TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL

MÄEINSTITUUT

PÕLEVKIVI

TALUTAV

KAEVANDAMINE

KONVERENTSI ETTEKANNETE TEESID

JA ARTIKLID

toimetaja Enno Reinsalu

Jõhvi

26 mai 2000

Selles kogumikus on toodud artiklid ja ettekannete teesid, millest enamik kanti ette TTÜ mäeinstituudi poolt korraldatud konverentsil Jõhvis 26. mail 2000.a :

ARENG JA MÕJU

Enno Reinsalu

Urmas Majajääs

Põlevkivitööstuse võimalikud arengusuunad ja selle mõju Ida-Virumaa keskkonnale

Ago Siim

Eesti Põlevkivi mäetööde edasine areng

Kalmer Sokman

Vee kaitset käsitlevatest õigusaktidest tulenevad nõuded kaevandamisele

ALLMAATÖÖD

Alo Adamson

Arvi Toomik

Aleksandr Mihhaltšenkov

Valeri Gabets

Maa seisundi juhtimine kombainkaevandamisel

Arvi Toomik

Tõnu Tomberg

Lõhkamiste mõju ohjamine

AVAKAEVANDAMINE

Andre Lüüde

Kaevandatud alade rekultiveerimine põlevkivi avakaevandamisel

Ingo Valgma

Maakatte kujundamine avakaevandamisel

Margus Pensa

Kas põlevkivikarjäärid muudavad meie looduse vaesemaks?

STENDIETTEKANDED JA ARTIKLID

Vello Kattai

Eesti kukersiitpõlevkivi ressurss

Aarne Luud

Ökovõrgustik Kirde-Eesti kiiresti muutuvas maastikus

Erki Niitlaan

kambritega kaevandatud alade maakatte muutuste hindamine Aerofotodelt

Oleg Nikitin

Jüri-Rivaldo Pastarus

Tõnu Tomberg

Maa seisundi juhtimine kamberkaevandamisel

Enno Reinsalu

Mis võib juhtuda Virumaal pärast põlevkivi kaevandamise hääbumist?

Kalle Suuroja

Sten Suuroja

Ubja uuringuala põlevkivi täiendavatest geoloogilistest uuringutest

IBSN 9985-894-23-5

©TTU Department of Mining http://www.ttu.ee/maeinst/

Põlevkivitööstuse võimalikud arengusuunad ja selle mÕju

Ida-Virumaa keskkonnale

Enno Reinsalu, TTÜ mäeinstituut

ere@cc.ttu.ee

Urmas Majajääs, Ida-Viru maakonnavalitsus

urmas@ivmv.ee

Ida-Viru maakonna arengut käsitlevad ja peaksid suunama arengukavad, näiteks:

· Ida-Virumaa lähiaastate arengukava aastaiks 1998-2003

· Ida-Viru Maakonnaplaneering (Ida-Viru maavanema korraldus nr 282, 21.01.1999)

· Ida-Virumaa põlevkivi kaevandamisalade ruumiline planeering (algatatud maavanema korraldusega nr 1, 03.01.2000, täitmise tähtaeg okt. 2000)

· Asustust ja maakasutust suunavad keskkonnatingimused (Eesti Valitsuse korraldus nr 763-k, 8.juuli 1999, tähtaeg 1. nov. 2001; koostamise metoodika sai maakond keskkonnaministeeriumilt 30. aprillil k.a.)

Ida-Virumaa on regioon, kus suurtööstuse mõju on tugev. Ka suurtööstusel on arengukavad, mis reeglina koostatakse maakonna arengukavadest mööda vaadates. Praegu on neist aktuaalsed kaks:

· Eesti põlevkivi kaevandamise kava 2015 aastani, sisuliselt AS Eesti Põlevkivi arengukava mis peab silmas kaevandamist kuni 2025. aastani; jõudis k.a aprillikuu keskel kinnitamise staadiumi

· Kanada ettevõtte Suncor Energy hinnang õli tootmise võimalikkusest eesti põlevkivist, mida käsitleti k.a alguses kitsas ringis majandusministeeriumi haldusalas

Loomulikult on Ida-Virumaa ideaaliks olla inimkeskne, loodussäästlik, energeetika ja majandussuutlik maakond. Kuna Ida-Virumaa kõik eluvaldkonnad on otse või kaudselt seotud põlevkiviga, siis on seni olnud tegemist pideva ja kestva kompromissipüüdlusega põlevkivi kaevandamise, kasutamise (töötlemise) ja elukeskkonna vahel. Praeguses, majanduse ümberstruktureerumise ja sellega seonduva tööpuuduse tingimustes on oht, et tööhõive ja majanduse kasvu eesmärkidel võib teatud asjaolude kokkulangemisel toimuda kaugenemine ideaalist. Teatud surveavaldusi on maakonnavalitsus ka tajunud. Keskkonnahoiu ekspertiiside teema tõstatamine võimalike suurprojektide puhul on leidnud edasilükkava käsitluse.

Praegune olukord

Mäetööde mõju maale. Mistahes inimtegevus, mis kasutab loodusvara, muudab keskkonda. Ka maavarade kaevandamisel on keskkonnamõju vältimatu. Põlevkivi kaevandamisele kaasneb looduskeskkonna muutus, endise maakasutuse katkestamine, maapinna deformeerumine ja veerežiimi muutus, tekivad tehnogeensed rajatised jms. Kuidas sel juhul saavutada kompromissi?

Olulised maavarad, nende hulgas põlevkivi on rahvuslikud loodusvarad. Lihtsamalt öelduna, nad ei kuulu maaomanikule. See põhiseaduslik säte tähendab kahte olulist asja:

· rahvusliku maavara kaevandajal on eesõigus maa- ja metsaomaniku ees

· kaevandaja õigusi ja kohustusi juhib ja kontrollib riigiaparaat.

Maavarade kui rahvusliku rikkuse kasutamist reguleerib maapõueseadus (MPS). Vastavalt seadusele on maavara kaevandaja kui keskkonnakasutuse eesõigustatud isik kohustatud “täielikult hüvitama kõik maavara kaevandamisega tekitatud kahjud, olenemata sellest, kas töid tehti kahjustatud maa-alal või selle naabruses ning kas kahju tekkimist võis ette näha või mitte” (MPS p 58)[1]. Valdavalt on nii ka tehtud. Kui ei ole, siis tuleb vaadata, kes kolmest osapoolest ei ole piisavalt tegutsenud, kas:

· kaevandaja kui kahju tekitaja

· kaevandamisloa andja kui riigi esindaja või

· kahju kannataja.

Oleme kogenud passiivsust kõigi osapoolte tegevuses kuid näeme ka, et olukord on muutumas. Hea oleks kui seejuures ei lastaks end mõjutada vanadest mõttestampidest, mille kohaselt mäetööstus on “paha” ja maaviljelus “hea”.

Kaevanduste sulgemine[2]. Tammiku ja Sompa kaevanduse sulgemine toimus sotsiaalmajanduslikest kaalutlustest lähtuvalt ja omaniku esindaja, s.t riigi(aparaadi) otsuse alusel. AS Eesti Põlevkivi eelmine juhatus, soovides mitte suurendada tööpuudust, ei kiirustanud vanade kaevanduste sulgemisega. Seepärast ei tegeletud Tammikus ja Sompas mäetööde koondamisega ega põlevkivi jääkvaru kiire ammendamisega. Vastupidi, võimalust mööda hangiti ja lõigustati uut head varu. Tulemuseks on osa kaevandamiskõlbliku varu uputamine. Üldise varu liiasuse taustal ei saa siiski sellist teguviisi majandusveaks lugeda. Viivikonna ja Aidu karjääri sulgemist ei saa käsitleda ühtse skeemi alusel. Viivikonna on väga hea varuga karjäär, mis paikneb elektrijaamade läheduses. Kuna Viivikonna mäetööd võivad mõjutada Kurtna maastikukaitseala järvi, on seal kasutusele võetud kaevandamise tehnoloogia, mis pidurdab mäetööde kuivendavat mõju. Seepärast peaks Viivikonnas töötama ökoloogilise lubatavuse piirini. Aidu karjääri varu ei ole nii hea kui Viivikonnas. Pealegi on see karjäär elektrijaamadest eemal ja ühendatud vaid üle riigiraudtee. Seepärast sõltub Aidu karjääri kestvus õlikivi tarbijate tulevikust.

Tulevikunägemused

Põlevkivi kaevandamise areng. AS Eesti Põlevkivi arengukava praeguse variandi kohase mäetööde arengu määrab elektrijaamade küttevajadus. Elektrienergeetikale on oluline, et küttekivi oleks odav. Sellest tuleb, et arengukava kohaselt koondatakse kaevandamine suurtesse ettevõtetesse. Mõningatel tingimustel on võimalik, et jääb vaid üks kaevandus maardla keskväljal ja üks karjäär idaväljal. Teine võimalik variant, mille tõstatasid elektrijaamade välisinvestori esindajad - jätta kaevandamine ainult elektrijaama lähedasse karjääri, pole seni heaks kiidetud. Peab siiski teadma, et see variant on investeerija meelest väga ahvatlev, sest annab kapitali kõige rutem tagasi. AS Eesti Põlevkivi arengukava ei pea võimalikuks arvestada eesti ajalooline õlitööstusega kui olulise tarbijaga. Praegu elab traditsiooniline õlitööstus, mis kasutab kõrge kvaliteediga rikastatud põlevkivi, vaid vanast rasvast ja tänu võimalusele osta seda soodushinnaga. Valitsuse hinnapoliitika ja AS Eesti Põlevkivi väljakujunenud tootmisstruktuuri tõttu on õlikivi tarbijatel esialgu võimalik osta tooret, mille kasuliku aine (energia, orgaanilise osa) hind on kaks kord madalam kui elektrijaamadele müüdaval küttekivil (joonis 1). Kui õli hind maailmaturul peaks veelgi langema, siis ei aita traditsioonilist õlitööstust ka enam hinnasoodustus.

Joonis 1. Müüdava põlevkivi kasuliku aine hind erinevatele tarbijatele

Tahke soojuskandjaga protsessid kui võimalikud tarbimismahu muutjad. Nn UTT-seadmed on töös Eesti Elektrijaamas. Need, omal ajal eesti akadeemilises ringkonnas suurt vastuseisu tekitanud seadmed, nominaaltarbimisega 2 ´ 3000 t põlevkivi ööpäevas, ehitati 1980 ja 1982 aastal. Seni on see tehnoloogia ennast õigustanud. Tootmisraskused tulenevad peamiselt agregaatide ebapiisavast töökindlusest. Toodetakse madala väävlisusega õli, mille kütteväärtus on 38,5 GJ/t, seega veidi väiksem kui heal naftamasuudil. Õli üheks tarbijaks on Läti ettevõtted, sest Lätis on kütteõli väävlisus limiteeritud. Põlevkiviõli sobib ka raske masuudi lahjendajaks. UTT-seadmetes on utiliseeritud ka kummrehve. Asjaolu, et UTT-seadmed suudavad püsida konkurentsis vaatamata sellele, et nad kasutavad tooret, millele ei ole hinnaalandust, räägib tahke soojuskandjaga protsesside kasuks. Uueks suunaks tahke soojuskandjaga protsesside alal on Suncori Taciuk-protsess. Kanada (ja ka täheldatav USA firmade) huvi eesti põlevkivi kui õlitoorme vastu on tingitud kaugemast huvist ja seejuures ka võimalusest müüa tehnoloogiat. Teatavat edu on saavutanud Kanada firma Suncor, kes praegu katsetab Taciuc-seadet Austraalias. Hetkel on uue suuna hinnangud veel vastuolulised. Toetavad argumendid on:

· kasutatakse lahjat, praktiliselt sorteerimata põlevkivi, mille tootmine on odavam ja mille varu on piisav

· protsess tekitab palju vähem süsihappegaasi (karbonaadid ei lagune), mistõttu CO₂ maksukoormus jääb väiksemaks

· õli on mobiilsem kütus, seda võib vedada palju kaugemale kui põlevkivi

Samas vastuargumendid:

· selguseta on, kuidas lahendatakse väga suure jäätmetekoguse käitlemine; juhul kui ettevõte rajatakse Estonia kaevanduse juurde, jääks jäätmehoidla Peipsi vesikonda

· mitu autoriteetset eksperti on viidanud tehnoloogia avariilisusele, mis viitab sellele, et protsess vajab viimistlemist

· kaevandamise on otstarbekas korraldada kõrge mehhaniseerimistasemega kaevanduses, kombaine ja langatustoestikku kasutades, mis eeldab kaevandatud alade erikäitlust

Vastuargumendid ei ole kategoorilised, sest probleemid on tehniliselt lahendatavad, küsimus on tasuvuses. Mahu, tasuvuse ja keskkonnaohu poolest on olemas analoogia fosforiidiprobleemiga. Kuid kui fosforiidi puhul olid keskkonnaprobleemid kaevandamise poolel, siis Suncori projekti puhul on need töötlemises. Teiseks, eesti fosforiidi kasutusele võtmine tähendas suure hulga võõrtööjõu sissetoomist, Suncori projekt sellega ei ähvarda. Siiski, kui õlitööstus saab hakkama keskkonna- ja majandusküsimustega, saab kaevandav tööstus hakkama toormepoolega. Kahjuks oleme sunnitud nentima, et valitsus ei ole suutnud sätestada siseriiklikke regulatsioone, mis võiksid tasakaalustada lähiaastate võimalikke järske muutusi põlevkivi kasutamise alal. Mitte ainult välisinvestorid ei tohiks olla meie põlevkivi kaevandamise ja kasutamise suuna määrajad.

Põlevkivitööstuse arengukavasid kokku võttes on kujundatud joonisel 2 toodud graafikud.

Joonis 2. Põlevkivi kaevandamise ja kasutamise võimalik maht lähitulevikus. Variantide tingnimetused: Elekter – põlevkivi kasutatakse ainult elektrijaamade kütteks; Elekter ja õli – kasutatakse nii elektri kui õli tootmiseks; maksimaalvariandid – elektrijaamad rekonstrueeritakse saavutatud võimsustaseme hoidmiseks ja õli tootmiseks rajatakse tahkel soojuskandjal põhinev õlitööstus; minimaalvariandid – elektrijaamade võimsus kahaneb, kuna elektri tootmine Eestis hajutatakse ja ajalooline õlitööstuse sulgub lähiaastail[3].

Hilisprotsessid kaevandatud aladel. Suletud ja hüljatud[4] kaevanduste keskkonnamõju jätkub. Kuigi hilismõju ei ole nii terav kui kaevandamisaegne, on selle juures siiski kaks arvestamisväärset asjaolu:

· hilismõju on suuresti ettenägematu – mäeinsenerid, kes on häälestatud ohutusele kaevandamise ajal, ei ole harjunud mõtlema hilisnähtudele

· hilismõjul ei ole vastutajat – kaevandav ettevõte on registrist väljas.

Altkaevandatud alade hilismõju näideteks on Sompas ja Kohtla-Järve spordihoone juures aset leidnud vajumised, mis toimusid peaaegu pool sajandit peale kaevandamist. Mõlemal juhul on ehitatud, kas teadmatusest või hooletusest, ebakindlale kaevandatud alale. Hilisprotsessid toimuvad ka karjäärides. Enamasti on tegemist tehiskeskkonna muutumisega uueks looduskeskkonnaks, mis mõnikord osutub ootamatult heaks lahenduseks[5]. Üks näidetest on osaliselt hüljatud Maardu fosforiidikarjäär.

Kokkuvõtvalt

Teadaolevalt on põlevkivi kaevandamisel ja kasutamisel tugev mõju Ida-Virumaale keskkonnale. Praegust olukorda võib käsitleda kui väljakujunenut, mida lähitulevikus võib muuta nii kaevandamismahu kasv kui kahanemine. Kasvu puhul tuleb arvestada uute mõjuteguritega, mida võib tekitada uus õlitööstus. Kahanemise puhuks tuleks riiklikul tasandil kehtestada kord, mis kompenseeriks maavarade kaevandamise ja töötlemise võimalike järelnähtude kahju. Tundub, et kõiki tegureid arvestades tuleks rohkem karta põlevkivitööstuse kahanemise kui kasvamise tagajärgi.

Töö on osa Eesti Teadusfondi poolt toetatud uuringust Posttehnoloogilised protsessid kaevandatud aladel, grant nr G3403.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

· MPS (Maapõueseadus) http://seadus.ibs.ee/seadus/aktid/rk.s.19941109.441.20000101.html. Mõned käesoleva kirjutisega seonduvad MPS sätted E. Reinsalu kommentaaridega:

§ 56. Maavara kaevandamisega tekitatud kahju hüvitamine

(1) Kaevandamisloa valdaja on kohustatud täielikult hüvitama kõik maavara kaevandamisega tekitatud kahjud, olenemata sellest, kas töid tehti kahjustatud maa-alal või selle naabruses ning kas kahju tekkimist võis ette näha või mitte.

(2) Kui kinnisasja kasutamisel maa väärtus väheneb, peab maavara kaevandamise õiguse valdaja kinnisasja tagastamisel maksma hüvitust maa väärtuse vähenemise eest.

Kommentaar. Allmaakaevandamisel ei kasutata kinnisasja.

(3) Käesolevas paragrahvis ettenähtud hüvituse nõue aegub ühe aasta jooksul, arvates kahju tuvastamise päevast.

(4) Kui kaevandamisloa valdaja on oma tegevuse lõpetanud seadusega sätestatud korras õigusjärglaseta, hüvitab kahju, mille tekkimist ei võidud ette näha, Keskkonnafond. Kahju, mille tekkimist võis ette näha, hüvitatakse seadusega sätestatud korras.

Kommentaar. Seni puuduvad pretsedendid lahendamaks olukorda, kui vaidlustatakse:

a) väide, et kahju tekkimist ei võidud ette näha

b) kuidas toimib “seadusega sätestatud kord” kui kaevandamine on lõpetatud õiglusjärglaseta.

Eesti Põlevkivi mäetööde edasine areng

Ago Siim, AS Eesti Põlevkivi

agosiim@ep.ee

Riigikogu kinnitas 18.veebruaril 1998.a. kütuse- ja energiamajanduse pikaajalise riikliku arengukava, mis seadistas Eesti energeetika strateegilised eesmärgid, s.h vahetult põlevkivitööstusega seonduv:

· tagada nõuetekohase kvaliteediga ning optimaalsete hindadega kütuse- ja energiavarustatuse piisavus ja stabiilsus harmoonilise regionaalse arengu ning Euroopa Liiduga ühinemiseks vajaliku majanduskasvu saavutamiseks

· tagada kütuse- ja energiavarustatuse kui strateegilise majandusharu abil riigi poliitiline ja majanduslik sõltumatus; luua Euroopa Liidu nõuetele vastavad strateegilised julgeolekuvarud

· tagada põlevkivi baasil energia tootmise efektiivsuse tõstmine üheaegselt kahjuliku keskkonnamõju olulise vähendamisega põletustehnoloogia uuendamise teel

· kindlustada olemasolevate kaevanduste ja karjääride põlevkiviressursi ratsionaalne kasutamine, mille suurus tootmiskadusid arvestamata on 0,6 miljardit tonni ja millest piisab elektrijaamade ja õlivabrikute käitamiseks nende amortisatsiooniaja lõpuni ka pärast nende renoveerimist olemasoleva infrastruktuuri baasil.

Põlevkivi kaevandaval tööstusel tuleb tootmiskulud hoida võimalikult madalal. Selle peamisteks vahenditeks on:

· kaevandamise tootmisstruktuuri optimeerimine, sealhulgas osa kaevanduste sulgemise teel

· all- ja pealmaatööde tehnoloogia ja tehnika täiustamine ning põlevkivi vedude minimeerimine.

Seejuures üks tähtsaid ülesandeid põlevkivi kaevandamisel on keskkonnale kahjulike mõjude vähendamine ja kompenseerimine.

Praegu toimub AS Eesti Põlevkivi erastamine, 51% aktsiatest on üle antud AS Narva Elektrijaamad, kelle aktsiatest omakorda 49 % läheb Ameerika firmale NRG Energy.

Seoses situatsiooni muutumisega põlevkivi tarbimises koostati 2000. a. jaanuaris AS Eesti Põlevkivi uus arengukava, kus seati järgmised eesmärgid:

· varustada põlevkivielektrijaamu konkurentsivõimelise kütusega vähemalt 15 aastat, sest energeetika arengukava kohaselt kuuluvad põlevkivil töötavad elektrijaamad renoveerimisele

· säilitada põlevkivitööstuse teovõime vähemalt 25 aastaks, sest alternatiivse energiatööstuse rajamine vajab aega ja põlevkivivaru on piisav

· müüa põlevkivi õli- ja tsemenditööstusele tasuvuse piires, mis on teatavates piirides otstarbekas ja vähendab töökohtade kadumisest tulenevaid sotsiaalseid pingeid

· tagada käsitletava perioodi esimesel kolmandikul riiklikult seisukohalt lähtuv otstarbekas tööhõive.

Kaevanduste ja karjääride tootmisvõimsuste kavandamise aluseks on eeldatav põlevkivi müügi maht peamiste tarbijate avaldatud soovide, Eesti energeetika arengukavade ja prognooside alusel. Põhitarbijaks on AS Narva Elektrijaamad, kasutades nn. küttekivi e. energeetilist põlevkivi. Nende tarvidus 2000 aastal on 9,5 mln. tonni, s.h. 0,76 mln t Eesti Elektrijaama energotehnoloogilisele seadmele (tahke soojuskandjaga töötaval nn UTT tüüpi õligeneraatorile). Edasine tarbimine kuni 2015 aastani on prognoositud keskmiselt 10 mln t aastas. Kuna õlitööstuse edukus sõltub õli hinnast maailmaturul, on õlikivi tootmine plaanitud tinglikult aastani 2005 (kokkuleppel Vabariigi Valitsusega), seejuures 2000 aastal Viru Õlitööstusele 1,1 mln t, T. R. Tamme Auto OÜ (Kiviõli) 0,36 mln t ning samades kogustes kuni 2005aastani. Ei ole välistatud soodsate tingimuste tekkel ka õlikivi tootmise jätkamine. Üks tarbija on Kunda Nordic Tsement, kelle tellimine 2000.aastal on 200 tuh t ja sama kogus on plaanitud aastani 2004, kuni selgub edasine vajadus.

Kohtla-Järve Soojus tarbib energeetilist kivi 2000. aastal 0,54 mln t, milline kogus on prognoositud ka edaspidiseks vajaduseks.

Seega AS Eesti Põlevkivi kogutoodang moodustab kuni 2006.aastani ligikaudu 12 mln t aastas, langedes edasiseks ligikaudu 10,5 mln tonnini, seoses prognoositava õlitootmise lõpetamisega.

Lähtudes põlevkivi tarbimise langusest ja tootmiskulude vähendamise tungivast vajadusest toimub AS Eesti Põlevkivi tütarettevõtete restruktureerimine. Alustati vanemate, oma põlevkivivaru põhiliselt väljatöötanud kaevanduste sulgemisest.

