MÄENDUSE MAINE
18. GRANIIDIKAEVANDUS: VÕIMALIK VÕI VÕIMATU Vivika Väizene, Ain Anepaio TTÜ mäeinstituut Üha kasvava teeehitusmahu tõttu vajatakse Eesti teede ehituses ka vastavat materjali. Hetke seisuga tuuakse kogu vajalik graniitkillustik sisse, kuid meil on ka ise võimalus seda toota. Selleks pole vaja midagi muud teha, kui rajada graniidikaevandus Neeme graniidimassiivi Maardu lähedal. Kaevandatav graniidimassiiv (intrussioon) paikneb ligikaudu 100 km2 alal, ulatudes 200-125 meetrini maapinnast. Massiivi paksust hinnatakse vähemalt 1 kilomeetrini, seega on varud praktiliselt piiramatud. [1.1] Enne kui hakkame kaevandust rajama tuleb lahendada mitmeid probleeme. Esimeseks probleemiks on kaevanduse rajamise mõjud maapinnal. Meil tuleb lahenda tolmu ja müra mõjud ümbruskonnale. Kaevanduse korral rajatakse maapinnale ainult laoplatsid ja hooned, mida on vaja kaevanduse teenindamiseks. Tolmu tõrjeks saab kasutada niisutus- süsteeme. Šahti suudmete peale ehitatakse hooned, mis takistavad nii tolmu kui ka müra levikut. Selliseid ennetavaid samme astudes kõrvaldame suurema mõju ümbritsevale keskkonnale maapeal. Kaevanduse avamist tuleb alustada šahtide läbindamisega läbi veehorisontide, millega kaasneb kaks peamist probleemi - vee voolamine kaevandusse ja kaevandusvee reostumine. Nende probleemida vältimiseks saab kasutada erinevaid meetodeid. Enam levinud on maapinna külmutamine ning tsementeerimine. Kõige usaldusvaarseim meetod neist šahti läbindamisel on kivimi eelnev külmutamine. Vertikaalse šahti läbindamiseks puuritakse eelnevalt maapinnalt külmutuspuuraugud ümber tulevase šahti perimeetri. Külmutamise tulemusena tekib maapinnas külmunud silinder, mille vertikaalset telge mööda läbindatakse ka šaht [1.2] (Joonis 18-1
Joonis 18-1 Pinnase külmutamine ja šahti läbindamine Tsementeerimise korral aga täidetakse pinnase poorid ja lõhed tsemendilahuse või mõne muu keemilise lahusega, mis tõstab pinnase tugevust ja vähendab veejuhtivust. Selleks puuritakse puuraugud, mille kaudu surutakse vastav lahus kivimimassiivi pooridesse ja lõhedesse ning mille tardumisel massiiv tiheneb ning väheneb filtratsioonitegur [1.2]. Pärast läbindamist vooderdatakse šahti seinad, et vältida edasist vee sissevoolu ning veekihtide omavahelist segunemist. Vooderdamise eesmärk on ka šahti seinte toestamine, et saaks selle külge monteerida seadmeid. Kui on läbindatud pehme pinnas ja jõutud aluskorrani tuleb hakata tegelema kõige huvitavama ja tähtsama probleemiga - kaeveõõnte läbindamisega graniidis, et tulemus oleks kõige kasulikum ning ohutuim [1.8] [1.9](Joonis 18-2).
