Tác động môi trường của than tự cháy trong các mỏ than hầm lò

28 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
Tóm tắt: 
Hiện tượng than tự cháy trong các mỏ hầm lò là nguyên nhân dẫn đến ngừng trệ sản xuất, thất 
thoát tài nguyên, gây nguy cơ mất an toàn và làm gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính như CO, 
CH4,...Việc nghiên cứu cơ chế ô xy hóa dẫn đến hiện tượng than tự cháy cho thấy khí các bô nic 
(CO2), các bon monoxit (CO) là một trong các sản phẩm của quá trình ô xy hóa than từ nhiệt độ thấp 
(300C) cho đến giai đoạn cao của phản ứng. Cùng với việc sinh ra các sản phẩm của quá trình ô xy 
hóa than, tùy thuộc vào các giai đoạn, nhiệt độ của phản ứng một số khí được giải hấp do quá trình 
tăng nhiệt của mẫu than như khí mê tan (CH4). Xét trên yếu tố an toàn, khí CH4 sinh ra qua quá trình 
giải hấp ở nhiệt độ cao của vụ tự cháy vừa là hiểm họa về cháy nổ vừa tác động đến sự phát thải khí 
nhà kính. 
Các kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm và đo đạc tại hiện trường đặt ra vấn đề phòng chống 
cháy mỏ không chỉ trên khía cạnh an toàn, hiệu quả sản xuất mà còn làm giảm phát thải khí nhà kính 
nhằm bảo vệ môi trường trong công tác khai thác mỏ.
1. Giới thiệu chung
Như đã được giới thiệu và đánh giá trong phần 
tóm tắt, một phần các khí nhà kính được sinh ra 
trong quá trình sản xuất, sử dụng các sản phẩm 
hóa thạch. Một số khí điển hình gây ra hiệu ứng 
khí nhà kính xuất phát từ ngành công nghiệp mỏ 
có thể kể đến như cac bo nic (CO2), các bon 
monoxit (CO), và mê tan (CH4). Với hiện tượng 
than tự cháy, than không cháy hoàn toàn như 
trong quá trình cháy trong nhà máy nhiệt điện, 
nên tạo ra nhiều sản phẩm cháy có ảnh hưởng 
đến hiệu ứng khí nhà kính như NOx, CO2, CO2 
quy đổi, CO. 
Hiện nay, có không nhiều các công trình 
nghiên cứu để đánh giá định lượng các khí thoát 
ra trong quá trình tự cháy của than để từ đó đánh 
giá tác động môi trường của hiện tượng tự cháy. 
Tuy nhiên, theo nhận định của Ủy ban liên chính 
phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel 
on Climate Change - IPCC), tác động của ngành 
công nghiêp khai thác than, hiện tượng tự cháy 
và ô xy hóa của than ở nhiệt độ thấp tại các mỏ 
than và bãi thải được xem là nguy cơ tiềm tàng 
của việc tăng hiệu ứng nhà kính [1].
Theo thống kê từ năm 2004 đến nay, tại các 
mỏ than hầm lò Việt Nam đã xảy ra nhiều vụ 
cháy, xuất khí CO, mà nguyên nhân được cho 
là do than có tińh tự cháy (bảng 1). Tuy chưa có 
các thống kê cụ thể, nhưng qua thực tế cho thấy, 
các sự cố liên quan đến than tự cháy đã làm gián 
đoạn quá trình sản xuất ở diện xảy ra sự cố và 
làm ảnh hưởng đến sản xuất chung của mỏ khi 
hệ thống thông gió chung phải điều chỉnh. 
Như đã giới thiệu về tác động của các khí sinh 
ra trong quá trình tự cháy lên hiệu ứng khí nhà 
kính, ngành công nghiệp mỏ Việt Nam tiến tới sẽ 
phải xem xét vấn đề này. Để góp phần đảm bảo 
sản xuất than và bảo vệ môi trường, bài báo giới 
thiệu các nghiên cứu trên thế giới về tác động 
của hiện tượng cháy mỏ đến hiệu ứng khí nhà 
kính và các kết quả nghiên cứu ban đầu trong 
ngành than Việt Nam.