Esimesena suleti Tammiku kaevandus (1.05.1999.a). Kuna kaevanduse kui iseseisva üksuse likvideerimine nõuab suuri kulutusi, 60…70 mln. krooni, otsustati sulgemisprotsessi alustada AS Tammiku Kaevandus ühinemisest AS Viru Kaevandus, mis võimaldas:

· pehmendada kaevanduse sulgemisega kaasnevaid sotsiaalseid probleeme, kuna koheselt algasid Tammiku kaevanduse likvideerimistööd küllalt suures mahus; Viru kaevanduses rakendati töösse mõlema kaevanduse kvalifitseeritud ja noorem tööjõud, vanemad töölised viidi esialgu üle Tammiku sulgemisega seotud töödele ja hiljem saadeti vanaduspuhkusele

· vähendada kaevanduse sulgemisega seotud kulutusi

· täiendavalt kasutada Tammiku kaevandusväljal seni kasutamata põlevkivivaru; majanduslikult on põhjendatud 8,86 mln. tonni põlevkivi väljamine Viru kaevanduse kaudu, mis ei nõua sellise koguse avamise kulutusi teises kohas; seejuures vähenevad tootmiskulud, kuna koormatakse täielikumalt Viru rajatisi ja kasutatakse olemasolevaid kommunikatsioone

· ratsionaalselt kasutada mäetööde peatamisel demonteeritavaid seadmeid ja materjale.

Arvestades AS Tammiku Kaevandus kui ettevõtte ühendamise kogemusi teise ettevõttega (AS Viru Kaevandus) otsustati AS Sompa Kaevandus ühendada ettevõttega AS Estonia Kaevandus. Mäetööd Sompas peatati 1.novembril 1999.a. Mäetööde peatamine võimaldas seni seal toodetud põlevkivi koguse lisamist Estonia kaevandusele, tuues kaasa seal koormuse suurenemise ja omahinna alanemise. Kogu kontserni arvestuses annab see aastas 36,3 mln krooni kokkuhoidu ja vähendab omahinda 3,45 krooni ühe tonni kohta. Ühtlasi katab kokkuhoid ühe aastaga mäetööde peatamise kulutused Sompa kaevanduses, mis moodustavad ligikaudu 30 mln krooni. Suletud kaevanduste maapealne osa likvideeritakse. Võõrandatakse või demonteeritakse administratiiv- ja olmekorpus (Sompas ja Tammikus on juba müüdud), põlevkivi rikastus- ja laadimiskompleks, raudtee, remonditöökojad, autogaraažid jne. Kaevandusvälja maapealne osa saneeritakse ja rekultiveeritakse vastavalt kohaliku omavalitsuse nõuetele, mille territooriumil nad asuvad. AS Sompa Kaevandus põlevkivivaru, mis 1.11.99 oli 26020 tuh tonni, on võimalik jagada naaberkaeveväljade vahel.

Kui põlevkivi vajadus oluliselt ei suurene, on ette nähtud AS Ahtme Kaevandus ühendada 2000.aastal kas Viru või Estonia kaevandusega, peatades mäetööd 2001.a. alul.

Lõpukorral on ettevõtete AS Narva Karjäär ja AS Sirgala Karjäär ühendamine AS-iks Narva Karjäär. Sirgala ja Narva kaeveväljad asuvad vahetult üksteise kõrval, moodustades sisuliselt ühise kaevevälja. Mõlemas karjääris kasutatakse sarnast tehnoloogiat ja tehnikat, toodetakse ühesugust kaubapõlevkivi samale tarbijale, AS Narva Elektrijaamad. Ühendades suletakse osa tootmis- ja olmeüksusi, tootmiskeskuseks jääb Narva karjäär. See annab tuntavat kokkuhoidu, liigsete tootmisüksuste ülalpidamiskulu, juhtimisstruktuuri lihtsustamise, abipersonali vähendamise, abioperatsioonide kontsentreerimise ja kaubapõlevkivi väljaveotee lühendamise arvel. Samuti võimaldab ühendamine tootmistehnika ratsionaalsemat kasutamist ja karjääririnde paindlikumat planeerimist. Praeguse Narva kaevevälja edelaosas lasub põlevkivi suhteliselt sügaval, katendi paksus ulatub üle 30 meetri ja avakaevandamisel tuleks kasutada paljandusekskavaatorite paaristööd, mis teeb toodangu kalliks. Kuna seal on aga 10 000 tuh tonni põlevkivi, on läbi töötatud allmaakaevandamise variandid, mis on majanduslikult tasuvamad. 2000.aastal on ette nähtud katsetööd sobiva tehnoloogia leidmiseks.

Mäetööde mõju vältimiseks Kurtna järvestikule jätkuvad katsetööd Viivikonna jaoskonnas. Seni on tulemused positiivsed. Võimalik on väljata 7,5 mln tonni madalal lasuvat kvaliteetset põlevkivi ilma edasiste keskkonnakahjustusteta.

Aastal 2000 lõpetatakse ettevõtete AS Aidu Karjäär ja AS Kohtla Kaevandus ühendamine. Meie prognoosi kohaselt jätkub seal tootmine vähemalt 2015.aastani. Aidu karjäärivälja selle osa, millele on maakasutusõigus, põlevkivivaru moodustas 1.01.2000.a. 18,8 milj t. Väljal oleks võimalik oleks avada jaoskond nr 2 varuga 19,3 milj t kui maavaldajatelt maa välja osta. Katendi paksus on 2. jaoskonnas väiksem ja seega põlevkivi tootmine tunduvalt odavam. Aidu kaevevälja kaguosas asub 10 000 tuh t põlevkivi, mis lasub ligikaudu 28 m sügavuses ja otstarbekas on see varu väljata koos Kohtla välja varuga kombainidega. Nii saaks Kohtla kaevise välja vedada Aidu rikastusvabrikusse mööda strekki, mis rajatakse Aidu karjääri lähima väljaveokaevikuni. Teatavasti Kohtla kaevandusel puudub rikastusvabrik ja pealegi veetakse seal praegu kaeveist ühetonnistes vagonettides 8 km kaugusele vanasse sorteerimis-laadimissõlme. Ühendamisel see vedu likvideeritakse, Kohtla pealmaakompleks suletakse, seni kaevandatud ala suletakse veetõketega. Nii moodustub kõrvuti asuvatel kaeveväljadel ühtne majanduslikult tõhus tootmisüksus, kuhu kuulub ka Vanaküla karjäär. Tootmiskulutuste vähendamiseks mäetööde kontsentreerimise arvel koondub kogu tehnoloogiline pealmaakompleks täielikult Aidu karjääri, kuid säilib praeguse Kohtla kaevanduse efektiivne allmaakaevandamine geoloogilise anomaalia piirkonnas, kõrgekvaliteedilise põlevkivikihindiga Ojamaa kaevevälja osal.

Nii jäävad AS Eesti Põlevkivi kava kohaselt kaevandama:

· Viru kaevandus kui põhiline tehnoloogilise põlevkivi (õlikivi) tootja

· Estonia kaevandus ning

· ühendatud Narva-Sirgala karjäär kui küttekivi tootjad

· ühendatud Aidu-Kohtla, mis varustab küttekiviga Balti Elektrijaama ja rikastatud põlevkiviga õlitootjaid ning tsemenditehast Kunda Nordic Tsement

Ahtme tulevik sõltub tarbimisest

Nii saavad töötavad ettevõtted võimalikult maksimaalselt koormatud, mis alandab tuntavalt toodangu omahinda. Suure puudusena jääb alles energeetilise põlevkivi tarbimismahtude hooajalisest kõikumistest tulenev kaevanduskontserni tootmispersonali ebaühtlane koormatus aasta jooksul. Alakoormuste tõttu suvekuudel on tööaja keskmine kasutamine ligikaudu 75 %.

Mis puutub põlevkivi konkurentsivõimelist hinda, siis PHARE programmi raames 1997.a. mais valminud uurimuses on aastaks 2010 prognoositud järgmised kütuse hinnad:

· põlevkivi 17,70 kr/GJ

· kivisüsi 24,20 kr/GJ

· gaas 34,00 kr/GJ

· rasked kütteõlid 30,40 kr/GJ

· turvas 17,50 kr/GJ

Hindadest on näha, et põlevkivi kui kütus on gaasist ja õlist ligikaudu 2 korda odavam. Põlevkivi kahjuks räägib asjaolu, et põlevkivil töötavate elektrijaamade kasutegur on madal, täna 0,28 ja peale rekonstrueerimist mitte üle 0,35. Põlevkivi kasuks räägib aga asjaolu, et ta on meil kohalik kütus, mida pole vaja osta välismaalt, mis tagab riigi poliitilise ja majandusliku sõltumatuse[6].

Praeguste kalkulatsioonide kohaselt ei peaks eeloleval perioodil põlevkivi hind koos transpordiga ületama 120 kr/t, mis tagab põlevkivi konkurentsivõimelisuse Eesti energeetikas[7]. Sellele aitab tublisti kaasa ka põlevkivi raudteeveo ümberkorraldamine, tehes veod sõltumatuks riigiraudteest. Tuleb ehitada kolm raudteelõiku kogupikkusega 38 km. Esimene, Ahtme-Viivikonna pikkusega 14 km valmib tuleval aastal ja ühendab keskrajooni kaevandused Eesti Elektrijaamaga.

Esitatud arengukavas ei ole arvestatud võimalike uute põlevkivi tarbijate lisandumisega, näiteks Kanada firmaga Suncor Energy. Sellise uue suure tarbija lisandumine muudab kogu põlevkivitootmise arengukava kardinaalselt.

VEE kaitset käsitlevatest õigusaktidest tulenevad nõuded kaevandamisele

Kalmer Sokman, AS Eesti Põlevkivi

Mäendusega seotud tegevust ohjatakse mitmete õigusaktidega, eeldades, et neid täites jääb mäetööde keskkonnamõju talutavuse piiridesse. Seetõttu vaatleksime keskkonnakaitse ühe olulisema valdkonnaga - veekaitsega seotud akte, mis ühel või teisel moel mõjutavad mäetööde korraldamist.

Vee kasutamist ja kaitset, maaomanike ja veekasutajate vahelisi suhteid reguleerib veeseadus (RT I 1994, 40, 655; 1996, 13, 240; 1998, 2, 47; 1998, 61, 987). Vee erikasutuseks[8] peab kasutajal olema luba. Mäetööstusettevõtetes toimub põhjavee allalaskmine, ümberjuhtimine, juhitakse heitvett suublasse ning kasutatakse puurkaevudest võetavat joogivett. Vee erikasutuslubade andmise aluseks on vee erikasutuslubade andmise ja tühistamise kord (RTL 1997, 3, 9). Kohalik omavalitsus annab nõusoleku vee erikasutuseks oma halduspiirkonnas. Kohaliku omavalitsuse ja mäeettevõtte keskkonnatöötajate koostööst sõltub vee erikasutusloa tingimuste väljatöötamine. Keskkonnateenistus on igale mäeettevõttele vee erikasutusloaga andnud õiguse vee erikasutuseks ning sellega määranud vee kasutamise lubatud mahu, tingimused ja korra ning veekasutaja õigused ja kohustused.

Kaevandustest ja karjääridest kõrvaldatakse (ärastatakse) vett suures koguses. Näiteks 1999. aastal pumbati välja üle 230 miljoni kuupmeetri. Veekogudesse suunatakse tuhandeid tonne saasteaineid. Iga mäetööstusettevõte peab arvestust suublasse suunatavate veekoguste üle. Arvestuste aluseks on pumpade tootlikkus ning arvestitega fikseeritud töötunnid. Ettevõtted peavad hoidma korras suublad, vee äravoolu kraavid. Vee kasutaja ei tohi põhjustada üleujutusi ning maa soostumist.

Vee erikasutus on üldjuhul tasuline. Vee erikasutuse tasumäärad on kehtestatud Vabariigi Valitsuse 07.10.1998. a. määrusega nr 227 (RT I 1998, 88, 1439). 1999. a. maksis kaevandusest ärastatav vesi 3 senti/m³, 2000. a juba 4 senti/m³ja 2001. a 5 senti/m³. 1999. aastal maksid mäeettevõtted veeärastamise eest 6,3 milj kr, s.h Sompa ja Tammiku kaevandused kokku 1,2 milj kr. Veeärastuse alal on võimalik kokku hoida veekogumissüsteemide täiustamisega, pumplate renoveerimisega, ökonoomsemate pumpadega[9]. Tasumäärad saasteainete vette laskmisel ning tasu arvutamise ja maksmise korra sätestab saastetasu seadus (RT I 1999, 24, 361). Saastetasude määrad on:

· hõljuvainetel 1999. a oli tasu määr 952 kr, 2000. aastal 1142 kr ning 2001. a 1370 krooni hõljumi tonni kohta

· sulfaatidel (arvutatuna sulfaatiooniks) 1999. aastal oli tasu määr 22 kr, 2000. aastal on 26 kr ning 2001. aastal 31 kr tonnilt.

Tasumäärasid suurendatakse 2,5 korda kui suubla on kaitsmata põhjaveega alal, kui suubla asub linna, alevi või supelranna piires, siis 1,5 korda; kui suublaks on meri, piiriveekogu või kalamajandusliku tähtsusega veekogu – samuti 1,5 korda. Kui saasteained viiakse keskkonda ilma loata või loaga lubatud kogustest rohkem, rakendatakse kõrgendatud, 10…15 kordseid määrasid. Raskemetallide või muude ohtlike kemikaalide puhul kehtib 1000 kordne määr. 1999. aastal maksid AS Eesti Põlevkivi ettevõtted veereostuse eest kokku 2,4 miljonit krooni. Seaduse § 19 järgi on võimalik saastetasu asendamine, kui saastaja rakendab omal kulul keskkonnakaitse meetmeid, mis tagavad saasteainete või jäätmete vähendamise kolme aasta jooksul rakendamiseelse perioodi viimase aruandeaastaga võrreldes vähemalt 25 % või kui saastaja osaleb keskkonnaministri kinnitatud riiklike või regionaalsete keskkonnaprogrammide või –projektide finantseerimises.

Veeseadusega on veekasutajale pandud mitmeid olulisi kohustusi:

· kasutada vett otstarbekalt ja säästlikult

· hoiduda teiste veekasutajate ja maaomanike õiguste rikkumisest ning kahju tekitamisest inimese tervisele ja loodusele

· pidada arvestust kasutatava vee hulga ja omaduste üle

· korraldada heitvee seiret.

Kahjuks kaasneb kaevanduste ja karjääride vee ärastamisega paljude joogiveekaevude kuivenemine tööde mõjupiirkonda jäävates külades. AS Eesti Põlevkivi püüab olukorda parandada, finantseerides veetrasside ja puurkaevude rajamist ning vedades joogivett üksikmajapidamistele. Kaevanduste ja karjääride halduses on mitmeid veetrasse ja sügavaid puurkaeve. Nende omandisuhted tuleb üle vaadata ja lahendada lähtudes ühisveevärgi ja –kanalisatsiooni seadusest (RT I 1999, 25, 363).

Kaitstavate loodusobjektide seadusega (RT I 1998, 36/37, 555) kaitstud pinnaveekogud mõjutavad mäetööde ulatust peamiselt Kurtna järvestiku ja Puhatu soode läheduses. Tegevus kaitsealasid mõjutavas piirkonnas on reguleeritud konkreetse kaitseala kaitse-eeskirjadega.

Keskkonnaseire seaduse (RT I 1999, 10, 154) järgi tuleb keskkonda ja seda mõjutavaid tegureid jälgida, et prognoosida keskkonnaseisundit ning saada lähteandmeid planeeringute ja arengukavade koostamiseks. Ettevõtja keskkonnaseire raames teostab AS Eesti Põlevkivi põhjavee tasemete mõõtmisi enam kui 130 vaatluspuuraugus. Vaatluse all on nii suletud kaevandused kui ka tegutsevad karjäärid ja kaevandused, samuti mäetööde võimalikku mõjupiirkonda jäävad alad. Olulisem seireala on Kurtna maastikukaitseala ja Sirgala-Viivikonna karjääride vahele jääv piirkond.

Mitmed maakasutusega seotud kitsendused tulenevad ranna ja kalda kaitse seadusest (RT I 1995, 31, 382). Loodusvarade kasutamise kitsendused sätestab § 11: kaevandamine on keelatud veekaitse-vööndis ning ülejäänud ranna ja kalda alal lubatud keskkonnaministri loal. § 3 määratleb sõltuvalt järvede pindalast ning jõgede valgala suurusest kalda laiused. § 9 järgi on veekogu kaldal keelatud rajada ja laiendada tootmisobjekte, millest lähtuv kahjulik mõjutus ulatub veekaitsevööndile (üldjuhul 10 m). Samas paragrahvis on toodud ehituskeeluvööndi laiused, näiteks Narva jõel on see 50 m.

Olulisim on maapõueseadus (RT I 1994, 86/87, 1488), mille järgi maapõue loodusvaradeks on maavarad ja maa-aines[10]. Põhjavesi ei ole maapõueseaduse objektiks, põhjavee kasutamist ja kaitset sätestavad eraldi seadused. Pinnaveekogude kaitset on käsitletud maapõueseaduse § 29. Põhja- ja pinnavee kaitsega on seotud kaudselt ka § 56, kus on nõue: kaevandamisloa valdaja on kohustatud täielikult hüvitama kõik maavara kaevandamisega tekitatud kahjud, olenemata sellest, kas töid tehti kahjustatud maa-alal või selle naabruses ning kas kahju tekkimist võis ette näha või mitte. See nõue aegub ühe aasta jooksul, arvates kahju tuvastamise päevast.

Maapõueseadusest lähtudes on vastu võetud mitmed alamaktid, milles sisalduvad veekeskkonna kaitse nõuded:

· Mäetööde tegemise korras (majandusministri 08.01.1998. a. määrus nr 2) on veeärastamisega seotud küsimused reguleeritud 9. peatükis.

· Maavarade allmaakaevandamise ohutuseeskirjas (majandusministri 11.02.1998. a. määrus nr 8) käsitleb veeärastamisega seotud küsimusi 13. peatükk.

· Allmaakaevandamisel maapinna ja ehitiste hoidmise korra (majandusministri 24.07.1997. a. määrus nr 28) järgi on veehaarde sanitaarkaitseala ja veekaitsevöönd määratud I hoiuklassi ning püsivad veekogud II hoiuklassi. I hoiuklassi objekti alla jäetakse reeglina hoidetervik. II hoiuklassi objekti alla jääva maavara kaevandamise kohta koostatakse objekti hoidmise projekt. Hoitava objekti omanikul või valdajal on õigus saada teavet mäetööde võimalikust mõjust ja tal on õigus lasta tema poolt volitatud eksperdil, kellel peab olema allmaatööde juhtimise õigus, kontrollida objekti all mäetöid ja kaeveõõsi.

· Maavarade pealmaakaevandamise ohutuseeskirjas (Vabariigi Valitsuse 11.08.1997. a. määrus nr 154) on veeärastusele ja kuivendamisele esitatavad nõuded esitatud 5. peatükis.

· Pealmaakaevandamisega rikutud maa rekultiveerimise kord (keskkonnaministri 28.12.1995. a. määrus nr 44) p. 7 järgi on rekultiveerimise projekti aluseks keskkonnateenistuse väljastatavad rekultiveerimistingimused, mis peavad sisaldama ka veerežiimi kujundamise nõudeid. Üldnõuetes käsitletakse põhjaveetaseme kõrgust ning tehisveekogu rajamise tingimusi.

Kavandatava tegevuse, nagu programmi, projekti või planeeringu keskkonnakaitse nõuetele vastavuse saab kindlaks teha läbi keskkonnaekspertiisi. Keskkonnaekspertiisi tegemise kohustus on sätestatud mitmetes eelnimetatud keskkonnaseadustes. Keskkonnaekspertiisi tegemise kord on kinnitatud Vabariigi Valitsuse 13.11.1992. a. määrusega nr 314. Riiklikku tähtsust omavate maardlate kasutamine on riikliku tähtsusega keskkonnaekspertiisi objektide loetelus, st. ekspertiisi korraldavaks pädevaks talituseks on Keskkonnaministeerium.

AS Eesti Põlevkivi on alustatud ettevõtte keskkonnategevuskava koostamist. Üheks prioriteetidest on vee kaitsega seotud küsimuste lahendamine. Põhieesmärkide formuleerimisel lähtutakse Eesti keskkonnastrateegiast (1997), Eesti keskkonnategevuskavast (1998) ning Ida-Viru maakonna ja omavalitsuste planeeringutest ning arengukavadest. AS Eesti Põlevkivi jaoks on oluline saavutada riigi, omavalitsuste, üksikisikute ja põlevkiviettevõtete huvide tasakaalustatus ning tagamine.

MAA SEISUNDI JUHTIMINE KOMBAINKAEVANDAMISEL

Alo Adamson, TTÜ mäeinstituut

alo@cc.ttu.ee

Arvi Toomik, TPÜ Ökoloogia Instituut

arvi@ekoviro.johvi.ee

Aleksandr Mihhaltšenkov, Valeri Gabets, AS Eesti Põlevkivi

alex_mihk@ep.ee gabets@ep.ee

Allmaakaevandamisel on kaks põhilist tehnoloogilist probleemi:

· kuidas kaevist kätte saada ehk väljata?

· kuidas toimida kogu selle kivimilasuga, mis jääb kaevise kihi peale?

Esimene probleem lahendatakse kas puurlõhketöödega, konveier- ja raudtee-transpordiga või kasutatakse lõhketööde asemel kaevise mehaanilisi purustajaid – kombaine. Kõik need protsessid on kaevandusesisesed, ei avalda tööde käigus keskkonnale olulist mõju (v.a lõhketööde vibratsioon) ega oma ka pikaajalist järelmõju.

Teine probleem on lahendatav põhimõtteliselt kahel viisil. Vanem viis, tuntud juba mäenduse koidikust, seisneb selles, et kõik laekivimid hoitakse ülal nende alla osaliselt jäetava kaevise, tervikute peale. Sellest on kujunenud ka tänapäevane kamberkaevandamine põlevkivikaevandustes. Teine viis seisneb selles, et kogu või peaaegu kogu kaevis võetakse välja, järelejäänud tühi ala täidetakse mujalt toodud täitematerjaliga, et vältida (olulist) laekivimite vajumist, või siis lastakse laekivimid vajuda täitmata alale. Täitmine on väga kulukas tegevus, praktiliselt töötab teine kaevandus vastupidise eesmärgiga. Laekivimite langetamine nõuab vastavat tehnoloogiat ja tehnilisi vahendeid.

Laekäitluse ehk maa juhtimise põhiliseks eesmärgiks on kogu mäenduse ajaloo vältel olnud kaevandajate endi ohutus. See jääb peamiseks ka edaspidi, kuid üha aktuaalsemaks muutub küsimus, kuidas mõjub laekäitlus maapinnale. Need eesmärgid ei tokiks olla alternatiivsed, teineteist välistavad. Põlevkivikaevanduste territoorium asub linnalähedases piirkonnas, kus maakasutus paratamatult intensiivistub. Üha olulisem on, milliseks jääb maapind, aluskivimid ja üldse maastik peale kaevandamist. Nende kahe eesmärgi (või nõude), s.t ohutuse ja maapinna kaitse ühildamine, ei ole alati kerge, ei tehniliselt ega majanduslikult. Kaevandamise seisukohast on ohutum ja lihtsam olnud selline kaevandamine, mis toimus tervikute varjus, s.o kamberkaevandamine. Selline kaevandamine põhjustab aga maavara kadu neis samades tervikutes ja see ei sobi kaevandajale, kui on tegemist väärtuslikuma kaevisega kui põlevkivi. Niisiis, on veel üks tegur, mis räägib kaasa maapinna seisundi juhtimisele – maavara kadu.

