Determination of highwall mining panel dimensions for Mae Moh Mine using numerical simulations

การหาขนาดแผงผลิตแร่ของการทำเหมืองแบบไฮวอลล์สำหรับเหมืองแม่เมาะด้วยการจำลองเชิงตัวเลข

Name: Adirek Kajai

LCSH: Numerical analysis Numerals

LCSH: Coal mines and mining -- Mae Moh (Lampang)

LCSH: Mae Moh mine -- Lampang

LCSH: Conveyor system

Abstract: Mae Moh mine will be discontinued in Year 2051 because it is not economically viable. However, there are 130 million tonnes of coal under the southern end wall. Many mining methods have been studied in order to excavate out the remaining coal. This study focused on highwall mining method. Highwall mining is a mining method that equipment is utilized to excavate coal seam without excavating overburden. The highwall mining system delves rectangular entries in coal seam and left parts of the coal seam as pillars to stabilize the mining working faces, then the mined coal is transported out of the seam by its conveyor system. The significant advantage of highwall mining is able to obtain the coal which is normally unmineable through pit walls of an open-pit mine. Therefore, highwall mining method can be an economical option and possibly save the overburden excavation cost by obtaining the additional coal and also maintains the stability of the mine. The objective of this study looked for highwall mining layout for Mae Moh Mine using numerical simulations. The simulation models calculated the dimensions of entries and pillars using burden and coal engineering properties of Mae Moh mine to find the relationships between the height-width of pillar and the height-width of entry along with safety factor. The coal properties in this study were from 2 sources, which were the laboratory test results and the in-situ direct shear test results from the previous studies of the mine. At Mae Moh mine, the coal seams are expected approximately 30 meters thick. Consequently, the highwall mining system in the current market is incapable to excavate the seam at once. Therefore, multi-lift highwall mining is suitable for Mae Moh coal seams to increasing the recovery ratio. The study found that highwall mining method can be practiced in Mae Moh mine. While using material property data from laboratory test, the suitable panel shape for producing maximum coal is the panel with 48.46% recovery and the factor of safety is 1.55, with 4.5 meters entry width, 3 meters pillar height and 2 meters pillar width. If this panel shape is applied in Mae Moh mine, 8.1 million tonnes of coal will be extracted. However, when using material property data from the in-situ test in multi-lift excavating floor by floor and backfilling, the suitable panel shape for producing maximum coal is the panel with 33% recovery and the factor of safety on the first floor before backfilling is 1.33, with 3 meters entry width, 2 meters pillar height and 3 meters pillar width. If this panel shape is applied in Mae Moh mine, 5.4 million tonnes of coal will be extracted.