2. Các nghiên cứu về hiệu ứng nhà kính gây 
ra do hiện tượng than tự cháy tại một số nước 
TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA THAN TỰ CHÁY 
TRONG CÁC MỎ THAN HẦM LÒ
TS. Lê Trung Tuyến, ThS. Nguyễn Tuấn Anh, 
NCS. Vũ Bá Tú
Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin 
KS. Phạm Ngọc Lược, ThS. Đoàn Duy Khuyến 
Ban KCM - Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng 
Sản Việt Nam
Biên tập: ThS. Phạm Chân Chính
 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG 29
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
Là nước có ngành công nghiệp than phát 
triển, ở Australia xảy ra nhiều vụ than tự cháy 
trong các mỏ than. Đáp ứng yêu cầu của Công 
ước quốc tế, việc đánh giá tác động môi trường 
của khí gây hiệu ứng nhà kính từ hiện tượng than 
tự cháy đã được tiến hành, nhưng chủ yếu là 
cho các mỏ than lộ thiên và bãi thải. Theo Carra 
[2], lượng khí nhà kính như các khí CO2, CH4 
khi thoát ra làm thay đổi nhiệt độ bề mặt được 
phát hiện hoặc đo đạc bằng các thiết bị hồng 
ngoại. Theo đó, tác giả đưa ra phương pháp xác 
định ảnh hưởng do tự cháy tại các mỏ lộ thiên, 
bãi thải dựa trên phương pháp tia hồng ngoại 
để xác định tương quan giữa nhiệt độ bề mặt 
và mức độ thoát khí CO2 trên một diện tích xác 
định. Khí mê tan hình thành và thoát ra trong quá 
trình tự cháy cũng được dự báo theo phương 
pháp này. Riêng với lượng khí nhà kính sinh ra 
trong quá trình ô xy hóa tại nhiệt độ thấp, phải 
xác định thông qua các thử nghiệm trong phòng 
thí nghiệm. Từ kết quả thí nghiệm, dự báo lượng 
khí thoát ra với quy mô thực tế.
Lloyd và Cook [3] đã đánh giá lượng khí mê 
tan tạo ra từ các mỏ của Nam Phi để báo cáo 
liên quan đến Công ước chống biến đổi khí hậu. 
Các nghiên cứu của Otter cũng đánh giá mức 
độ thoát khí từ các vụ tự cháy với các khí điển 
hình như CO2, SO2 và NO2. Cũng tương tự như 
Australia, phương pháp do Carras đề xuất được 
sử dụng để đánh giá lượng khí nhà kính gây ra 
do than tự cháy tại các mỏ lộ thiên, bãi thải. 
Với ngành than Ấn Độ [4], lượng khí nhà 
kính phát sinh từ các vụ tự cháy được dự báo 
bằng giả thiết định lượng khí thoát ra từ than tự 
cháy tỷ lệ thuận với lượng than cháy hàng năm. 
Lượng phát thải khí nhà kính do cháy than tại Ấn 
Độ được xác định theo định lượng thông qua các 
thông số như lượng than cháy hàng năm, hệ số 
thoát khí, loại khí nhà kính (CO2, CH4) và theo 
đó quy đổi ra khí nhà kính CO2. Với các mỏ lộ 
thiên và bãi thải, phương pháp đánh giá mức độ 
phát thải các khí nhà kính cũng sử dụng phương 
pháp được áp dụng tại Australia do Carras đề 
xuất, tuy nhiên thiết bị đo đã được cải tiến so với 
phiên bản ban đầu.
