http://mi.ttu.ee/artiklid/

1. KILLUSTIKU KAEVANDAMINE JA KASUTAMINE
10. KILLUSIKU TOOTMISE FÜÜSIKALINE
KESKKONNAMÕ J U J A SELLE SEIR E
J a n J o h a n s o n , Ma r tin Ka lju s te , Er k i Niitla a n
Eh itu s k illu s tik u to o tja d s e is a v a d s ilm its i m itm e te jä rje s t k a rm is tu v a te k e s k k o n n a n õ u e te g a . Ku id n ii
ü lla ta v , k u i s e e k a p o le , k u m m ita v a d n e e d a lu s ta v a id e tte v õ tte d s a g e li m ä rk s a ro h k e m , ju b a s iis kui
to o tm is t e i o le v e e l a lu s ta tu d - te g e v u s lu b a d e ta o tle m is e l n in g s e lle ra a m e s a lg a ta tu d k e s k k o n n a m õ ju
h in d a m is e k ä ig u s . Ku ig i e n a m u s e s ja te ra v a m a lt p u u d u ta b s e e k a rb o n a a tk iv im ite k a e v a n d a ja id on
s a m a d p ro b le e m id k a k ru u s a k a rjä ä rid e s .
Ü s n a s a g e li o n p ro b le e m id e tõ s ta ta ja k s k o h a lik k o g u k o n d , m is o n k a lo o g ilin e , s e s t ta v a lis e lt o n n e n d e
e lu -o lu k õ ig e e n a m o h u s . Su u rim a d k a rtu s e d o n s e o tu d fü ü s ik a lis te m u u tu s te g a k e s k k o n n a s -
p õ h ja v e e ta s e m e a la n e m in e ja re o s tu s , to lm u s a a s te , m ü ra n in g lõ h k e tö ö d e m a a v õ n k e d . Kõ ig i n e n d e
te g u rite e s in e m is t o n k a rb o n a a tk iv im ite k a e v a n d a m is e l a la ti k a tä h e ld a tu d n in g n e n d e o lu lis u s t e i s a a
a la h in n a ta . Sa m a s p e a b k a h ju k s tu n n is ta m a , e t k o h a lik e s õ n a v õ tu d o n s a g e li e m o ts io n a a ls e d ja
p õ h je n d a m a ta n in g m is v e e l k u rv e m , e i p ü ü a g i s ü v e n e d a p ro b le e m i o le m u s s e , e t s e d a o b je k tiiv s e lt
h in n a ta . Ku id o n s e lg e , e t in im e s te v a s tu s e is o n s u u re s ti tin g itu d te a d m a tu s e s t a re n g u te s t
m ä e tö ö s tu s e s ja v a s tu m e e tm e te n in g s e ire e fe k tiiv s u s e s . Mu u tu s te e e s o n h irm .
Kõ ig is n im e ta tu d v a ld k o n d a d e s on
õ ig u s a k tid e g a k e h te s ta tu d lu b a tu d
p iirn o rm id , m ille d e s t k in n ip id a m is e e e s t
k a e v a n d a ja v a s tu ta b . Ke h tiv a d n o rm a tiiv id
o n v ä lja tö ö ta tu d s e llis e lt, e t n a d ta g a v a d ig a l
ju h u l in im e s te te rv is e ja v a ra s ä ilim is e .
P ro b le e m ik s k u ju n e b aga e tte v õ tte
m a h tu m in e o le m a s o le v a s s e
k e s k k o n n a ru u m i. Kü s im u s te , k a s in im e s i
h ä iriv a m ü ra p e a m in e a llik a s o n k a rjä ä r v õ i
lä h e d a lt m ö ö d u v tih e d a liik lu s e g a m a a n te e
(n ä it. Vä o k a rjä ä r versus P e te rb u ri m n t) v õ i
k a s to lm u te k ita ja k s o n k a rjä ä r v õ i
k ru u s a te e , v a s tu s e d e i o le a la ti ü h e s e d .
Ku iv õ rd k e s k k o n n a m õ ju h in d a m in e o m a
o le m u s e lt ra ja n e b e k s p e rd i k o g e m u s te l ja
te a d m is te l p õ h in e v a te h in n a n g u te (m itte
tõ e s tu s te ) a n d m is e l, s iis o n a rg e s s iiv s e
v a s tu s e is u g a v õ im a lik p ro ts e s s i h a lv a ta ja
m õ ju ta d a , e riti v e e l o ru k o rra s , k u s o ts u s ta ja
ja jä re le v a lv e te o s ta ja o n p ig e m p a s s iiv s e d
p e a ltv a a ta ja d , k u i a k tiiv s e d p ro ts e s s is
o s a le ja d . Se lle k s , e t h in n a n g u te a n d m is e l
tu g in e d a fa k tid e le ja k o n k re e ts e te le
a rv u d e le on v a ja ro h k e m te h a
k e s k k o n n a m õ õ tm is i n in g s e ire t.
