Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa cho các mỏ khai thác đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương
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 chế tạo
14 mỏ; xã Tân Mỹ có 4 mỏ. Tổng trữ lượng khai khoáng sản phải ngừng hoạt động.
thác các mỏ Tân Mỹ, Thường Tân là 253,6 tr m3
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.
- Nguyên nhân chủ quan: Phải ngừng hoạt
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
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
Phương pháp luận được sử dụng lựa chọn là
khu vực sau các hoạt động khai thác. Kết quả là
phân tích đa tiêu chí (MCDA) với vai trò giải quyết
việc sử dụng mặt bằng mang lại nhiều lợi ích cho
những khó khăn mà con người ra quyết định gặp
cộng đồng địa phương hơn so với việc sử dụng
phải trong việc xử lý lượng lớn thông tin phức tạp
đất trước khi khai thác. Điều này là cần thiết không
một cách nhất quán. MCDA được sử dụng để hỗ
chỉ để đảm bảo rằng cộng đồng địa phương bị mất
trợ việc ra quyết định trong những trường hợp có
việc do dừng hoạt động khai thác và các dịch vụ
mâu thuẫn giữa các mục tiêu kinh tế, môi trường,
mà nó hỗ trợ, mà còn để bù đắp cho cộng đồng
xã hội, kỹ thuật và thẩm mỹ [6]. Các kỹ thuật MCDA
vì mất mát tài nguyên mà theo một cách nào đó là
có thể được sử dụng để xác định một phương án
một phần di sản của nó [10].
tốt nhất, để xếp hạng các phương án, liệt kê một
Mỗi mô hình đóng cửa mỏ được lựa chọn cần
số phương án hạn chế để đánh giá chi tiết tiếp
đảm bảo các mục tiêu:
theo, hoặc đơn giản để phân biệt các khả năng có
- Sức khỏe và an toàn cộng đồng trong tương
thể chấp nhận được với các khả năng không thể
lai không bị tổn hại;
chấp nhận được. Có nhiều kỹ thuật khác nhau để
- Tài nguyên môi trường không bị suy thoái về
tiến hành MCDA:
mặt hóa lý;
- Quy trình phân tích hệ thống (AHP);
- Phương pháp tổ chức xếp hạng ưu tiên để
đánh giá (PROMETHEE);
- Loại bỏ EtChoix Traduisant la REalite
(ELECTRE);
- Mặt bằng sử dụng sau khai thác của mỏ là có
lợi và bền vững;
- Mọi tác động xấu đến kinh tế xã hội đều được
giảm thiểu; và tận dụng cơ hội để tối đa hóa lợi ích
kinh tế xã hội [9].
- Kỹ thuật phù hợp theo yêu cầu dựa trên sự
tương đồng với một giải pháp lý tưởng (TOPSIS);
có thể đề xuất mô hình đóng cửa mỏ tạo thành: Hồ
Đối với các mỏ đá khu Bình Dương khi kết thúc
- Cách tiếp cận mới với môi trường đánh giá và
quyết định không chính xác (NAIADE);
chứa nước nuôi trồng thủy sản, khu giải trí (công
viên), hồ chứa nước và bãi thải. Tính bền vững
mỗi mô hình phụ thuộc thông số kỹ thuật mỏ sau
- Lý thuyết hữu ích đa thuộc tính (MAUT);
KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
18
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
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
sau đó được sử dụng trong bước thứ hai để thiết
lập cây quyết định phân cấp (công việc 3). Để thể
2.1. Xác định các tiêu chí đánh giá
Các tiêu chí đánh giá gồm:
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.
Trong bước 3, các chức năng ưu tiên và giá
của tiêu chí kỹ thuật được thể hiện trong hình 3.
- 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
KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
20
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
tiêu chí
năng của khu vực để thực hiện sử dụng mặt bằng
mới. Sơ đồ cấu trúc tiêu chí xã hội được thể hiện
trong hình 6.
Mức độ
Giá trị
Cực cao
Rất cao
Cao
9
2.2. Đánh giá các tiêu chí
7
Để xác định mức độ ảnh hưởng của từng tiêu
chí đến việc lựa chọn phương án đóng cửa tối ưu,
các tiêu chí được tính trọng số. Để làm được điều
này, nhóm nghiên cứu đã cho điểm từng tiêu chí
về mức độ quan trọng tương đối của tiêu chí bằng
cách sử dụng thang trọng số từ 1 đến 9 như trong
Bảng 1. Các mức độ ưu tiên sau đó được tính toán
từ các so sánh từng cặp của tiêu chí bằng Quy
trình phân tích thứ bậc (AHP) với phương pháp
véc tơ. So sánh theo từng cặp cho biết tiêu chí nào
trong mỗi cặp quan trọng hơn và nhiều hơn bao
nhiêu lần trên thang điểm từ 1 đến 9.