Theo Công ước Kyoto về biến đổi khí hậu, 
Trung Quốc [5] đã đánh giá tác động môi trường 
của hiện tượng than tự cháy. Theo báo cáo [6], 
Trung Quốc có khoảng 750 khu vực khai thác 
than và mỏ than có hiện tượng tự cháy với lượng 
than 20 triệu tấn/năm và tổng lượng 200 triệu 
tấn bị mất đi vì cháy. Theo đó, phương pháp của 
Carras đề xuất dựa trên việc sử dụng đo đạc vệ 
tinh kết hợp các sensor khí và phương pháp đo 
Bảng 1.4 Các sự cố xuất khí CO tại các đơn vị trong TKV
TT Thời gian Đơn vị Vị trí, mô tả 
1 13/01/2017 Mạo Khê
Vỉa 10 Tây Bắc II: Lò DVPT mức -14, -38, -48, -58. Xuất hiện khí CO 
hàm lượng cao
2
03/6/2017
Hà Lầm
Vỉa 10-Khu III: Tại IIK 210 lò vận tải mức -130/-110. Xuất hiện khí CO
14/9/2017
Vỉa 7-Khu I: Tại lò nối thông gió mức -165. Xuất hiện khí CO hàm 
lượng cao
14/3/2018
Vỉa 10-Khu III: Tại IIK 210 lò vận tải mức -130/-110. Xuất hiện khí CO 
trở lại khi tháo dỡ tường chắn để khai thác
06/10/2018
Vỉa 7: Tại lò nghiêng vận tải lò chợ 7.3.1. Xuất hiện khí CO hàm lượng 
cao trong lỗ khoan và khu vực xén lò, than tụt nóc nóng khoảng 70oC. 
3
23/09/2017
Khánh Hòa
Vỉa 16: Tại lò dọc vỉa mức -183. Xuất hiện khí CO hàm lượng cao
05/10/2017 Vỉa 16: Tại lò dọc vỉa mức -91. Xuất hiện khí CO hàm lượng cao
4 15/3/2019 Uông Bí
V9B Khu Tràng Khê II: Tại Lò chợ II-9-2 mức +95/+140. Xuất hiện khí 
trở lại khi tháo dỡ tường chắn để khai thác
30 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
trên một diện tích nhất định. Theo đánh giá, các 
phương pháp nêu trên chưa phù hợp để đánh 
giá tác động môi trường, đặc biệt là cho các giai 
đoạn khác nhau của hiện tượng tự cháy. Theo 
đó, Trung Quốc đã xác định ảnh hưởng của các 
khí sinh ra từ hiện tượng than tự cháy dựa trên 
các kết quả thí nghiệm hiện tượng tự cháy của 
than trong phòng thí nghiệm. Như hình 1 dưới 
đây giới thiệu mô hình thí nghiệm xác định các 
khí sinh ra trong các giai đoạn khác nhau của 
hiện tượng than tự cháy do Đại học kỹ thuật mỏ 
Bắc Kinh thiết kế và thử nghiệm.
Bằng cách sử dụng mô hình nêu trên, các thí 
nghiệm đã được tiến hành cho 10 loại than khác 
nhau của Trung Quốc. Các thí nghiệm đã đánh 
giá các yếu tố ảnh hưởng đến lượng khí thoát ra 
của các yếu tố như: rò gió, chất lượng than, nhiệt 
độ để xác định hệ số thoát khí trong quá trình thử 
nghiệm. Theo đó, các quá trình thử nghiệm như 
giai đoạn ô xy hóa chậm ở mức dưới 100oC (1), 
giai đoạn phát triển thành tự cháy (2) ở mức 100-
250oC, giai đoạn cháy chính (3) 250-400oC, giai 
đoạn cháy mạnh (4) 400-600oC và giai đoạn duy 
trì cháy (5) ở mức lớn hơn 600oC. Theo đánh giá 
thông qua các thử nghiệm, có nhiều yếu tố ảnh 
hưởng đến kết quả cần được xem xét như công 
nghệ, điều kiện địa chất tại thực tế của mỏ. Do 
đó các tác giả nhận định, phương pháp và thiết 
bị nêu trên cần được tiếp tục nghiên cứu và cải 
tiến để có thể phù hợp hơn với thực tế cháy tại 
các mỏ.
3. Nghiên cứu xác định các sản phẩm khí 
sinh ra trong quá trình ô xy hóa và cháy của 
than
Theo cơ chế tự cháy của than, hiện tượng 
than tự cháy là giai đoạn cuối của phản ứng ô xy 
hóa của than với ô xy trong không khí mỏ. Theo 
đó, chuỗi các phản ứng sinh ra sản phẩm chính 
là CO, CO2 và CH4 theo các phản ứng minh họa 
kèm theo [7].
