Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa cho các mỏ khai thác đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương

Nội dung text: Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa cho các mỏ khai thác đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương

1. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN MÔ HÌNH ĐÓNG CỬA CHO CÁC MỎ KHAI THÁC ĐÁ XÂY DỰNG TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG KS. Phan Hồng Việt Sở Công Thương Bình Dương TS. Đỗ Ngọc Tước Viện Khoa học Công nghệ Mỏ-Vinacomin Biên tập: TS. Lưu Văn Thực Tóm tắt: Đặc thù các mỏ đá vật liệu xây dựng khai thác dưới mức thoát nước tự chảy. Khi kết thúc khai thác tạo thành những không gian chứa nước mặt và nước ngầm. Phụ thuộc các yếu tố địa hình, địa chất, qui hoạch của địa phương có thể xem xét các mô hình đóng cửa và sử dụng mặt bằng: hồ nước nuôi trồng thủy sản, khu công viên giải trí, hồ chứa nước và bãi chứa chất thải Việc xem xét hiệu quả các tiêu chí kỹ thuật, môi trường, kinh tế và xã hội đã được xác định là cơ sở quan trọng lựa chọn tối ưu mô hình đóng cửa đã xác định. Sử dụng quy trình phân tích thứ bậc (AHP) và phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên (PROMETHEE) để đánh giá cho thấy thấy mô hình nuôi trồng thủy sản được lựa chọn phù hợp nhất cho các mỏ đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương. 1. Giới thiệu quan và giám sát. Tốt nhất đóng cửa mỏ khi nguồn Các mỏ vật liệu xây dựng tỉnh Bình Dương tập tài nguyên đá cạn kiệt. Tuy nhiên, có một số mỏ trung chủ yếu tại các huyện: Phú Giáo, Bắc Tân đá phải đóng cửa sớm do một số nguyên nhân [1]: Uyên. Theo các giấy phép đã cấp tính đến tháng - Nguyên nhân khách quan: phải ngừng hoạt 9/2019, huyện Phú Giáo có 5 mỏ với trữ lượng động do chiến tranh, thiên tai hay thay đổi chiến khai thác 49,3 triệu m3 phân bố trên diện tích 120 lược, chính sách phát triển tài nguyên khoáng sản ha, cao độ đáy mỏ kết thúc mức -20. Huyện Bắc (TNKS) quốc gia; thiếu nguồn cung cấp nguyên vật Tân Uyên có 18 mỏ trong đó xá Thường Tân có liệu khoáng sản nên các cơ sở chế biến và chê tao 14 mỏ; xã Tân Mỹ có 4 mỏ. Tổng trữ lượng khai khoang san phải ngừng hoạt động. thác các mỏ Tân Mỹ, Thường Tân là 253,6 tr m3 - Nguyên nhân chủ quan: Phải ngừng hoạt phân bố trên diện tích 513,71 ha, cao độ đáy mỏ động do thị trường khoáng sản thay đổi; trình độ kết thúc mức (-100)÷(-30). công nghệ và quản lý không phù hợp và lạc hậu Các mỏ đá khu vực Bình Dương có mối quan nên sản xuất không hiệu quả. hệ chặt chẽ: chung nhau bờ công tác, cùng khai - Công tác quản lý nhà nước về khoáng sản và thác xuống sâu dưới mức thoát nước tự chảy, bảo vệ môi trường (BVMT) được tăng cường nên cùng kết nối với đường giao thông khu vực. Xung một số cơ sở khai thác, chế biến khoáng sản gây tổn quanh mỏ là diện tích đất canh tác của nhân dân thất tài nguyên, suy thoái môi trường và không bảo địa phương. Hoạt động khai thác lộ thiên chắc đảm an toàn lao động phải ngừng hoạt động để chắn gây ra những thay đổi trong môi trường xung cải tiến, đổi mới công nghệ sản xuất. quanh, mức độ của điều này phụ thuộc vào chiều Theo Thông tư 45/2016/TT-BTNMT quy sâu kết thúc, công suất khai thác, công nghệ, thiết định về đề án thăm dò khoáng sản, đóng cửa bị cũng như kích thước, hình dạng và vị trí của mỏ mỏ khoáng sản, mục đích đóng cửa mỏ để đưa [6]. Đóng cửa mỏ đề cập đến các giai đoạn cuối mỏ trở lại trạng thái an toàn (như: Bạt độ dốc bờ cùng của hoạt động khai thác, sau khi sản xuất mỏ kết thúc, sườn tầng kết thúc khai thác ) và và chế biến đã dừng lại, các công việc tiếp theo trả lại đất gần như nguyên bản trước khi bị ảnh sẽ liên quan trực tiếp đến việc như phục hồi cảnh hưởng trực tiếp từ hoạt động khai thác. KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 17
2. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Theo [5] việc khai thác mỏ sẽ ảnh hưởng đến khai thác, hiệu quả kinh tế, xã hội môi trường khi hệ thống đất - thực vật - động vật của khu vực đưa vào sử dụng. Mô hình đóng cửa mỏ được lựa thông qua một số yếu tố: sinh học, hóa học và vật chọn khi đảm bảo các tiêu chí về môi trường, kỹ lý có thể được liên kết với các phương án đóng thuật, kinh tế, xã hội. Các tiêu trí đó có các giá trị cửa khác nhau để xác định các đặc điểm của đất định lượng, định tính nên cần có công cụ đánh giá sẽ phù hợp cho một mục đích sử dụng cụ thể. phù hợp. Sơ đồ lựa chọn mô hình đóng cửa mỏ Công trình [4] đã đề cập đến tính ổn định vật lý, đá xây dựng tỉnh Bình Dương thể hiện ở hình 1. ổn định hóa học, ổn định sinh học, ảnh hưởng địa lý và khí hậu, sử dụng đất và thẩm mĩ, tài nguyên thiên nhiên, cân nhắc tài chính và kinh tế xã hội các vấn đề làm tiêu chí để đo lường mục tiêu đóng cửa. Trong nghiên cứu của mình Bascetin đã xem xét các yếu tố chi phí, tự nhiên và văn hóa như các tiêu chí để đánh giá việc sử dụng đất sau khai thác [3]. Theo [7] các tiêu chí an toàn phải đảm bảo giảm thiểu rủi ro đủ mạnh để đối phó với tất cả các tình huống địa chất và khí hậu có thể xảy ra. Hình 1. Cấu trúc phân cấp xác định mô hình đóng Mô hình đóng cửa mỏ được lựa chọn sẽ không cửa mỏ phù hợp chỉ phụ thuộc vào nhu cầu xã hội mà còn phụ thuộc vào nhu cầu duy trì an ninh sinh thái trong 2. Phương pháp khu vực sau các hoạt động khai thác. Kết quả là Phương pháp luận được sử dụng lựa chọn là việc sử dụng mặt bằng mang lại nhiều lợi ích cho phân tích đa tiêu chí (MCDA) với vai trò giải quyết cộng đồng địa phương hơn so với việc sử dụng những khó khăn mà con người ra quyết định gặp đất trước khi khai thác. Điều này là cần thiết không phải trong việc xử lý lượng lớn thông tin phức tạp chỉ để đảm bảo rằng cộng đồng địa phương bị mất một cách nhất quán. MCDA được sử dụng để hỗ việc do dừng hoạt động khai thác và các dịch vụ trợ việc ra quyết định trong những trường hợp có mà nó hỗ trợ, mà còn để bù đắp cho cộng đồng mâu thuẫn giữa các mục tiêu kinh tế, môi trường, vì mất mát tài nguyên mà theo một cách nào đó là xã hội, kỹ thuật và thẩm mỹ [6]. Các kỹ thuật MCDA một phần di sản của nó [10]. có thể được sử dụng để xác định một phương án Mỗi mô hình đóng cửa mỏ được lựa chọn cần tốt nhất, để xếp hạng các phương án, liệt kê một đảm bảo các mục tiêu: số phương án hạn chế để đánh giá chi tiết tiếp - Sức khỏe và an toàn cộng đồng trong tương theo, hoặc đơn giản để phân biệt các khả năng có lai không bị tổn hại; thể chấp nhận được với các khả năng không thể - Tài nguyên môi trường không bị suy thoái về chấp nhận được. Có nhiều kỹ thuật khác nhau để mặt hóa lý; tiến hành MCDA: - Mặt bằng sử dụng sau khai thác của mỏ là có - Quy trình phân tích hệ thống (AHP); lợi và bền vững; - Phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên để - Mọi tác động xấu đến kinh tế xã hội đều được đánh giá (PROMETHEE); giảm thiểu; và tận dụng cơ hội để tối đa hóa lợi ích - Loại bỏ EtChoix Traduisant la REalite kinh tế xã hội [9]. (ELECTRE); Đối với các mỏ đá khu Bình Dương khi kết thúc - Kỹ thuật phù hợp theo yêu cầu dựa trên sự có thể đề xuất mô hình đóng cửa mỏ tạo thành: Hồ tương đồng với một giải pháp lý tưởng (TOPSIS); chứa nước nuôi trồng thủy sản, khu giải trí (công - Cách tiếp cận mới với môi trường đánh giá và viên), hồ chứa nước và bãi thải. Tính bền vững quyết định không chính xác (NAIADE); mỗi mô hình phụ thuộc thông số kỹ thuật mỏ sau - Lý thuyết hữu ích đa thuộc tính (MAUT); 18 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
3. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ - Lập trình đa mục tiêu và lập trình mục tiêu. dụng để có được xếp hạng cuối cùng của các lựa Trong bài báo này, một cách tiếp cận tích hợp chọn thay thế được đề xuất và thực hiện phân tích được sử dụng kết hợp Quy trình phân tích thứ bậc độ nhạy bằng cách thay đổi trọng số. (AHP) và Phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên Phương pháp AHP-PROMETHEE được đề để đánh giá (PROMETHEE). AHP được sử dụng xuất (xem hình 2) bao gồm ba bước [8]: (1) Thu để cấu trúc vấn đề quyết định và phân bổ trọng số thập dữ liệu, (2) kỹ thuật AHP và (3) Xếp hạng cho các tiêu chí, trong khi PROMETHEE được sử PROMETHEE. Hình 2. Cách tiếp cận AHP-PROMETHEE đề xuất Hình 3. Cấu trúc của tiêu chí kỹ thuật KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 19
4. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Trong bước 1, các giải pháp thay thế được đệ lượng bước tính toán’ hoặc xây dựng ‘khoảng ổn trình để đánh giá được xác định (công việc bước định’ cho phép thực hiện phân tích độ nhạy và xác 1). nhận độ chắc chắn của kết quả (công việc 7). Dựa Trong bước 2, các mục tiêu chính của những trên thông tin từ PROMETHEE I, II, GAIA và các người ra quyết định được xác định và chuyển phân tích độ nhạy, có thể đưa ra các khuyến nghị thành các tiêu chí để đánh giá các phương án thay hướng tới thỏa hiệp tốt nhất (công việc 8). thế. Thông tin thu thập được ở công việc 1 và 2 2.1. Xác định các tiêu chí đánh giá sau đó được sử dụng trong bước thứ hai để thiết Các tiêu chí đánh giá gồm: lập cây quyết định phân cấp (công việc 3). Để thể Tiêu chí kỹ thuật: cấu trúc địa chất, tiềm năng hiện sự ưa thích đối với các tiêu chí khác nhau, tái sử dụng của cơ sở mỏ, mức độ sẵn sàng của trọng số được phân bổ trong công việc 4. Với mục thiết bị, nhu cầu về lực lượng lao động chuyên đích này, quyết định dựa trên kỹ thuật AHP được môn và địa hình khu vực tổng thể. Sơ đồ cấu trúc sử dụng. của tiêu chí kỹ thuật được thể hiện trong hình 3. Trong bước 3, các chức năng ưu tiên và giá - Tiêu chí môi trường: các yếu tố môi trường trị tham số được xác định để cho phép đo lường bao gồm đất đá, khả năng chấp nhận sinh thái, sử sự đóng góp của các phương án thay thế vào tiêu dụng đất hiện tại ở khu vực xung quanh, khí hậu chí. Với thông tin này, bảng đánh giá được xây và ô nhiễm môi trường. Sơ đồ cấu trúc của tiêu chí dựng ở công việc 5. Sau đó, các lựa chọn thay môi trường được thể hiện trong hình 4. thế được đánh giá và xếp hạng bằng cách xếp - Tiêu chí kinh tế: tiêu chí kinh tế bao gồm hạng từng phần với PROMETHEE I và xếp hạng doanh thu và chi phí của các lựa chọn thay thế hoàn chỉnh với PROMETHEE II và mặt phẳng đóng cửa. Sơ đồ cấu trúc tiêu chí kinh tế được thể GAIA (công việc 6). Ở đây, phần mềm ra quyết hiện trong hình 5. định PROMETHEE D-SIGHT được sử dụng. Các - Tiêu chí xã hội: điều kiện an toàn của khu tính năng đặc biệt của phần mềm bao gồm ‘trọng vực, sự thay đổi tích cực trong sinh kế, văn hóa, Hình 4. Cấu trúc của tiêu chí môi trường 20 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
5. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Hình 5. Cấu trúc của tiêu chí kinh tế Hình 6. cấu trúc của tiêu chí xã hội thu hút du lịch, cơ hội việc làm, pháp lý và tiềm Bảng 1. Thang đo mức độ quan trọng gữa các năng của khu vực để thực hiện sử dụng mặt bằng tiêu chí mới. Sơ đồ cấu trúc tiêu chí xã hội được thể hiện Mức độ Giá trị trong hình 6. 2.2. Đánh giá các tiêu chí Cực cao 9 Để xác định mức độ ảnh hưởng của từng tiêu Rất cao 7 chí đến việc lựa chọn phương án đóng cửa tối ưu, Cao 5 các tiêu chí được tính trọng số. Để làm được điều Vừa phải 3 này, nhóm nghiên cứu đã cho điểm từng tiêu chí Ngang nhau 1 về mức độ quan trọng tương đối của tiêu chí bằng cách sử dụng thang trọng số từ 1 đến 9 như trong Giá trị trung gian 2, 4, 6, 8 Bảng 1. Các mức độ ưu tiên sau đó được tính toán Trọng số kết quả của các tiêu chí kỹ thuật, từ các so sánh từng cặp của tiêu chí bằng Quy môi trường, kinh tế, xã hội được thể hiện trong trình phân tích thứ bậc (AHP) với phương pháp hình H.7. Các trọng số sau đó được chuyển qua véc tơ. So sánh theo từng cặp cho biết tiêu chí nào phương pháp PROMETHEE để việc sử dụng đất trong mỗi cặp quan trọng hơn và nhiều hơn bao tối ưu sau khai thác có thể được chỉ định bằng nhiêu lần trên thang điểm từ 1 đến 9. cách so sánh các mối quan hệ chi phối theo cặp KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 21
6. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ giữa các phương án đóng cửa. là nhóm lựa chọn thứ nhất. bãi thải là nhóm hai. Sau khi kết quả của việc chấm điểm tiêu chí Trong đó mô hình đóng cửa mỏ tạo mặt bằng nuôi được nhập vào phần mềm Visual PROMETHEE, trồng thủy sản được ưu tiên lựa chọn. mỗi tiêu chí được đặt thành tối thiểu hoặc tối đa 4. Kết luận tùy thuộc vào tác dụng của nó trong việc xác định Mỏ đá vật liệu xây dựng khu vực Bình Dương việc sử dụng đất tối ưu sau khai thác. Ví dụ, tất cả có những đặc thù: Khai thác dưới mức thoát nước các yếu tố chi phí và ô nhiễm môi trường trong tiêu tự chảy, thời gian kết thúc và cao độ đáy mỏ không chí được đặt ở mức tối thiểu trong khi các yếu tố đồng đều. Các mỏ có liên quan chặt chẽ về hình khác như cơ hội việc làm, điều kiện an toàn khu học mỏ. Khi kết thúc hai thác cần đóng cửa mỏ vực, thu hút khách du lịch và những thay đổi tích theo qui định và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố địa cực về chất lượng sinh kế được đặt ở mức tối đa. chất, địa kỹ thuật, thời tiết khí hậu, qui hoạch địa Trọng số tính toán của AHP sau đó được phân phương, bổ cho các tiêu chí để phản ánh các ưu tiên của Sử dụng 4 các tiêu chí chính: kỹ thuật, môi người ra quyết định (Hình 7). trường, kinh tế và xã hội và (40) tiêu chí phụ liên 3. Kết quả quan để quyết định lựa chọn mô hình đóng cửa Phân tích xếp hạng hoàn chỉnh của mỏ đảm bảo phản ánh đầy đủ các yếu tố ảnh PROMETHEE II dựa trên luồng giá trị tích cực (Phi hưởng tới mô hình đề xuất. +) và luồng giá trị tiêu cực (Phi -) của các tiêu chí. Sử dụng kỹ thuật PROMETHEE phân tích Mô hình được chọn khi ∑Phi mô hình lớn nhất. Kết quyết định đa tiêu chí áp dụng các trọng số thích quả thể hiện ở bảng Bảng 2 và hình 8. hợp cho các tiêu chí, từ kết quả có thể kết luận Từ hình H.9, có thể dễ dàng nhìn thấy hai rằng việc sử dụng mặt bằng tối ưu sau khai thác nhóm các phương án đóng cửa: nuôi trồng thủy cho các mỏ vật liệu xây dựng khai thác dưới mức sản, địa điểm giải trí (công viên), hồ chứa nước thoát nước tự chảy là nuôi trồng thủy sản, khu vui Hình 7. Trọng số xác định cho tiêu chí Bảng 2. Điểm tích cực và tiêu cực các mô hình TT Mô hình Phi+ Phi- ∑Phi 1 Thuỷ sản 0,2376 -0,1825 0,0551 2 Công viên 0,2168 -0,1782 0,0386 3 Hồ chứa nước 0,1992 -0,2168 -0,0176 4 Bãi chôn lập 0,0823 -0,5896 -0,5073 22 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
7. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Hình 8. Biểu diễn đồ họa của xếp hạng PROMETHEE II chơi giải trí (công viên), và hồ chứa nước. Phương [7]. Coppin N.J., & Box J. (1999). Sustainable án không được ưu tiên lựa chọn là bãi chứa nước rehabilitation and revegetation: The identification thải và chôn lấp. of after-use options for mines and quarries using Tài liệu tham khảo: a land suitability classification involving nature [1]. Nguyễn Đức Quý, Nguyễn Văn Hạnh. conservation, In A. Warhurst, & L. Moronha (eds.), (2012). Đóng cửa mỏ và hoàn phục môi trường. Environmental policy in mining: corporate strategy Hội Tuyển khoáng Việt Nam and planning for closure (Chap. 12, pp. 57-75). [2]. Phan Hồng Việt, Đỗ Ngọc Tước (2020), New York, Lewis Publishers. Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa mỏ cho [8]. De Montis A., De Toro P., Droste-Franke B., các mỏ khai thác đá tại tỉnh Bình Dương, Tạp chí Omamm I., & Stagl S. (2000). Criteria for quality Công nghiệp mỏ số 4-2020, Hà Nội. assessment of MCDA Methods”. Proceedings [3]. Bascetin, A. (2007). A decision support of the 3rd Biennial Conference of the European system using analytical hierarchy process for the Society for Ecological Economics, Vienna, 21-27. optimal environmental reclamation of an open-pit [9]. Heikkinen P.M., Noras P., Salminen, R. mine, Environ. Geol., 52(4), 663-672. Mroueh, GTK U.-M., Vahanne, P., Komppa, [4]. Brodie M.J., Robertson A. M., & Gadsby V. (2008). Mine closure handbook (pp. 21-25). J. W. (1992). Cost effective closure plan Finland: Geological Society of Finland. management for metal mines. Retrieved from [10]. Laurence Turcksina,*, Annalia Bernardinia. (2011). Cathy Macharisa A combined metal_mines.pdf. Accessed April 2012 AHP-PROMETHEE approach for selecting the [5]. Mougeot L.J.A. (2002). Breaking new most appropriate policy scenario to stimulate a ground: Mining, minerals, and sustainable clean vehicle fleet, Procedia Social and Behavioral development: The report of the MMSD Project, Sciences 20. 954–965. Earthscan Publications Ltd, London, 441 pp. [6]. Warhust A., & Noronha, L. (2000). Corporate strategy and viable future land use: Planning for closure from the outset of mining, Natural Resources Forum, 24, 153-164. KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN 23
8. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ The closure model selection method for the construction rock exploitation mines in Binh Duong province Eng. Phan Hong Viet - Binh Duong Department of Industry and Trade Dr. Do Ngoc Tuoc - Vinacomin – Instiute of Mining Science and Technology Abstract: Characteristics of construction material rock mines is exploited under the gravity drainage level. At the end of exploitation, it will create spaces for surface water and groundwater. Depending on factors of topography, geology, and local planning, the closure and plan usage model may be considered as aquaculture lakes, amusement parks, reservoirs and waste storage yards, etc The effective consideration of technical, environmental, economic and social criteria has been identified as an important basis for the optimal selection of the identified closure model. The process of hierarchical analysis (AHP) and the method of organization and priority ranking (PROMETHEE) are applied for the evaluation and show that the selected aquaculture model is the most suitable for construction rock mines in Binh province. 24 KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN