ความสำคัญของการทำเหมืองแร่

การทำเหมืองมีความสำคัญต่อระบบเศรษฐกิจสังคม เนื่องจากเป็นสถานที่ผลิตแร่ชนิดต่างๆ ที่นำมาใช้เป็นวัตถุดิบป้อนให้กับอุตสาหกรรมทั้งขนาดย่อมและขนาดใหญ่ในด้านต่างๆ เช่น

• • ผลิตแร่โลหะสำหรับอุตสาหกรรมพื้นฐาน ใช้ในการผลิตเครื่องจักร อุปกรณ์ ยานพาหนะ เช่น ดีบุก ตะกั่ว สังกะสี ทองแดง พลวง แทนทาลัม

  • ผลิตวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมทั่วไป เช่น ฟลูออไรต์ ดินขาว กำมะถัน ทรายแก้ว เกลือหิน เป็นต้น

  • ผลิตวัสดุสำหรับการก่อสร้าง เช่น หินอ่อน หินปูน ยิบซั่ม เหล็ก อลูมิเนียม

  • ผลิตแร่ธาตุและปุ๋ย สำหรับเกษตรกรรม เช่น โปแตช ฟอสเฟต ปูนขาว โดโลไมต์

  • ผลิตแร่พลังงาน เช่น ถ่านหิน หินน้ำมัน ทรายน้ำมัน ยูเรเนียม

  • ผลิตแร่มีค่า เช่น ทองคำ ทองคำขาว เงิน เพชร พลอย

แร่วัตถุดิบที่กล่าวถึงเหล่านี้ จะใช้เป็นส่วนผสมในกระบวนการผลิตวัสดุพื้นฐาน เช่น โลหะ โลหะผสม สารเคมี เซรามิก แก้ว ปูนซีเมนต์ เป็นต้น ก่อนที่จะถูกแปรรูปเป็นผลผลิตขั้นสุดท้าย เช่น วัสดุก่อสร้าง ยานพาหนะ เครื่องจักร เครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กโทรนิกส์ ยุทธภัณฑ์ เครื่องประดับ ยารักษาโรค และพลังงาน เป็นต้น สำหรับนำไปใช้อุปโภคบริโภคในครัวเรือนต่อไป

เหมืองผิวดินหรือเหมืองเปิด

เหมืองผิวดิน (Surface mine) หรือเหมืองเปิด (Open pit mine) คือเหมืองแร่ที่จะต้องขุดและขนเปลือกดินหรือหิน (Overburden) ที่ปิดทับบนชั้นแร่ออกไปทีละชั้นก่อนที่จะขุดผลิตแร่ได้ มีลักษณะการทำงานอยู่บนผิวดินโดยไม่ต้องขุดเจาะอุโมงค์หรือช่องเปิดใต้ดินเข้าไปยังชั้นแร่

ขั้นตอนการทำเหมืองผิวดินในเชิงปฏิบัติ

การทำเหมืองเป็นการผลิตแร่ที่เกิดสะสมตัวอยู่ใต้ผิวดินและลึกลงไป ซึ่งจะมีความเสี่ยงทั้งในด้านปริมาณและคุณภาพของแร่ที่จะสามารถผลิตได้จริง ทำให้ต้องมีการวางแผนการทำเหมืองที่ละเอียดรอบคอบและแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอน ต้องมีการสำรวจและศึกษาข้อมูลในหลายระดับทั้งในระดับเบื้องต้น จนถึงระดับที่มีรายละเอียดเพียงพอสำหรับการศึกษาความเป็นไปได้ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงในการลงทุนขนาดใหญ่ถ้าไม่มีข้อมูลสนับสนุนที่เพียงพอ ดังนั้นการทำเหมืองในเชิงปฏิบัติ จะประกอบด้วยขั้นตอนดังนี้ 

• • การสำรวจขั้นต้น (Prospecting) เช่น สำรวจธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกซ์ ธรณีเคมี