(1) Thành tạo khí mêtan
Phân hủy nhiệt
Than→ CH4 + than biến chất (1)
Phản ứng với hydro
C + 2H2 → CH4 + 17.9 kcal/mol (2)
CO +3H2 CH4 + H2O + 49.3 kcal/mol (3)
 (2) Sinh khí CO
 Phản ứng với O2
 C + O2 → CO2 + 97.0 kcal/mol (4)
 2C + O2 → 2CO + 29.4 kcal/mol (5)
 Phản ứng với CO2
 C + CO2 → 2CO + 38.2 kcal/mol (6)
 (3) Sinh khí H2
 C + H2O → CO + H2 - 31.4 kcal/mol (7)
 C + 2H2O → CO2 + 2H2 - 18.2 kcal/mol (8)
 CO + H2O → CO2 + H2 + 10.0 kcal/mol (9)
Tùy thuộc vào thành phần khoáng chất (phân 
tích nguyên tố), thông số (phân tích tro, ẩm bốc) 
mà sản phẩm tạo ra trong quá trình tự cháy là 
khác nhau. Về lý thuyết, khi than bị cháy, thành 
phần các bon trong than sẽ chuyển hóa thành 
CO, CO2. Ni tơ chuyển hóa thành ô xít ni tơ và 
lưu huỳnh chuyển hóa thành ô xít lưu huỳnh. 
Ngoài thành phần của than, tùy thuộc vào điều 
kiện phản ứng và điều kiện vỉa, sản phẩm tạo ra 
là khí CO hay CO2 sẽ khác nhau. Theo nghiên 
cứu, khi tự cháy xảy ra ở mức nông, sự thành 
tạo CO và CO2 là chủ yếu và tương đồng theo 
Hình 1. Mô hình thí nghiệm xác định các khí sinh ra trong các giai đoạn của hiện tượng than tự cháy
 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG 31
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
tỷ lệ phản ứng do phản ứng cháy xảy ra hoàn 
toàn. Ngược lại, khi tự cháy xảy ra ở mức sâu và 
vỉa dày, phản ứng cháy không xảy ra hoàn toàn 
nên sản phẩm chính chủ yếu là khí CO. Điều 
này được giải thích dựa trên điều kiện phản ứng 
cháy bị ảnh hưởng bởi các yếu tố địa hình, thông 
gió và tính chất vỉa than tại một số mỏ đã xảy ra 
tự cháy.
Theo nghiên cứu6, khi đốt cháy hoàn toàn 1 
tấn than (75% thành phần các bon) sẽ sinh ra 
2,7 tấn khí CO2. Trong khí đó, khi xảy ra tự cháy 
- quá trình cháy không hoàn toàn - một lượng 
than như trên sẽ sinh ra lượng khí là 1,3 tấn CO2 
và 0,18 tấn CH4. Quy đổi về khí CO2 để xác định 
ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính sẽ lần lượt 
là 2,7 tấn và 5,1 tấn (1,3 + 0,18*23) trong hai 
trường hợp cháy hoàn toàn và không cháy hoàn 
toàn nêu trên.
Với các vỉa than, trong điều kiện nhiệt độ bình 
thường, các khí hyddro các bon (C2-C5: mê tan 
đến pen tan) bám dính vào bề mặt phía trong các 
lỗ rỗng của than. Một phần các khí này bị thoát ra 
khi các liên kết bị đứt khi có hoạt động khai thác 
than, nứt nẻ. Khi nhiệt độ của than tăng sẽ làm 
mức độ thoát của các khí hydro các bon tăng8. 
Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 
và đo đạc thực tế tại Mỹ9 cho thấy lượng thoát 
khí CO2 có quan hệ dưới dạng hàm số với lượng 
các bon trong than (mức độ biến chất của than), 
nhiệt độ vỉa than và lượng ô xy tồn tại. Lượng khí 
CO2 sinh ra tỷ lệ thuận với việc giảm hàm lượng 
khí O2 và tăng khi nhiệt độ tăng. Lượng khí CO2 
trong các mỏ xảy ra tự cháy tăng 0,7% tương 
ứng với sự giảm 1% lượng khí O2, lượng khí O2 
giảm xuống 2% tương ứng với lượng khí CO2 
đạt tối đa 15%. Hàm lượng khí CH4 tăng 0,001% 
khi nhiệt độ trong mỏ hầm lò tăng lên 1oC.