Kao vähendamine on võimalik tervikuteta kaevandamisel, kas kaevandatud ala täitmisega või laekivimite täieliku langetamisega. Langetamine põhjustab maapinna deformatsioone ja ka muutusi veerežiimis, mille negatiivsed tagajärjed on meile juba teada ja tuntud.

Probleemivaba pole ka kaevandamine, kui laekivimeid hoitakse tervikutel, viimased pole siiski igavesed, võimalikud on praegu mitteprognoositavad tervikute purunemised ja järelvaringud. Seega on tegemist kvaasistabiilse territooriumiga[11].

Niisiis tuleks omavahel paremini ühendada maksimaalne kaevandaja ohutus, minimaalne maavara kadu ja minimaalsete kahjustuste tekitamine maapinnale ning aluskivimitele. Viimased kujundavad tegelikult kaevandamisjärgse maa geotehnilise seisundi.

Kuidas ühendada laekäitluse alternatiivseid eesmärke?

Deformatsioonid. Kui juhime laekivimeid deformatsioonidega, siis ei ole niivõrd olulised deformatsioonide absoluutsuurused, kui nende vaheldumine, st deformeerunud ja deformeerumata (tervikud) alade vaheldumise sagedus. Probleemiks nii maakasutuses kui ka aluskivimite püsivuses on nimelt need üleminekukohad ühest olukorrast teise. Seega tuleks neid üleminekuid maksimaalselt vähendada. Vähendamiseks on kaks teed: esiteks ikka seesama kaevandatud ala täitmine täitematerjaliga (nt käsilaavade puhul) või maksimaalselt vältida tervikuid, mis praegu paljudel juhtudel on tehnoloogiliselt vajalikud.

Maavara kadu. Kao vähendamise eesmärgil ei ole tervikutega kaevandamine mõistlik. Jääb täitmine või kaevandamine täieliku lae langetamisega. Minimaalne hulk tervikuid ja/või nende likvideerimine peale mäetööde lõppu jaoskonnas/kaevanduses.

Mäetööde ohutus. Kõige ohutum näib praegu kamberkaevandamine (niiöelda normaalseis geoloogilistes tingimustes). Sel juhul nõuab laekäitlus minimaalseid tehnilisi vahendeid ja kulutusi. Ka kaevandatud ala täitmine väldib ohtlikke järeldeformatsioone ja suuri varinguid (mida võib oodata kambrite puhul), kuid on väga kallis. Lae täielik langetamine on ohtlikum tegevus, siin liiguvad suured kivimimassid kogu katendi paksuses. Tööesi vajab siin tugevat kaitsekilpi, s.o vastavat agregaattoestikku, mis kannatab välja suure mäerõhu ja kivimite purustamise ning laadimise protsessid ees. Ka see on kallis.

Küsimusele, kuidas ühendada näiliselt alternatiivseid eesmärke, saaks vastata järgmiselt. Kui maavara kao vähendamine on oluline (ohutus ja maapinna seisund on tähtsad aprioorselt), siis saab seda teha sel tingimusel, et ei vähene ohutus laekäitlusel ja oluliselt ei suurene maapinna ja aluskivimite rikutus. Tervikute kaitse alt äratulekul ja lae langetusega üleminekule peab sama ohutuse tagama vastava võimsusega toestik (agregaat), võimaldades sujuva lae vajumise kaevandatud alas. Samal ajal jäävad suhtelised maapinna ja aluskivimite deformatsioonid minimaalseks, kui tehnoloogia võimaldab vältida tervikute (tulpade, ribade) jätmist kaevandatud alasse. Lühidalt – parim lahend alternatiivsete tingimuste rahuldamiseks oleks

kombainkaevandamine koos lankidevaheliste tervikute väljamisega

või nende tekkimise vältimisega.

Mida on teinud AS Eesti Põlevkivi sellel alal?

Praegu kasutatakse kombainikaevandamist kihtidekompleksi A-C (või A-E) väljamisega koos täieliku lae langetamisega. Kaevandamiseks valmistatakse ette ristkülikukujulised langid, mis on piiratud külgstrekkidega, viimaste vahele jääb linttervik, mis kaitseb ja võimaldab organiseerida koristustöid järgmises langis. Kui see tervik jääb kaevandatud alasse, siis selle kohal maapinnal kujuneb jääkkõrgendik. Viimase vältimine on võimalik, kui järgmise langi kaevandamisel võetakse ühtlasi välja ka selle ja eelmise, kaevandatud langi vaheline tervik. Aastatel 1990…1997 uuriti selleks mitmesuguseid võimalusi Sompa ja Kohtla kaevanduses.

Katsetööde ja analüüside tulemusel koostati AS Eesti Põlevkivi rakendusuuringute keskuses kolme liiki praktiliselt kasutatavaid tehnoloogilisi skeeme:

lankidevaheline tervik võetakse välja kogumis- või külgstreki poolt nn mahajääva täiendava eega
lankidevaheline tervik võetakse välja kogumis- või külgstreki poolt nn eelneva täiendava eega
üheaegne langi kaevandamine ja lankidevahelise terviku väljamine kahe kombainiga kaevandamisel.

Iga grupp koosneb mitmest alavariandist, mis erinevad kaeveõõnte parameetrite ja seadmete paigutuse poolest. Soovitavate skeemide eeliseks on võimalus pideva protsessina jätkata kombainikaevandamist, transportida mäemassi samatüübiliste seadmetega tööjaoskonnas.

Esimese skeemidegrupi peamiseks puuduseks on abiee, s.o terviku likvideerimise ee mahajäämus laava lae varingujoonest. Streki laiuse suurendamine võimaldab vähendada põhi- ja abiee vahelist nurka 45…50 kraadini, mis lihtsustab abiee toestamist.

Teise skeemidegrupi eeliseks on see, et laava põhiee ja abiee toestik asuvad samal joonel, mis kergendab ja ühtlustab laekäitlust mõlemas ees ja nende ühenduskohas. Puuduseks võib lugeda seda, et tuleb hankida täiendav ümberlaadija ja ebamugavusi, mis on seotud tema kasutamisega külgstreki ja laava ühenduskohas.

Kolmanda grupi skeemid erinevad kardinaalselt eelmistest. Skeemid moodustavad siin ühtse ee, kus kaevandatakse välja nii lank kui ka lankidevaheline tervik. Kaevandamine toimub kahe kombainiga kahel järjestikku ühendatud kraapkonveieril, mille ühe sabaosa asub kaevandatavas tervikus. Kolmanda grupi skeemide eeliseks on see, et kogu tööesi on sirgjooneline ja võimaldab laelangetust kogu pikkuses üheaegselt. Toestiku sektsioonid asuvad ühel joonel ja koos tekkiva võimaliku minimaalse ee ruumiga võimaldab optimaalset lae käitlust ja toestamist. Selle grupi skeemide puuduseks on vajadus rajada täiendav vahestrekk langis ja tarvidus omada täiendavat mäemassi ümberlaadimispunkti laavas.

Kõik soovitatavad skeemid võimaldavad suurendada ühtlaselt langetatavat maapinda ja ka vähendada maavara kadu, kuid igaüks neist variantidest nõuab lisakulutusi, mis tõstab kaevise hinda.

Kaasaegsed tehnilised võimalused lae- ja maakäitluse parandamiseks

Kui eelnevas käsitletud tehnoloogilised skeemid sobivad lankidevahelise terviku väljamiseks praegu kasutatavate madala tootlusega seadmetele (1000…1500 t/ööp), siis edasises on püütud probleemi lahendada, lähtudes kaasaegsete suure võimsusega kõrgtootlike mäemasinate komplekside võimalustest. Uute kõrgtootlike pikaee kombainikomplekside kasutamine on mõeldud:

· asendama avakaevandamist katendi piirpaksuse ületamisel idakarjäärides

· küttekivi kaevandamiseks Ojamaa välja geoloogilise anomaalia alal

· õlikivi tootmiseks Suncori tarbeks Uus-Kiviõli kaeveväljal.

Kaasaegsed pikaee kombainikompleksid tagavad põlevkivikihindi kõrgtootliku raimamise, kaevise transpordi ja ohutu laekäitluse, nõudes minimaalsete tervikute jätmist ainult paneelikäikude hoidmiseks ja karstilähedastes tsoonides, kus põlevkivi ei vasta maavara tingimustele.

Aladel, kus ei saa kasutada kombainkaevandamist pika eega, peame otstarbekaks kasutada kombain-kamberkaevandamist, väljates kihindit osalis-selektiivselt, kui on vaja küttekivi või täielikult kui on olemas madala kütteväärtusega põlevkivi (kaevise) tarbija, näiteks Suncori õlitehas.

Kui pikkesi-kaevandamisel kasutatakse laekivimite langetamist, siis kamber-kombainkaevandamisel on ilmselt eelistatum kasutada laekäitlusena kamberlaava põhimõtet, kus põhilagi hoitakse ülal lint-hoidetervikutel ja lähislagi hoidetervikute vahel asuvate tugitervikutega. See süsteem võimaldaks paremini korraldada koristustööd kombainiga ja tõhustada kaevandamise tehnilis-majanduslikku külge. Samas on oluline, et kamberlaavade puhul, mis on põhiline laekäitlusmeetod Slantsõ põlevkivikaevandustes, on taganud seal maapinna hea säilivuse (senini ei ole teateid kamber-laavade varingute kohta). Kamberlaavad on kasutatavad ka puur-lõhketöödega kaevandamisel pikalaenguaugu meetodil.

Siin esitatud, kavandi tasemel läbi töötatud ettepanekud peaksid läbima tasuvusuuringu, põhjendamaks järgnevaid tehnoloogilisi uuringuid, kaasa arvatud katsetööd, selleks et saavutada tehnoloogiliste parameetrite suurem läbitöötlusaste. Üheks stiimuliks seejuures oleks see, et uued kaevandamistehnoloogiad võimaldavad vähendada mäetööde kahjulikku mõju maapinnale ja maavara kadu kaevandamisel, tagades seejuures mäetööde kõrge ohutuse.

Kokkuvõtteks

· Maa seisundit saab ja võib juhtida nii, et säilib mäetööde ohutus, alaneb maavara kadu ja väheneb maapinna ning tema aluskivimite rikutuse aste.

· Senised uuringud ja katsetused näitavad, et lankidevaheliste tervikuteta kaevandamine ja maapinna jääkkõrgendike vältimine seejuures on võimalik.

· Stabiilse (mitte tervikutel seisva) maapinna saavutamine ja jääkdeformatsioonide vähendamine on seotud lisakuluga kaevandamisel.

Käesoleva töö raames on avaldatud uut teavet, mis on saadud riigieelarvest finantseeritava töö Maavara kaevandamise mõju keskkonnale (reg. nr 0140851s99) ja Tehnogeensete faktorite mõju Kirde-Eesti maastikele… (reg nr 0280340s98) raames.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

1. Toomik, A. Environmental Heritage of Oil Shale Mining // Oil Shale, 1998. V.15, No. 2, 170–183.

LÕHKAMISTE MÕJU OHJAMINE

Arvi Toomik, TPÜ Ökoloogia Instituut

arvi@ekoviro.johvi.ee

Tõnu Tomberg, TTÜ mäeinstituut

tony@cc.ttu.ee

Lõhketööde seismilist mõju keskkonnale on Eesti põlevkivimaardlas uuritud alates kaheksakümnendate aastate lõpust. Algseks põhjuseks olid karjäärilõhkamised, kus ühe korraga lõhati kümneid onne lõhkeainet, mis põhjustasid ka tugevaid maa- ja õhuvõnkeid. Järk-järgult karjäärides parandati lõhkamismeetodeid ja praegu umbes samasuured lõhkeainekogused lõhatakse pehmemalt, väiksemate kogustena ajas hajutatult. Allmaatöödel on kogu aeg kasutatud väikseid lõhkelaenguid, mida mõõdetakse kilogrammides ja tundus, et siin seoses maavõngetega probleeme ei olegi. Kuna kaevandused on suhteliselt madal, siis on ka lõhkelaengute kaugus maapinnani väike ja probleemid tekivad seal, kus allmaatööde eed lähenevad maapealsetele või ka maa-alustele objektidele (kaevudele, kommunikatsioonidele).

Maavõngete mõju ohjamisest.

Maavõngete seismilise mõju hindamise põhiparameetriks on võnkekeskkonnas või ohustatud objekti juures tekkiv maksimaalne võnkekiirus.

Võnkekiiruste suurused sõltuvad lõhkelaengu massist (Q), mõõtmiskaugusest (d) ja võnkekeskkonna omadustest. Laengumasside suurused võivad oluliselt erineda, samuti muutub mõjutatava objekti kaugus lõhketööde kohast. Selleks, et mõõtmistulemused oleksid omavahel võrreldavad, on kujunenud üldtunnustatuks taandatud kauguse (d_s) mõiste maavõngete mõõtmispraktikas.

d_s=d·Qⁿ

(1)

Astendaja n sõltub lõhkeaine omadustest ja võnkekeskkonnast. Omadustelt lähedaste lõhkeainete puhul on määravaks võnkekeskkonna omadused. Võnkekiiruste prognoosimisel kasutatakse astendajat n=-1/3 ja n=-1/2. Esimene annab konservatiivsed hinnanguid lõhkamiskaugustel alla 6 m (s.o lähilõhkamised), teine annab konservatiivseid tulemusi kaugusel üle 31 m. Piirkonnas 6-31 m kummagi astendaja kasutamisel olulisi erinevusi ei ole (Dowding, 1985). Mäetöödel põlevkivikarjäärides ja kaevandustes ületab kaitsmist vajavate objektide kaugus tunduvalt 6 m ja karjäärides 31 m. Seega tuleb taandatud kauguse määramisel lõhketöödel kasutada astendajat n = -1/2. Lõhketöödest põhjustatud maavõnkeid mõõdeti Tammiku, Viru, Ahtme ja Estonia kaevandustes ja analüüsiti saadud seismogramme. Taandatud kauguse ja mõõdetud maksimaalse võnkekiiruse vahel määrati regressioonivõrrandid. Üldkujul avaldub regressioon mõõdetud võnkekiiruse ja taandatud kauguse vahel järgmiselt:

log(V)=log(A)+B·log(d_s)

(2)

kus V on võnkekiirus ning A ja B on regressioonivõrrandi parameetrid. Võnkekiiruse võib siit avaldada järgnevalt (Dowding, 1985; Rosenthal ja Morlock, 1998) :

V=A·(d_s)^B

(3)

Kuna seismogrammide analüüs tõi esile olulisi erinevusi mõõtmistulemustes sõltuvalt lõhkelaengu ja gefooni paigutuste kõrguste vahest, siis edasine analüüs toimus vastavalt valitud äärmiste sügavuste järgi: 20 ja 50 meetrit.

Rahuldava korrelatsiooni tõttu mõõdetud võnkekiiruse (V) ja taandatud kauguse (d_s) vahel koostati kiiruse võrrandid andmete keskmistel väärtustel. Mõõtmiste arv (üle 20) võimaldas avaldada regressioonivõrrandi ülemise usalduspiiri 95% tõenäosusega. Nimelt selle usalduspiiri võrrandit sobib kasutada maksimaalse võnkekiiruse prognoosimiseks. Võrrandite alusel on koostatud võnkekiiruse prognoosimise nomogrammid (joonis 1).

Kui on määratud ohustatud objektide maksimaalne lubatav võnkekiirus normatiivi või standardi järgi, siis on võimalik välja arvutada maksimaalne ohutu laengusuurus antud võnkekeskkonnas. Teisendades võnkekiiruse prognoosimise võrrandit (3), saame praktiliseks kasutamiseks valemid, mis on toodud tabelis 1 (Toomik ja Tomberg, 1998). Seoseid kirjeldavad ülevaatlikult nomogrammid joonisel 2, mille järgi on lihtsam leida ohutuid laengusuurusi.

Joonis 1. Võnkekiiruse määramise nomogrammid kasutamiseks allmaa-lõhketöödel.

a - lõhketööd 20 meetri sügavusel; b - lõhketööd 50 meetri sügavusel.

1 - katsepunktid; 2 - regressioonivõrrandi lahend; 3- 95% tõenäosuse ülempiir.

Tabel 1

Võnkekiiruste prognoosimise võrrandid ja ohutute laengusuurused

Geofooni

(ohustatud

objekti)

asukoht

Mõõtmiste

arv

Korrelatsiooni-tegur

Kiiruse võrrand, mm/s

Ohutu laengusuuruse arvutusvalem,

Mõõtmis-tulemuste keskväärtusel

Ülemine usalduspiir, 95%

(maksimaalne)

pinnas;

lõhkamine 20 m sügavusel

-0,647

V=300xd_s^-1,08

V=896xd_s^-1,08

pinnas;

lõhkamine 50 m sügavusel

-0,846

V=136xd_s^-1,25

V=309xd_s^-1,25

a	b
Joonis 2. Ohutu laengusuuruse määramise nomogramm: a - lõhketööd 20 m sügavusel, b - lõhketööd 50 m sügavusel; lubatud võnkekiirused vastavalt 5, 10, 15, 20, 40 ja 50 mm/s.

Võnkekeskkonna probleemid

Kui nende kivimite omadused, kus võnked levivad oleksid ühtlased igas suunas, siis saaks tegelikke võnkekiirusi ja ohutuid lõhkelaengute suurusi alati määrata arvutuslikul teel. Tegelikult on põlevkivi peal lasuv paekatend muutlike omadustega. Paekihtide horisontaalne lõhelisus ning vertikaalne kihilisus muudavad võnkekeskkonna anisotroopseks. Vertikaalsuunas toimub võnkekiiruse kustumine seejuures kiiremini kui horisontaalses. Kuid ka horisontaalses suunas on häirivaid faktoreid nagu karstirikked ja vertikaalsed tektoonilised lõhed, mis kohati järsku võivad muuta võngete intensiivsust. Võngete intensiivsust mõjutavad ka hüdrogeoloogilised tingimused. Mäetööd, seega ka lõhketööd toimuvad kaevandusvälja perifeerses osas, kus põhjaveetase on väga dünaamiline, alates mõnest meetrist põlevkivikihi kohal kuni mitmekümne meetrini nendes kohtades, mis asuvad põhjavee juurdevoolu suunal. Lõheliste kivimite veega täitumine omakorda vähendab võngete kustumise intensiivsust, seega võnkekeskkonna anisotroopiat. Järelikult on kõrge veetasemega kohtades maavõnked ohtlikumad samade laengusuuruste ja kauguste puhul.

Lisaks arvutusvalemitele ja nomogrammidele, mis on koostatud keskmiste statistiliste tulemuste põhjal, on soovitav alati konkreetses kohas teha mõned täiendavad mõõtmised, et vältida võimalikke üllatusi, mis on seotud võnkekeskkonna geoloogiliste või hüdrogeoloogiliste iseärasustega.

Võngete mõjust objektile

Võnkekiirus, mida maailmapraktikas (Dowding, 1985; Rosenthal ja Morlock, 1987) kasutatakse peamise maavõngete kahjustava mõju ulatuse hindamise parameetrina, on võrdelises sõltuvuses pingete ja deformatsioonidega, mis tekkivad võngete mõju alla sattunud objektis (ehitises). Ideaaljuhul, kui seismiline laine läbib elastset keskkonda, väljendub seos objekti läbiva laine poolt tekitavate suhteliste deformatsioonide ja võnkekiiruse vahel järgmiselt (Olofsson, 1991; Dowding, 1985):

(4)

Kus: y – ehitises võnkeliikumise mõjul tekkiv suhteline deformatsioon, mm/m; v – osakeste võnkekiirus mm/s; c – seismilise laine levikukiirus, m/s.

Seismiliste võnkumiste poolt tekitatud võimalike vigastuste iseloom ja nende seos objekti aluspinnase ning võnkekiirusega on esitatud tabelis 2 (Olofsson, 1991; Dowding, 1985). Seejuures on võimalike vigastuste liigid kirjeldatavad alljärgnevalt:

Vigastuste läve ületamine: värvi nõrgenemine ja pudenemine; praod krohvis konstruktsioonielementide piiridel (lagi-seinad) ning seinaavade (uksed, aknad) vahetus läheduses; olemasolevate pragude pikenemine. Vähesed vigastused: krohvi pudenemine; praod müüritistes seinaavade läheduses; juuspragude teke müüritistes. Olulised vigastused: üle 3 mm laiust pragude teke müüritistes; ehitise struktuuri nõrgenemine; nõrgemate müüritiste (korstnad, truubid) kokkuvarisemine.

Kuna seismiliste lainete poolt tekitatavad vigastused väljenduvad esmajoones sellistes kohtades, kus esinevad pingete kontsentratsioonid (avad müüritistes, konstruktsioonielementide liitekohad), siis tuleb juba lõhkamiseelselt erilist tähelepanu osutada just sellistele elementidele nagu ukse- ja aknaavad, seinte ja lagede liitekohad, korstnate ja truupide liitekohad jne.

Tabel 2

Seismiliste lainete poolt tekitatud võimalike vigastuste hindamise tabel

	Objekti aluspinnas			y mm/m	Võimalike vigastuste iseloom
	Veega küllastunud liiv, kruus või savi	Moreen, kildad, pehme lubjakivi	Graniit, gneiss, lubjakivi, dolomiit
	Seismiliste lainete levikukiirus, c m/s)
	1000 - 1500	2000 - 3000	4500 -6000
v mm/s)	9	18	35	0.008*	Vigastuste täielik puudumine
	13	25	50	0,015**
	18	35	70	0,03***
	30	55	100	0,06	Vigastuste läve ületamine
	40	80	150	0,12	Vähesed vigastused
	60	115	225	0,25	Olulised vigastused

* - kergebetoonist ehitistele; ** - vanemad ehitised; *** - tavalised elamud.

Kokkuvõtteks. Allmaatöödel toimuvad lõhketööd võivad muutuda ohtlikuks maapealsetele objektidele, kui tööesi läheneb nendele. Mõju ohtlikkust on võimalik hinnata arvutuslikult ja määrata ohutud üheaegselt lõhatavad laengusuurused (viitegrupid). Soovitavad on kontrollmõõtmised, vältimaks üllatusi võimalikust geoloogilistest anomaaliatest või hüdrogeoloogilistest iseärasustest.

Käesoleva töö raames on avaldatud uut teavet, mis on saadud riigieelarvest finantseeritava töö Maavara kaevandamise mõju keskkonnale (reg. nr 0140851s99) ja ETF grandi Hüdrogeoloogiliste iseärasuste mõju lõhketöödest põhjustatud maavõngete intensiivsusele nr 3778 raames.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

Charles Dowding, Blast Vibration Monitioring and Control, Prentice-Hall Inc. 1985, 297 pp.

Stig Olofsson, , Applied Explosives Technology for Construction and Mining, Applex, Ärla, 1991, 304 pp.

Michael Rosenthal, Gregory Morlock, Blasting Guidance Manual, US Department of Interior, 1987, 201 pp.

Arvi Toomik, Tõnu Tomberg, Blast Vibrations in oil shale underground mining, Oil Shale, 1998, Vol 15, No. 1, pp 65…74.