Ku ig i e n a m ik e l ju h tu d e l k ä s itle ta k s e s e ire t,
k u i k o n s ta te e riv a t te g e v u s t, o n s e lle l
m ä e tö ö s tu s e s s e lg e lt p re v e n tiiv n e ro ll, s e s t
m ä e tö ö s tu s e k e s k k o n n a m õ ju k u ju n e b
re e g lin a v ä lja a a s ta te jo o k s u l n in g e i a v a ld u
J o o n is 10-1 Tü ü p ilin e to lm u a llik a s k illu s ik u k o h e s e lt ja õ ig e l a ja l s a a b ra k e n d a d a
to o tm is e l [F o to : Ma rtin Ka lju s te ] p iis a v a id v a s tu m e e tm e id . Tu le b k ü ll
tu n n is ta d a , et k o h a lik e k a rtu s , et
ü le n o rm a tiiv s e k e s k k o n n a m õ ju k o rra l e i o le
v a s tu m e e tm e te ra k e n d a m in e v õ i te k k in u d k a h ju k o m p e n s e e rim in e p iis a v a lt o p e ra tiiv n e , o n ilm s e lt
p õ h je n d a tu d . Ü h e lt p o o lt p u u d u b s e lle k s jä re le v a lv e n ä o l p iis a v h a ld u s s u u tlik u s a g a k a v a ja lik u
p a in d lik k u s e g a õ ig u s ru u m n in g te is e lt p o o lt a re n d a ja te s o o v o p e ra tiiv s e k s k o o s tö ö k s . P a lju s k i m õ ju ta b
TTÜ MÄ EINSTITUUT 34

2. KILLUSTIKU KAEVANDAMINE JA KASUTAMINE
tänaseid otsuseid varasem, sageli aastakümnete tagune, negatiivne kogemus, mis annab uute
arenduste elluviimisel valusaid tagasilööke.
Kuid võttes eelduseks, et neis valdkonnas toimub mingigi edasiminek, on konkreetsed
keskkonnamõõtmised ja seire garantiiks nii kohalikele elanikele kui loa andjale keskkonnanõuetest
kinnipidamisel ning arendajale alusetute süüdistuste kaitseks. Loomulikult on kõige selle eelduseks
läbimõeldud seire kava, sellest kinnipidamine ning normaalne inimlik suhtlemine. Järgnevalt püüamegi
analüüsida tolmu, müra ja maavõngete seire korraldamist ja selle tehnilisi võimalusi, et sellest rohkem
kasu sünniks, kui ainult vormitäide. Toodud soovitusi on võimalik rakendada nii keskkonnamõju
hindamisel, tegevuslubade keskkonnanõuete kehtestamisel kui ka juba töötavatele karjääride seire ja
kontrollmõõtmiste korraldamisel.
Müra
Normatiividega kehtestatud
piirväärtusteülene müra on
üks olulisemaid
tervistkahjustavaid
füüsikalisi tegureid ning
helirõhutaseme määramine,
kas prognooskaardi
koostamise või seire läbi on
esimene samm negatiivsete
tagajärgede ennetamisel
ning nende parendamisel.
Üheks möödapääsmatuks
osaks karjääride
keskkonnamõju hindamisel
on müra leviku
prognoosimine. Kõige
täpsemini on võimalik seda
teha müra kaardistamisega.
Kaardistamiseks
kasutatakse arvutusmudelit
(näit. SoundPLAN 6 .4 või
C adna A jt), mis võtab
arvesse müraallikate
fikseeritud tasemed, juhul,
kui arvutuseks vajalikud
Joonis 10-2 Väljavõte Trinity College väljatöötatud müra mudeli
andmed puuduvad,
kaardist [w w w .mme.tc d.ie]
kasutatakse reaalset
müratasemete mõõtmist ning müra levikut takistavate objektide toimet. Selle põhjal koostab mudel
plaani, millel esitatakse müra leviku prognoos, leviku ulatus ja ohustatud objektide paiknemine
piirkonnas. Kuna mürakaardile märgitakse müraindikaatorite arvsuuruste järgi kindlaksmääratud
müravahemikud, on selle järgi lihtne hinnata müra areaalis paiknevatele inimasumitele, üksikelamutele
ja tundlikele objektidele avalduvat mõju. Kaardil kuvatakse kavandatava tegevuse poolt põhjustatud
müra ja selle hajumine, millelt lihtsalt on näha objektid, millele avalduv mõju on lubatud tasemest
suurem. Mürakaart annab võimaluse ülenormatiivse müra teket vältida ning seda juba keskkonnamõju
hindamise käigus. See võimaldab müra aspektist välja pakkuda optimaalse lahenduse. Samuti on
mudeli abil võimalik kavandada leevendusmeetmeid ja kontrollida nende efektiisust. Näiteks leida
parim koht katendi puistangute (müra tõke) moodustamiseks või statsionaarsetele müraallikatele.