Xem xét từ quá trình sinh khí do hiện tượng 
tự cháy cho thấy, ngoài các khí gây hiệu ứng 
nhà kính như NOx, CO2, CO2 quy đổi, CO thì 
việc gia tăng lượng khí CH4 là yếu tố cần phải 
xem xét. Căn cứ theo cách tính toán nêu trên, 
than tự cháy tạo ra lượng CO2 ít hơn so với quá 
trình cháy hoàn toàn nhưng lượng khí CH4 phát 
sinh từ hiện tượng còn gây ảnh hưởng đến môi 
trường nhiều hơn do có tác động gấp 21 đến 25 
lần so với khí CO2.
4. Nghiên cứu, đánh giá việc phát thải các 
khí nhà kính của hiện tượng cháy than trong 
các mỏ hầm lò Việt Nam
Hiện tượng than tự cháy trong các mỏ hầm 
lò Việt Nam thường được đánh giá và đưa ra 
các biện pháp nhằm đảm bảo an toàn, hiệu quả 
sản xuất. Trong các vụ xảy ra tự cháy, các khu 
vực cháy thông thường được cách ly bằng các 
tường chắn và tiến hành bơm xả khí ni tơ để làm 
giảm lượng khí ô xy trong khu vực cháy. Các kết 
quả phân tích tại Hà Lầm và Mạo Khê tại Hình 2 
và 3 như sau.
Hàm lượng khí ni tơ trong các số liệu đo đạc 
thường không phản ánh chính xác lượng khí này 
tại vỉa do sau khi làm tường chắn, khu vực cách 
ly được phun xả khí ni tơ để dập cháy. Kết quả 
phân tích tại Vỉa 7 - Hà Lầm ngay sau ngày xử lý 
cho thấy hàm lượng các khí trong khu vực cách 
ly có sự thay đổi của các khí chỉ thị của than an 
Hình 2. Biểu đồ biến thiên hàm lượng khí trong khu 
cách ly vỉa 7 Hà lầm
Hình 3: Biểu đồ biến thiên hàm lượng khí trong khu 
phá hỏa vỉa 10 TBII Mạo Khê
32 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
tra xit khi xảy ra tự cháy như CO, CO2, CH4 và 
xu hướng giảm của khí CO và O2 chủ yếu là do 
tác động của việc bơm xả khí ni tơ vào khu vực 
cách ly. Trong khi đó, lượng khí CH4 vẫn liên tục 
gia tăng, ngay cả sau 1 tháng bơm xả khí ni tơ 
và giảm khi bơm khí ni tơ được khoảng 2 tháng. 
Xét về độ chứa khí mê tan, Vỉa 7 Hà Lầm được 
xếp hạng 1 về độ chứa khí nhưng lượng khí CH4 
tăng có thể giải thích là do tác động của nhiệt độ, 
lượng khí tồn dư trong than cũng được kích thích 
để thoát ra mà chưa cần đến việc tách bằng bơm 
chân không như Quy chuẩn đã quy định. 
Khác với trường hợp Hà Lầm, tại vỉa 10 TB 
II Mạo Khê là vỉa được xếp hạng siêu hạng về 
mức độ nguy hiểm về thoát khí mê tan. Trong 
trường hợp nay, khu vực có thời gian khá dài 
trước khi bơm xả khí ni tơ vào khu vực. Theo 
kết quả khi chưa bơm xả khí ni tơ, lượng khí 
CO2, CH4 và CO đạt hàm lượng cao nhất khi khí 
O2 giảm xuống mức thấp nhất. Các kết quả này 
cũng có một số tương đồng với các kết quả tham 
khảo tại một số nước. Với khí CH4 tại Mạo Khê, 
lượng khí thoát ra tăng nhiều và lại có các tường 
chắn nên luôn tích tụ với lượng lớn trong khu 
vực cách ly.
Cùng với các kết quả đo đạc tại hiện trường 
nêu trên, tại Trung tâm An toàn Mỏ đã xác định 
các khí sinh ra khi gia nhiệt mẫu than trong 13 
dải nhiệt độ thể hiện trong đồ thị Hình 3. Với mục 
tiêu chỉ để xác định lượng khí “chỉ thị” cho quá 
trình tự cháy nên một số chỉ tiêu về khí khác như 
CH4 không đưa vào phân tích.
Theo kết quả thể hiện tại hình 3 cho thấy, khi 
gia nhiệt cho mẫu than - mô phỏng quá trình tự 
nóng của khối than các kết quả khá tương đồng 
với các trích dẫn và nghiên cứu của một số nước. 