KAEVANDATUD ALADE REKULTIVEERIMINE PÕLEVKIVI AVAKAEVANDAMISEL

Andre Lüüde, AS Eesti Põlevkivi

andrely@ep.ee

Ida-Virumaa on pidanud taluma läbi aegade intensiivset tehnogeenset survet, mille tagajärjel on osa loodusest kas haavatud või üldse hävinud. Põlevkivi kaevandamine ja töötlemine on loonud Kirde-Eesti lavamaa maastikupildis tehnogeensed struktuurid ja tehispinnavormid: kaevanduste langatusalad, terrikoonikud, aherainepuistangud, tuha- ning karjääriväljad. Kaevandatud alasse paigutatud puistangud on oma reljeefi tõttu sellisel kujul edaspidiseks kasutamiseks kõlbmatud[12].

Maapõueseadus (§ 39) kohustab kaevandamisloa valdajat rekultiveerima kaevandamisega rikutud maa-ala vastavalt keskkonnaministri kehtestatud. Seni on kehtestatud vaid Pealmaakaevandamisega rikutud maa rekultiveerimise kord ja Turba tootmisalade rekultiveerimise kord (määrus nr 44, 28.12.1995.a.). Pealmaakaevandamist käsitlev kord määrab üheselt, et rekultiveerimisele kuulub kogu rikutud maa (see on maa, mille seisund on kaevandamisega muutunud, siiski ei arvestata sinna hulka settetiike, kraave ja muid objekte, mis tulevikus jäävad kaevetööde alla ning elektriliine) ja seda tehakse kaevandamisloa valdaja kulul. Pealmaakaevandamisega rikutud maa rekultiveerimise kord jõustus karjääride uutele tingimustele vastavate metsatehniliste rekultiveerimisprojektide käivitumisega 1998. aastal. Kehtiva korra järgi maa loetakse rekultiveerituks peale metsastamise lõpetamist ja selle vastuvõtmist maavanema moodustatud komisjoni poolt, seega peale maakatastrisse kandmist. Selleks maavara kaevandamisloa omanik organiseerib rekultiveeritud maatüki katastriüksuse plaani koostamise ja esitab selle komisjonile ning komisjoni loal registreerib maavara kaevandamisloa valdaja katastriüksuse riigi maakatastris. Kuna üleantud maadel metsakultuuride rajamine varem oli metskondade kohustus ja seda tehti kuni 5-aastase hilinemisega, siis enne 1999.a. üleantud ja aruandesse läinud maad on metsastamata ning kehtiva korra kohaselt ei saa neid lugeda rekultiveerituks. Seoses sellega on lisatud seisuga 01.01.1999.a. metsastamise ja metsastatud maade üleandmise mahajäämus (1128 ha) rikutud maade hulka. Tekib situatsioon, et puud on küll istutatud ja kasvama läinud, kuid rekultiveerituks ei loeta maad enne kui on kantud maakatastrisse. See ähmastab tunduvalt arusaamist, kui palju meil tegelikult metsastamata rikutud maad on, kui suur on tegelik metsastamise mahajäämus ja milline oleks reaalne istikute kogus mahajäämuse likvideerimiseks.

Põlevkivikarjääride poolt rikutud maid taastati juba enne sõda, siiski loetakse, et esimesed tööstuslikud katsed rikutud maade rekultiveerimisel viidi läbi Kohtla kaevanduse pealmaatööde jaoskonnas mäeinsener Leopold Lainoja juhtimisel 50-ndate aastate lõpus ja 60-ndate alguses ning seejärel jätkati Viivikonna karjääris mäeinseneride Paul Vesiloo ja Guido Paalme juhendamisel. Seitsmekümnendate aastate alguseks oli põlevkivikarjääride rikutud maade rekultiveerimise ja metsastamise tehnoloogia välja töötatud ja võeti tootmisplaani (Kaar, Lainoja, 1971). Esialgu oli rekultiveerimistööde mahajäämus katenditöödest suur. 1977. aastal algas rikutud põllumaade rekultiveerimine. Tehnoloogia, mis ei sündinud kergelt, töötati välja Aidu karjääris ja alles 1986. aastal õnnestus rajada põld rahuldavalt silutud ja stabiliseerunud alusele. (Vesiloo, 1990). Kestvalt on tegelenud põlevkivikarjääride põllumajandusliku ja bioloogilise rekultiveerimise probleemidega ning huumusmulla koorimise, säilitamise ja kasutamise küsimustega (Kaar, Leedu, 1991). Käesoleval ajal, kui mäetöid ei teostata põllumajanduslikel maadel ning põllumajanduslik tootmine on jätkuvalt hääbumas, ei ole rikutud põllumaade rekultiveerimine uuesti põllumaaks enam aktuaalne.

Sisepuistangute rekultiveerimise hilisem õnnestumine või ebaõnnestumine saab alguse paljandustöödest, kuna just siis valmistatakse ette puistangupinnased. Projektide koostamise aluseks on maavalitsuse poolt väljastatud rekultiveerimistingimused (1997), kus on käsitletud kas antud maa-alast peab saama põllu- või metsamajandusmaa või hoopis veekogude maa. Ära on näidatud suurused, mulla käitluse nõuded, taimekooslused ning veerežiimi kujundamise nõuded

Rekultiveerimisprojektide koostamise ja uuendamise väljatöötamise vajadus on tingitud keskkonnaministri määrusest nr 44 28. dets. 1995.a., seoses uue korra sisseviimisega pealmaakaevandamisega rikutud maa rekultiveerimisel. Peale projekti kinnitamist kaotasid kehtivuse seni kasutusel olnud karjääride rikutud maade mäetehnilise rekultiveerimise projektid. Tehniline ja bioloogiline rekultiveerimine projekteeritakse koos. Projektis sisalduv hõivatud maade majanduslik iseloomustus annab ülevaate, milliste valdade piiridesse ja metskonna territooriumidele karjääri maad jäävad. Käesoleval ajal karjääride poolt rikutud maad on enamjaolt metsamajandusliku tähtsusega, esindatud nii tarbe-, kui küttepuiduga, võsa ja raiesmikega, Narva karjääri rikutud maad hõlmavad ka väheväärtuslikke siirde- ja madalsooalasid. Omaette punktina on ära toodud mäegeoloogilised tingimused ja kattekivimite agrokeemiline iseloomustus. Paljandustööde tehnoloogiast - kasutatavad tehnoloogilised skeemid sõltuvad puistangute püsivusest, pinnase pealiskihi omadustest ja kandevõimest, olemasolevast paljandustehnikast. Omaette punkt on puistangute iseloomustus ja nende rekultiveerimine. Puistangute moodustamine toimub nii, et kattekivimite alumise osa moodustavad kaljused lubjakivid paigutatakse puistangu alaossa, kattekivimite ülemise osa moodustavad settekivimid puistangu ülaossa kaljuste kivimite peale. Siiski sõltuvad puistangu moodustamise tingimused kattekivimite paksusest ning setete paksuse suhtest selles ja kattekivimite omadustest - kivimite sisehõõrdejõudude suurusest oleneb puistangu nõlva kaldenurk. Näiteks Narva karjääris on katendi paksus 6,4 kuni (jaoskond 4A) 25,8 (jaoskond 4-lääs) m. Esimesel juhul on kõvasid kivimeid 1,7 m, teisel juhul 22,5 m. Mitme idakarjääride jaoskonnas raskendab puistangute moodustamist püdel savi. Nõlvad, mis külgnevad väljasõidutranšeedega, moodustatakse loomuliku kaldenurgaga. Kuna nad on ebakorrapärase kujuga ja reeglina ligipääsmatud ohutuks planeerimiseks buldooseriga, siis teostatakse nende regulaarset kujundamist draglainidega. Kindlasti käsitleb projekt veerežiimi kujundamist, rekultiveerimise majanduslik-tehnilisi näitajaid ja sisaldab jooniseid.

Tehniline rekultiveerimine ehk maa ettevalmistamine taaskasutamiseks teostatakse vahetult karjääri poolt ja tehnilise rekultiveerimise tööde hulka kuulub puistangute tasandamine, väljasõidutranšeedega külgnevate puistangute nõlvade kujundamine, tasandatud puistangute pinnase silumine, puistangutele teedevõrgu ehitamine, tõusude ja languste ehitamine ekskavaatoritele ühelt puistangu tiivalt teisele ümberpaigutumiseks läbi väljasõidutranšeede.

Esmane tasandamine teostatakse draglainidega, millele järgneb silumine buldooseritega. Rekultiveeritud maastik kujutab endast nõrgalt lainelist territooriumi, lõigustatud väljasõidutranšee süvenditega, mis peale pinnavee taseme taastumist jäävad vee alla, tekitades ulatuslikke tehisveekogusid. Tasandatud puistangutele rajatakse teedevõrk, mis koosneb magistraal- ja ühendusteedest. Teed on vajalikud liiklemiseks rekultiveerimise ajal ja alade hilisemal kasutamisel. Samuti on teedel täita tuleohutusliku eraldusriba roll metsade vahel. Peateed paiknevad piki puistanguid paralleelselt nende harjadega, vahemaa peateest puistangu ülaservani on vähemalt 20 m. Kaks ühel puistangumassiivil paiknevat peateed ühendatakse omavahel vähemalt 4,5 m laiuste ja üksteisest 400…600 m kaugusel paiknevate ühendusteedega. Ka juba varem metsastatud puistangutele näeb projekt ette teede ehitamist vastavalt metskonna ja karjääri ühisele kokkulepetele. Mäetehnilise rekultiveerimisega seotud töid tehakse reeglina soojal aastaajal, kuid ka lumevaesemad soojad talved ei ole takistuseks. Arvestades tehnoloogilist töövaru, võetakse, võetakse tehnilise rekultiveerimise normatiivseks tähtajaks 2 aastat peale paljandustöid, ebapüsivate kivimitega aladel see etapp võib pikeneda 3,5 aastani.

Bioloogiline rekultiveerimine teostatakse vastavate ettevõtete poolt Töödega soovitatakse alustada aasta peale tasandamist, selleks ajaks on lõppenud pinnase vajumine ja vajaliku niiskusevaru kogunemine. Kasulikum on istutada varakevadel, kohe peale lume ja pinnase sulamist. Mai lõpuks peaksid tööd tehtud olema. Ökoloogiliselt püsivate koosluste saamiseks on soovitav istutada eriliigilisi metsakultuure. Puude ja põõsaste liigid, samuti nende istutamise aja paneb lõplikult paika kohalik metskond, kelle territooriumile jääb metsastatav ala. Praktika näitab, et üheks kõige vähemnõudlikumaks põhipuuliigiks on harilik mänd. Metsakultuuride istutamiseks kasutatakse enamjaolt kahe aasta vanuseid kultuure. Männitaimede puhul on istutustihedus 1…1,65 X 1,5 m, mis teeb 5000…6700 taime hektarile. Tasandatud pinnas jääb siiski sedavõrd kivine, et istutustööd toimuvad käsitsi, kiilu abil. Väljaveotranšee nõlvad jäetakse looduslikuks taimestumiseks. Metsa istutamise maksumuseks on keskeltläbi 2,2 tuhat krooni hektari kohta.

Vastavalt pealmaakaevandamisega rikutud maa rekultiveerimise korrale lastakse tulevikus kõik karjääride kaevandid täituda veega. Tranšeede veekogudeks ettevalmistust käsitleb mäetehnilise rekultiveerimise projekt, mis näeb ette, et samaaegselt puistangute tasandamisega toimub tranšee külgede kujundamine laugeks (mitte üle 30º), mis tagab ohutu laskumise veekogu juurde.

Kokkuvõtteks

Mäetöödega rikutud ja rekultiveerimata maapind Ida-Viru maakonnas oli 1995. aasta seisuga 6,2 tuhat hektarit ja moodustas ligikaudu 2% maakonna pindalast. Kui üheksakümnendatel rikuti Eesti Põlevkivi poolt avakaevandamisega keskmiselt 370 ha maad aastas, siis nüüdisajal rikutakse seoses toodangu andmise vajaduse vähenemisega ligikaudu 150 ha aastas.

Käesoleva aasta jaanuarikuu seisuga oli rikutud maa kokku, arvestades karjääride ja Kohtla pealmaatööde jaoskonna ekspluatatsiooni algusest 12 060 ha. Rekultiveeritud (s.t. üle antud) on sama perioodi vältel 9840 ha, s.h. Aidul 148 ha ja Kohtlal 12 ha põllumaad. Seega tänu rikutud maade järjepidevale rekultiveerimisele on suur osa kaevandatud alast taas kasutusel. Metsa istutati 1998. aastal 250 ha ja 1999. aastal. 231 ha. Metsastamise mahajäämus oli 2000. aasta alguses 832 ha. Istutades igal aastal metsa ligikaudu 250-le hektarile, väheneb metsastamise mahajäämus aastas umbes 100 ha võrra ning mahajäämuse likvideerimiseks kulub veel 12 aastat.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

· Elmar Kaar, Leopold Lainoja j.t. Põlevkivikarjääride rekultiveerimine, Tallinn 1971

· Elmar Kaar, Enn Leedu. Bioloogiline rekultiveerimine Eesti põlevkivibasseinis. Mullakaitse probleeme Eestis, Tallinn 1991

· Paul Vesiloo, Eesti Loodus 12, 1990

· Rekultiveerimistingimused põlevkivikarjääride mäetöödejärgsete maade rekultiveerimisprojektide koostamiseks. Kinnitatud Ida-Viru Maavanema korraldusega nr 176 13.03. 1997.

Ekskaveerimise ja rekultiveerimise dünaamika Sirgala karjääris (v.a. jsk. 4)

Näide mäendusliku geoinfosüsteemi kasutamisest rekultiveerimise mahtude hindamisel

(vt I. Valgma artikkel järgmisel leheküljel).

Maakatte kujundamine avakaevandamisel

Ingo Valgma, TTÜ mäeinstituut

ingoval@cc.ttu.ee

Eestis kaevandatavad maavarad võib rekultiveerimissuundade järgi jaotada viide kategooriasse. Esiteks on olemas selline kaevandamisviis nagu muda allveeammutamine, mille võtukohti ei rekultiveerita, teiseks – saviaugud millest tavaliselt moodustatakse veekogud või prügiladustuskohad, kolmandaks on liiva- ja kruusaaugud mis silutakse või millest moodustatakse veekogud. Neljandaks on lubja- ja dolokivi karjäärid, millest moodustatakse suhteliselt sügavad veekogud või jäätmete ladustuskohad. Väikekarjääride seast on viimaste rekultiveerimine kulukaim. Viiendaks on suhteliselt õhukese kihina lasuvad või väljatavad maavarad, mille kaevandamisel mõjutatakse suurt pindala. Nendeks on põlevkivi, fosforiit ja turvas, mis nõuavad omast rekultiveerimistehnoloogiat.

Üks kolmandik Eestis praegu kaevandatavatest maavaradest moodustab karjäärides kaevandatav põlevkivi. Põlevkivi lasub suhteliselt õhukese kihindina ja selle kaevandamine mõjutab Eesti maastikku ulatuslikult. Suurimate karjäärid, nii pindalalt kui ka toodangu mahult on Aidu, Sirgala ja Narva karjäärid. Tänaseks on põlevkivikarjäärides kaevandatud 120 km² suurusel alal.

Uurimismeetodid

Avakaevandamise kirjeldamiseks ja analüüsiks kasutasime mäenduslikku geoinfoüsteeemi. Süsteemi peamiseks väljundiks on põlevkivi avakaevandamise tehnoloogiline kaart. Uuring kujutab endast TTÜ mäeinstituudis teostatava põlevkivimaardla kaardistamise teist etappi. Esimeseks etapiks oli põlevkivi allmaakaevanduste tehnoloogiline digitaalkaart. [Valgma, 1999 a, b] Andmed pärinevad karjääride tehnokaartidelt, geoloogistest uuringutest, ortofotodelt ja Eesti baaskaardilt.

Uuringu käigus koguti karjääride tehnokaarte ja kirjandust. Andmete digitaliseerimiseks kasutati skaneerimist, digitaliseerimist ja vektoriseerimist. Ruumiline aegrida moodustati kaevandmisalade aastastest pindaladest, sisaldades infot kasutatud tehnoloogia, masinate ja katendi paksuse kohta. Lisaks võrreldi koostatud digitaalkaarte vastavate ortofotodega. Väljundiks on katenditeisaldusdünaamika, pindala, materjali maht ja maastiku olukord kõigis kaevejaoskondades.

Probleemi arutelu

Mäendusliku geoinfoüsteemi (MGIS) arvutused teostati põhjalikult Sirgala karjääri kohta. Enamus karjääri 6532 ha kaevandatud alast on kaetud ortofotodega aastast 1996. Karjääri idapoolseim jaoskond nr 4 on fotodega katmata[13], seetõttu on selle jaokonna andmed detailarvutustest välja jäetud.

Võttes karjääride keskmiseks aastaseks edasinihkeks 80 m saame kogu kaevefrondi pikkuseks 20 km, millest igale karjäärile jääb 6,5 km. Igas karjääris oleks sel juhul 4 kaevejaoskonda pikkusega 1,6 km ja 4 veotranšeed. Veo ja kaevetranšeede põhja laius varieerub 25 kuni 55 meetrini. Puistangute e. kaevandamisjärgse maapinna kõrgus formeerub pärast ekskaveerimist ja rekultiveerimist. Sõltuvalt väljatava põlevkivi paksusest ja katendikivimite kobestusastmetest moodustub Aidu ja Sirgala karjäärides algsest kuni 4 m ja Narvas kuni 6 m kõrgem maapind. Lisaks on tänu lisandunud materjali mahule sisepuistang veotranšeede naabruses ja kaevetranšeede sisekurvides kuni 3 m kõrgem puistangu üldkõrgusest.

Teistes põlevkivikarjäärides on maapinna kõrguse muutus kuni 1 m. Nendeks on Kohtla, Kohtla-Vanaküla ja Narva karjääri jaoskond nr 4. Samad parameetrid on ka uutel võimalikel kaeveväljadel nagu Tammiku-Kose, Sonda, Ubja ja osaliselt Aidu karjääri jaoskond 2.

Kaeve ja veotranšeede moodustamine on illustreeritud kolmemõõtmelisel mudeli pildiga käesoleva kogumiku tagakaane siseküljel.

Tranšeede põhja sügavus võrdub üldjuhul kihindi sügavusega ja neid läbindatakse keskmiselt kaks iga jaoskonna kohta. Pärast kaevandamist lõigustab ala jaoskondade arvuga võrdne arv tranšeesid. Esialgne mudel aitab illustreerida suhteliselt vähekirjeldatud nähtust vaalkarjäärides. Selleks on suhteliselt suurte mõõtmetega ja sügavustega kanalite võrgustik karjääride aladel pärast nende sulgemist. Iga veega täitunud tranšee kujutab endast 12 kuni 36 ha suuruse vee pinnaga kanalit mille suhteline sügavus (kaldakõrgendikult) ulatub kuni 38 meetrini ja vee sügavus kuni 25 meetrini. Need on suuremad kui enamusel Eesti looduslike järvedest.

Veetase idakarjäärides sõltub Narva jõe veetasemest mis kõigub sesoonselt kuni 5 m. Mudelis on tema veetaseme absoluutkõrguseks võetud 24 m (joonis). Sirgala karjääris on kuni 18 tranšeed kus vee sügavus võib guaguleerumise korral ulatuda kuni 25 meetrini.

Joonis. Lõige läbi uputatud idakarjääride kauges tulevikus.

Suletud vaalkarjääri hea näide on 1991 aastal suletud Maardu fosforiidikarjäär. Kuigi katendikivimid on neis karjäärides erinevad, on tranšeede ja puistangute olukord põhijoontes sama. Karjäär on ümbritsetud ning lõigustatud 50 kuni 120 laiuste, veega täitunud tranšeedega. Sise- ja külgpuistangute kaldenurgad on sarnaselt põlevkivikarjääridele 35 kuni 40 kraadi. Sellest järelduvalt on tulevane vee pindala põlevkivikarjäärides 1,5 kuni 3 korda suurem praegustest teede pindaladest. Tulevased kanalid ümbritsevad karjääri ning tõkestavad sinna ligipääsu, moodustades nii omamoodi posttehnoloogilise loodusreservaadi.

Teine sarnasus käesoleva töö ja Maardu karjääri vahel on seotud andmete säilitamisega. Seoses omanike vahetumisega on praegu raske leida piisavalt andmeid Maardu karjääri kohta, ning praktiliselt võimatu fosforiidi allmaakaevanduse kohta. Sarnane situatsioon võib juhtuda ka põlevkivi kaevandamisega.

Kokkuvõte

Mäendusliku geoinfoüsteemi kasutamine võimaldab luua põlevkivikarjääride digitaalkaarte ja reaalsust hästi kirjeldavaid mudeleid ning hinnata kaevandamise mõju maapinnale ja kaevandamiskeskkonnale. Digitaalkaardi analüüs näitab pidevat katendi paksuse kasvu põlevkivikarjääride jaoskondades. Katendi tüsedus mõjutab otseselt tulevast maastikku kuid seab piirangud ka kasutatavale katenditeisaldustehnoloogiale ja -masinatele. Praegune karjäärimaastik jaotati nelja kategooriasse – metsastatud ala, vähese taimestikuga ala, silutud puistangute ala ja silumata puistangute ala. Töö teiseks eesmärgiks on põlevkivi pealmaakaevandamise mäendusliku informatsiooni talletamine korrastatud ja hõlpsalt kasutatavas süsteemis. Parim moodus selleks on mäenduslik geoinfosüsteem.

Uurimus on teostatud Eesti Teadusfondi granti G3403, Tallinna Tehnikaülikooli Arengufondi ja doktorandi too rahastamise 0141321s99 toel.

Viitematerjal

1. Ingo Valgma. Eesti põlevkivimaardla potentsiaalsete vajumisalade kaardistamine // Konverentsi Mäeõigus ja mäeohutus ettekannete teesid ja artiklid. – Tallinn, 1999 a.

2. Ingo Valgma. Mapping potential areas of ground subsidence in Estonian underground oil shale mining district // Proc. of the 2-nd International Conference - Environment. Technology. Resources. - Rezekne, Latvia,1999 b.

KAS PÕLEVKIVIKARJÄÄRID MUUDAVAD MEIE LOODUSE VAESEMAKS?

Margus Pensa, TPÜ Ökoloogia Instituut

marpen@ut.ee

Põlevkivi kaevandamisest on otseselt mõjutatud ~350 km² Ida-Virumaa territooriumist. Sellest ligi kolmandik jääb põlevkivikarjääride alla, kus kaevandamise tagajärjel esialgsed looduslikud kooslused hävivad. Kaevandamisjärgselt rajatakse tasandatud puistangutele metsakultuurid, millest kujunevad uued, varasematest mitmete omaduste poolest erinevad taimekooslused.