  • การเจาะสำรวจ (Drilling exploration) รวมถึงการเก็บตัวอย่าง และวิเคราะห์แร่

  • การคำนวณปริมาณสำรองแร่ (Ore reserve estimation) จำแนกเป็นปริมาณทรัพยากรทางธรณีวิทยา (Geological resources) และปริมาณสำรองทำเหมือง (Mine-able reserves) ทั้งปริมาณและคุณภาพ

  • การวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์ เช่น รายรับ รายจ่าย คุณภาพคัดออก (Cut-off grade) และความเป็นไปได้ในการลงทุน

  • การวางแผนทำเหมือง (Mine planning) เพื่อออกแบบบ่อเหมือง วางแผนการผลิต กำหนดวิธีขุดแร่ เลือกเครื่องจักรอุปกรณ์ทำเหมือง กำหนดวิธีการทำงานที่มีประสิทธิภาพ มีความปลอดภัย และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

  • การพัฒนาเหมือง (Mine development) การปรับพื้นที่ ขุดเปิดหน้าดินและเปลือกดินก่อนผลิตได้แร่ และพัฒนาระบบสาธารณูปโภคสำหรับรองรับกิจกรรมผลิตแร่

  • การผลิตแร่ (Exploitation) การขุดแร่ทำให้มีรายรับ แต่ขุดดินที่ปิดทับชั้นแร่จะเป็นรายจ่าย และมีการฟื้นฟูสภาพพื้นที่ไปพร้อมกับการทำเหมือง

  • การประเมินผล เปรียบเทียบผลที่ได้กับข้อมูลสำรวจ นำมาปรับปรุงการวางแผน

ขั้นตอนการทำเหมืองในเชิงบริหาร

ขั้นตอนการทำเหมืองที่กล่าวมาข้างต้นเป็นขั้นตอนในเชิงปฏิบัติ เมื่อนำมาเรียบเรียงเป็นระบบที่ชัดเจนขึ้น เพื่อการตัดสินใจของผู้บริหารโครงการ การทำเหมืองจะมีขั้นตอนในเชิงบริหารจัดการประกอบด้วย

 1. การวางแผน (Planning Phase)

• • การศึกษาเพื่อกำหนดหลักการและแนวคิด (Conceptual study)

  • การศึกษาเบื้องต้น (Preliminary/Pre-feasibility study)

  • การศึกษาความเป็นไปได้ในการลงทุน (Feasibility study)

2. การออกแบบและเตรียมงาน (Implementation Phase)

3. การผลิต (Production Phase)

4. การปิดเหมือง (Mine Closure)

วงจรการวางแผนทำเหมืองผิวดิน

การวางแผนทำเหมืองเป็นกระบวนการที่เป็นวัฏจักรไม่หยุดนิ่ง จะต้องมีการประเมินผล นำข้อมูลที่ได้จากการทำเหมืองมาทบทวน ตรวจสอบ ปรับแผนใหม่ ตลอดเวลา การขุดแร่ก็เป็นรูปแบบหนึ่งของการสำรวจแร่ในตัว ได้เห็นชั้นแร่ที่โผล่ขึ้นมา ได้คุณภาพแร่ที่ขุดได้จริง ทราบค่าใช้จ่ายในการทำเหมืองจริง ทำให้สามารถปรับปรุงพารามิเตอร์ที่ใช้วางแผนใหม่ และนำไปทบทวนออกแบบบ่อเหมืองที่ดีขึ้น

หลังจากการผลิตแร่แล้ว จะต้องมีขั้นตอนการติดตามประเมินผลเพื่อตรวจสอบย้อนกลับสิ่งที่ควรจะปรับปรุง (Reconciliation) เช่น ทบทวนเปรียบเทียบกับข้อมูลจากการเจาะสำรวจแร่ การประเมินปริมาณสำรองใหม่ ปรับปรุงขนาดบ่อเหมือง และปรับแผนทำเหมือง จึงเห็นได้ว่าการทำเหมืองแร่นั้นเป็นกระบวนการที่เป็นวัฏจักรและไม่หยุดนิ่ง

