Sạt lở bãi thải ở vùng mỏ ngọc: vì sao những đồi đất đá đổ ra lại trượt bất ngờ

Bãi thải ở vùng mỏ ngọc là những đồi đất đá rời được đổ ra khi bóc tầng phủ để mở moong. Chúng dễ trượt vì đất đá không được đầm nén, chất cao với sườn dốc, và khi mưa lớn ngấm vào, áp lực nước trong khe rỗng làm giảm sức bám giữa các hạt. Khi một khối lớn mất ổn định, nó có thể trượt rất nhanh, vùi lấp người và nhà cửa ở chân bãi.

Ở vùng mỏ Hpakant, những vụ sạt lở bãi thải khiến hơn một trăm người thiệt mạng đã được báo chí quốc tế đưa tin, trong đó có vụ vào tháng 7 năm 2020. Bài này không bàn chuyện trách nhiệm hay quản lý; đó là việc của các cơ quan và người có thẩm quyền ở nước sở tại. Bài chỉ giải thích cơ chế địa chất kỹ thuật, để người đọc hiểu vì sao đây là rủi ro nghề nghiệp nghiêm trọng của mọi vùng khai khoáng lộ thiên lớn, chứ không riêng gì vùng mỏ ngọc.

Bãi thải hình thành thế nào

Muốn tới lớp cuội hay mạch đá chứa ngọc, người khai thác phải bóc đi toàn bộ lớp đất đá phía trên, có khi dày hàng chục mét. Khối lượng này không có giá trị và phải đổ ở đâu đó. Cách nhanh nhất là chở bằng xe tải ra khu đất trống gần moong rồi đổ xuống, đổ chồng lên, ngày này qua ngày khác. Theo thời gian, chỗ đổ ấy thành những ngọn đồi nhân tạo cao hàng chục mét.

Khác với một con đê hay nền đường được thiết kế, đầm nén từng lớp, đất đá trong bãi thải thường chỉ được đổ tự do. Chúng gồm đủ loại: đất sét, cát, sỏi, những tảng đá lớn, lẫn cả cây cối bị gạt đi. Các hạt xếp lỏng lẻo, giữa chúng có nhiều khoảng rỗng. Bãi thải nhìn từ xa giống đồi tự nhiên, nhưng bên trong là một khối vật liệu rời rạc, không có xương sống.

Ở nhiều vùng mỏ, bãi thải còn được đổ sát mép moong, hoặc ngay cạnh những hồ nước hình thành trong các moong cũ. Vị trí này làm tăng rủi ro, vì chân bãi có thể bị nước gặm, và khi trượt, khối đất có thể lao xuống nước tạo sóng bùn.

Bốn lý do khiến bãi thải mất ổn định

Góc dốc gần giới hạn. Mỗi loại vật liệu rời có một góc dốc tự nhiên mà nó đứng yên được, gọi là góc nghỉ. Đổ đất từ trên cao xuống, sườn bãi thường dựng tới sát góc này. Chỉ cần thêm một tác động nhỏ, sườn đã ở trạng thái cân bằng mong manh.

Nước trong khe rỗng. Khi mưa ngấm vào, nước lấp đầy khoảng rỗng giữa các hạt. Áp lực nước đẩy các hạt ra xa nhau một chút, làm giảm lực ma sát giữ chúng lại. Đây là cơ chế chính gây trượt sau những trận mưa dài: khối đất không nhẹ đi mà nặng hơn, trong khi sức giữ lại yếu đi.

Chiều cao tăng dần. Bãi thải càng cao, trọng lượng đè lên lớp dưới càng lớn. Nếu lớp dưới là đất sét mềm hoặc nền cũ đã bão hoà nước, nó có thể bị ép trồi ra, kéo cả khối phía trên trượt theo.

Chân bãi bị đào hoặc bị nước gặm. Khi chân bãi bị khoét đi, bởi nước chảy, bởi việc đào bới, phần đỡ của cả sườn bị yếu đi. Giống như rút một khúc gỗ ở chân đống củi, phần phía trên có thể đổ ụp xuống.