Enamusel karjääride alla läinud aladel levisid metsad ja sood (11 300 ha), vähem põllumajanduslikud kõlvikud (240 ha) (Toomik j.t 1994). Ammendunud karjääride rekultiveerimisel on ~9000 ha metsastatud ning ~130 ha on püütud taastada põllumajanduse tarbeks (Toomik j.t 1994). Seejuures on rekultiveeritud alasi väärtustatud eelkõige puidutooga järgi, mis on tihti tunduvalt suurem kui enne karjääri rajamist samal alal kasvanud metsa tootlikkus (Kaar j.t 1992). Ent tänapäeva keskkonnaprobleemid sunnivad looduslikke kooslusi ja ökosüsteeme hindama ka nn. ökoloogiliste teenuste pakkujatena (atmosfääri koostise reguleerimine, vee puhastamine, mullateke, bioproduktsioon jne.), millel enamasti turuväärtus puudub, kuid mis on olulise tähtsusega elu püsimise tagamiseks (Costanza j.t 1997). Üheks teravamaks keskkonnaprobleemiks, mis inimtegevusest põhjustatud, on CO₂ kontsentratsiooni kasv atmosfääris. Selle otseseks põhjuseks peetakse fossiilsete kütuste põletamist ning süsinikku siduva biomassi vähenemist. Kui arvestada ühe elaniku kohta, siis on Eesti oma CO₂ emissioonilt maailmas teiste riikide seas esirinnas. Siit kerkib vajadus hinnata Eesti taimekoosluste CO₂ sidumise võimet ja võrrelda seda karjääriviisilisest kaevandamisest muudetud aladel kujunevate koosluste omaga. Seega on pealkirjas tõstatatud küsimusele vastatud lähtuvalt rekultiveeritud alal kujunenud taimekoosluse CO₂ sidumise võimest. Kui puistangule rajatud mets seob võrdse ajaühiku jooksul vähem süsinikku kui teeks seda samal alal varem kasvanud kooslus, siis oleks vastus jaatav.

Karjäärialadel varem levinud looduslikud kooslused

Alljärgnevalt võetakse vaatluse alla eeskätt põlevkivimaardla idaosas asuvad karjäärid, kus kaevandamine on olnud intensiivsem. Looduslikult levisid neil aladel liigniisketel muldadel arenenud soostunud või soometsad, kus puurinne oli viletsa kasvu ning vähese tootlikkusega (IV boniteediklass) ning peapuuliigiks oli harilik mänd segus lehtpuudega (Valk j.t 1974). Selliseid kooslusi iseloomustab liigniiskusest tingitud lagunemisprotsesside aeglus, mistõttu toimub orgaanilise aine kuhjumine turbana. Fütomassi (surnud + elus taimne biomass) jaotust sookooslustes iseloomustab tabel.

Tabel

Fütomassi jaotus (%) looduslikus IV boniteediklassi soometsas ja

tasandatud karjääriala II boniteediklassi männikus

(Valk 1988, Vasander 1990, Kaar j.t 1990).

	soomets	rekultiveeritud männik
puurinne	20–30	>60
alusmets	1	<1
rohurinne	5–20	<1
samblarinne surnud org. aine	50–60	<40

Primaarproduktsioon (taimse biomassi juurdekasv) võib sellistes kooslustes ulatuda 3062–3770 kg. ha^-1a^-1 (Valk 1988, Vasander 1990). Arvestades, et väga ligikaudselt sisaldab taimse biomassi kaaluühik 50% atmosfäärist seotud süsinikku ja võttes keskmiseks produktsiooniks 3400 kg ha^-1 a^-1, saame aastas seotava süsiniku koguseks:

3400 * 0,5 = 1700 kg ha^-1

Ent arvestades, et ainult ~15% iga-aastasest primaarproduktsioonist talletub turbana (Kull j.t 1984), siis pikemaajaliselt seotava süsiniku koguseks on:

1700 * 0,15= 255 kg ha^-1 a^-1

Siiski tuleb lisaks arvestada, et ligi kolmandik biomassist võib soometsa kooslustes paikneda elus puudes (vt tabel). Võttes arvutamise aluseks 50 aasta vanuse IV boniteedi männiku tagavaraga 200 m³ ha^-1, mille keskmine juurdekasv on olnud 4 m³ ha^-1 a^-1, siis lõplikuks süsiniku akumulatsiooniks puissoo kooslustes tuleb:

4 m³ ha^-1 a^-1 * 500 kg m^-3= 2000 kg puitu ha^-1 a^-1

2000 kg ha^-1 a^-1 * 0,5 = 1000 kg C ha^-1 a^-1

1000 + 255 = 1255 kg C ha^-1 a^-1

Rekultiveeritud karjäärialade metsakooslused

Tasandatud karjäärialade metsastamisel on istutusmaterjalina kõige enam kasutatud harilikku mändi — ligi 80% rekultiveeritud aladel (Kaar j.t 1992). Tootlikkuselt kuuluvad need puistud II boniteediklassi ning suurem osa fütomassist paikneb elusates puudes; rohu- ning põõsarinne puuduvad, maad katab üsna paks metsakõdu (vt tabel). Metsakõdu koosneb peamiselt männiokastest ja tema tagavara võib ulatuda 48 t ha^-1 sisaldades ~30% orgaanilist süsinikku (Kaar j.t 1992). Seega talletub kõdukihis 14 t C ha^-1, kuid kuna iga-aastase varise hulk võrdsustub mineraalmaadel kiiresti lagunemisprotsessidega, siis võib metsakõdu arvestustest välja jätta. Keskmine puidu juurdekasv karjäärialadele rajatud 30 aasta vanustes katsekultuurides on olnud 7 m³ ha^-1 a^-1 (Reintam j.t 1999), millele vastab primaarproduktsioon suurusega ~3500 kg ha^-1 a^-1. Arvestades, et puidus on umbes 50% süsinikku, saame aastas seotava süsiniku koguseks:

3500 * 0,5 = 1750 kg ha^-1

Saadud tulemus ületab varem samadel aladel kasvanud koosluste jaoks leitu ligikaudu 500 kg võrra. Ent puude kasv pole ajas lineaarne — mida vanemaks puud saavad seda väiksem on nende juurdekasv ja sestap ka puidus talletatava süsiniku hulk. Soometsas toimub aga CO₂ sidumine pidevalt — peale puude jõudmist kasvu lõppfaasi jätkub orgaanilise aine kogunemine turbana, mis võib kesta aastasadu. Seega on sookooslused pikemaajalises perspektiivis ainsad positiivse süsinikubilansiga maismaaökosüsteemid meie laiuskraadil.

Kokkuvõte

1. Tasandatud karjäärialale rajatud männipuistu seob ajal mil puude kasv on väga intensiivne rohkem süsiniku kui varem sel alal kasvanud soomets.

2. Ühe aasta jooksul seob karjääraladele istutatud mets (~9000 ha) ~16 000 t süsiniku. See on umbes 0,16% sellest CO₂ kogusest, mis vabaneb põlevkivist elektrijaamade kateldes (~10 10⁶ t).

3. Pikemaajaliselt seob sookooslus rohkem süsinikku kui mineraalpinnasel kasvav mets.

4. Aladel, kus tehnilise rekultiveerimise käigus tekivad soodsad tingimused soostumisprotsessiks (nt. Narva karjääri jaoskonnas 4a) tuleks loobuda metsakultuuride rajamisest ning jätta need alad looduslikule uuenemisele.

Käesoleva töö raames on avaldatud uut teavet, mis on saadud riigieelarvest finantseeritava töö Tehnogeensete faktorite mõju Kirde-Eesti maastikele… (reg nr 0280340s98) raames.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

R. Costanza, R. d'Arge j.t. The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 387, p.253...260.

E. Kaar, L. Raid. Tasandatud põlevkivikarjääride rekultiveerimise mõningaid tulemusi. Metsanduslikud Uurimused, 1992, Nr 25, lk.109...115.

K. Kull, A. Koppel. Milline ökosüsteem toodab hapnikku? Eesti Loodus, 1984, Nr

L. Reintam, E. Kaar. Development of soils on calcareous quarry detritus of open-pit oil-shale mining during three decades. ETA Toimetised, Bioloogia/Ökoloogia, 1999, 48/4, p.251...266.

A. Toomik, E. Kaljuvee. Changes in the landscape caused by oil shale mining. Institute of Ecology, Publications, 1994, 2, p.150...160.

U. Valk, I. Etverk. Eesti Metsad. Tallinn, 1974.

U. Valk. Eesti Sood. Tallinn, 1988.

H. Vasander. Plant biomass, its production and diversity on virgin and drained southern boreal mires. University of Helsinki, Publications, 1990, 18, p.1...16.

EESTI KUKERSIITPÕLEVKIVI RESSURSS

Vello Kattai, Eesti Geoloogiakeskus

Kirde-Eestis ja Venemaa Leningradi oblasti loodeosas asub Balti kukersiit-põlevkivi levila. Selle lääneosas paiknevad Eesti ja Tapa ning Narva jõest itta jäävas levilaosas Leningradi (Ouduva), Veimarni ja Tšudovo-Babinskoje leiukohad. Eesti leiukoht on levilas suurim ja põlevkivi kvaliteedi poolest parim.

Geoloogiliste uuringute tulemusena on tänapäevaks Eesti leiukoht geoloogiliselt kontuuritud, on välja selgitatud põlevkivi lasumistingimused, tootsa kihindi ehituse, paksuse ja kvaliteedi muutumise seadusepärasused ning uuritud ja kinnitatud põlevkivivaru reserv moodustab 5 mld t. Kogu põlevkivi kasutusaja jooksul alates 1918. a on leiukohas kaevandatud üle 870 mln t põlevkivi (varu arvutuses), mis koos kadude ja mahakantud varuga moodustas maapõues ligi 1,6 mld t.

Tapa leiukoha uurituse tase on madal. Põlevkivi III kiht, kui võimalik tööstuslik kihind, lasub sügavamal kui Eesti leiukoha tootuskihind, selle paksus on väiksem ja põlevkivi kvaliteet madalam. 1995.a hinnati varem leiukoha arvel olnud 2,6 mld t aktiivset reservvaru ja 0,6 mld t passiivset reservvaru ümber prognoosvaruks ja arvati põlevkivibilansist välja. Üldiselt võib Tapa leiukohta kihindi põhinäitajate järgi võrrelda Eesti leiukoha loode ja lõuna äärealaga, kus varu enamuses arvel ei ole. Arvestades Tapa leiukoha piirkonnas keerulisi sotsiaalseid ja ökoloogilisi tingimusi põlevkivitööstuse rajamiseks, võib väita, et tal ei ole majanduslikku tähtsust, või siis vähemalt mitte enne Eesti maardla varu ammendamist.

Eestis on olemas ka teist sorti põlevkivi, mida tuntakse diktüoneemakildana. Tema levikuala Lääne ja Põhja Eestis ületab 11 tuh km² ja kogust hinnatakse kuni 64 mld t. Kuid selle põlevkivi kütteväärtus on madal – 5-7 MJ/kg ja õlisaagis kõigest 2-6%. Diktüoneemakilta kasutati aastatel 1946-1952 Sillamäe metallurgiatehases uraani toorainena.

Põlevkivivaru hindamise kriteeriumid

1995.a kinnitati uus Eesti maavaravarude klassifikatsioon ning maavara uuringu kord (Maapõueseadus, 1996), mis näevad ette maavarade klassifitseerimise kahe tunnuse – geoloogilise uurituse ja ökoloogilis- majandusliku kasutatavuse järgi. Sõltuvalt geoloogilise uurituse detailsusest on varul kolm usaldusväärsuse kategooriat, millele vastavalt maavara võetakse arvele kas tarbe-, reserv- või prognoosvaruna. Majandusliku otstarbekuse ja kaevandamisvõimaluse alusel võib tarbe- ja reservvaru olla kas aktiivne, ehk kasutusväärne kohe ja piiranguteta, või siis passiivne, ehk kaevandamisväärne majandusolude ja keskkonnakaitse tingimuste muutudes ning tehnoloogia arenedes. Aktiivse ja passiivse varu määramisel arvestatakse majanduslike kriteeriumitega ja keskkonnakaitseliste piirangutega.

1997.a töötas Tallinna Tehnikaülikooli mäeinstituut välja põlevkivivaru määramise majanduslikud kriteeriumid, mille järgi põlevkivi kui maavara põhikriteeriumiks kinnitati tootsa kihindi energiatootlus (GJ/m²), mis saadakse kõikide kihtide (põlevkivi ja lubjakivi vahekihtide) keskmiste paksuste (m), kütteväärtuse (nn kalorimeetrilise pommi järgi, MJ/kg) ja mahumassi (kuiva massi, t/m³) korrutiste summeerimisel. Varu hinnatakse majanduslikult altkaevandamise korral aktiivseks, kui keskmine energiatootlus on plokis vähemalt 35 GJ/m², erijuhtudel mitte alla 34 GJ/m². Passiivne on varu plokkides, kus keskmine energiatootlus on 25-35 GJ/m². Avakaevandamisel, kui kihindi energiatootlus on alla 35 GJ/m², võib kasutada aktiivse varu arvelevõtmiseks abikriteeriume. Sel juhul peab põlevkivikihtide keskmine kütteväärtus olema üle 10,9 MJ/kg ja nende summaarne paksus (minimaalselt 0,5 m) suurem kui 10 % katendi paksusest.

Eesti leiukoha põlevkivi ressurss

Eesti leiukoha üldpindala on 3,0 tuh km². Tänapäevaks kaevandatud ala moodustab 420 km². Uuringute tulemusel on leiukoht jaotatud 26 kaeve- (KV) ja uuringuväljaks (UV). Varu on arvel 23 välja piires 1,7 tuh km² pindalal, millest Ida –Virumaale jääb 1,2 tuh km² ja Lääne-Virumaale 0,5 tuh km². 850 km² varu arvele ei ole võetud.

Tootsa kihindi energiatootlus vastab (35-46 GJ/m²) aktiivse varu nõuetele kõikidel KV-l (Ahtme, Aidu, Estonia, Kohtla, Narva, Sirgala, Sompa, Tammiku ja Viru) ja osal UV-dest (Ojamaa, Puhatu, Põhja-Kiviõli, Uljaste ja Uus-Kiviõli). Teistel UV-l (Haljala, Kabala, Kohala, Oandu, Peipsi, Permisküla, Seli ja Sonda) on varu põhiliselt passiivne ja vaid mõnes üksikus plokis võib vastata aktiivse varu nõuetele. Leiukoha loode- ja lõunaosas asuvatel uuringuväljadel (Kõnnu, Rakvere, Tudu, osaliselt Peipsi) ei vasta tootuskihind maavara nõuetele (energiatootlus alla 25 GJ/m²) ja nad jäävad maardla piiridest välja (tabel, joonis).

Teiseks oluliseks kriteeriumiks maavaravaru kategoriseerimisel on looduskaitse all olevate alade (rahvuspargid, loodus- ja maastikukaitsealad) ja kaitsvate üksikobjektide (teadusliku, ajaloolise kultuurilise või esteetilise väärtusega) olemasolu, kus majandustegevus ja loodusvarade kasutamine on “Kaitsvate loodusobjektide seaduse” alusel keelatud. Eesti leiukoha piiridesse jääb täielikult või osaliselt terve rida maastiku- (Agusalu, Kurtna, Uljaste, Kivinõmme jt), looduskaitse- (Muraka, Puhatu, Sirtsi jt), Pandivere veekaitseala ja ka üksikobjekte. Kaitsealade piiranguvööndid on küll alade majanduslikult kasutatav osa, kuid kuna seda kaitse-eeskirjades ei ole sätestatud, on kogu varu nende piires hinnatud passiivsena. Samuti on varu hinnatud passiivseks asustatud alade ja rajatiste kaitsetervikutes või siis spetsiaalse keskkonnaekspertiisi alusel (näiteks Kurtna maastikukaitseala piirkonnas). Majanduslikult on tegutsevatele kaevandustele ja karjääridele või tarbijale lähemal paiknev varu põhimõtteliselt väärtuslikum. Paraku praegune varu kategoriseerimine seda olulist kriteeriumi ei arvesta.

2000.a alguse seisuga on Eesti maavaravarude bilansis põlevkivivaru arvel 9 KV-l ja 14 UV-l kokku 5,0 mld t, millest aktiivne varu moodustab 1,5 mld t (30 %), sh tarbevaru (Ta) 1,2 mld t (24 %) ja reservvaru (Ra) 0,3 mld t (6 %), ning passiivne - 3,5 mld t (70 %). Passiivne on varu looduskaitseliste piirangute tõttu 1,3 mld t (26 %), asustatud alade ja rajatiste kaitsetervikutes 0,2 mld t (4 %) ja geoloogilis-majanduslike kriteeriumite järgi 2,0 mld t (40 %). Üksikute KV ja UV arvel olev põlevkivivaru ja selle energiatootlus on toodud alljärgnevas tabelis.

Tabel

Eesti leiukoha tootsa kihindi energiatootlus ja põlevkivivaru

tootsa kihindi energiatootlus, GJ/m²

põlevkivivaru, mln t

kihindi sügavus m

45 40 35 30 25 20

aktiivne Ta+Ra

passiivne Tp+Rp

Ahtme

Tammiku

S i r g ala

Kohtla

Sompa

Viru

Aidu

E s t o n i a

Narva

27+0

11+7

83+0

10+0

26+0

41+16

46+2

280+116

63+0

27+3

32+4

98+21

13+0

2+0

2+9

1+5

51+15

41+0

40-50

3-40

3-35

3-25

25-40

35-50

3-25

50-70

5-35

U
U
R
I
N
G
U
V
Ä
L
I

kokku

Ojamaa

P u h a t u

Uus-Kiviõli

P-Kiviõli*

Uljaste*

P e r m i s k ü l a

S e l i

S o n d a

O a n d u

Pada*

Kohala*

Kabala

Haljala

P e i p s i

Rakvere

Tudu

Kõnnu

kokku

kõik kokku (5,0 mld t)

587+141

59+38

139+32

208+0

0+31

0+35

18+0

56+0

88+15

0+0

6+0

0+0

51+11

0+0

625+161

1212+302

1514

267+57

2+20

27+276

2+0

0+9

0+44

371+130

192+0

334+71

192+146

0+92

0+274

108+8

266+132

0+492

0+0

1494+1694

1761+1751

3512

25…50

35…80

15…50

2…20

3…20

30…90

45…70

20-50

30…80

3…25

3…45

25…55

3…40

50…80

20..100

50..100

5…60

*- andmed vajavad täpsustamist

Aktiivne, nii tarbe- kui reservvaru jaguneb kaeve- ja uuringuväljade vahel praktiliselt võrdselt (mld t):

Ta Ra

KV (9 välja) 0,59 0,14

UV (10 välja) 0,62 0,16

Aktiivse varu jaotus katendi paksuse järgi on järgmine:

katendi paksus alla 20 m – 0,2 mld t (13 %)

katendi paksus üle 20 m – 1,3 mld t (87 %)

Kaeveväljadest on madalal lasuvat põlevkivi aktiivset varu Aidu ( ~20 mln t), Narva (9 mln t), Sirgala (1 mln t), Tammiku (4 mln t), Kohtla (7 mln t) ja uuringuväljadest Uus-Kiviõli (~30 mln t), Põhja-Kiviõli (31mln t), Uljaste (35 mln t) ja Haljala (51 mln t) väljal.

Tootsa kihindi energiatootluse (E) järgi võib leiukoha jaotada tinglikult kolmeks vööndiks. Kõige põhjapoolsema, ehk tööstusliku vööndi põhjapiiriks on kihindi avamusjoon, lõunapiiriks – energiatootluse 35 GJ/m² samaväärtusjoon. Selle vööndi piiridesse jääb kogu aktiivne põlevkivi varu (1,5 mld t) ja looduskaitse piirangute tõttu 0,6 mld t passiivset varu, kokku 2,1 mld t, ehk 42 % koguvarust.

Teine vöönd jääb energiatootluse 25-35 GJ/m² samaväärtusjoonte vahele ja varu tema piires on hinnatud passiivsena, mis moodustab 2,9 mld t (58 %), v.a Haljala UV, kus aktiivne varu (51 mln t) on võetud arvele abikriteeriumite järgi.

Energiatootluse 25 GJ/m² joon määrab praktiliselt maardla lõuna piiri ja sellest lõuna poole jääv leiukoha kolmas vöönd (E – 20-25 GJ/m²) jääb maardla piiridest välja. Viimase vööndi põlevkivi ressurssi võib hinnata ligikaudu1,9 mld t.

Tööstusliku vööndi erinevate väljade või nende osade piires võib tootuskihindi energiatootlus varieeruda väga laialt 34-st kuni 46 GJ/m² (vt tabel). KV piires on kihind kõige kõrgema energiatootlusega (E - 43-46 GJ/m²) Ahtme, Tammiku, Kohtla, Sompa ja Sirgala (edelaosa) väljal. Reservaladest on kihindi energiatootlus samal tasemel vaid Ojamaa UV põhjapoolsel alal. Mõnevõrra madalama energiatootlusega (E - 40-43 GJ/m²) on kihind Sirgala (lõunaosa), Viru ja Aidu ning kõige madalama (E – 37-42 GJ/m²) Narva ja Estonia KV-l. UV-dest on tootuskihindi energiatootlus üle 35 GJ/m² Uus-Kiviõli, Põhja-Kiviõli, Uljaste, Puhatu (osaliselt) ja piiratult Seli, Permisküla ja Sonda väljal.

Kokkuvõte

Aastasaja vahetuse seisuga on majanduslike ja keskkonnakaitseliste kriteeriumite järgi Eesti maardlas 1,5 mld t aktiivset põlevkivivaru, mida on praktiliselt samapalju kui seda oli kogu ammendatud alal.

Kaeveväljade arvel olev aktiivne tarbevaru (0,59 mld t), arvestades tänapäevase põlevkivi tarbimise mahtu koos tootmiskadudega ja mahakirjutatud varudega (ligikaudu15-16 mln t) tagab kaevandamise vähemalt 35 aastaks. Tulevikus tuleb Aidu, Narva ja Sirgala karjäärid seoses katendi paksuse suurenemisega üle 25-30 m üle viia altkaevandamisele. Täiendavaid varu juurdelõikeid on võimalik tegutsevatele ettevõtetele saada Ojamaa, Seli, Permisküla, Puhatu UV arvelt. Oluliseks tuleks pidada kaevandamisloa saamist Aidu ja Sirgala KV-l väga soodsatele aladele, kus tänapäeval puudub maaeraldis. Vanade kaevanduste sulgemine (Tammiku, Sompa, tulevikus Ahtme ja Kohtla) pidanuks toimuma vaid pärast nendes aktiivsete ja kohati juba väljamiseks ettevalmistatud varude kaevandamist, kuna viimaste kaevandamine teiste kaevanduste kaudu vaevalt et on võimalik, kuid kus on maardlas praktiliselt parima kvaliteediga põlevkivi. Arvestades võimalikke varu juurdelõikeid ning kaevandamismahu mõningat vähenemist võib aktiivse varu kogus olla piisav tegutsevatele kaevandustele ja karjääridele ligi 50 aastaks.

Kõige perspektiivsemateks uute karjääride ja kaevanduste rajamiseks võiks lugeda: avakaevandamiseks - Põhja-Kiviõli UV, altkaevandamiseks – Uus-Kiviõli, Sonda ja Puhatu UV.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

Maapõueseadus, http://seadus.ibs.ee/seadus/aktid/rk.s.19941109.441.20000101.html

Ökovõrgustik Kirde-Eesti kiiresti muutuvas maastikus

Aarne Luud, TPÜ Ökoloogia Instituut.

aarne@ut.ee

Ökoloogilise võrgustiku kontseptsioon on viimasel kümnendil hõivanud tähtsa koha maailma looduskaitses, keskkonna- ja põllumajanduspoliitikas, maastikuarhitektuuris ning kõikide tasandite planeerimises. Ka Eestis on nimetatud kontseptsioon jõudnud ametlikku keelepruuki. Sellega seotud tegevused on lülitatud Eesti keskkonnategevuskavva kõrvuti maastike ja elustiku mitmekesisuse säilitamisega ning riikliku ja regionaalplaneerimisega (eesmärgid 9.5), samuti on ökovõrgustikuga seotud mõned rahvusvahelised lepped, millega Eesti on liitunud ja seega kohustunud järgima (NATURA 2000).

