1. MÄENDUSE MAINE
28. KAEVANDAMINE GÜMNASISTIDE PILGU LÄBI
Veiko Karu
TTÜ mäeinstituut
Kaasautorid: Adrian Sarapuu, Raul Reiljan, Veronika Kazak, Siim Omri,
Elion Sõber, Daria Trikhno, Viktoria Nagajeva, Evelin Harik, Samo Saarts
TTÜ mäeinstituut ja Mäenduse ja geoloogia teadusklubi korraldavad koostöös TTÜ
Tehnoloogiakooliga lühikursust Geodisain – geoloogia, maavarad, majandus. Kursus peaks avama
gümnasistidele geoloogia, maavarade, kaevandamisviiside olemuse ja arusaama, mis ei ole
kasvatatud, see on kaevandatud ning ilma maavarade kaevandamiseta ei oleks meil selliseid
võimalusi kui praegu (sülearvutid, külmkapid jne). Kursuse raames pidi õpilased kirjeldama
avakaevandamise ja allmaakaevandamise protsesse kolmemõõtmeliste makettide abil. Olukorra
lihtsustamiseks olid nad eelnevalt kuulanud loenguid ning näinud videoid ava- ja
allmaakaevandamisest. Kirjeldusprotsessi läbiviimiseks olid abiks TalveAkadeemia grupitöö raames
valminud avakaevandamise makett korrastatud Väo lubjakivikarjäär (Joonis 28-1) ning
allmaakaevandamise makett Maardu graniidikaevandus (Joonis 28-2).
Joonis 28-1Avakaevandamise makett – Joonis 28-2 Allmaakaevandamise makett -
korrastatud Väo lubjakivikarjäär Maardu graniidikaevandus
Geodisaini kursusel osalejatest moodustus 4 tiimi ning järgnevalt on toodud nende tiimide tulemused.
Tiim 11: Adrian ja Raul (Joonis 28-3)
Allmaakaevandamine
On läbi viidud geoloogilised uuringud, mille tulemusel selgus, et 150 m sügavusel leidub
majanduslikult kasulikku maavara, graniiti. Uuringute järel koostatakse vastav projekt, mille alusel
saab taotleda kaevandamisluba. Pärast loa saamist rajatakse kaks šahti, millest üks peab olema
varuväljapääs. Kõik kaevanduse käigud ja šahtid toestatakse kindlalt, sest projektiga on ette nähtud
kaevanduse avalikku kasutusse andmine. Kaevandamine hakkab toimuma kambris, mis on kolme
korruseline. Igale korrusele rajatakse kaks paralleelselt asetsevat puurkäiku. Korruste vahele
rajatakse ramp, mille kaudu hakkavad liikuma erinevad masinad erinevate korruste vahel.
Kaevandamist alustatakse kambri sügavaimalt korruselt. Graniidi purustamiseks teostatakse puur-
lõhketöid. Nii liigutakse järjest korruste kaupa üles poole. Graniiti hakatakse transportima veolõõride
kaudu veokäiguni ja šahtini, sealt tõstetakse see maa peale. Graniiti tuleb töödelda kaevanduse ligidal
paiknevas ettevõttes. Kui kaevandamine tulevikus lõpetatakse saab kambrisse rajada kontserdisaali.
125
TTÜ Mäeinstituut

2. MÄENDUSE MAINE
Joonis 28-3 Adrian ja Raul allmaakaevandamise maketti arutamas
Avakaevandamine
Kõigepealt otsiti sobiv lubjakivi maardla, milles nähti majanduslikku otstarvet. Esmalt tuli teostada
mitmeid uuringuid. Uuringu tulemused tõestasid, et see ala on sobiv kaevandamiseks, seejärel
koostati kaevandamiseprojekt. Kui kaevandamisluba oli kätte saadud, alustati lubajakivi
kaevandamisega. Esimese etapina alustati mulla eemaldamisega ja põhjavee välja pumpamisega.
Seejärel puuriti lubjakivisse puuraugud, mis täideti lõhkeainega ning mille õhkimise tulemusel
kobestati lubjakivikihind. Lubjakivi purustatakse killustikuks ning müüakse erinevatele
ehitusobjektidele. Kui tulevikus kaevandatav maavara kogus saab kaevandatud, siis alustatakse
korrastustöödega. Korrastamiseprojekt näeb ette tehisjärve moodustamise ning teiste vabaaja
veetmiskohtade (näiteks restoran ja seikluspark) rajamist.