Trong giai đoạn ô xy hóa tại nhiệt độ thấp, lượng 
khí CO2 sinh ra ở mức độ thấp dưới 1% nhưng 
lượng CO sinh ra đã đạt khoảng 500ppm là hàm 
lượng cao trong các mỏ hầm lò. Giai đoạn ô xy 
hóa mạnh và phát triển thành đám cháy (150-
250oC) hàm lượng O2 giảm đến quanh giá trị 
1,95% với lượng CO2 và CO sinh ra khá lớn. 
Do mẫu than vỉa 7 Hà Lầm có hàm lượng các 
bon lớn (92,39%) nên khi đạt giới hạn nhiệt độ 
thí nghiệm 350oC, hàm lượng O2 giảm đến mức 
không duy trì sự cháy (O2 = 0,52%<2%), các khí 
CO và CO2 đạt mức giá trị lớn nhất tương ứng 
là 4,8% và 7,21%.
Các kết quả đo đạc và thí nghiệm tại hiện 
trường và phòng thí nghiệm của Việt Nam đều 
cho thấy quá trình cháy không hoàn toàn - than 
tự cháy hay quá trình ô xy hóa của than sinh 
ra một số khí có ảnh hưởng đến hiệu ứng khí 
nhà kính như CO, CO2 và CH4. Khác với mẫu 
than của các nước khác, các khí thoát ra chủ 
yếu trong than an tra xít bao gồm các khí nêu 
trên và khí H2, ít hoặc không phát hiện các khí 
khác thuộc nhóm hydro các bon hoặc NOx hay 
SOx. Điều này đã được lý giải do tính chất than 
an tra xít khác với các than lignite hay bituminus 
có chứa nhiều khoáng chất gốc để tạo ra các khí 
như các loại than nêu trên [10].
5. Kết luận
Hiện nay, hiên tượng than tự cháy tại các mỏ 
lộ thiên, bãi thải và đặc biệt là hầm lò của Việt 
Nam đã là vấn đề được quan tâm nhằm đảm 
bảo ổn định sản xuất, tiết kiệm tài nguyên. Việc 
đánh giá tác động của hiện tượng than tự cháy 
đến hiệu ứng nhà kính là sự đóng góp vào cam 
kết quốc gia về chống biến đổi khí hậu đã được 
các nước tham gia và cam kết.
Tại các nước có ngành than phát triển và 
đã đối mặt với hiện tượng than tự cháy như 
Australia, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, các đánh 
giá về tác động của than tự cháy lên hiệu ứng 
khí nhà kính đã được triển khai từ những năm 
70 của thế kỷ trước. Các nghiên cứu và phương 
pháp đo đạc, đánh giá đang dần được cải tiến 
phù hợp với sự phát triển của khoa học công 
nghệ nói chung.
Lượng khí nhà kính sinh ra từ hiện tượng 
than tự cháy khác với đốt than phát điện, vì đó 
Hình 4.Thí nghiệm xác định các khí sinh ra trong 
quá trình gia nhiệt vỉa 7 - Hà Lầm
 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG 33
 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
là phản ứng cháy không hoàn toàn - phản ứng ô 
xy hóa than. Với hiện tượng than tự cháy, ngoài 
lượng khí truyền thống là CO2 thì lượng CH4 sinh 
ra là khá lớn. Ảnh hưởng của hiện tượng than tự 
cháy có tác động gấp hai lần so với việc đốt cháy 
hoàn toàn cùng một lượng than, do khí CH4 có 
tác động đến hiện tượng hiệu ứng nhà kính gấp 
21-25 lần khí CO2. 
Thông qua các kết quả đo đạc tại các mỏ 
than hầm lò Việt Nam đã xảy ra tự cháy, các kết 
quả thí nghiệm tại Trung tâm An toàn Mỏ - Viện 
KHCN Mỏ đã xác nhận mức độ và các loại khí 
sinh ra trong quá trình ô xy hóa than - tự cháy 
của than an tra xit. Cho đến nay, ngành than Việt 
Nam chưa có bất cứ đánh giá nào về tác động 
của hiện tượng than tự cháy đến hiệu ứng khí 
nhà kính. Tuy nhiên với các kết quả thí nghiệm 
và đo đạc nêu trên, việc xác định lượng khí có 
ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính sinh ra trong 
quá trình gia nhiệt mẫu than là yêu cầu cần 
quan tâm trong xu hướng thực hiện các cam kết 
quốc gia về chống biến đổi khí hậu. Việc đầu tư 
hướng nghiên cứu về than tự cháy sẽ không chỉ 
tập trung vào vấn đề an toàn mà còn có đánh giá 
tác động của hiện tượng lên hiệu ứng nhà kính 
nhằm bảo vệ môi trường.