Mis on ökoloogiline võrgustik?

M. Külvik ja K. Sepp (1998) on defineerinud seda kui maastiku elutoetavate komponentide seostatult toimivat süsteem, mis aitab hoida seal looduslikku mitmekesisust. Selle võrgustiku olemuse paremaks mõistmiseks oleks hea vaadata pisut ajas tagasi ja püüda oma kujutlusse manada, milline see võiks välja näha maastikul.

Umbes sadakond aastat tagasi tõi majanduse tormiline areng kaasa hoogsa linnastumise. Müra õhusaaste ja ülerahvastatuse tagajärjel halvenes linlaste elukeskkond. Selle edasiseks vältimiseks pakkus inglise arhitekt E. Howard 1898 aastal välja terviklike aedlinnade idee - planeerida uued linnad nii et kõiki linnaosi ümbritseks parkidest ja haljasaladest koosnev ühtne roheline sõrestik. Selline haljasalade võrgustik võimaldanuks inimestel ohutult ja tervislikult liikuda ühest linnaosast teise, piiratanuks saasteainete ja müra levikut ning toonuks roheluse ja linnulaulu linlasele lähemale (Zube, 1995). Ehkki idee on tugevasti mõjutanud kogu hilisemat linnakujundust, on õnnestunud seda terviklikult ellu rakendada vaid vähestes linnades (Letchworth).

Kaasaegsed ökoloogilise võrgustiku käsitlused tekkisid 20 sajandi 60...70ndatel aastatel seoses globaalsete keskkonnaprobleemide üleskerkimisega mille vallandasid intensiivsest inimtegevuse kiire laienemine maastikel. Siinkohal saab eristada kahte suunda. Lääne-Euroopa ja Ameerika koolkond keskendus peamiselt liigikaitselistele probleemidele, sest intensiivpõllunduse levik surus liigikaitse looduskaitsealadele, mis jäid maastikule üksikute saartena ja sellisena minetasid oma taotletud efektiivsuse. Suundumus püüdis lahendada ülesannet, kuidas teostada looduskaitset väljaspool kaitsealasid nii, et kaoks kaitsealade isolatsioon ja neid saaksid ühendama looduslikest või poollooduslikest aladest koridorid. Teine ulatuslikum koolkond tekkis Ida-Euroopas ja Nõukogude Liidus (saksa kultuuri mõjualadel). Siingi tekkis see vajadusest ohjata ja mõistlikult planeerida inimtegevust maastikul, et mitte halvendada üldist elukeskkonda (eelkõige inimese seisukohast). Teedrajavaks said siinmail Boriss Rodomani (1982) polariseeritud maastiku teooria.

Ehkki aegade jooksul on erinevates maades erinevate autorite poolt ökoloogilise võrgustiku tähenduses kasutatud mõisteid: kompenseerivate alade võrgustik, ökotsoonid, ökoloogiline infrastruktuur, roheline karkass, ökoloogiliselt tasakaalustavad alad jne., on need kõik sisult enamvähem samaväärsed ja jäävad Howardi aedlinnade idee edasiarenduseks ja laienduseks kogu maastikule.

Kompenseerivatele aladele on omistatud järgmisi funktsioone (Mander j.t 1988):

· akumuleerib (eeskätt inimese vallandatud) aine ja energiavoogusid

· võtab vastu ja muudab ohutuks kõik ebasoovitava kultuuristatud aladelt saastatud vee, õhu ja tahked jäätmed

· taastuvate ressursside uuendamine

· varjupaik ja genofondi hoidla loodusmaastike looma ja taimeliikidele

· liikumistee nii elustikule, kui õhule ja veele

· inimese rekreatsiooniala

· barjäär, filter, puhver

· regiooni energia ja aineringet ning asustussüsteemi toetav sõrestik

· kompenseerib, ja tasakaalustab inimtegevuse vältimatuid väljundeid

Lahtiseletatult seisneb ökovõrgustiku imettegev vägi selles, et looduslike ja poollooduslike alade säilitamine ja rajamine tükeldab inimtegevusest mõjutatud maastikku ja seeläbi hajutab negatiivseid mõjusid ja vähendab saastevoogusid, Samas suudavad loodusalad vähenenud saastevoogusid paremini puhverdada ja puhastada ning taastuvaid loodusvarasid uuendada. Teiselt poolt tekivad paremad tingimused liikide levikuks ja mitmekesisuse säilimiseks ning taastumiseks. Ja kõige lõpuks on selline maastik ilus, suure esteetilise ja rekreatiivse väärtusega.

Ökovõrgustiku kontseptsiooni idee, rakendatuna keskkonnapoliitikasse ja planeerimistegevusse, seisneb tähtsamate elupaikade, kui võrgustiku tuum-alade, kaitsmises ning selliste maatikukujunduslike võtete rakendamises teistel aladel, mis tagaksid liikidele leviku- ja rändeteede säilimise ning kompenseeriksid negatiivset inimmõju ökosüsteemidele.

Ökoloogiline võrgustik on hierarhiline, iga konkreetse koha roll selles sõltub tema ruumilistest mõõtmetest ja omadustest (kvaliteet, unikaalsus, seesmine mitmekesisus) (Jagomägi 1983). Eestis on ökovõrgustiku süsteemis eristatud kolme hierarhilist tasandit (Mander j.t 1995) (tabel).

Tabel

Ökoloogilise võrgustiku hierarhilised tasandid

	Tuumalad (pindala km²)	Koridorid (laius km)
makrotasand	> 1000	10
mesotasand	10...1000	1
mikrotasand	< 10	0,1

Ida-Virumaa on erandlik piirkond oma kontrastsuse poolest. Maakonna põhjaossa on koondunud 97% maakonna elanikkonnast (ligikaudu 193.2 tuh inimest), põlevkivi kaevandamine, energeetika ja keemiatööstus, maastikud on suure inimmõjuga. Seevastu maakonna lõunaosas on säilinud maastike looduslik ilme, suurtel aladel võib leida looduskaitselise väärtusega elupaiku ja kohata haruldasi liike. Maakonda tervikuna võib vaadata makrotasandilise ökovõrgustiku osana (joonis 1).

Joonis 1. Ida-Virumaa koht ökovõrgustiku makrotasandil. I - Tehno(antropo-)geenne võrgustik; II - Ökovõrgustik; 1 - inimeste, kaupade, energia liikumisteed, infrastruktuur; 2 - inimese-looduse (öko- ja tehnovõrgustiku) vastasmõju: saasteainete teke ja puhverdumine, taastuvate loodusvarade taastumine ja kasutamine; 3 - liikide rändeteed, refuugiumid ja genofondi säilimisalad.

Kui vaadata sellist polariseerumist ökoloogilise võrgustiku funktsioonide valguses, siis võime märgata järgmisi seiku. Kuna tööstus ja negatiivsed inimmõjud on koondunud maakonna põhjaossa ja suhteliselt kontsentreerunud, siis hõivab saastevoogusid puhverdav osa küllaltki laia vööndi. Suure õhusaastega aegadel on küllaltki palju uuritud selle negatiivset mõju kooslustele Kurtna maastikukaitsealal ja maakonna keskosa rabades. Praegu on saastevood oluliselt väiksemad ja ka koosluste seisund on paranenud (Liblik j.t 1999; Kundel 1999).

Teisest küljest tuleb silmas pidada asjaolu et Ida-Virumaa on, oma asukoha poolest Soome lahe ja Peipsi järve vahel, kitsas koridor mis ühendab Eesti alasid Venemaa põhjaosa taigavööndiga. Läbi selle koridori toimub nii looma kui taimeliikide migratsioon mis on oluliseks eelduseks kogu Eesti loodusliku mitmekesisuse säilimiseks. Märgatav migratsioon on lainetena toimunud näiteks põdral 1960-ndate aastate alguses (Ling 1981). Sellised migratsioonilained ilmnevad loomade asustustiheduse järsus kasvus. Pidev migratsioon ei pruugigi olla märgatav kuid selle tähtsust populatsiooni geneetilisele mitmekesisusele ei tohi alahinnata.

Kuna aga see koridor põlevkivitööstuse lõunassenihkumise tagajärjel pidevalt aheneb, on reaalne võimalus et mõne liigi asurkond võib osutuda isolatsiooni sattunuks ja hääbuda. Selle ohu näiteks arvatakse olevat Eesti lendorava populatsioon, mis peale Narva veehoidla rajamist, kui vee alla jäid paljud Narva jões asuvad saared ning jõgi muutus sellele liigile barjääriks, on osutunud äralõigatuks ja hääbuvaks (Tammur 1998).

1999 aasta talvel teostati käesoleva artikli autori poolt uuring, selgitamaks põdraasurkonna jaotumist Ida-Virumaal ökoloogilise võrgustiku idee valguses, selle seoseid kaevandus- ja tööstuspiirkondade ning linnastutega, aga samuti looduskaitse ja maastikukaitse aladega. Põdra valimine uurimisobjektiks oli põhjendatud tema suure liikuvuse, küllaltki suure ja varieeruva asustustiheduse ja usaldusväärsete loendusmetoodikate olemasoluga.

Loendusandmeid interpoleerides saadi asustustiheduse näitaja maakonna igas punktis vahega 100x100 meetrit (joonis 2). Mitmete rasterkaartide põhjal leiti samade punktide kohta andmed maakatte (CORIN), nii maa-aluste kui maapealsete lõhketööde kohta kaevandustes, kaevandatud alade piiride, teede, loodus- ja maastikukaitsealade kohta. Samuti genereeriti kaugustsoonid loetletud andmete põhjal.

Joonis 2. Põdra asustustiheduse (isendit/1000ha) jaotus 1998/1999 aasta talvel Ida-Virumaal.

Asustustiheduse sõltuvus lõhketöödest, ehk piirkondadest kus toimub kaevanduste töö on ilmses seoses - kauguse suurenedes suureneb ka keskmine asustustihedus (joonised 3 ja 4).

Joonis 3. Põdra asustustiheduse muutus elupaikades seoses kaugusega karjääride lõhketöödest.

Joonis 4. Põdra asustustiheduse muutus elupaikades seoses kaugusega kaevanduste lõhketöödest.

Kuna põder on kiire liikuja, siis võib ta ületada ka talle elamiseks ebasoodsad alad. Olulisem võib mäetööde mõju olla liikidele kelle ööpäevale liikumistee ei ületa kilomeetrit. Päris selge pole ka, kas põdra asustustihedust mõjutavad just lõhketööd või mingid muud mäetöödega kaasnevad häirimised või maastikumuutused (sihtide ja teede rajamine vms.). Seega ei saa tehtud uurimust otse üldistada mistahes teistele liikidele. Põtrade liikuvusele on oluline ka asustustiheduse suured erinevused. 1960-ndate aastate sisseränne oli seotud eelkõige asustustiheduse kiire tõusuga Põhja-Venemaal. Praegu on sealne põdraasurkond madalseisus ja mingit olulist sisserännet tõenäoliselt ei toimu. Pigem on võimalik hoopis väljaränne.

Ökoloogilise võrgustiku eesmärkideks on loodusliku mitmekesisuse säilitamine, inimtegevuse kahjulike mõjude hajutamine ja parem puhverdamine. Lihtsamalt öeldes (nagu juba 100 aastat tagasi linnade planeerimisel mõeldi), kuidas muuta inimese elukeskkonda sõbralikumaks, tuua loodust inimesele lähemale ja kaitsta seda ka väljaspool kaitsealasid. Samu põhimõtteid tuleks ka jälgida Ida-Virumaal kaevandusi ja tööstust planeerides.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

Jagomägi, J. 1983. Ökoloogiliselt tasakaalustatud maa. Eesti Loodus 4, lk. 219-224.

Kundel, H. 1999. Ida-Virumaa õhusaastekaardid. V. Liblik & J-M. Punning (toim.) Põlevkivi kaevandamise ja töötlemise keskkonnamõjud Kirde-Eestis. Tallinna Pedagoogikaülikooli Ökoloogia Instituut. Publikatsioonid 6, lk. 188-223.

Külvik, M., Sepp, K. 1998. Eesti – tugev sõlm Euroopa ökovõrgustikus. Eesti Loodus 5/6, lk.198-201.

Liblik, V., Kundel, H., Rätsep, A. 1999. Põlevkivi lendtuha ja vääveldioksiidi kontsentratsiooni ajalised muutused atmosfääris. V. Liblik & J-M. Punning (toim.) Põlevkivi kaevandamise ja töötlemise keskkonnamõjud Kirde-Eestis. Tallinna Pedagoogikaülikooli Ökoloogia Instituut. Publikatsioonid 6, lk. 65-88.

Ling, H. 1981. Põder. Tallinn. 101 lk.

Mander, Ü., Jagomägi, J., Külvik, M. 1988 Network of compensative areas as an ecological infrastructure of territories. Connectivity in Landscape Ecology. Proc. 2-nd International Seminar of IALE Münster.

Mander, Ü., Palang, H., Jagomägi, J. 1995. Ecological networks in Estonia. Impact of landscape change. Lanchap. Vol. 12, No.3, pp. 27-38.

Rodoman, B. 1982. Polariseeritud maastik. Eesti Loodus 2 ja 3, lk. 66-71;130-135

Zube E., H. 1995. Greenways and the US National Park System. Landscape and Urban Planning 33 p.17-25.

Tammur E. 1998. T. Kändler, Puhatu ootab maailmalõppu. Loodus 5, lk.10-13.

kambritega kaevandatud alade maakatte muutuste hindamine Aerofotodelt

Erki Niitlaan, TTÜ mäeinstituut

erkin@ekm.envir.ee

Mäetööstus on inimtegevuse haru, mille mõju looduskeskkonnale on suur. Mõned selle ilmingud avalduvad kohe, mõned aga aja möödudes, olenevalt mäetööde iseloomust. Mõningad mäetööstusest tingitud varjatumad keskkonna muutused on sagedamini seotud allmaatöödega ning kohe nähtavad - rohkem pealmaatöödega. Kõigile märgatavad on maakattemuutused, mis esinevad nii peal- kui allmaatööde korral. Pealmaatööde korral on muutused maapinnal vahetult nähtavad kuid allmaatööde korral võivad ilmneda aastaid ja aastakümneid pärast mäetööde lõppu ning ei pruugi olla üheselt seotavad kaevandamisega.

Uuringu eesmärk.

Käesoleva uuringu eesmärgiks on selgitada, kas peale mäetööde lõppu on oodata muudatusi maakattes ja reljeefis aladel, mis on kambritega alt kaevandatud. Muude tehnoloogiatega (käsilaava ja kombainilaava) kaevandatud alad loetakse peale paari aasta möödumist üldiselt stabiilseteks (Toomik, 1999). Kamberkaevandamisel hoitakse lage kaevandamise käigus jäetud tervikutega. Tervikud on arvutatud kas kahe või viie aastase elueaga. Kuna kamberkaevandamine võeti kasutusele juba 1960 aastal, siis on suurem osa tervikutest ületanud oma arvutusliku eluea ja võivad teoreetiliselt iga hetk puruneda. Olenevalt kaeveõõnsuste paiknemise sügavusest ja purunenud tervikute arvust tekivad maapinnale erineva suurusega langatuslehtrid sügavusega kuni 1,7 m. Sellega kaasneb maakatte muutus, mis mõjutab maa kvaliteeti. Maa-alt on kaevandatud põlevkivi ligikaudu 200 km² alalt, millest ligi 50 % on kaevandatud kambritega. Seega on potentsiaalselt varisemisohtlik ligikaudu 100 km² ja kaevandamise käigus see ala suureneb. Seni on tervikute purunemisi suhteliselt vähe, kuid aja möödudes võib see kasvada.

Metoodika.

Kogu vajalik töö jaguneb kolme etappi. Esimene on seni registreeritud langatuste kontroll ja uute langatuste avastamine mäetööde plaanide ja aerofotode võrdlemisel. Teiseks on saadud andmete usaldatavuse kontroll kohapeal st. määrata varingute kuju, koordinaadid looduses ja teha vaatlusi ning kolmas saadud andmete, analüüs milles tuleb teha prognoos, millised muutused võivad toimuda antud alade maakattes ja hinnata nende muutuste võimalikkust.

Praegu on läbitud esimene etapp, mille käigus on uuritud seni registreeritud (Laigna, Joosep, 1989)[14] langatuste paiknemist looduses ja võrreldud seda mäetööde plaanidel näidatud andmetega. Selleks on kopeeritud mäetööde plaanid mõõtkavas 1:10000 poolläbipaistvale kalkale ja võrreldud seal näidatud varingute kontuure samas mõõtkavas aerofotodel olevate kontuuridega. Erinevuste korral on tehtud kontuuridesse parandusi. Et saada ülevaadet ajalistest muutustest siis on kasutatud erinevatel aastatel tehtud aerofotosid alates 1972. a. kuni 1995. a., igal kümnendil üks ülesvõtete seeria.

Sama meetodi järgi on võimalik leida ka uusi varinguid (pilt 1.). Siiski vajavad need kindlasti kontrollimist kohapeal, sest aerofotod ei anna tihtipeale ühest vastust. Varingutega sarnased objektid võivad osutuda raielankideks, kobraste paisjärvedeks vms. (pilt 2.). Samuti on antud meetodi miinuseks, et erinevatel maastikel paistavad varingud erinevalt. Kõige paremini on varing näha metsaaladel, kus mõne aja möödudes langatuslehter sageli soostub. Halvemini on nad märgatavad madala taimestikuga aladel ja juba eelnevalt soostunud aladel ning märkamatud kultuurmaastikel nagu põllu- ja heinamaad.

Aerofotode uurimise tulemusena on valminud tabelid, milles on näidatud langatuse number, varisenud ploki number, väljamise ning varingu toimumise aeg ja selgitav kommentaar. Varisemise aeg ei ole uute langatuste korral üheselt määratav, aerofotode tegemise järgi saab leida aasta enne mida varing on toimunud. Täpsem dateerimine võib toimuda kohapeal.

Pilt 1. Langatuslehter Ahtme kaevanduse alal. Seni avaldatud materjalides märkimata.

Pilt 2. All vasemal Kalina järv, mida esmapilgul võib pidada veega täitunud langatuslehtriks. Langatuslehter on paremal ülal.

Ahtme kaevandus

Seni avaldatud andemete põhjal on Ahtme kaevanduses 21 varingut. Kuid nende võrdlemine mäetööde plaaniga näitas, et kokkulangevusi on vähe. Palju on erinevusi selles, mida markšeiderid on näidanud ja kuidas langatus looduses kajastub. Tervelt 7 varingut ei ole võimalik aerofotol näha ja enamuse ülejäänute kontuur ei ühti mäetööde plaaniga. Huvitava varingute komplektina võiks märkide varinguid plokkides nr 26, 27 ja 35, kus on varisenud ploki algus ja hiljem ploki lõpp (vt. pilt 3.). Samas on mäetööde plaanil näidatud, et varisenud on kogu plokk.

Pilt 3. Langatuslehtrid Ahme kaevanduse alal. Iseloomulikud on kaks väikest lehtrit iga poolploki alguses.

Pilt 4. Langatuslehter Viru kaevanduse alal

Lisaks eelnimetatutele lisandusid ligi kümmekond uut langatust. Uute langatuste kontuurid on kantud fotode põhjal kalkale ja adresseeritud. Nime alguses on kaks tähte PT (posttehnoloogiline) ja järjekorranumber. Antud varingud jäävad 69-87 aastani kaevandatud alasse. Mitmed varingud on toimunud juba enne 86 a. ja peaksid olema registreeritud, kuid seni ei ole. Suurim ja iseloomulikum on varing, on plokis nr 10. Plokk väljati 77 aastal, kuid varingu aeg ei ole täpselt teada. (vt. pilt 1.).

Viru kaevandus.

Viru kaevanduses on kokkulangevus mäetööde plaani ja aerofotode osas suurim. Mäetööde plaanile kantud varingud on nummerdatud, tõenäoliselt kronoloogilises järjekorras, kuid loetelu on katkendlik ja plaanilt puuduvad varingud nr 3, 12, 15 ja 16. Registreerimata langatusi ja langatuste võimalusi on Viru kaevanduses aerofotode põhjal üle kümne. Üks suurimaid on pildil 4.

Estonia kaevandus

Estonia kaevanduse alal on ligi kakskümmend langatust. Nendest ainult neli on uued, seni registreerimata. Palju on selliseid varingud, mis jäävad põllualadele. Seal ei ole võimalik aerofotode põhjal neid lokaliseerida ega tegelikku kuju määrata. Ka kohapeal on nende avastamine raskendatud, kuna piirkond ei ole päris lauge.

Seni registreerimata langatustest huvitavaim on pildil 5, kus varasema varingu kõrval on varisenud hiljem veel suur ala. Tegu on iseloomuliku stiihilise varinguga, mis toimus kümmekond aastat peale mäetööde lõppu.

Pilt 5. Langatuslehter Estonia kaevanduse alal. Esmalt on varisenud pildil üleval paiknev plokk, hiljem alumine.

Peamine muutus varisenud alade pinnakattes on märgumine. Mille tagajärjel seal olev mets kängub või hukkub täielikult. Juba eelnevalt soostunud aladel toob ta kaasa seoses veerežiimi muutusega taimestiku muutuse. Muutused põllumajanduslikult kasutatava maa osas on veel selguseta.

Üldiselt maa kasutamise seisukohalt pinnakatte kvaliteet langeb, kuid samas mitmekesistub maastik, pakkudes uusi võimalusi mitmetele linnu ja loomaliikidele.

Antud andmete põhjal on veel vara teha lõplike järeldusi varingute toimumise kohta pika aja möödudes peale mäetööde lõppu. Selliseid varinguid on, kuid enamus varinguid on siiski toimunud vahetult peale kaevandamist või isegi veel töös olevas plokis. Siiski ei saa hilisemate varingute toimumist välistada, sest antud andmetes puuduvad nelja viimase aasta andmed. Lisaks loob kaevanduste sulgemine ja uputamine täiesti uue situatsiooni. Ning varingute hulk võib suureneda.

Käesoleva töö raames on avaldatud uut teavet, mis on saadud Eesti Teadusfondi grandi Posttehnoloogilised protsessid kaevandatud aladel, nr G3403 ja

riigieelarvest finantseeritava töö Maavara kaevandamise mõju keskkonnale (reg. nr 0140851s99) raames.

Samuti avaldan ka tänu Rotalia Fondile magistriõpinguteks määratud stipendiumi eest.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

· Kustav Laigna, Elmar Joosep. Maapinna vajumise prognoosimise probleemid ENSV-s põlevkivi ja fosforiidi allmaakaevandamisel, 1989

· Arvi Toomik. Allmaakaevandamise mõjud maapinnale ja nende hindamine, 1999.

