นักวิจัยคณะวิศวฯ มช. ศึกษากลไกการวิบัติของบ่อเหมืองที่ถูกควบคุมโดยโครงสร้างธรณีวิทยา Hydromechanical “HM” coupling

นายภพธร มณีพงศ์ นักศึกษาปริญญาโท และผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.เชี่ยวชาญ ลีลาสุขเสรี (อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์) จากภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่และปิโตรเลียม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ศึกษากลไกการวิบัติของผนังบ่อเหมืองถ่านหินในพื้นที่ C1-west wall ของเหมืองแม่เมาะ จังหวัดลำปาง ผนังบ่อเหมืองบริเวณดังกล่าวมีความซับซ้อนทางโครงสร้างธรณีวิทยาที่จำแนกได้ว่าเป็นพื้นที่ของ Relay Ramp ซึ่งมีความสัมพันธ์กับการเกิดรอยเลื่อนปกติในขณะที่แอ่งแม่เมาะเกิดการพัฒนา โครงสร้างดังกล่าวมีความยาวมากกว่า 2 กิโลเมตร ซึ่งอาจส่งผลต่อเสถียรภาพของพื้นที่บ่อเหมืองบริเวณดังกล่าวเมื่อเหมืองแม่เมาะถูกพัฒนาไปตามแผนเหมืองในปี พ.ศ. 2584

ข้อมูลจากเครื่องมือตรวจวัดทางธรณีเทคนิคในผนังบ่อบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ที่กระบวนการอุทกกลศาสตร์อาจส่งผลให้เสถียรภาพของผนังบ่อลดลง. ทีมนักวิจัยได้ศึกษาพื้นที่ดังกล่าวด้วยแบบจำลองตัวเลขสามมิติโดยใช้ระเบียบวิธี Distinct Element Method โดยได้คำนวณค่าปัจจัยความปลอดภัย (Factor of Safety) และการเคลื่อนตัวของผนังบ่อ (Displacement) ซึ่งเปรียบเทียบสามกรณีที่เป็นไปได้ ได้แก่ 1) สภาวะแห้ง (Dry condition) 2) การคำนวณแรงดันน้ำแบบวิธีความเค้นประสิทธิผล (Traditional uncoupled effective stress) และ 3) การคำนวณแรงดันน้ำด้วยหลักการอุทกกลศาสตร์ (HM coupling)

ผลการศึกษาพบว่า อิทธิพลจากการวางตัวของ Relay Ramp และรอยเลื่อนปกติในพื้นที่ C1-west wall ควบคุมรูปแบบการวิบัติ (mode of failure) ทั้งหมดสามรูปแบบ ได้แก่ การไถลของบล็อกที่ถูกควบคุมโดยสองระนาบ (bi-planar compound block sliding), การไถลแบบหมุนของบล็อกที่ถูกควบคุมโดยสองระนาบ (bi-planar rotational block sliding), และการยกตัวของพื้นบ่อเหมืองที่ได้รับอิทธิพลจากการวางตัวของ Relay Ramp (toe pushing-up influenced by the dipping of the Relay Ramp) และได้ค้นพบว่าอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกลและเชิงชลศาสตร์ของโครงสร้างทางธรณีวิทยาในพื้นที่ดังกล่าวเป็นผลมาจากพฤติกรรมการคายความเค้น (stress relaxation) จากการขุดเปิดเหมือง ผนวกกับการเพิ่มขึ้นของแรงดันน้ำใต้ดินที่เป็นผลมาจากฝนตก นอกจากนี้ ค่าปัจจัยความปลอดภัยที่ต่ำที่สุดและค่าการเคลื่อนตัวของผนังบ่อที่มากที่สุด ถูกคำนวณได้จากวิธีการคำนวณแบบ HM coupling จากผลการวิจัยดังกล่าว ทีมวิจัยจึงได้แนะนำให้การออกแบบเหมืองเปิดนำปัจจัยและการคำนวณทางอุทกกลศาสตร์เข้าไปเป็นส่วนหนึ่งในการออกแบบความลาดชันที่ปลอดภัยมากยิ่งขึ้น

งานวิจัยนี้ได้รับความร่วมมือจากวิศวกรธรณีเทคนิคของเหมืองแม่เมาะ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (EGAT) และ Professor Thirapong Pipatpongsa จาก National Yang Ming Chiao Tung University ไต้หวัน และได้ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences (Scopus 99th percentile) เมื่อเดือนเมษายน พ.ศ. 2568 ที่ผ่านมา

อ้างอิง Maneepong, P., Leelasukseree, C., Pipatpongsa, T., Sangkhaphan, P., Maneewat, T., & Chaiwan, A. (2025). Rock slope stability and hydromechanical coupling evaluation on the relay ramp-controlled failure mechanism in Mae Moh Mine, Thailand. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 191.

อ่านงานวิจัย https://doi.org/10.1016/J.IJRMMS.2025.106132