Tài liệu tham khảo:
1. S.J. Day, J.N. Carras, R. Fry, D.J. Williams. 
Greenhouse gas emissions from Australian open-
cut coal mines: contribution from spontaneous 
combustion and low-temperature oxidation. 
Environ Monit Assess, Vol 166: 529 - 541, 2010.
2. Carras, J. N., Day, S. J., Saghafi, A., & 
Williams. Greenhouse gas emissions from 
low temperature oxidation and spontaneous 
combustion at opencut coal mines in Australia. 
International Journal of Coal Geology, 2009.
3. A.P. Cook and P.J.D. Lloyd. The estimation 
of greenhouse gas emissions from South African 
surface and abandoned coal mines. The Journal 
of The Southern African Institute of Mining and 
Metallurgy, Vol.112. 2012.
4. N. K Mohalik, E. Lesterb, I.S. Lowndesc, 
V. K. Singhd. Estimation of greenhouse gas 
emissions from spontaneous combustion/fire of 
coal in opencast mines - Indian context. Carbon 
Management, 7: 5 - 6, 317 - 332, 2016.
5. H. Wang, C. Chen. Experimental Study 
on Greenhouse Gas Emissions Caused by 
Spontaneous Coal Combustion. Energy Fuels, 
29, 5213 - 5221, 2015.
6. Van Genderen JL, Haiyan G. Environmental 
monitoring of spontaneous combustion in the 
North China coalfields. Final Report to European 
Commision under Contract CI1*- CT93-0008 
(DG-HSMV), European Commision, 1997.
7. Lê Trung Tuyến, Journal of Mining and 
Minerals Processing Institute of Japan, 2016, 
132
8. G.B. Stracher, A. Prakash, E.V. Sokol. Coal 
and Peat Fires: A Global Perspective. Vol 1: Coal 
- Geology and Combustion, 2011.
9. A.G. Kim. Greenhouse gases generated in 
underground coal - mine fires. The Geological 
Society of America Review in Engineering 
Geology, Vol XVIII, p1-13, 2007.
10. Le Trung Tuyen. Nghiên cứu đánh giá tính 
tự cháy của than an tra xit trong các mỏ than Việt 
Nam. Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Hokkaido 
- Nhật Bản, 2018.
Environmental impact of coal spontaneous combustion
in underground coal mines 
Dr. Le Trung Tuyen, MSc. Nguyen Tuan Anh, Postgraduate Vu Ba Tu
Vinacomin – Institute of Mining Science and Technology 
Eng. Pham Ngoc Luoc, MSc. Doan Duy Khuyen
Department of Mining Science and Technology of Vinacomin
Abstract: 
Coal spontaneous combustion is the cause of a coal production delay, loss of coal resources, 
pose safety hazardous and increasing of gases which promoted global warming affect such as CO, 
CH4,Thought out the results of the oxidation mechanism of coal which lead to coal spontaneous 
34 KHCNM SỐ 6/2019 * CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ
combustion, CO and CO2 area main production 
of coal oxidation since coal oxidized at low 
temperature (300C). Together with those gases, 
methane gas might come out as the result of 
the heat decomposition and desorption process, 
especially, at hight temperature of the oxidation 
reaction. From previous results, methane gas 
adsorpts in coal structure and its emist when the 
coal’s temperature increases. From the viewpoint 
of safety, methane gas release from desorption 
process at coal spontaneous combustion even is 
considered as a hazard of gas explosion as well 
as greenhouse gas.
The analysis results from laboratory’s 
experiment as well as mine site measurement 
show new problem for Vietnamese coal industry. 
The prevention of coal spontaneous combustion 
is not only for safety issue but also for reduction 
of global gases for envromental protection.