Vì sao trượt xảy ra nhanh và khó lường

Một sườn đất có thể đứng yên nhiều tháng, rồi trượt chỉ trong vài phút. Lý do là trạng thái cân bằng không xấu đi đều đặn mà tích luỹ ngầm: nước ngấm dần, vết nứt nhỏ mở rộng dần, cho tới khi vượt một ngưỡng. Lúc đó, sức giữ giảm nhanh, khối đất bắt đầu chuyển động, và chuyển động lại làm vật liệu rời ra thêm.

Với vật liệu bão hoà nước, khối trượt có thể biến thành dòng bùn đá chảy xa hơn nhiều so với chân bãi. Những người ở cách chân bãi một khoảng tưởng là an toàn vẫn có thể bị cuốn. Nếu khối đất đổ xuống một hồ nước, nó đẩy nước dâng thành sóng bùn tràn lên bờ bên kia.

Dấu hiệu báo trước có thể có, như vết nứt trên đỉnh bãi, nước đục rỉ ra ở chân, tiếng lục cục của đá lăn, nhưng không phải lúc nào cũng rõ, nhất là ban đêm hay trong mưa lớn. Đó là lý do các vùng khai khoáng có quản lý tốt trên thế giới đặt ra khoảng cách an toàn, hạn chế người ở chân bãi và theo dõi chuyển vị bằng thiết bị.

Mùa mưa và độ trễ của rủi ro

Một điều ít người để ý: nguy cơ trượt không chỉ cao trong lúc mưa mà còn kéo dài nhiều ngày sau đó. Nước mưa ngấm xuống bãi thải chậm, đi dần từ trên xuống qua các lớp vật liệu. Áp lực nước ở những lớp sâu có thể đạt mức cao nhất khi trời đã tạnh và mặt bãi đã khô. Người ở chân bãi thấy nắng lên, tưởng đã an toàn, trong khi bên trong khối đất đang ở trạng thái yếu nhất.

Kiểu mưa cũng quan trọng. Một trận mưa rào rất to trong vài giờ có thể gây xói bề mặt, tạo rãnh, nhưng nước chảy tràn đi nhiều. Mưa vừa nhưng kéo dài nhiều ngày lại cho nước thời gian ngấm sâu, làm bão hoà cả khối. Ở vùng gió mùa như bắc Myanmar hay miền núi Việt Nam, những đợt mưa dầm giữa mùa là giai đoạn đáng lo nhất với mọi sườn đất rời.

Vì độ trễ này, các quy định an toàn ở nhiều vùng khai khoáng không chỉ dừng hoạt động lúc mưa mà còn quy định thời gian chờ sau mưa, và dùng số liệu lượng mưa tích luỹ nhiều ngày để quyết định khi nào cho người quay lại khu vực chân bãi. Đây là nguyên tắc chung của ngành, áp dụng cụ thể thế nào tuỳ từng nơi.

Những biện pháp mà địa chất kỹ thuật thường dùng cho bãi thải

Bảng dưới liệt kê các nguyên tắc chung trong quản lý bãi thải mỏ ở nhiều nước. Đây là kiến thức phổ thông của ngành, không phải đánh giá về vùng mỏ cụ thể nào.

Ở Việt Nam, các bãi thải lớn của vùng mỏ than Quảng Ninh là ví dụ quen thuộc về bài toán này: nhiều bãi đã được tạo bậc, trồng cây phục hồi sau khi ngừng đổ. Mỗi vùng mỏ có điều kiện địa hình, khí hậu riêng nên cách làm cũng khác nhau.

Những người chịu rủi ro nhiều nhất

Ở các vùng khai khoáng lớn, người chịu rủi ro sạt lở không chỉ là công nhân vận hành máy. Có những người sống và làm việc ngay quanh bãi thải: người nhặt đá tìm những mẩu ngọc sót trong đất đá thải, người dựng lán trại tạm gần nơi làm việc, người buôn bán nhỏ phục vụ khu mỏ. Chính vì họ ở sát chân bãi, khi trượt xảy ra họ là những người khó thoát nhất.