71 TTÜ Mäeinstituut
MÄENDUSE MAINE
Joonis 18-2 Kaeveõõnte paigutus graniidis Selle probleemi lahendamisel aitab kõige paremini arvutiga modelleerimine. Tänapäeval on loodud mitmeid programme, millega saab projekteerida kaevandusi. Modelleerimisel saame projekteerida võimalikult väikest investeeringut nõudvat, kuid suurt toodangut andvat kaevandust. Arvutiga modelleerides saame võtta arvesse kõiki mäenduslikke tingimusi, et rajatavad kaeveõõned oleksid püsivad ja et kaevandamise mõjud ei jõuaks maapinnani. Ka saab modelleerimisel arvesse võtta kaeveõõnte teisesest kasutamist. Kui kaevis on maa seest välja toodud, saab tühjad kaeveõõned võtta teisesesse kasutusse. Kaeveõõnte teisesel kasutusel on mitmeid võimalusi (Joonis 18-3): Tuulegeneraatorite poolt toodetud energia akumuleerimine graniidikaevandusse rajatud hoidlates oleva vee soojendamiseks energia tarbimise madalperioodil. Energia tarbimise kõrgperioodil läheb akumuleeritud energia kasutusse lähikonnas paiknevatele Maardu ja Lasnamäe elanikele. Hüdroelektrijaama (pumpelektrijaama) korral on kaevanduses kasutusel erinevatel tasemetel olevad kaeveõõned [1.4] Energia tarbimise madalperioodil pumbatakse vesi alumistest kaeveõõnest ülemistesse ning tarbimise kõrgperioodil lastakse vesi tagasi alumistesse kaeveõõntesse läbi hüdroelektrijaama, tootes energiat. Sihtturuks lähikonna elanikud. Suruõhu korral viiakse kaeveõõntes olev õhk kompressori abil surve alla ning vajadusel toodetakse maapinnal elektriks. Kaeveõõsi kasutatakse ohtlike jäätmete ladustamispaigana, mis on riikliku tähtsusega. Kaeveõõnte lõhkeainete laona kasutamine, vajadusel sõja korral varjenditena kasutamine. Ohtlike jäätmete ladustamine ja lõhkeaineteladu on riikliku tähtsusega. [1.3]
72 TTÜ Mäeinstituut
MÄENDUSE MAINE
Joonis 18-3 Graniidimaardla võimaliku kasutamise skeem Võttes arvesse kõike eelnevat, võib öelda, et graniidi kaevanduse rajamine on võimalik. Kaevanduse rajamisel tuleb investeerida suuri summasid, kuid need rahad teenitakse tagasi, kui kaevandus on paarkümmend aastat toodangut andnud ning kaeveõõned on võetud teisesesse kasutusse.
Artikkel on seotud Grantidega ETF7499 Säästliku kaevandamise tingimused ETF6558 Mäendusriskide haldamise kontseptsioon ja meetodid
Kasutatud kirjandus 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Adamson, A., Pirrus, E. 1994 Eesti oma graniit. Eesti Loodus, lk 280-282 Maardu II graniidikaevanduse mäetööde tehnilised lahendused. I köide. 2008 Töö nr 08/0339. OÜ Inseneribüroo Steiger. Tallinn Maardu graniidikaevanduse rajamise ja kaeveõõnte teisese kasutamise võimalused. Väizene, V. 2009 Reinsalu, E. 2008 Akumuleeriv hüdroelektrijaam. Suured teooriad. Schola Geologica IV, lk 1924 Kaisla E. 1996. Soft rock tunneling alternatiives for an access tunnel to the Maardu granite deposite, Tallinn Suuroja K. 1979. Graniidi uuringud Maardu uuringuväljas. Osa I Aruande tekst ja tekstilisad. Geoloogia Ministeerium, Keila Suuroja K. 1982. Graniidi eeluuring Maardu uuringuväljas Pastarus J-R.,1996. Suurte kaeveõõnte stabiilsus Maardu graniidimaardlas, Tallinna Tehnikaülikooli väitekirjad, Tallinn Pastarus J-R.,1996. Large Gavern Stability in the Maardu Granite Deposit. Theses of Tall Kaevandamise ja kaeveõõne teisese kasutamisega tegeleva ettevõtja kohustuslikule dokumentatsioonile esitatavad nõuded (RTL 2003, 123, 1984) (https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=12961834) 02.01.2009
73 TTÜ Mäeinstituut