi khai thác quặng bauxit có thể sử dụng đến 65 - 70% đất quặng từ đuôi quặng thải của nhà máy tuyển vào mục đích hoàn thổ. Bởi vậy đối với các mỏ này không nhất thiết phải tổ chức khai thác thành những khai trường lớn mà nên áp dụng cách khai thác theo kiểu chia khối, mỗi một khối đều có kích thước nhất định. Các khối sẽ tiến hành khai thác nối tiếp nhau. Khi khai thác khối sau sẽ dùng khối đã khai thác trước đó là bãi thải, đồng thời có kế hoạch phục hồi nó. Muốn vậy, bên cạnh chia khối để tiến hành khai thác cần phải sử dụng các xưởng tuyển di động; quặng đuôi của xưởng tuyển sẽ đổ vào các khoảng trống đã khai thác, còn quặng tinh có thể tập trung lại một địa điểm nhất định rồi dùng đường ống hoặc ô tô để vận chuyển về nhà máy luyện kim. Nước rửa tuyển có thể được cung cấp một phần từ một số hố nước (khoảng trống đã khai thác) do nước mưa cung cấp.

Đối với mỏ bauxit Lâm Đồng chiều dầy lớp đất phủ trung bình 0,5 - 1 m, còn vỉa quặng dày trung bình 5 - 7 m. Với lớp đất phủ mỏng như vậy sau khi khai thác sẽ tạo thành những moong chứa đầy nước trên một vùng cao nguyên rộng lớn sẽ là những ẩn hoạ cho môi trường bất kỳ lúc nào. Thêm vào đó, khi tiến hành khai thác sẽ phá hoạt một thảm thực vật rộng lớn, trong đó có những cây thân gỗ có tác dụng như rừng phòng hộ đầu nguồn. Bởi vậy, khi khai thác mỏ bauxit vùng Tây Nguyên cần nghiên cứu sử dụng quặng thải sau tuyển để lấp đầy khoảng trống đã khai thác, ngoài ra cần xem xét thứ tự khai thác cho cả vùng, trong đó nên tiến hành khai thác xen kẽ với việc để lại các khu vực khai thác sau, đồng thời tiến hành trồng cây tăng cường trên các khu vực đó.

4. Đối với các mỏ đá vôi dùng làm nguyên liệu sản xuất xi măng. Việc mở rộng và xây dựng các nhà máy xi măng mới, làm cho nguồn nguyên liệu này (nơi có chất lượng cao, dễ khai thác, điều kiện giao thông thuận lợi) cũng gần cạn kiệt. Đã phải bắt đầu khai thác phần chìm của các núi đá vôi sau khi kết thúc khai thác phần nổi, hoặc thiết kế khai thác các mỏ chìm có lớp đất phủ khá lớn tức là phải tiến hành công tác bóc đá và thoát nước như các mỏ nằm ở vùng xa hơn với khoảng cách vận tải đá nguyên liệu lớn hơn, đặc biệt là phải khai thác các núi đá có chất lượng thấp hơn, đòi hỏi phải áp dụng công nghệ khai thác chọn lọc để bóc tách riêng các lớp đá đôlômit hoặc đá vôi có chất lượng không đảm bảo yêu cầu.

Khi khai thác bằng phương pháp khấu theo lớp bằng vận tải trực tiếp việc áp dụng công nghệ khai thác chọn lọc cũng giống như khai thác quặng: nổ mìn tách riêng và xúc bóc - vận tải riêng đối với từng loại đá. Khi áp dụng phương pháp khai thác khấu theo lớp bằng, xúc chuyển bằng máy chất tải (máy bóc) bên cạnh việc nổ mìn tách riêng cần phải xây dựng các máng trượt để vận chuyển riêng các loại đá, trong đó có ít nhất một máng trượt dùng để vận chuyển đá đôlômit. Cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế đất nước, ngành khai khoáng cũng phát triển tương ứng. Hiện tại và trong tương lai xu hướng phát triển chung của ngành khai thác lộ thiên hướng về các lĩnh vực khai thác quặng và phi quặng các loại, vật liệu xây dựng là chủ yếu, khai thác than sẽ chiếm vai trò thứ yếu với tỷ lệ 15 - 20% sản lượng than trong thời gian 15 - 20 năm tới.

Khai thác lộ thiên sẽ tiến hành trong điều kiện phức tạp và khó khăn hơn với công nghệ khai thác đa dạng hơn: tháo khô mỏ bằng mạng lưới các giếng khoan hạ thấp mức nước ngầm, khai thác chọn lọc được áp dụng rộng rãi hơn, tiến hành bóc đá chọn lọc kết hợp với công tác hoàn thổ khi khai thác các mỏ sa khoáng, công nghệ khai thác bán liên tục với việc sử dụng máy đập sàng và vận tải bằng băng tải sẽ phổ biến hơn.

Nguồn: Công nghiệp mỏ, 1 - 2008, tr 6