MAA SEISUNDI JUHTIMINE KAMBERKAEVANDAMISEL

Oleg Nikitin, Ole.Nik@mail.ee, Jüri-Rivaldo Pastarus, pastarus@cc.ttu.ee, Tõnu Tomberg tony@cc.ttu.ee, TTÜ mäeinstituut

Põlevkivikihindi ja vahetu lae struktuur raskendab põlevkivi väljamist. See on üks põhjuseid, miks Eesti põlevkivikaevandustes põhilise osa allmaatoodangust saadakse kamberkaevandamisel. Kasutatav sammastervikutega kamberkaevandamisviis on heade majanduslik-tehniliste näitajatega ja küllaltki keskkonnasõbralik. Kaevandamise käigus on selgunud, et geoloogilistel ja tehnoloogilistel põhjustel on kambriplokis toimunud stiihilised varingud nii kaevetööde käigus kui ka peale kambriplokkide väljamist. Umbes 9 % plokkides on toimunud stiihilised varingud, mis moodustavad kokku ligikaudu 2,5 % kambritega kaevandatud pindalast. Kõik varingud ulatuvad maapinnani. Kambritega kaevandatud ala pindala on umbes 100 km² (Laigna ja Joosep, 1989).

1999. aastal algasid TTÜ mäeinstituudis uuesti kambriplokkides tekkivate stiihiliste varingute uuringud. Töö eesmärgiks on määrata maapinna vajumise põhjused, avada nende protsesside füüsikaline sisu ja töötada välja prognoosi ning seire meetodid. Uuringutes on kasutatud kompleksmeetodit:

Teoreetiline analüüs ;
Eksperimendid ja vaatlused kaevandustes;
Modelleerimine arvutil.

Analüüsil on kasutatud ekvivalentse sügavuse ja libiseva kontuuri meetodeid, mis võimaldavad kvalitatiivselt hinnata kambriplokkide olukorda. Meetod allub matemaatilisele analüüsile ja võimaldab koostada mudeli arvutil. Modelleerimiseks kasutatakse kaasaegseid tarkvarapakette. Mudeli adekvaatsuse tõstmiseks on läbi viidud kambriplokkide statistiline töötlus. Kasutatud meetod sobib kambriplokkide stabiilsusanalüüsiks, prognoosiks ja seireks.

Geoloogiline taust ja kaevandamine

Põlevkivi esineb alamordoviitsiumi kukruse lademes vahekihtidena lubjakivide seas. Tema tööstuslikult olulise osa piir kulgeb lääne-ida suunas umbes rakvere linnast kuni Luuga linnani (200 km) ja põhja-lõuna suunas Soome lahega paralleelselt kulgevast avamusjoonest kuni Peipsi järve põhjakaldani (30 km). Tema varud Eesti piirides on ligikaudu 4 miljardit tonni. Põlevkivikihind koosneb kuuest põlevkivi ja viiest paevahekihist. Vahetu lagi on esitatud põlevkivi- ja paekihtidega. Põlevkivi- ja paekihtide paksused ei ole konstantsed. Põhilagi koosneb erineva paksusega paekihtidest. Põlevkivi tihe läbikasvamine paega raskendab ta kaevandamist ja rikastamist. Orgaanilise aine sisaldus põlevkivikihtides väheneb lõuna suunas, põhjustades ta tugevusparameetrite suurenemist.

Eesti põlevkivikaevandustes on kasutusel paneelettevalmistus. Kambriplokid laiusega 300…350 m ja pikkusega 600…800 m asuvad 40…75 m sügavusel. Kaevandatav põlevkivikihind on 2,8 m paksusega. Ristkülikukujulised kambritevahelised tervikud tagavad vahetu- ja põhilae ülalhoidmise. Kasutatava sammastervikutega kamberkaevandamise korral maavara väljatakse puur-lõhketöödega. Töötsükkel kambriplokis kestab umbes kaks nädalat. Kambriploki iga on 1,2…2 aastat.

Kambriploki stabiilsuse ja seire prognoosimeetodid

Tervikute arvutus Eesti põlevkivikaevandustes põhineb Turner-Sheviakov’i meetodil (Room, 1997, Parker, 1993, Borissov, 1980). Reaalsetes tingimustes tervikute ristlõikepindalad ja kambrite mõõtmed erinevad projekteeritutest tehnoloogilistel põhjustel, seega koormused tervikutele on erinevad. Järelikult kambriploki stabiilsus sõltub tervikute ja lagede tegelikest mõõtmetest. Varingute analüüsiks kambriplokis on otstarbekas kasutada kandeteguri ja ekvivalentse sügavuse meetodeid (Pastarus, 1982, Talve,1978).

K=S_p/S_r;C=H/K (1)

kus K – kandetegur; S_p – terviku ristlõikepindala, m²; S_r – lae pindala ühe terviku kohta, m²; C – ekvivalentne sügavus, m; H – kattekivimite paksus, m..

Kandeteguri ja ekvivalentne sügavuse meetod arvestab ainult terviku ja lae geomeetrilisi parameetreid. Analüüs näitas, et arvutustes on otstarbekas kasutada ekvivalentse sügavuse meetodit, kuna selle väärtus on võrdeline terviku koormusega. Kaevanduseksperimendid ja teoreetiline analüüs on näidanud, et varing võib toimuda ainult teatud kindlal pindalal, mis on seotud kriitilise piirava mõistega. Senised uuringud Eesti põlevkivimaardlas on näidanud, et kriitiline piirava avaldub järgmise seosega (Room..., 1997, Stetsenko ja Ivanov 1881):

L>1.2H + 10 (2)

Arvutuste lihtsustamiseks on selleks pinnaks võetud ruut, mis kirjeldab adekvaatselt protsesse kambriplokis. Viga sellel juhul ei ületa 1,5 %. Varing ulatub maapinnani. Uuringutes on kasutatud libiseva kontuuri meetodit, mille korral ta liigub mööda kambriplokki, haarates kõik võimalikud positsioonid. Libisev kontuur võimaldab hinnata varingukolde ja –ala asukohta ja parameetreid. Kandetegur ja ekvivalentne sügavus selles kontuuris avalduvad järgmise seosega (Pastarus1982, Talve 1978):

K_C = SS_pi/SS_ri ; C_C = H_a/K_C (3)

kus K_C – kontuuri kandetegur; C_C – kontuuri ekvivalentne sügavus, m; S_pi – summaarne tervikute ristlõikepindala kontuuris, m²; S_ri – kontuuri pindala, m²; H_a – kattekivimite keskmine paksus kontuuris, m.

Enne modelleerimist on otstarbekas läbi viia tervikute ristlõikepindalade statistiline analüüs, sealhulgas normaaljaotuse kontroll. See võimaldab hinnata mäetööde kvaliteeti ja kambriploki stabiilsust. Eelpoolkirjeldatud metoodikat on otstarbekas kasutada stiihiliste varingute analüüsiks ja prognoosiks ning kambriploki parameetrite seireks.

Töötava kambriplokkide stabiilsus sõltub tervikute ja lae tegelikest parameetritest. Kambriploki tegeliku olukorra tagasiside on garanteeritud seirega. Süsteem kindlustab kambriploki stabiilsuse tervikute ja lae juhuslike kõrvalekallete korral. Selleks on otstarbekas kasutada ekvivalentse sügavuse ja libiseva kontuuri meetodeid. Kirjeldatud meetod võimaldab välja töötada meetmeid stiihiliste varingute pidurdamiseks või mõju vähendamiseks töötavas kambriplokis.

Tulemused

Uuringute käigus on analüüsitud Ahtme ja Estonia kaevanduste 12 kambriplokki, kusjuures kasutati ekvivalentse sügavuse ja libiseva kontuuri meetodeid. Tulemused on esitatud ekvivalentse sügavuse isojoontena. Artiklis on esitatud Ahtme nr 41 ja Estonia nr 102 kaevanduste kambriplokkide uurimistulemused. Enne uuringute algust sai läbi viidud nende kambriplokkida statistiline analüüs, mille tulemused on esitatud tabelis.

Tabel

Tervikute ristlõikepindalade statistilised parameetrid

Statistilised parameetrid	Kaevandus
Statistilised parameetrid	Ahtme nr 41 Vasak tiib	Ahtme nr 41 Parem tiib	Estonia nr 102 Vasak tiib	Estonia nr 102 Parem tiib
Standardhälve	6,02	6,07	9,6	9,04
Ekstsess	0,40	0,38	8,5	6,90
Asümeetria	0,55	0,35	2,49	2,31
Normaaljaotus	JA	JA	EI	EI
Asümeetria standardhälve	1,38	1,51	1,35	1,34
Ekstsessi standardhälve	1,94	2,11	1,88	1,87
Asümeetria/asümeetria standardhälve	0,40	0,23	1,85	1,73
Ekstsess/ekstsessi standardhälve	1,76	1,61	6,08	5,29

Ahtme kaevandus, plokk nr 41.Kaevandatav põlevkivikihind paksusega 2,8 m asub 53 m sügavusel. Kambriplokk on piiratud kaitsetervikutega. 16 kuud peale koristustööde algust toimus kambriploki vasakus tiivas stiihiline varing 24000 m² pindalal. Tervikute vanus varingualal oli 3…9 kuud. Varing ulatus maapinnani. Joonisel 1 on toodud ekvivalentse paksuse isojooned. Analüüs näitas, et kambriplokis on kaks potentsiaalset varingukollet. Esimene potentsiaalne varingukolle ekvivalentse sügavusega C>460 m asub kaitsetervikute mõjupiirkonnas. Järelikult varing ei alga sellest koldest,, sest koormus tervikutele on tunduvalt väiksem kui näitavad arvutused. Teise varingukolde (C>400 m) tervikute vanus oli 8,5 kuud. Tõenäoliselt varing algas sellest koldest ja laienes kuni tugevamate tervikuteni. Tervikute ristlõikepindalade statistiline analüüs näitas, et kambriplokis kehtib normaaljaotusele lähedane jaotus. Järelikult võib arvata, et kambriplokis toimub stiihiline varing (joonis 2).

Joonis 1. Ekvivalentse sügavuse isojooned, Ahtme kaevandus, kambriplokk nr 41. A – varinguala;

B - varingukolle

Joonis 2. Tervikute ristlõikepindalade jaotuse kontroll, Ahtme kaevandus, kambriplokk nr 41

Estonia kaevandus, plokk nr 102. Kaevandatav põlevkivikihind paksusega 2,8 m asub 60,5 m sügavuses. Kambriplokk on piiratud kaitsetervikutega. Varingut kambriplokis ei ole täheldatud. Tervikute ristlõikepindaladel ei ole normaaljaotust.

Teoreetilised ja kaevandusuuringud Eesti põlevkivikaevandustes näitasid, et saadud tulemused on adekvaatsed. Analüüs põhines kambriploki geomeetrilistel andmetel, mis aga ei arvesta kivimite reoloogilist käitumist. Neid probleeme tuleb täiendavalt uurida.

Järeldused ja soovitused

Kambriploki stiihiliste varingute analüüsiks, prognoosiks ja seireks on sobiv kasutada ekvivalentse sügavuse ja libiseva kontuuri meetodeid. Adekvaatseid tulemusi annab ka tervikute ristlõikepindalade jaotuse kontroll. Normaaljaotusega sarnase jaotuse korral toimuvad kambriplokkides stiihilised varingud.
Analüüs näitas, et stiihilised varingud algavad varingukoldest ja laienevad kuni teatud kindla piirini. Kaitsetervikute mõjupiirides olevate tervikute koormused on väiksemad ja varing ei alga sealt. Maapinna varingut saab prognoosida traditsiooniliste meetodite kasutamisega. Meetod on kasutatav stabiilsusanalüüsis, varingu prognoosiks ja seireks. Kasutatav uurimismetoodika andis adekvaatseid tulemusi ja on rakendatav ka teistes maardlates, kus on kasutusel kamberkaevandamisviis.
Edaspidistes uuringutes on tarvis täiendavalt uurida kivimite reoloogilist käitumist, et prognoosida võimalikku varingu aega.

Töö on tehtud Eesti Teadusfondi granti nr 3651 Allmaakonstruktsioonide ja mäemassiivi pikaajaline käitumine ning keskkonnamõju aastateks 1999…2001 finantseerimisel.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

Aleksei Borissov. Mechanics of Rock and Rock Masses. Nedra, Moscow, 1980, (vene keeles)

Estonian Statistics. No.8 (68), Tallinn, 1997 (in Estonian)

Kustav Laigna, Elmar Joosep,. Prognosis of surface subsidence by oil shale and phosphorite mining in Estonia. Tallinn, 1989, p.79 (vene keeles)

Parker, I. Mine pillar design in 1993: Computers have become the opiate of the mining engineers Mining Engineering. July and August, London, 1993, p 714-717 and 1047-1050.

Jüri Pastarus,. Study and analysis of the mining blocks situation in the mines of "Estonslanets" Transactions of Tallinn Polytechnic Institute, No.533, 1982, p 3-14 (vene keeles)

Room, pillars and safety zones calculation methods for underground oil-shale mining. Tallinn, 1997 (in Estonian)

Vitali Stetsenko, Gennadi Ivanov,. Prognosis of the time-depending roof displacements for different span lengths. Oil-Shale, No.11, Tallinn, 1981, p 13-18 (vene keeles)

Leo Talve,. Check-up of real parameters of room-and-pillar mining in Estonia's oil shale mines. Ibid., No.451, 1978, p 23-35 (vene keeles)

Mis võib juhtuda Virumaal pärast põlevkivi kaevandamise hääbumist?

Enno Reinsalu, TTÜ mäeinstituut

ere@cc.ttu.ee

Põlevkivi kaevandamise ja kasutamise kohta Eestis on tehtud palju plaane. Kõige meeletum oli seitsmekümnendatel aastatel haudutud kava tõsta põlevkivi kaevandamise maht 45 miljoni tonnini aastas. See oleks olnud poolteist korda rohkem kui tookordne maksimaalne tootmisvõimsus. Kava teostamiseks oleks olnud vaja ehitada veel kolm Estonia taolist hiidkaevandust - üks Kuremäele, teine Narva jõe äärde Permiskülasse ja kolmas Kiviõlist lõunasse. Tarbijaks oleks tulnud ehitada kolmas elektrijaam. Majanduslikult mõttetu kava hääbus vaikselt enne fosforiidikampaaniat, kuid mõtlemisviis, mille kohaselt põlevkivi energeetilist kasutamist võiks laiendada, ei ole kunagi kadunud. Arengukavasid on tehtud kuni viimase ajani. Kõikide nende ühine joon on olnud põlevkivi kaevandamise ja kasutamise mahu suurendamine või, äärmisel juhul, saavutatud tasemele jätmine[15]. Kui üks kava ei teostunud, tehti kohe samas vaimus uus, misjuures maht, millele sooviti tõusta või jääda, võeti eelmisest madalam. Nii on tehtud viimasel kahekümnel aastal kümmekond kava, millest ükski, isegi Riigikogu läbinud Eesti energeetika pikaajaline arengukava, pole osutunud paikapidavaks. Isemeelne põlevkivitööstus järgib vääramatult seda stsenaariumi, mille käesoleva loo autor, lähtuvalt üldistest mäemajanduse seaduspärasustest, viisteist aastat tagasi visandas ja veidi hiljem (1988) teadusringkondadele avaldas. Selle stsenaariumi kohaselt hääbub eesti põlevkivitööstus hankivale tööstusele loomulikul moel lähema kahekümne aasta jooksul (joonis ).

Eesti põlevkivi kaevandamine. Tegelik toodang tähistab kaevandatud kaubapõlevkivi kogust; loomulik kulg on matemaatiliselt väljendatav maardla ammendamise mudel, nimed tähistavad prognoose esitanud instituudi (VNIIKTEP) või riikliku plaani või programmi (progr) nimetusi ning töörühmade juhtide ja/või ekspertide (Selter, Paalme j.t) nimesid; numbrid nende juures tähistavad programmi, ennustuse või prognoosi esitamise aastat 20. sajandil.

Kui põlevkivitööstus oleks vaid majandusfenomen, oleks praeguses dünaamilises ärisituatsioonis tema hääbumine talutav. Kuid kogu Ida-Virumaa omanäoliseks vorminud põlevkivitööstus on ka väga tugev ökoloogiline ja sotsiaalne mõjur. Ida-Virumaa on tööstussõltlane. Sotsiaalne järelmõju on märgatav vähemalt ühe inimpõlve vältel, ökoloogilist järelmõju on alles asutud uurima[16].

Kui suurtööstus hääbub, jätab ta alati midagi varjuna maha. Tööstuse poolt muudetud keskkonna hoidmiseks ja parandamiseks on Eestis mitmeid võimalusi. Kõigepealt peab iga loodust kasutav ja/või saastav tehnoloogia sisaldama keskkonnakahjustuste vältimise või leevendamise lüli. Maavarade tootmisel on selleks kaevandatud alade rekultiveerimine, kavandusvee puhastamine, maapinna ja oluliste maapealsete objektide hoidmine tervikutel[17]. Teiseks on Eestis loodusvarasid tarbiv tööstus koormatud maksudega, mis peaksid ettevõtteid suunama säästlikule keskkonnakasutusele. Kolmandaks jälgivad keskkonnamuutusi vastavad talitused. Neljandaks on olemas tööstusväline keskkonna seisundit taastav ja toetav tegevus – hüljatud mäeettevõtete kaevandatud alade ja militaarpolügoonide rekultiveerimine, asulate reovee puhastusseadmete rajamine jms. Seda kõike rahastab mingil määral keskkonnafond, mis muu hulgas formeerub ka maavarade kasutamisest laekuvatest maksetest ehk kaevandamisõiguse tasust, samuti saastekahjude hüvitussummadest. Hoolimata mäeettevõtete soovidest ei rahasta keskkonnafond tegutsevate ettevõtete keskkonnakaitsemeetmeid, seda peab tegema ettevõte ise.

Suur osa keskkonnafondist moodustub põlevkivi kaevandamise eest laekuvast kaevandamisõiguse tasust, maksudest kaevandusest pumbatava vee ja aheraine ladustamise eest. Kaevandamise mahu alanedes see rahavoog kuivab kokku. Teisalt – kaevandamise vähenedes halveneb mäeettevõtete majandusolukord ja täiesti loomulik on karta, et kõigepealt hakatakse koonerdama keskkonnahoiu pealt. Lisaks kõigele on tehnoloogiliselt nii seatud, et suur osa keskkonnahoiumeetmeid - kaevandatud alade, puistangute ja settetiikide rekultiveerimine saab toimuda alles pärast kaevandamist. Kui kaevandamine on lõpetatud ja ettevõtegi suletud, võivad need tööd jääda tegemata sest keskkonnafondis napib raha. Suurim ja keskkonnaministeeriumile lähim näide on hüljatud Maardu fosforiidikarjäär.

Nii on üleval kimp küsimusi: kui põlevkivi kaevandamine koondub, jättes maha kaevandatud alasid, kui mäeettevõtete majanduslik võimekus keskkonnakahjustuste leevendamiseks langeb ja kui keskkonnafond kuivab kokku, kes hakkab siis kohendama Virumaa loodust? Peale selle on olemas veel üldsuse jaoks uus problemaatika, mis on seotud nähtustega, mida teaduskeeles tuntakse posttehnologiliste protsesside nime all. Alustagem näidetega.

1967. aastal süttis tolleks ajaks juba suletud Kukruse kaevanduse aherainemägi. Vähehaaval levis tuli maa alla hüljatud käikudesse. Allmaapõlengu viimased ilmingud kadusid alles mitukümmend aastat pärast süttimist. Kukruse kaevandus oli kuulunud Eesti Põlevkivi süsteemi ja süsteem tegeles allmaatulekahju kustutamisega selle lõpuni.

Paar korda on süttinud või süüdatud ammu hüljatud Küttejõu kaevandus ja karjäär. Kuigi see ettevõte ei kuulunud Eesti Põlevkivile, algselt oli see Tallinna Tselluloosivabriku kütusetsehh, kustutas kaevandust ikkagi kaevanduskoondis kui oskav ja suutev.

Need on näited minevikust. Näitena olevikust, lausa käesolevast aastast, võib tuua mõne Sompa eramu ja Kohtla-Järve spordikompleksi asfalteeritud harjutusväljaku ootamatu vajumise. Mõlemal juhul vajus maa nelikümmend aastat pärast allmaakaevandamise lõpetamist. Sellist asja ei osatud ette näha. Ehitusloa väljaandjad kas pidasid maad kindlaks või ei teadnud nad mida tegid.

Võib leida näiteid ka kaugemalt. Austraalias süttis hiljaaegu üks jõgi. Vesi eritas põlevat gaasi ja see süttis või süüdati. Gaas oli vette imbunud ammu suletud kivisöekaevandusest.

Posttehnoloogilised protsessid tekitavad probleeme kahel neile omasel põhjusel: esiteks, hilisnähtusid ei osata ette näha, sest nad ei ole tehnoloogiaga otseselt seotud ja teiseks, nad tekivad siis, kui vastutus nende tekke eest on aegunud. Enamasti ei ole posttehnoloogiliste protsesside kriitiliste nähtude ilmnemise ajal enam ettevõtjat, kes kunagi sellel alal kaevandas. Pealegi, kaevandus oli omal ajal kõikide eeskirjade ja seaduste kohaselt suletud, s.t tähendab ettevõtja vabastati vastutusest. Enamasti ka isik, kes andis loa kaevandatud alale ehitamiseks on süüdimatu, sest tegutses oma pädevuse piires. Aga peamine on posttehnoloogiliste protsesside puhul ikkagi see, et kaevanduse sulgemise ajal ei ole kuigi palju teada kauges tulevikus toimuvatest maapõueprotsessidest.

Alates 1998. aastast on TTÜ mäeinstituudis hakatud uurima kaevandatud aladel toimuvaid posttehnoloogilise protsesse. Esimese sammuna kaardistati allmaakaevandamisega mõjutatud ala selleks, et ennustada, kus mida võib oodata (Valgma, 1999). Sompa elamute ja Kohtla-Järve spordiväljaku vajumine nelikümmend aastat pärast kaevandamist osutus täiesti seaduspäraseks ja seda poleks juhtunud, kui ehituspaik või rajatise paigutus oleks paremini valitud (Adamson j.t 1999).

Suurimat muret peaks tulevastele maakasutajatele valmistama need kaevandatud alad, mis seisavad tervikutel. Sellist maad on Ida-Virumaal üle 90 ruutkilomeetri ja selle all on ligi 250 miljonit kuupmeetrit tühemikke. Praegu on tühemikes õhk. Mitmesuguste seni veel lõpuni selgitamata asjaolude kokkusattumisel on väike osa tühemikest maapinnani varisenud. Maa peal avaldub see saja-paarisajameetrise läbimõõduga lohuna, milles niiskel alal tekib lomp või järv (Niitlaan, käesolev kogumik). Varingu ajal tekib maa all õhulaine, mis suudab mitmetonniseid vagonette ümber lükata, vaheseinu lõhkuda ja inimesi mitmeid meetreid edasi paisata. Kuna kaevurid oskavad varingut ette näha ja õhulöögi eest varjuda, on ohvreid ja vigastatuid olnud vähe. Seni moodustavad varingud vaevalt mõne protsendi kambritega kaevandatud alast, kuid kivimid liiguvad kogu aeg ja kahekümne aasta pärast võib varisenud kohti olla juba kümme korda rohkem. Rõhutan, tänaseni ei suudeta alati määrata, kus varing võib tekkida. Selge on vaid see, et nad tekivad seal, kus kaevandaus on sügavamal kui 30…35 m. Sellest piirist sügavamal töötavad Ahtme, Estonia ja Viru kaevandus.

Suletud kaevandus täitub veega. Katsetega on tuvastatud, et vees olles põlevkivi nõrgeneb. See tähendab, et suletud kaevanduste tervikud nõrgenevad ja varingud hakkavad sagenema. See on arvutustega tõestatud (Reinsalu, 2000).