Lähtuvalt seire preventiivsest olemusest, tuleb regulaarselt läbi viia ka helirõhutaseme mõõtmisi.
Eestis on Sotsiaalministeeriumi pool kehtestatud määruses piirtasemed määratletud A-korrektsiooniga
ekvivalenttasemel (LpA,eq ,T). See iseloomustab püsiva tasemega müra, mille akustiline energia on
sama kui muutuva tasemega müra korral kindla mõõtmisaja jooksul. Kuna normatiiv dokumendis on
lubatud väärtused selliselt sätestatud, tuleb ka mõõtmised läbi viia A-filtriga ekvivalentsel tasemel.
TTÜ MÄEINSTITUUT 35

3. KILLUSTIKU KAEVANDAMINE JA KASUTAMINE
Uute, tööd alustavate karjääride korral tuleb mäetöödele eelnevalt mõõta piirkondlik müra foon. Fooni
mõõtmised tuleb läbi viia eelkõige tundlike objektide vahetus läheduses, näiteks inimasulate piiril
tulevase karjääri suunal. Usaldusväärsema teabe saamiseks on soovitav mõõtmisi kuni kolm korda
korrata. Saadud teave võimaldab tööde alustamisel objektiivselt hinnata karjääri avamisega kaasnevat
piirkonna mürasaaste kasvu. Juhul, kui ei ole tehtud eelnevat helirõhu kaardistamist, annab fooni
tasemega võrdlemine täiendavad võimalused õigeaegsete vastumeetmete rakendamiseks. Müra
õigeaegsel mõõtmisel ei ole hilisem pidev seire kuigi oluline, kui kasutatavas tehnoloogias ei toimu
olulisi muudatusi. Mingil määral tuleb siiski arvestada müra leviku sesoonseid erinevusi. Näiteks levib
müra talvel ja eriti kevad-talvel paremini, sest sile lumekoorik ei summuta seda niivõrd kui taimkate.
Samas levib müra jällegi kaugemale tuulevaiksetel suveõhtutel, kui see peegeldub tagasi erineva
temperatuuriga õhukihtidelt. Piisavaks seire sageduseks võib lugeda 1 -2 korda aastas.
Üksikute mõõtmistena on võimalik registreerida ka erinevate müratekitajate poolt põhjustatud
helirõhutaseme muutusi ning hinnata ka isegi üksikute tehnoloogiliste protsesside või mäemasinate
töötsüklite müra tasemeid. Mõõdetud tulemusi on võimalik kasutada mürakaartide koostamisel, nii
konkreetse objekti suhtes kui ka analoogses situatsioonis. Samuti on tehtud mõõtmise põhjal võimalik
hinnata konkreetse masina sobivust mürast lähtuvalt konkreetsesse karjääri. Vastavalt vajadusele on
võimalik määrata nii A kui C filtriga miinimum, maksimum ja ekvivalentset helirõhu taset (LpA,max ;
LpA,min; LpA,eq,T; LpC,max ; LpC,min, LpC,eq,T).
Joonis 10-3 Freeskombaini Vermeer T1255 töörežiimide müra graafik [Inseneribüroo STEIG ER]
Tolm
Inim-, loodus ja töökeskkonna õhu kvaliteedi üheks olulisemaks parameetriks on tahkete osakeste
sisaldus. Peaaegu igasuguse mäendusliku ja muu tööstusliku tegevuse tulemusel paiskub õhku
tolmuosakesi, mis atmosfääris ringi liikudes mõjutavad ka inimeste elukvaliteeti. Kaevandamisel on
peamiseks tolmu tekitajaks kivimi purustamine ja karjäärisisene transport. Sellest lähtudes on üha
karmistuvate Euroopa Liidu nõuete tõttu tekkinud paljudel ettevõtetel kohustus korraldada nende
tegevusest õhku paisatud saasteainete seiret. Tolmu koguste mõõtmisel tuleb anda ülevaade
ettevõtte poolt põhjustatud summaarse ja PM1 0 tolmu heitest (PM1 0 - tolm, mille osakeste
aerodünaamiline läbimõõt on võrdne või väiksem kui 1 0 µm). Lisaks on oodata, et peagi tuleb hakata
mõõtma ka tolmu PM2 ,5.
TTÜ MÄEINSTITUUT 36

4. KILLUSTIKU KAEVANDAMINE JA KASUTAMINE
Suur tolmu teke on üks enim mäenduse
arendamise vastu kasutatavatest
argumentidest. Ettevõte millel on tolmu
tekitamise seisukohast hea ülevaade hetke
olukorrast ehk teostab pidevaid mõõtmisi
(joonis 10-4) ning suudab tolmu levikut ohjes
hoida, on kindlasti paremas kirjas nii
kohalike kui ka riiklike asutuste silmis.
Uute arenduste keskkonnamõju hindamisel
on oluline osata prognoosida kavandatava
arenduse saastekoormusi. Tolmu saaste
leviku täpseks hindamiseks on võimalik
koostada tolmu hajuvuse kaart (joonis 5).
Selleks on loodud erinevate
arvutusalgoritmide põhjal mitmeid tarkavara
programme. Samuti on loodud küllalt hea
andmebaasi põhjal erinevate protsesside
heitekoguste arvutusvalemid, mis on
mudelite koostamise sisendiks. Maailmas
enamlevinud on USEPA (United States
Environmental Protec tion Agenc y ) poolt
välja töötatud arvutusvalemid ja mudelid
(PR IME, ADMS, AER MO D, ISC), mida
kasutatakse ka Eestis. Siiski peab
arvestama, et tolmu hajuvust oluliselt
mõjutavaks teguriks on ilmastik, mis on
Joonis 10-4 Tolmu analüsaator D ustTrak 8 520 pidevas muutumises ning teeb
[Foto: Martin Kaljuste] prognoosimise keeruliseks. H etke seisuga
on parimate arvutusmudelite täpsuseks
~ 60% , mis on võrreldes näiteks mürakaartidega on küllaltki madal. Siiski on nende täpsus piisav
ülevaate andmiseks ja võimaliku mõju prognoosimiseks. Tolmu kaart võimaldab ennetada võimalikke
ohte ning vajadusel kavandada leevendusmeetmeid. Lisaks sellele saab mudeliga simuleerida
erinevaid võimalikke olukordi ning valida selle põhjal tolmu leviku seisukohalt väikseima mõjuga
lahendus.
Tööd alustavas ettevõttes tuleks täpsemad tolmu hajuvusmõõtmised teostada kahes etapis: tootmise
alustamisel ja täisvõimsuse
saavutamisel. Mõõtmiste
teostamisel peab kindlasti
arvestama ilmastikuoludega.
Mõõtmispunktid peab valima alla
tuult, võimalusel ohustatud objekti
ligiduses, kuid see ei ole tingimata
vajalik ning töö teostama kuiva
ilmaga, kui ka eelnevalt ei ole
paaril päeval olnud olulisi
sademeid. Saadud tulemuste
alusel on võimalik anda hinnang
koostatud mudelarvutustele ning
täpsustada leevendusmeetmete
rakendamise kava. H ilisem seire,
näiteks 1-4 korda aastas, ei anna
reeglina sisulisi tulemusi.
Kordusmõõtmised on vaja teha, kui
tehakse muudatusi
tootmistehnoloogias, oluliselt on
suurenenud tootmismahud või on
esitatud konkreetseid kaebusi. Joonis 10-5 Väljavõte AERMOD B REEZ E GIS pro 6 tolmu
hajumismudelist [Inseneribüroo STEIG ER ]
TTÜ MÄEINSTITUUT 37

5. KILLUSTIKU KAEVANDAMINE JA KASUTAMINE
Maavõnked
Olulisim maavõnkeid põhjustav tegevus
kaevandamisel on lõhkamine. Lõhketöödega kaasneb
kolme tüüpi lainete teke, mis liitudes moodustavad
summaarsed maavõnked. Nende levikut väljapoole
mäeeraldist on oluline arvestada mitmetel põhjustel.
Lisaks üldtuntud ohule mistahes rajatiste suhtes, võib
sellest lähtuv keskkonnamõju avalduda ka näiteks
loomastikule aga eriti just roomajatele. Kuna
maavõngete levikut mõjutavad paljud erinevad tegurid
(pinnase tihedus, lõhelisus, põhjavee tase jms) on
lisaks prognoosile vajalik hiljem teostada ka otseseid
mõõtmisi.