Tiim 12: Veronika ja Siim (Joonis 28-4)
Allmaakaevandamine
Graniidini jõudmiseks tuleb maa sisse puurida 150m sügavusele šahtid, mis võimaldaksid
juurdepääsu maavara lasundini. Pärast šahtide valmimist tuleb hakata rajama kaeveõõnte võrku, mis
on vajalik koristustööde alustamiseks ja maavara transpordiks. Veokäike rajatakse puur-lõhketöödega
ning need toestatakse vastavalt tingimustele. Veokäigud peaksid olema piisavalt suured, et masinad,
näiteks kallurautod, saaksid nendes liikuda. Kaevandamisviisiks on valitud suurte kambritega
kaevandamine, see tähendab, et maavaralasund jaotatakse kambriteks, millede vahele jäävad
tugisambad, mis vähendavad maapinna varisemisohtu. Suur kamber jaguneb kolmeks tasandiks ja on
alt kolmnurkse kujuga, mille tipp on suunatud allapoole. Korruste vahel liikumiseks tuleb rajada rambid
ehk kallakkäigud. Kui ülevalpool õhkida kivimeid, siis need langevad alla kolmnurga tippu ehk
laadimispunkti, kuhu on rajatud veokäigud, mille kaudu on planeeritud graniidi vedu šahtideni ning
sealt tõstetakse maapinnale. Nii on planeeritud maavara kaevandamist mitmest kambrist korraga. Kui
kaevandamine lõppeb, saab rajada nendesse kambritesse näiteks muuseume, kontsertsaale,
tunneleid, parklaid, hoidlaid, elektrijaamasid, sõjalisi rajatisi, spordirajatisi või isegi lõbustusparke.
Avakaevandamine
Karjääri rajamise eesmärgiks on lubjakivi kaevandamine. Nagu Põhja-Eestile iseloomulik, asub
lubjakivi maapinna lähedal, seega on otstarbekas avakaevandamine. Antud karjäär asub
majanduslikult väga soodsas piirkonnas. Kaevandamise alustamiseks on vaja eemaldada katend ehk
puud-põõsad ja õhuke mullakiht. Seda nimetatakse ka kasvupinnase koorimiseks. See ladustatakse
karjääri lähedal, et seda hiljem millekski ära kasutada, näiteks karjääri sulgemisel.
Maavara kaevandamiseks saab kasutatakse erinevaid meetodeid. Esiteks, puur-lõhketöid, selleks
puuritakse maa sisse augud, kuhu asetatakse lõhkematerjal. Teiseks, kaevandamine
freeskombainiga, millega on võimalik võtta kindla paksusega kihte ja programmeerida sügavust.
126
TTÜ Mäeinstituut

3. MÄENDUSE MAINE
Kolmandaks, erinevate masinatega kobestada pinda ja see hiljem laadurite ja buldooseritega kokku
koguda.
Kaevandamise lõppedes tuleb kaevandatud ala korrastada. Seega tuleb karjäär muuta
inimsõbralikuks. Kuna kaevetööde lõppemisega lõpetatakse ka vee väljapumpamine ning karjäär
täitub veega. See tähendab seda, et meil tekib väike veekogu, mille äärde on mõistlik rajada
veespordikeskused ja supelrannad ning muud meelelahutuskeskused ja isegi elamuid.
Joonis 28-4 Veronika ja Siim avakaevandamise võimalusi arutamas
Tiim 21: Elion ja Daria (Joonis 28-5)
Allmaakaevandamine
Tegemist on tulevikus 150 meetri sügavusel paikneva graniidikaevandusega. Maapinnale pääseb
mööda vertikaalšahti skipiga ja kongiga. Kaevandamine hakkab toimuma suurte kambritega. Kambri
sees toimub käikude rajamine lõhkamistöödega, mida teostatakse lõhkamistööde passi alusel. Kui
kambrites on graniit purustatud, siis hakkab maavara väljavedu toimuma mööda veolõõre, mis on
veokäikude kaudu ühendatud väljapääsuga. Maavara hakatakse transportima kaevanduse käikudes
mobiiltranspordiga ja vertikaalšahtis skipiga. Mobiiltranspordimasinatest hakatakse kasutama
kallurautosid ja kopplaadureid. Peale kaevandustööde lõppemist saab kaevandust kasutada ohtlike
jäätmete laona, tänu erilistele akustilistele omadustele kontserdisaalina või kaevandusmuuseumina.
Joonis 28-5 Elion ja Daria kirjeldamas allmaakaevandamise protsesse
127
TTÜ Mäeinstituut

4. MÄENDUSE MAINE
Avakaevandamine
Kuna on kaevandatud allpool veepiiri, siis oli vaja karjäärist vett välja pumbata. Seda sai teha
lähedalasuvasse Pirita jõkke. Selleks oli vaja vee erikasutusluba. Kaevandamine algas puur-
lõhketöödega. Lõhatud materjal veeti purustussõlme, kus see killustikuks purustati. Üle jäänud
materjal kuhjati aherainemäkke. Peale korrastamistööde lõppu on suurem karjääriosa täitunud veega.