Kui seni on olemas kogemus, kui purustav on vajuva kivimassi poolt välja surutud õhk, siis mitte keegi ei oska täpselt ennustada, mida tekitab alla vajuv kivimimass uppunud kaevanduses. Tegemist on keerulise massilevi ülesandega mida keegi pole võtnud arvutada. Spekulatiivselt võib väita, et kui keskmise suurusega varingu puhul umbes veerandhektarilise pindalaga ala vajub ja see toimub sekundi jooksul, siis vesi kaevanduses saab impulsi 2500 tm/s. Allmaabasseinis hakkab levima survelaine, millel on teatav sarnasus tsunamiga. Edasine sõltub sellest, kui palju on kaevandusse jäänud õhku. Täielikult uppunud kaevanduses kus õhku ei ole, on laine järsk. Leviv survelaine otsib väljapääsuks nõrgemaid kohti. Nendeks võivad olla maa peale tulevad kaabliaugud, surfid ja šahtid. Laine võib paiskuda ka naaberkaevandusse, kui sinna suubuvad käigud pole massiivselt suletud. Leidnud väljumiseks koha, paiskub vesi välja, kusjuures, mida väiksem ava, seda suurema kiirusega. Välja tormav vesi võib kõrgele õhku paisata surfide ja šahtide sulgemiseks kasutatud kümneid tonne kaaluvaid troppe, rääkimata kaabliaukude manteltorudest. Seni on teada vaid, kuidas varingust tekkinud õhulaine Ahtme kaevanduses tõstis pealt šahti katteid ja purustas maa-aluseid vaheseinu. Mida tooks kaasa veelöök uppunud kaevanduses, pole sugugi selge. Samuti pole veel võimalik piisava täpsusega ennustada, kas neid üldse saab toimuda.

On täiesti loomulik, et praegu mäeinsenerid eitavad veelöökide ohtu. Esiteks seepärast, et nähtus on väga oletuslik. Teiseks, veelöögid võivad tekkida vaid piisavalt sügavates Ahtme, Estonia ja Viru kaevanduses. Sompa ja Tammiku kaevandustes ei ole see nähtus tõenäoline. Estonia ja Viru ei kuulu lähiajal sulgemisele. Kui Ahtme suletakse, siis võib selle jätta uputamata kuni naabruses oleva Estonia kaevanduse töö lõpuni. Kuid kuna kaevanduste sulgemine jääb kaugemasse tulevikku, siis tuleb arvestada, et paarikümne aasta pärast on juba on unustatud, millise kaevandamisviisiga mingis kohas kaevandati ja millised tervikud jäeti. Pole ka välistatud, et detailne tehniline dokumentatsioon allmaakaevõõnte kohta on selleks ajaks hävitatud. Siis võivadki kasulikuks osutuda praegu koostatav allmaakaeveõõnte arvutikaart ja üksteise järel suletavatest kaevandustest lahkuvate mäemeeste teadmised. Võimalike tagajärgede ärahoidmiseks on alustatud eeltööd kaevanduste sulgemise ametliku juhendi täiustamiseks.

Töö on osa Eesti Teadusfondi poolt toetatud uuringust Posttehnoloogilised protsessid kaevandatud aladel, grant nr G3403.

Kasutatud kirjandus ja viitematerjal

· Alo Adamson, Enno Reinsalu, Arvi Toomik, Võimalikud protsessid suletud kaevanduses, Mäeõigus ja mäeohutus, TTÜ mäeinstituut, 1999, lk 8…13.

· Ingo Valgma, Eesti põlevkivimaardla potentsiaalsete vajumisalade kaardistamine, Võimalikud protsessid suletud kaevanduses, Mäeõigus ja mäeohutus, TTÜ mäeinstituut, 1999, lk 41…47.

· Enno Reinsalu, Stochastic approach to room and pillar failure in oil shale mining. Eesti Teaduste Akadeemia Toimetised, Tehnikateadused, nr 6/3, 2000 (avaldamisel).

Ubja uuringuala põlevkivi täiendavatest geoloogilistest uuringutest

Kalle Suuroja, Sten Suuroja, Eesti Geoloogiakeskus

k.suuroja@egk.ee; s.suuroja@egk.ee

AS Kunda Nordic Tsemendi tellimusel 1999. aastal Eesti Geoloogiakeskuse (alltöövõtja AS Viru Geoloogia) poolt tehtud täiendavate geoloogiliste uuringute käigus puuriti Ubja põlevkivi uuringualal 11 puurauku, tehti 5 katsepumpamist ja 9 km ulatuses elektromeetrilist profileerimist. Võeti ja analüüsiti proove nii põlevkivi tehnilise (85 tk.) kui karbonaatkivimite täiskeemilise (18 tk.) ja vee üldanalüüsi (14 tk.) tarvis. Viidi läbi fikseeriv hüdrogeoloogiline kaardistamine uuringuala ja selle lähiümbruse ligikaudu 20 km²-l. Välitööde materjali ja prooviandmete põhjal koostati aruanne (tekst 87 lk., 15 värvifotot, 19 joonist, 21 tabelit, 62 lk. tekstilisa, 16 graafilist lisa 16 lehel), milles kalkuleeritakse detailselt nii kogu põlevkivikihtkonna kui ka senini katendina käsitletud Viivikonna, Tatruse, Vasavere ja Jõhvi kihistu lubjakivide kasutamisvõimaluste üle ja seda nii tsemenditootmise tehnoloogilise kütuse komponendina (põlevkivina) kui ka samas karbonaatse toormena. Detailset iseloomustamist on leidnud kõik Viivikonna ja Kõrgekalda kihistu indekseeritud põlevkivikihid Arvutati põlevkivi varu ning esitati see kinnitamiseks Eesti Maavarade Komisjonile, mis seal ka aktsepteeriti (Eesti Maavarade Komisjoni protokolliline otsus nr 99 – 56 21.detsembrist 1999.a.)

Ubja uuringualal läbiviidud põlevkivi täiendavate geoloogiliste uuringute tulemused ning neist lähtuvad soovitused ja ettepanekud ongi lühidalt ära toodud järgnevais 18. punktis:

1. Viivikonna ja Kõrgekalda kihistus leviva ulatusliku (ligi 17 m paksuse) põlevkivikihtkonna arvestamisväärsete põlevkivikihtide (üksikkihi paksus >5 cm ja kütteväärtus >1450 kcal/kg) kogupaksus on Ubja uuringualal ligi 5,5 m. Kõnealuse lasundi paljud senini veel kasutamata ja varude arvutamisel arvesse võtmata jäetud üksikkihindid võivad tulevikus, separaatse kiht-kihilise väljamismeetodi kasutamise korral pakkuda ka praktilist huvi. Kõrgekalda kihistu põlevkivi kihtide vahelised savikad lubjakivid võiksid leida kasutamist tsemenditootmise karbonaatse toormena.

2. Töö põhitähelepanu oli pööratud tellija poolt Ubja uuringuala tootsaks lasundiks prognoositava põlevkivikihindi D-F₁uurimisele. Tõdeti, et ka see, põlevkivi kui energeetilise toorme seisukohalt kõige perspektiivsemaks peetav tootsa kihindi variant, ei vasta sellel alal oma näitajate poolest (mäemassi energiatootlikkus 26,3 GJ/m²; põlevkivikihtide keskmine kütteväärtus 2520 kcal/kg) Eesti Maavarade Komisjoni poolt Eesti põlevkivileiukoha tarvis kehtestatud aktiivse tarbevaru nõuetele (konditsioonidele). Tellija, potentsiaalne kaevandaja, oli nõus kasutama ka mittekonditsionaalset põlevkivi tsemenditootmise energeetilise toorme komponendina. Kihindi D-F₁varu uuringuala 284,94 ha-l on hinnanguliselt 6542 tuh t. Kihindit iseloomustavad järgmised näitajad: mäemassina - paksus - 1,68m, mahukaal - 1,76 t/m³, kütteväärtus - 2207 kcal/ kg, energiatootlus - 26,3 GJ/m²ja üksikute põlevkivikihtide summana - paksus-1,40 m, mahukaal -1,64 t/m³, kütteväärtus-2517 kcal/ kg, energiatootlus -24.0 GJ/m².

3. Kalkuleeriti ka Eesti põlevkivileiukoha arvestusliku põlevkivikihindi A-F₂ omadusi Ubja uuringualal. Selle, 8-st põlevkivikihist (A, A’, B, C, D, E, F₁ ja F₂) ja nende vahekihtidest koosneva 2.7 m paksuse (põlevkivikihtide kogupaksus sealhulgas 2.1 m) lasundi põlevkivikihtide energiatootlikkus on 32 GJ/m², keskmise kütteväärtuse ligikaudu2200 kcal/kg juures. Mäemassina on selle lasundi energiatootlikkus 35 GJ/m² kütteväärtuse ligikaudu1700 kcal/kg juures. Selle põlevkivi- lasundi arvutuslik varu uuringuala 285 ha-l oleks ligi 10 milj t.

4. Maavarale (põlevkivile) ratsionaalsema kasutamismooduse leidmise eesmärgil kalkuleeriti ka teisi võimalikke tootsa kihindi variante (A-F₁; D-F₂; A-C; G-H). Kihindi A-F₁ hinnanguliseks varuks uuringuala 285 ha-l oleks seejuures 8851 tuh t. ja kihindi D- F₂varuks 7851 tuh t. Arvutati ka varu eraldi kihikomplekside A-C (2130 tuh t.) ja G-H (2176 tuh t.) tarvis.

5. Uuriti ka kogu Viivikonna kihistu Kiviõli kihistiku kõiki arvestatavaid põlevkivi kihte (kihind A-H) hõlmavat põlevkivi kihtkonda. Selle, ligi 4 m paksuse lasundi põlevkivikihtide kogupaksus on 2,5 m ja energiatootlikkus ligi 50 GJ/m², üksikkihtide keskmise kütteväärtuse ligikaudu 2200 kcal/kg juures. Mäemassina on selle energiatootlikkus ligikaudu51 GJ/m² keskmise kütteväärtuse ligikaudu1700 kcal/kg juures. Ka selle kihtkonna põlevkivi võiks olla kõlbulik kasutamiseks tsemenditootmise energeetilise toorme komponendina.

6. Viivikonna kihistu põlevkivikihindite kütteväärtuse ja sellest tulenevalt ka energiatootluse osas esineb Ubja uuringalal piirkonniti mainimisväärseid (kuni 30%) erinevusi. Keskmistest tunduvamalt väiksemad näitajad on seotud piirkondadega, kus kõnealused põlevkivikihindid avanevad otse pinnakatte all (ala põhja- ja idaosa). Kütteväärtuse alanemine on tingitud põlevkivilasundis aset leidnud sekundaarsetest muutustest (murenemine, porsumine, lõhelisus, karstumine). Kõnealused nähud ulatuvad 2…3 meetri sügavuseni aluspõhja pealispinnast. Ka lõhelisuse ja sellega seotud karstumise tsoonid alandavad oluliselt põlevkivilasundi kvaliteeti (kütteväärtust). Kuna vaatlusalusest 6-st proovitud puursüdamikust (U-3, U-4, U-5, U-6, U-8 ja U-9) kolm on seotud eelpoolmainitud tsoonidega, siis võib oletada, et arvutatud keskmised kütteväärtused võivad osutuda tegelikest mõnevõrra madalamaiks.

7. Geofüüsikaliste uuringutega (dipoolne profileerimine) selgitati välja rida madala takistusega tsoone, millistest osa, kui jätta kõrvale mõned aluspõhja reljeefiga seotud, on põhjustatud aluspõhja kivimite lõhelisusest ja karstumisest ehk teisisõnu - kõrgendatud veesisaldusest. Üksikprofiilidel registreeritud anomaalsete tsoonide ühendamiseks joonelementideks on mitmeid võimalusi ja kaardil toodud kujutavad neist ühte, autorite poolt kõige tõenäolisemaks peetavat. Nagu on näidanud viimased, Eesti põlevkivimaardla alal läbi viidud detailuuringud, oleks rikketsoonide levikust tõenäose pildi saamiseks vaja vähendada uuringuprofiilide vahekaugust 100…200 meetrini. Selle täiendava uuringu, mille puudumine ei takista küll varu kinnitamist, kuid millest võiks kasu olla mäetööde planeerimisel, võiks Ubja uuringualal läbi viia mäetööde planeerimise käigus.

8. Pindalaliste hüdrogeoloogiliste uuringute ja kahest hüdrogeoloogiliste puuraukude grupist läbi viidud proovi- ja katsepumpamistega saadi vajaminevat informatsiooni uuringuala hüdrogeoloogilise situatsiooni hindamiseks ja karjääriekspluateerimise käigus ilmneda võivate muutuste prognoosimiseks.

9. Põhjavee staatiline tase uuringualal oli hüdrogeoloogiliste tööde läbiviimise ajal (1999. aasta juuli - august) +56 kuni +60 m tasemel, kusjuures see langes seaduspäraselt kirdesse – väljadreneerimise ala, Kukruse aluspõhjalise astangu suunas. Maapinnast jäi põhjavee staatiline tase uuringualal 3-10 m sügavusele, tõustes uuringuala läänepiirilt ida suunas. Põhjavee taseme sesoonsed kõikumised jäävad antud alal 1…2,5 m vahemikku. Ubja likvideeritud kaevevälja kohal puuritud hüdrogeoloogilise puurauguga U-7, millega üritati kontrollida sealse ala hüdrogeoloogilist situatsiooni, sattuti vastu ootusi kuivale kaeveõõnele.

10. Katsepumpamiste andmete põhjal võiks oletada, et projekteeritavast karjäärist, eriti selle lõunaosast väljapumbatava vee hulk võib kujuneda küllaltki suureks. Vooluhulga erideebitiks Viivikonna kihistu, mis sisaldab endas ka tootsat kihindit, puhul saadi ligikaudu10 l/s, kusjuures kõnealuse lasundi alusest osast (avatud oli kogu ülejäänud ligikaudu 30 m paksune karbonaatkivimite kompleks) oli see vaid 1,5…2 l/sek. Seejuures selgus, et Kõrgekalda kihistu põlevkivi kihte sisaldavat savikamate lubjakivide lasundit võib käsitleda suhtelise veepidemena.

11. Kavandatavast karjäärist väljapumbatava vee hulk, liikudes selle avamisel loodest kagusse, oleks projekteeritava kaevemahu juures esimesel kahel aastal ligi 400 m³/ööpäevas, tõustes sealt viiendaks aastaks 900-1000 m³/ööpäevas.

12. Kuna Ubja uuringualal ja tulevasel kaevealal on tegu suhteliselt ebaühtlase ehitusega (kohati lõhestunud ja karstunud) karbonaatkivimite lasundiga, siis on ka karjääri ekspluateerimisel väljakujuneva depressioonilehtri täpset ulatust ja suunda väga raske prognoosida. Tänu oma erakordsele asukohale (asub sügavate orgude ja rikkega piiritletud aluspõhjalisel kõvikul) on depressioonilehtri kaugemad piirjooned aga selgesti määratletavad. Alast vahetult lääne poole (ligi 0,5 km) jääb Selja jõe ürgorg oma küllaltki sügava erosioonilise lõikega ja mõnevõrra kaugemale (ligi 3 km) idasse - Kunda ürgorg. Mõlemad neist piiravad tekkida võiva depressioonilehtri levikut. Ala lõunapiirist ligi 2 km kaugusele jääv Sõmeru rikkevöönd piiritleb depressiooni lõunasuunalise levikut.

13. Mõningaid probleeme võib tekkida karjäärist väljapumbatava vee ärajuhtimisega, sest Toolse oja oma aluspõhja süüvinud lõhelise ja karstunud sängiga ei ole selleks just kõige sobilikum. Seda arvestades ongi aktiivse tarbevaru piiritlemisel jäätud Toolse oja kui senini kehtiva Pandivere Veekaitseala piiri äärde 50…100 m laiune kaitsetervik. Samuti on ka kõigi kommunikatsioonide (maanteed, raudtee) tarvis on jäetud nõuetekohased kaitsetervikud.

14. Kõigi eelpool pakutud tootsa kihindi valikuvariantide puhul katendisse jäävad, Viivikonna kihistu H-kihist kõrgemad karbonaatkivimid (lubjakivid) võiksid oma keemiliste omaduste poolest, otsustades 18 keemilise analüüsi järgi, olla kõlbulikud kasutamiseks karbonaatse toormena tsemendi tootmisel. Nende kasutusele võtmiseks oleks lähitulevikus ilmtingimata vaja läbi viia vastava suunitlusega geoloogilis-tehnoloogilised uuringud.

15. Mäetehnilised tingimused uuringualal on soodsad (tootuskihi väike lasumussügavus, katendi ja tootuskihi soodne suhe, suhteliselt väike põhjavee sissevool, lihtsad vee-eemaldamise võimalused). Kindlasti tuleks karjääri ekspluateerimise käigus leida võimalused nii karbonaatkivimitest katendi kui erinevate põlevkivikihtide separaatseks väljastamiseks. Samuti tuleks jätkata tehnoloogiliste lahenduste otsimist, et võtta kasutusele kogu perspektiivne põlevkivikihind A-H. See võimaldaks suurendada põlevkivi varu ligi 2,5 korda, kusjuures mäemassi kütteväärtus langeks seejuures vaid kuni 500 kcal/ kg võrra (2200-lt kuni 1700-ni)[18].

16. Väljatöötatud karjääriala oleks otstarbekas rekultiveerida: uuringuala põhjaosas - metsamaa alla ja lõunaosas, kus karjäär saab olema sügavam ja põhjavee tase kõrgem, võiks seda ilmestada väiksemate veekogudega.

17. Ubja piirkonna põlevkivi ja lubjakivi kasutamise perspektiive silmas pidades oleks otstarbekas viia vahetult Ubja uuringualalt läände jääv ligi 220 ha ala (Ubja põlevkivi kaevevälja plokk I - Kattai, 1994 järgi), kus tootuskihind on samuti esindatud Ubja uuringualale nii kvaliteedilt kui lasumustingimustelt väga sarnase kihikompleksiga D-F_1, ligi 5000 tuh t ulatuses passiivse reservaru kategooriast üle aktiivse reservvaru kategooriasse. On põhjust oletada, et põlevkivi kvaliteet ja kaevandamise tingimused kõnealusel alal ei erine oluliselt Ubja uuringuala omadest, vaid võivad osutuda isegi mõnevõrra paremaiks. Sellel alal on küllaldaselt puurauke põlevkivilasundi lasumustingimuste hindamiseks, kuid mõningate põlevkivi kvaliteedi määrangute tegemine on siiski vajalik.

18. Keskkonnale tekitatav kahju, mida maavara kaevandamise puhul täielikult välistada on võimatu, jääb tulevase Ubja kaevevälja ekspluateerimisel kõigi eelduste kohaselt loodusliku ja sotsiaalse talutavuse piiresse. Määravaks osutub ilmselt viimane.

[1] Oluline on teada, et hüvituse nõue aegub ühe aasta jooksul, arvates kahju tuvastamise päevast (MPS 58/3) ja ka seda, et seadus ei sätesta maa väärtuse vähenemist allmaakaevandamise tagajärjel (MPS 58/2)

[2] Täpsemalt käesoleva kogumiku järgmises artiklis (A. Siim)

[3] Nagu näha, on prognoositavate toodangumahtude vahe viiekordne. Nii on see olnud kogu aeg - v.t E. Reinsalu artikkel Mis võib juhtuda Virumaal…, käesolevas kogumikus

[4] Suletuks nimetatakse mäeettevõtet, kus töö on lõpetatud projekti alusel, vastavalt kehtivale korrale. Hüljatud on maha jäetud ettevõte, tavaliselt pankroti tagajärjel ja puuduliku järelevalve tõttu. Kaevanduste hülgamine on maailmas tavalisem kui sulgemine.

[5] v.t sellekohaseid artikleid käesolevas kogumikus (I. Valgma, A. Luud, M. Pensa)

[6] Põlevkivi kui kütuse oluline puudus on veel karbonaatsusest tulenev kõrge süsihappegaasi emissioon (toimet.).

[7] Arvestamata sise- ja välisriiklikku inflatsiooni (toimet.):

[8] Kuna ujumine ja paadisõit on ka vee kasutamine, siis vee tarbimise ja kulutamise jaoks on seadusetegijad kasutusele võtnud mõiste erikasutus (toimet.).

[9] Veeärastuse maht väheneb ka kaevanduste ja karjääride sulgemisega (toimet.).

[10] Maa-aines on kaubastatav kaevis, mis pole maavarana arvel (toimet.).

[11] V.t E. Reinsalu artikkel Mis võib juhtuda Virumaal…, käesolevas kogumikus

[12] Seisukoht, mille kohaselt kaevandamisjärgne maa peab olema kasutatav, s.t omama otsest majandusväärtust (haritav maa, metsamaa, ärimaa jne), ei ole enam nii ühene kui varem (toimet.).

[13] Jaoskond asub liiga lähedal naaberriigi piirile, seetõttu on aerofotode tegemine problemaatiline.

[14] Eesti Põlevkivi markšeiderite poolt kogutud andmeid avaldanud infobülletään.

[15] Põlevkivi kaevandamise ja kasutamise üheks toetavaks argumendiks loetakse selle maavara suurt varu. Seejuures ei anta endale aru, et varu tähendab vaid geoloogide poolt uuritud kogust, mitte majanduslikult vajalikku hulka. Mis sellest, et aastase kaevandamismahu alusel arvutatuna on põlevkivi enamaks kui sajaks aastaks. Samamoodi arvutatuna on Eestis ka teisi maavarasid, näiteks järve- ja meremuda, mitmesuguseid dolomiite, järvelupja, fosforiiti ja keraamikatööstuse liiva vähemalt tuhandeks aastaks.

[16] Maailma praktikas pole see uus probleem. USA-s president Franklin D.. Roosevelti poolt 1933 aastail initsieeritud Tennesee programm, mille eesmärgiks oli kõdunud söekaevandamispiirkonna kriisist välja toomine sai enamike riiklike siht programmide prototüübiks maailmas.

[17] Väljamata jääv, kaduma läinud maavara.

[18] Tegemist on eheda näitega mõtlemisviisist, mille kohaselt tuleb maa aines kuulutada maavaraks isegi siis, kui ta vajalikkus ei ole tõestatud (toimet.)

Kaevandamisviis ja	Laekäitluse skeem		Sügavus,	Väljamis-	Põlevkivi	Maa	Nõlva -
mõju maapinnale	Plaan	Lõige	m	paksus, m	kadu, Gwh/ha	vajumine m	kaldenurk, ^o
Paarisstrekkidega e. ruumtervikkaevandamine (toetub täitematerjalile) Vähemärgatavad deformatsioonid			12 – 15	2,5	19,5	0,7	2 … 3

Paarislaavadega kaevandamine (täiteribadele toetuv) Deformatsioonid (sulg-lohud)			12 – 44	2,5	15,7	0,9	2 … 4

Kambritega kaevanda-mine (tervikutele toetuv) Kvaasistabiilne seisund (sulglohkude oht)			20 – 60	2,8	17,0	0,025¸1,5*	4 … 6*


Kombainkaevandamine Deformatsioonid (sulg-lohud)			10 – 55	1,5 (2,1)**	Kuni 32,6	1,0 (1,4)**	4 … 7