Những người nhặt đá còn có một rủi ro riêng: họ hay tập trung ngay khi xe tải vừa đổ đất mới, tức lúc vật liệu rời nhất, chưa ổn định, và hay đào bới ở sườn, ở chân bãi để tìm đá. Hoạt động ấy, dù nhỏ, cũng góp phần làm yếu chân sườn. Đây là mô tả cơ chế, không phải trách cứ ai: với nhiều người, đó là sinh kế.

Hiểu điều này, người đọc ở xa có thể nhìn tin tức về một vụ sạt lở vùng mỏ không như chuyện lạ của một đất nước khác, mà như một rủi ro nghề nghiệp có thật, có cơ chế khoa học rõ ràng, và đã được ngành khai khoáng thế giới nghiên cứu từ lâu.

Cũng cần nói rằng khai thác thủ công nhỏ lẻ không tạo ra những bãi thải khổng lồ như vậy. Rủi ro bãi thải tăng lên cùng với quy mô bóc đất của máy móc, nên nó là vấn đề của thời khai thác cơ giới, gắn với khối lượng đất đá phải dịch chuyển, chứ không phải đặc điểm cố hữu của vùng đất có ngọc.

Liên hệ với những gì người Việt đã thấy

Người Việt ở vùng núi quen với sạt lở taluy đường, sạt lở sườn đồi sau những đợt mưa dài. Cơ chế của sạt lở bãi thải mỏ cũng thuộc cùng họ: nước làm giảm sức giữ của đất, sườn quá dốc, chân sườn bị khoét. Điều khác là bãi thải là vật liệu nhân tạo, rời rạc hơn sườn đồi tự nhiên có rễ cây và lớp đất đã ổn định qua hàng nghìn năm.

Những khuyến cáo phổ biến ở Việt Nam về sạt lở, như không ở sát chân taluy dốc khi mưa lớn kéo dài, để ý vết nứt trên đỉnh dốc và nước đục rỉ ra từ sườn, sẵn sàng rời đi khi có dấu hiệu bất thường, cũng đúng với bãi thải mỏ. Nếu bạn làm việc hoặc tham quan bất kỳ vùng khai thác đá, khai thác cát, mỏ lộ thiên nào, hãy nhớ những dấu hiệu ấy.

Và với người yêu ngọc, những câu chuyện này nhắc rằng phía sau một chiếc vòng là cả một ngành lao động nặng nhọc và nhiều hiểm nguy. Biết về nó là một cách tôn trọng những người làm ra món đồ mình đeo.

Câu hỏi thường gặp

Bãi thải mỏ là gì?

Bãi thải mỏ là nơi đổ đất đá không có giá trị bị bóc đi khi mở moong khai thác. Ở vùng mỏ ngọc, khối lượng này rất lớn và thường được đổ chồng thành những đồi nhân tạo cao hàng chục mét quanh moong.

Vì sao bãi thải dễ sạt lở hơn đồi tự nhiên?

Vì đất đá trong bãi thải được đổ tự do, không đầm nén, nhiều khoảng rỗng và sườn thường dựng tới sát góc dốc giới hạn. Đồi tự nhiên có rễ cây và lớp đất đã ổn định qua thời gian dài nên bền hơn.

Mưa làm bãi thải trượt theo cơ chế nào?

Nước mưa lấp đầy khoảng rỗng giữa các hạt, áp lực nước đẩy các hạt ra xa nhau và làm giảm ma sát giữ chúng lại. Khối đất vừa nặng thêm vừa yếu đi, tới một ngưỡng thì trượt.

Có dấu hiệu nào báo trước sạt lở bãi thải không?

Có thể có vết nứt trên đỉnh bãi, nước đục rỉ ra ở chân, đá lăn lục cục. Tuy vậy dấu hiệu không phải lúc nào cũng rõ, nhất là ban đêm hay khi mưa lớn, nên khoảng cách an toàn là biện pháp quan trọng.

Làm thế nào để bãi thải an toàn hơn?

Các nguyên tắc chung gồm đổ theo bậc thấp, đầm nén từng lớp, làm hệ thoát nước, giữ khoảng cách an toàn với chân bãi, quan trắc chuyển vị và trồng cây phục hồi khi ngừng đổ.