Kogumiku sisukord "Kaevandamine ja vesi"

Kaevandamine ja vesi

2011

Kogumiku toimetuskolleegium
Ingo Valgma – toimetaja ja koostaja
Toimetus
Ingo Valgma, Ülo Sõstra, Jüri-Rivaldo Pastarus, Veiko Karu, Vivika Väizene, Margit Kolats, Tiina Väärtnõu.
Esikaas
Narva põlevkivikarjääri settebassein Eesti Elektrijaama korstende taustal

Annotatsioon
Kogumik sisaldab kaevandamise ja vee teemaliste uuringute tulemusel valminud artikleid. Trükis on iseseisev, teemat koondav ja üldistav raamat. Trükise artiklid on kirjutatud laiale lugejate ringile.
Kogumik kuulub uuringu ETF Grant ETF7499 - mi.ttu.ee/ETF7499 „Säästliku kaevandamise tingimused‖ publikatsioonide hulka.
Viitamine kogumikule:
Kaevandamine ja vesi (2011). / toim. I. Valgma. Tallinn: Eesti Mäeselts, TTÜ Mäeinstituut, 130 lk.
Viitamine artiklile:
Reinsalu, E. (2011). Põlevkivivesi. – Kaevandamine ja vesi. Tallinn: Eesti Mäeselts, TTÜ Mäeinstituut, 7-10
ISBN 978-9949-430-49-9
Autoriõigus TTÜ Mäeinstituut, 2011
ETISe kategooria 3.2 - eelretsenseeritud kogumik, vt. www.etis.ee

Sisukord

EESSÕNA ......................................................................................................................................... 6
1. VESI PAELASUNDIS .................................................................................................................. 7
2. PÕLEVKIVIVESI ......................................................................................................................... 9
3. VEEKÕRVALDAMINE JA VEEKÕRVALDAMISEGA SEOTUD UURINGUD .......................... 13
4. KUIVENDUSE MÕJU ULATUS TURBA KAEVANDAMISEL LOODUSLIKELE SOOALADELE 16
5. KUIDAS PROGNOOSIDA MAAVARADE KASUTAMISE KEEMILIST MÕJU PÕHJAVEELE JUBA ENNE KAEVANDAMIST? ...................................................................................................... 41
6. AEROLASERSKANNEERIMISE TULEMUSTE KASUTAMINE PÕHJA- JA PINNAVEE VOOLUTEEDE NING PINNAVORMIDE KIRJELDUSEL................................................................. 46
7. VESI ALLMAARAJATISTES ..................................................................................................... 56
8. TÄITMISE TEHNOLOOGIA JA KAEVANDUSVESI ................................................................. 70
9. VEEKÕRVALDAMINE AS KUNDA NORDIC TSEMENT KARJÄÄRIDES PANDIVERE KÕRGUSTIKU PÕHJANÕLVAL ...................................................................................................... 73
10. KAEVANDUSVEE KASUTAMISE POTENTSIAAL SOOJA TOOTMISEKS ........................ 84
11. SEE DEPRESSIOONILEHTER ............................................................................................ 95
12. VEESISALDUSE MÕJU KILLUSTIKU FILTRATSIOONIPARAMEETRITELE .................. 98
13. DOLOKIVI VEE SEEST KAEVANDAMISE KOGEMUS .................................................... 101
14. VEESEISMIKA – OOKEANIDE SISEEHITUSE TUVASTAMINE SEISMOLOOGIA ABIL 107
15. PÕLEVKIVIKARJÄÄRIDE (KAEVANDATUD ALADE) REKULTIVEERIMINE. ................. 112
16. VEEKÕRVALDAMISE KESKKONNAPROBLEEMID EESTI PÕLEVKIVI KAEVANDUSTES JA KARJÄÄRIDES ......................................................................................................................... 122
17. MAA-ALA KORRASTAMISEGA SEOTUD KÜSIMUSED. ................................................. 125
18. EESTI MEHED ROOTSIS VEE ALT KAEVANDAMAS EHK SADAMAT SÜVENDAMAS 127
Joonised
Joonis 2-1 Kaubapõlevkivi nelikdiagramm ....................................................................................... 10
Joonis 2-2 Arvutuslik seos põlevkivikihindi komponentide kuiva materjali kütvuse ja looduslikult niiske materjali kütvuse (tõhusa kütvuse, töökütvuse) vahel. Seos on kompileeritud, ei ole saadud teimide ega proovide alusel, mistõttu korrelatsioonitunnused (R2 = 1,00) graafikute juures ei vasta tegelikkusele .................................................................................................................................... 11
Joonis 3-1 Karjääri drenaažsüsteem põlevkivikarjääris ................................................................... 13
Joonis 4-1 Elbu mäeeraldis ja temaga piirnevad veemõõdupostid 1-20.......................................... 17
Joonis 4-2 Leva mäeeraldis ja temaga piirnevad veemõõdupostid 1-19 ......................................... 18
Joonis 4-3 Veemõõdu profiili rajamine Elbu turbarabas .................................................................. 19
Joonis 4-4 Veemõõdu toru enne turbalasundisse paigaldamist ...................................................... 19
Joonis 4-5 Veemõõdu profiil Elbu rabas .......................................................................................... 20
Joonis 4-6 Elbu I profiili mõõdetud veetasemed .............................................................................. 20
Joonis 4-7 Elbu II profiili mõõdetud veetasemed ............................................................................. 21