Lõhketööde seire kavandamisel on oluline suurem
mõõtesagedus just objekti käivitamise algfaasis.
Esiteks võidakse algmurde rajamisel kasutada
suurendatud laenguid ning teiseks on enamikel
juhtudel põhjavee tase hilisemast kõrgem ehk
teisisõnu on oht lainete paremaks levikuks. Just
esimeste lõhkamiste mõõtmine on vajalik ka
sellepärast, et kiiresti oleks võimalik tuvastada
projekteerimisvead, kui neid peaks esinema.
Soovitavalt tuleks mõõta esimesed 5-10 lõhkamist
ning nende põhjal teha vastav analüüs. Hilisem
mõõtmiste sagedus võib jääda 1-2 korra peale
aastas, tingimusel, et lõhketööde tüüpprojekti
vahepeal ei muudeta. Ee parameetrite olulisel
muutumisel on soovitav teha iga kord
kontrollmõõtmine, jälgima peab, et ühes viites lõhatav
lõhkeaine kogus ei ületaks lubatut. Mõõtmiskoha
valikul peab lähtuma riski suurusest. Kindlasti on vaja
mõõtmisi teha enamohustatud objektide juures Joonis 10-6 Seismograaf Blastmate
(varisemisohtlikud hooned, arheoloogia mälestised Series II DS-27 7 [Foto: Ole Sein]
või lõhkamiskoha vahetusläheduses paiknevad
hooned ja rajatised). Korduvate mõõtmiste korral on soovitav mõõta maavõngete levikut erineval
kaugusel, et saada usaldusväärsemad tulemused hilisemaks analüüsiks. Lõhketööde seismika
mõõtmisel tuleks kasutada ainult kolme vektorkomponenti mõõtvaid seismograafe nagu on näidatud
Joonis 10-6 Seismograaf B lastmate Series II DS-277 [Foto: Ole Sein]. Ainult siis on võimalik
registreerida tegelikke maksimaalseid võnkekiirusi ning saadud andmete põhjal teha kontrollarvutusi.
Enne uue objekti käivitamist, enne esimesi lõhkamisi, saab varasemate mõõtmisandmete olemasolul
analoogsetes tingimustes, kasutada ohutute lõhkeaine koguste arvutamiseks taandatud kauguste
võrrandit / 1 /:
-½
ds = d / Q , m x kg-½ (1)
kus:
d – objekti kaugus lõhkamise kohast, m
Q – ühes viites korraga lõhatav lõhkeaine kogus, kg
millest saame objektile lubatava maksimaalne võnkekiiruse teadmisel avaldada ohutu laengusuuruse:
Q = (d / ds)2, kg (2)
Andmebaasi puudumisel saab lubatud lõhkeaine koguste arvutamiseks kasutada ka teist valemit / 2 /:
Q = (d2 x r2,7)/K2, kg (3)
kus:
TTÜ MÄEINSTITUUT 38

6. KILLUSTIKU KAEVANDAMINE JA KASUTAMINE
v – kaitstava objekti suurim lubatav võnkekiirus, cm/s
d – objekti kaugus lõhkamise kohast, m
K – kaitstava objekti aluse pinnase seismilisuse tegur (200 – 600)
Siinjuures on oluline märkida, et mistahes karbonaatkivimi karjääri avamisel on nii arendajale kui
kohalikele elanikele kasulik ohutsooni jäävate hoonete pragude kaardistamine. Need tuleks pildistada
ja mõõta ning võimalusel paigaldada mõõtereeperid hilisemaks kontrolliks. See aitab ära hoida
mistahes asjatuid vaidlusi.
Kokkuvõte
Kokkuvõtvalt võib öelda, et pöörates kaevandamise keskkonnamõjule suuremat ning innovatiivset
tähelepanu, on võimalik tekkivate füüsikaliste mõjude kohta saada senisest palju täpsemat teavet ning
neid vajalike meetmete rakendamisega ohjata. Näidates välja suuremat huvi
keskkonnaprobleemidega tegelemisel on võimalik mõnevõrra parandada ühiskonna arusaamu ning
mäetööstuse olemust tervikuna, mis peaks oleme meie kõigi hüvanguks.
Artikkel on seotud uuringutega ETF Grant ETF749 9 „Säästliku kaevandamise tingimused” ja
SF014009 3s08 „Maavarade säästva ja talutava kaevandamiskeskkonna loomine“.
Viited
1. Charles H. Dow ding. 19 85. Blast vibration monitoring and control, lk 28, 29
2. Tomberg T. 19 9 8. Lõhketööd, lk 62
TTÜ MÄEINSTITUUT 39