Abstract: เหมืองแม่เมาะจะยุติการทำเหมืองในปี พ.ศ.2594 เนื่องจากความไม่คุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เหมืองแม่เมาะยังคงมีถ่านหินอยู่ใต้ชั้นดินในผนังบ่อด้านทิศใต้ ณ ตอนปิดเหมืองอีกประมาณ 130 ล้านตัน กฟผ.เหมืองแม่เมาะ ได้ทำการศึกษาการทำเหมืองหลายวิธีเพื่อให้สามารถขุดถ่านที่เหลือเหล่านี้ออกมาได้อย่างคุ้มค่า ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยจะศึกษาเฉพาะการทำเหมืองแบบไฮวอลล์ การทำเหมืองแบบไฮวอลล์เป็นการทำเหมืองผิวดินที่ใช้เครื่องจักรขุดเอาถ่านออกมาโดยไม่ต้องขุดดินที่อยู่เหนือชั้นถ่านโดยเครื่องจักรกลจะทำงาน โดยขุดล้วงเป็นช่องขุดรูปสี่เหลี่ยมเข้าไปในชั้นถ่าน แล้วเหลือเสาค้ำยันไว้เพื่อรักษาเสถียรภาพของการทำเหมือง หลังจากนั้นถ่านที่ได้จะถูกลำเลียงด้วยระบบขนส่งแบบระบบสายพานออกมาจากหน้าขุด ข้อดีของการทำเหมืองแบบไฮวอลล์ คือ สามารถขุดถ่านหินจากพื้นที่ที่ไม่สามารถทำเหมืองได้ในเหมืองเปิด ดังนั้น การทำเหมืองแบบไฮวอลล์จึงเป็นวิธีการที่คุ้มค่าและเป็นไปได้เพื่อลดต้นทุนในการผลิตถ่านหินเพิ่มโดยไม่ต้องขุดดินเหนือถ่านออก อีกทั้ง ยังรักษาเสถียรภาพของการทำเหมืองไว้ได้อีกด้วย จุดประสงค์ของการศึกษานี้ คือ การหารูปแบบการทำเหมืองไฮวอลล์ที่เหมืองแม่เมาะ โดยใช้วิธีการจำลองเชิงตัวเลข การจำลองในแบบจำลองนี้จะวิเคราะห์จากขนาดของช่องขุดและเสาค้ำยันร่วมกันกับค่าคุณสมบัติทางวิศวกรรมธรณีของชั้นดินและถ่านที่เหมืองแม่เมาะ เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดความกว้างและความสูงของช่องขุด ความกว้างและความสูงของเสาค้ำยันเมื่อพิจารณาร่วมกับค่าความปลอดภัย โดยในการศึกษานี้ค่าคุณสมบัติทางวิศวกรรมของวัสดุจะมาจาก 2 แหล่ง คือ จากผลการทดสอบในห้องทดลองและจากผลการทดสอบในภาคสนาม ซึ่งเป็นข้อมูลการศึกษาวิจัยที่มีก่อนหน้านี้ ชั้นถ่านของเหมืองแม่เมาะมีค่าความหนาอยู่ที่ประมาณ 30 เมตร ซึ่งเครื่องจักรสำหรับการทำเหมืองแบบไฮวอลล์ในปัจจุบันไม่สามารถทำงานได้ในครั้งเดียว ดังนั้น จึงจำเป็นที่จะต้องทำเหมืองไฮวอลล์แบบหลายชั้นเพื่อเพิ่มปริมาณถ่านที่สามารถขุดได้ การศึกษานี้พบว่าการทำเหมืองไฮวอลล์ที่เหมืองแม่เมาะนั้นสามารถทำได้ โดยเมื่อใช้ค่าคุณ สมบัติทางวิศวกรรมจากห้องทดลอง รูปแบบที่เหมาะสม คือ ขนาดช่องขุดกว้าง 4.5 เมตรเสาค้ำยันกว้าง 2 เมตร และเสาค้ำยันสูง 3 เมตร โดยมีอัตราการขุดแร่ที่ 48.46% ค่าความปลอดภัยอยู่ที่ 1.55 หากใช้รูปแบบนี้ที่เหมืองแม่เมาะ จะสามารถขุดถ่านได้ 8.1 ล้านตัน และเมื่อใช้ค่าคุณสมบัติทางวิศวกรรมจากภาคสนามจะได้รูปแบบที่เหมาะสม คือ ช่องขุดกว้าง 3 เมตร เสาค้ำยันกว้าง 3 เมตร และเสาค้ำยันสูง 2 เมตร โดยมีอัตราการขุดแร่ที่ 33% ค่าความปลอดภัยอยู่ที่ 1.33 หากใช้รูปแบบนี้ที่เหมืองแม่มาะจะสามารถขุดถ่าน ได้ 5.4 ล้านตัน

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Cheowchan Leelasukseree

Role: Advisor

Created: 2022

Modified: 2023-10-09

Issued: 2023-10-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Mining Engineering

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	600635906.pdf	8.4 MB	1	2024-03-25 15:30:46

ใช้เวลา

0.036698 วินาที