Joonis 4-8 Elbu I profiili mõõdetud vee temperatuur ........................................................................ 21
Joonis 4-9 Elbu II profiili mõõdetud vee temperatuur ....................................................................... 22
Joonis 4-10 Elbu I profiili mõõdetud vee happelisus ........................................................................ 22
Joonis 4-11 Elbu II profiili mõõdetud vee happelisus ....................................................................... 23
Joonis 4-12 Elbu I profiili mõõdetud hapniku küllastuvus ................................................................ 23
Joonis 4-13 Elbu II profiili mõõdetud hapniku küllastuvus ............................................................... 24
Joonis 4-14 Elbu I profiili mõõdetud hapniku sisaldus ..................................................................... 24
Joonis 4-15 Elbu II profiili mõõdetud hapniku sisaldus .................................................................... 25
Joonis 4-16 Elbu I profiili mõõdetud elektrijuhtivus .......................................................................... 25
Joonis 4-17 Elbu II profiili mõõdetud elektrijuhtivus ......................................................................... 26
Joonis 4-18 Leva I profiili mõõdetud veetasemed ............................................................................ 26
Joonis 4-19 Leva I profiili mõõdetud vee temperatuur ..................................................................... 27
Joonis 4-20 Leva I profiili mõõdetud vee happelisus ....................................................................... 27
Joonis 4-21 Leva I profiili mõõdetud hapniku küllastuvus ................................................................ 28
Joonis 4-22 Leva I profiili mõõdetud hapniku sisaldus ..................................................................... 28
Joonis 4-23 Leva I profiili mõõdetud elektrijuhtivus .......................................................................... 29
Joonis 4-24 Leva II profiili mõõdetud veetasemed ........................................................................... 29
Joonis 4-25 Leva II profiili mõõdetud vee temperatuurid ................................................................. 30
Joonis 4-26 Leva II profiili mõõdetud vee happelisus ...................................................................... 30
Joonis 4-27 Leva II profiili mõõdetud vee küllastuvus ...................................................................... 31
Joonis 4-28 Leva II profiili mõõdetud hapniku sisaldus .................................................................... 31
Joonis 4-29 Leva II profiili mõõdetud elektrijuhtivus......................................................................... 32
Joonis 6-1 Nabala piirkonna LIDAR 110 km2 kõrguspunktide andmete paiknemine Angerja oja ja Tuhala jõe valgala põhjaosas ........................................................................................................... 46
Joonis 6-2 Suure eraldusvõime ja täpsusega aerolaserskanneerimise andmetest koostatud pinnamudeli töötlus (all) võimaldab rohkem näha võrreldes Maa-Ameti X-GIS kaardirakendusega47
Joonis 6-3 Pinnavee voolunõvas kunagisele märjale karstialale ehitamine võib tekitada probleeme lumesulamise järgselt ja tugevate sadudega ................................................................................... 48
Joonis 6-4 Tammemäe allikad võivad veetasemete järgi vee saada Tammiku karstijärvest .......... 49
Joonis 6-5 Tammiku karstijärv mais 2010 ........................................................................................ 50
Joonis 6-6 Tammiku karjääri piirkonna kuivendusvõrgu valgalad, vaade põhjast lõunasse Tuhala karstiala suunas............................................................................................................................... 50
Joonis 6-7 Lutsa maa-alune jõgi võib olla müüt ............................................................................... 51
Joonis 6-8 Pahkla põhjavee toiteala jääb Tuhala jõe ja Angerja oja vahele .................................... 52
Joonis 6-9 Kaitseala (punane joon) ja võimaliku karjääri paiknemine mõhna servas maapinna kõrgusmudeli järgi, praegune situatsioon ......................................................................................... 52
Joonis 6-10 Võimalik et parempoolse karjääriveekogu väljavooluvõimalused ülalolevasse orundisse määravad karjääriveekogude veetaseme ........................................................................................ 53
Joonis 6-11 Pinnamudeli nähtusi saab vaadata eri külgedest ja kasutades sobivaid valgustingimusi ......................................................................................................................................................... 53
Joonis 6-12 Maapinnal näha olevad lohud võivad olla jääajast pärit ............................................... 54