ข้อมูลสำหรับวางแผนทำเหมือง

ในการจัดทำรายงานศึกษาการทำเหมืองซึ่งจะต้องมีการออกแบบและวางแผนทำเหมือง จะต้องใช้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องหลายด้าน ข้อมูลเหล่านี้จำแนกออกเป็น 3 ด้าน คือ

• 1. ข้อมูลทางกายภาพและแหล่งแร่ เป็นข้อมูลพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับลักษณะและรูปร่างของแหล่งแร่ ชั้นดิน ชั้นหิน ปริมาณน้ำผิวดินและใต้ดิน เป็นต้น

  2. ข้อมูลโครงการ เป็นข้อมูลทางด้านเศรษฐศาสตร์และสังคมซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมของโครงการ และมีผลต่อการดำเนินงาน

  3. ข้อมูลสำหรับการออกแบบและพัฒนาเหมือง จากข้อมูลหลักในสองข้อข้างต้น จะนำมาปรับเปลี่ยนเป็นข้อมูลและพารามิเตอร์ทางวิศวกรรมสำหรับการออกแบบเหมือง

ข้อมูลเหล่านี้จะต้องใช้เวลาและงบประมาณในการรวบรวม และมีระดับความถูกต้องน่าเชื่อถือตามประเภทของรายงานการศึกษาที่จะจัดทำขึ้น

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

  นอกจากเรื่องของเศรษฐศาสตร์และความปลอดภัยแล้ว การทำเหมืองผิวดินจะต้องคำนึงถึงการควบคุมผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมและชุมชน เพราะการทำเหมืองแบบขุดเปิดหน้าดินออกจะมีผลกระทบต่อทรัพยากรธรรมชาติมากกว่าเหมืองใต้ดิน โดยมีผลกระทบต่อทรัพยากรทางกายภาพ เช่น คุณภาพอากาศและคุณภาพน้ำ และทรัพยากรชีวภาพ เช่น ต้นไม้และสัตว์ป่า ซึ่งจะมีผลต่อการใช้ประโยชน์ของชุมชน จึงต้องมีการออกแบบเหมืองและกำหนดวิธีการทำเหมืองที่ลดผลกระทบในด้านต่างๆ เหล่านี้ เช่น

• • การควบคุมปริมาณฝุ่น น้ำขุ่นข้น เสียง แรงสั่นสะเทือน ให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานของทางราชการ

  • การกำหนดลำดับการขุดชั้นดิน เพื่อถมกลับชั้นดินดำที่มีคุณค่าไว้ด้านบนเหมือนเดิม

  • กำหนดแผนฟื้นฟูสภาพแวดล้อมจากการทำเหมือง การปรับปรุงสภาพที่ดิน การปลูกป่าทดแทน

  • การพัฒนาพื้นที่ให้สามารถใช้ประโยชน์อื่น เช่น สวนป่า อ่างเก็บน้ำ ประมง เป็นต้น

สารบัญไฟล์นำเสนอตามหัวข้อและบทต่างๆ ในตำรา

การสำรวจแร่

การสร้างแบบจำลองมวลแร่และประเมินปริมาณสำรองแร่

การวางแผนทำเหมืองผิวดิน

การเจาะและระเบิดหน้างานเหมืองแร่

การขุดตักและขนส่งลำเลียง

วิธ๊การทำเหมืองผิวดิน

หน่วยงานสนับสนุนการทำเหมืองแร่และแผนการปิดเหมืองแร่

บรรณานุกรม

พันธุ์ลพ หัตถโกศล ๒๕๖๑ (ปรับปรุงครั้งที่ ๓) การทำเหมืองและออกแบบเหมืองผิวดิน ภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่