5
Vừa phải
3
1
Ngang nhau
Giá trị trung gian
2, 4, 6, 8
Trọng số kết quả của các tiêu chí kỹ thuật,
môi trường, kinh tế, xã hội được thể hiện trong
hình H.7. Các trọng số sau đó được chuyển qua
phương pháp PROMETHEE để việc sử dụng đất
tối ưu sau khai thác có thể được chỉ định bằng
cách so sánh các mối quan hệ chi phối theo cặp
KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
21
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.
4. Kết luận
mỗi tiêu chí được đặt thành tối thiểu hoặc tối đa
tùy thuộc vào tác dụng của nó trong việc xác định
việc sử dụng đất tối ưu sau khai thác. Ví dụ, tất cả
các yếu tố chi phí và ô nhiễm môi trường trong tiêu
chí được đặt ở mức tối thiểu trong khi các yếu tố
khác như cơ hội việc làm, điều kiện an toàn khu
vực, thu hút khách du lịch và những thay đổi tích
cực về chất lượng sinh kế được đặt ở mức tối đa.
Trọng số tính toán của AHP sau đó được phân
bổ cho các tiêu chí để phản ánh các ưu tiên của
người ra quyết định (Hình 7).
Mỏ đá vật liệu xây dựng khu vực Bình Dương
có những đặc thù: Khai thác dưới mức thoát nước
tự chảy, thời gian kết thúc và cao độ đáy mỏ không
đồng đều. Các mỏ có liên quan chặt chẽ về hình
học mỏ. Khi kết thúc hai thác cần đóng cửa mỏ
theo qui định và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố địa
chất, địa kỹ thuật, thời tiết khí hậu, qui hoạch địa
phương, …
Sử dụng 4 các tiêu chí chính: kỹ thuật, môi
trường, kinh tế và xã hội và (40) tiêu chí phụ liên
quan để quyết định lựa chọn mô hình đóng cửa
3. Kết quả
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.
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
Sử dụng kỹ thuật PROMETHEE phân tích
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
1
Mô hình
Thuỷ sản
Phi+
Phi-
∑Phi
0,2376
0,2168
0,1992
0,0823
-0,1825
-0,1782
-0,2168
-0,5896
0,0551
0,0386
-0,0176
-0,5073
2
Công viên
3
Hồ chứa nước
Bãi chôn lập
4
KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
22
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
án không được ưu tiên lựa chọn là bãi chứa nước
thải và chôn lấp.
[7]. Coppin N.J., & Box J. (1999). Sustainable
rehabilitation and revegetation: The identification
of after-use options for mines and quarries using
a land suitability classification involving nature
conservation, In A. Warhurst, & L. Moronha (eds.),
Environmental policy in mining: corporate strategy
and planning for closure (Chap. 12, pp. 57-75).
New York, Lewis Publishers.
[8]. De Montis A., De Toro P., Droste-Franke B.,
Omamm I., & Stagl S. (2000). Criteria for quality
assessment of MCDA Methods”. Proceedings
of the 3rd Biennial Conference of the European
Society for Ecological Economics, Vienna, 21-27.
[9]. Heikkinen P.M., Noras P., Salminen, R.
Mroueh, GTK U.-M., Vahanne, P., … Komppa,
V. (2008). Mine closure handbook (pp. 21-25).
Finland: Geological Society of Finland.
Tài liệu tham khảo:
[1]. Nguyễn Đức Quý, Nguyễn Văn Hạnh.
(2012). Đóng cửa mỏ và hoàn phục môi trường.
Hội Tuyển khoáng Việt Nam
[2]. Phan Hồng Việt, Đỗ Ngọc Tước (2020),
Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa mỏ cho
các mỏ khai thác đá tại tỉnh Bình Dương, Tạp chí
Công nghiệp mỏ số 4-2020, Hà Nội.
[3]. Bascetin, A. (2007). A decision support
system using analytical hierarchy process for the
optimal environmental reclamation of an open-pit
mine, Environ. Geol., 52(4), 663-672.
[4]. Brodie M.J., Robertson A. M., & Gadsby
J. W. (1992). Cost effective closure plan
management for metal mines. Retrieved from
metal_mines.pdf. Accessed April 2012
[5]. Mougeot L.J.A. (2002). Breaking new
ground: Mining, minerals, and sustainable
development: The report of the MMSD Project,
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.
[10].
Laurence
Turcksina,*,
Annalia
Bernardinia. (2011). Cathy Macharisa A combined
AHP-PROMETHEE approach for selecting the
most appropriate policy scenario to stimulate a
clean vehicle fleet, Procedia Social and Behavioral
Sciences 20. 954–965.
KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
23
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
aquaculturelakes,amusementparks,reservoirsandwastestorageyards,etc…Theeffectiveconsideration
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.
KHCNM SỐ 1/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC LỘ THIÊN
24
8 trang
10760
Free
Bạn đang xem tài liệu "Phương pháp lựa chọn mô hình đóng cửa cho các mỏ khai thác đá xây dựng tại tỉnh Bình Dương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- phuong_phap_lua_chon_mo_hinh_dong_cua_cho_cac_mo_khai_thac_d.pdf