Joonis 6-13 LIDAR kõrgusandmete abil koostatud karjääri töömasina ja väljaveotee müra leviku mudel ............................................................................................................................................... 54
Joonis 7-1 Allmaarajatised Eestis .................................................................................................... 56
Joonis 7-2 Maardu maa-alune (tee-alune) tunnel, mis on vett poolenisti täis olnud selle ehitamise alustamisest alates ........................................................................................................................... 57
Joonis 7-3 Vesi koobastes [11] ........................................................................................................ 57
Joonis 7-4 Maailmasõja-aegse Peeter Suure Merekindluste maapoolsete kindlustuste joonised (Arhivaal ERA.642.1.336) ................................................................................................................. 58
Joonis 7-5 Astangu U-tunneli makett ............................................................................................... 59
Joonis 7-6 1930. aastatel oli Astangu betoontunnelis vesi [63] ....................................................... 60
Joonis 7-7 Kuiv betoontunnel 2011. aastal ...................................................................................... 60
Joonis 7-8 Kuiv betoontunnel 2011. aastal ...................................................................................... 61
Joonis 7-9 Astangu lubjakivivõlviga vesine tunnel ........................................................................... 61
Joonis 7-10 Klindiesiste kanalite vesi ............................................................................................... 62
Joonis 7-11 Humala kolmanda tunneli varjendi ümbrus .................................................................. 63
Joonis 7-12 Vesi Humala kolmandas tunnelis ................................................................................. 63
Joonis 7-13 Vesi Vääna-Posti käigus ............................................................................................... 64
Joonis 7-14 Maardu fosforiidikarjääri tranšeed kuhu vesi siseneb kaevanduse strekist ................. 64
Joonis 7-15 Maardu fosforiidikaevanduse streki suue ..................................................................... 65
Joonis 7-16 Muuseumikoopana kasutatavas Piusa klaasiliivakaevanduses voolav vihmavesi ...... 66
Joonis 7-17 Piusa liivakaevanduse vee, jää, tuule ja mäerõhu koosmõjul õgvendatud tervikud .... 66
Joonis 7-18 Kukruse põlevkivikaevanduse põhjapoolne kaeveõõs ................................................. 67
Joonis 7-19 Vee väljavool Ubja põlevkivikaevanduse veekõrvaldusstollist ..................................... 68
Joonis 7-20 Kiviõli põlevkivikaevanduse šahtiõu ............................................................................. 68
Joonis 8-1 Transpordi ja täitmise üldskeem. PK - põlevkivi; CO2 - süsinikdioksiid; P - pulp; T - tuhk; TM - täitematerjal; TS - täitesegu ................................................................................................... 70
Joonis 8-2 Estonia kaevanduse allmaasettebassein ....................................................................... 71
Joonis 9-1 Kunda piirkonna karjääride paiknemine ......................................................................... 73
Joonis 9-2 Aru-Lõuna karjäärivee kogumisbassein pumpla juures.................................................. 74
Joonis 9-3 Pandivere kõrgustiku põhjanõlva hüdrogeoloogiline läbilõige ........................................ 76
Joonis 9-4 Surveline põhjavesi tungib pikkade, loogeliste kirdesuunaliste lõhede kaudu Aru-Lõuna lubjakivi karjääri. Kaevandamiseks ettevalmistatud alal on see hästi näha, vesi koguneb madalamasse ossa. 22.juuli 2010.a foto .......................................................................................... 77
Joonis 9-5 Aru-Lõuna lubjakivi karjäär 2010.a 15.aprillil pärast lume sulamist. Pumbajaam ei suutnud mitme nädala jooksul alandada veetaset vajalikesse piiridesse ........................................ 78
Joonis 9-6 Sademete hulk (mm) Kunda Hüdrometeoroloogiajaama andmetel kuude kaupa aastatel 2007-2010 ....................................................................................................................................... 80
Joonis 9-7 Karjäärivee kõrvaldamine (m3/kuus) Ubja põlevkivikarjääris (tumedamad tulbad) ja Aru-Lõuna lubjakivikarjääris (heledamad tulbad) aastatel 2007-2010. ................................................... 80
Joonis 9-8 Ubja karjääri pumplasse voolab põhjavesi isevooluga. 28.10.2010.a oli vett vähe, kuigi kuu keskmine sekundis väljapumbatud kogus oli 105 l/s ................................................................. 81
Joonis 10-1 Veega täitunud kaevandused ....................................................................................... 85