Kuumaastik on korrastatud ja rajatud on puhkekuurort seikluspargi, paadilaenutuse, kalatiigi ja
liivarannaga. Külastajate majutamiseks on rajatud hotellid, kus kohalikud inimesed saavad tööd. Ka
paadilaenutuses ja seikluspargis leiavad inimesed tööd. Talvel saab aherainemäelt suuskadega alla
sõita ja seal leiavad tööd suusainstruktorid. Saab korraldada suusa-, lumelaua- või muid võistlusi ja
nende pealt saab mäeomanik teenida. Väiksemasse karjääri on rajatud elektrijaam. Lähedal asuvate
elumajadeni tööstusmüra ei jõua, sest karjääri 10 meetri kõrgune astang toimib müratõkkena.
Tiim 22: Viktoria, Evelin ja Samo (Joonis 28-6)
Allmaakaevandamine
Kirjeldus: Ettevalmistustööd – viiakse läbi geoloogilised uuringud ja pinnaseproovid, maa mõõtmised,
mõjude hindamine põhjaveele, kohalikule elanik- ning keskkonnale- ja koostatakse projekt maavarade
kaevandamise ning kaevanduse sulgemise järgse planeeringu kohta, taotletakse kaevandusluba,
masinate hankimine.
Avamine: Kaevandusväli avatakse vertikaalse šahtiga, toestatakse kõik põhišahtid,
avamiskaeveõõned, rajatakse masinate hooldus-, montaaži plats, kaevõõnte võrk, mis on vajalik
koristustööde alustamiseks: veokäik, ramp, esimene ja teine alakorrus, ramp, mis ühendab esimest ja
teist alakorrust, vertikaalsed õhutusšahtid, veolõõr, puurkäigud, puurlehvik, veetõkkesüsteemide
rajamine, toodangustreki ja kogumiskäigu rajamine.
Kaevandamine: Toimub lõhketööde alusel kambersüsteemis, paksu kihti kaevandatakse alakorrusel
strekkide puurimise ja lõhkamisega, põhitransport toimub korrusel mööda veokäiku, puur-lõhketööd
viiakse läbi puur-lõhketööde passi alusel, maavara maa peale tõstmiseks kasutatakse skiptõstet.
Koristustööd: Maavara massiivist lahtimurdmine, lahtimurtud maavara laadimine transpordivahendile
(laadurveokile).
Sulgemine: Seadmete demonteerimine, veetõkete rajamine, maa peale avanevate kaeveõõnte
suudmete sulgemine, maapealsete abirajatiste likvideerimine, suletud kaevanduse disainimine
muuseumiks.
Avakaevandamine
Ettevalmistus: Esmalt viiakse läbi geoloogilised uuringud. Uuritakse maavara lasumistingimusi,
omadusi, määratakse kasutusa, määratakse mõju põhjaveele, ümbruses asuvatele asulatele ning
keskkonnale; taotletakse kaevandamisluba, vee erikasutusluba; teostatakse veekõrvaldus.
Kaevandamine: kaevandusviisiks aukkaevandamine. Karjääris kaevandades jääb järgi auk,
kaevandamine toimub karjääri ees, masinad liiguvad mööda rampe. Karjääri tüübiks on
välispuistanguga karjäär. Katend veetakse karjäärist välja.
Etapid: 1)Katendi eemaldamine e. maavara paljandamine.
*karjäärivälja ettevalmistamine- metsaraie, teede, elektriliinide ehitamine, kuivendussüsteemi
rajamine.
*Kasvupinnase (mulla) koorimine ja ladustamine. Teostatakse buldooserite või skreeperitega.
Pehme katend eemaldatakse buldooseri või ekskavaatoriga.
2) Maavara väljamine. Katend kobestatakse freeskombainiga, puur-lõhketöödega ning laaditakse
kallurile ning veetakse puistangusse.
3) Kaevandatud ala korrastamine.
Kaevandamine peatatakse projekti alusel, kaevandatud alal tagatakse inimeste ohutus, keskkonna ja
ehitiste säilimine. Lõpetatuks loetakse siis, kui projektis ettenähtud tööd on teostatud: maa on
korrastatud, kaevandamata varu maha kantud.
128
TTÜ Mäeinstituut

5. MÄENDUSE MAINE
Korrastamine- Rajatakse tehisjärv, seikluspark, puhkeala, restoran, parkla, paadilaenutus- tingimused
aja meeldivalt veetmiseks.
Joonis 28-6 Viktoria, Evelin ja Samo projekteerimas avakaevandamist
Lõpetuseks
Geodisaini esimene kursus lõpetas aprillis 2009, tehes ise samuti lõputööks maketi Astangul
paiknevast Peeter I laskemoonaladudest. Nii selle kui teiste makettidega saab tutvuda TTÜ
mäeinstituudis. Ülevaadet kursusest kui ka maketi valmistamisest saab vaadata kursuse ajaveebist:
http://mi.ttu.ee/geodisain/
129
TTÜ Mäeinstituut