Joonis 10-2 Läbilõige põlevkivimaardlast (põhjast lõunasse) koos soojuspumba kasutamise skeemiga ......................................................................................................................................... 86
Joonis 10-3 Soojuspumba tööpõhimõte ........................................................................................... 87
Joonis 10-4 Hüdrogeoloogiline dünaamiline mudel ......................................................................... 88
Joonis 10-5 Veekogused kaevanduste kihtide mastaabis on väga väikesed .................................. 89
Joonis 10-6 Kaevandusvee kasutamise potentsiaal ........................................................................ 90
Joonis 10-7 Tammiku kaevanduse väljavool ................................................................................... 91
Joonis 10-8 Ahtme kaevanduse väljavool ........................................................................................ 92
Joonis 10-9 Ahtme väljavool ja Kose asula ...................................................................................... 93
Joonis 13-1 Karjääri asukoht .......................................................................................................... 102
Joonis 13-2 Puistangud Marinova karjääris ................................................................................... 102
Joonis 13-3 Ekskavaatori noole külge kinnitatav kobestuskonks dolokivi raimamiseks ................ 103
Joonis 13-4 Veeanalüüside tulemused .......................................................................................... 104
Joonis 13-5 Lõhketööde mõju mõõdistamine lähima maja seinal .................................................. 104
Joonis 13-6 Lõhketööde mõju mõõdistamine Eesti-Vene piiri juures ............................................ 104
Joonis 13-7 Lõhkamine Marinova karjääris .................................................................................... 105
Joonis 13-8 Pealtvaatajad piirde taga lõhkamist jälgimas ............................................................. 105
Joonis 13-9 Puur-lõhketöödega raimatud dolokivi ......................................................................... 105
Joonis 13-10 Ekskavaator vee seest ammutatud kivi laadimas ..................................................... 105
Joonis 13-11 Nõrutatud kivi laadimine kopplaaduriga ................................................................... 105
Joonis 13-12 Terex Pegson 1000 SR koonuspurusti ..................................................................... 105
Joonis 14-1 Seismiline peegldusuuring merel ................................................................................ 107
Joonis 14-2 Seismilise pikilaine (P) ja ristlaine (S) edastumine ..................................................... 108
Joonis 14-3 Näide merevee seismilisest läbilõikest [3] .................................................................. 109
Joonis 14-4 Seismiline profiil Newfoundlandi basseinist (loode-kagusuunas profiil ~44-46˚N, ~45-49˚W), millel on näha peegelduste detaile [3] ................................................................................ 110
Joonis 15-1 Kohtla jaoskonna põllumajandusliku suunitlusega rekultiveerimine vastavalt Richards, Moorhead & Laing Ltd. rekultiveerimisprojektile ............................................................................ 121
Joonis 16-1 Veega täitunud tranšee Narva karjääris. (Foto K. Sokman) ....................................... 124
Joonis 18-1 Rootsi Norrköpingi linna Pumpuse sadama asukoht .................................................. 127
Joonis 18-2 Hülsstoru paigaldamine .............................................................................................. 128
Joonis 18-3 Ekskavaator Simson ................................................................................................... 128
Tabelid
Tabel 4-1 Elbu I profiili vee kvaliteedi näitajad ................................................................................. 33
Tabel 4-2 Elbu II profiili vee kvaliteedi näitajad ................................................................................ 34
Tabel 4-3 Leva I profiili vee kvaliteedi näitajad ................................................................................ 36
Tabel 4-4 Leva II profiili vee kvaliteedi näitajad ............................................................................... 38
Tabel 10-1 Kaevandustes ja kattekivimites olevad veekogused ...................................................... 89
Tabel 10-2 Soojatootmiseks vajaminevad kaevandusvee ja elektrienergia kogused ...................... 90
Tabel 12-1 Erinevate fraktsioonide katsete tulemused erinevate veesisalduse juures ................... 99
Tabel 12-2 Proovide filtratsioonitegurid erinevate arvutussüsteemide järgi .................................... 99
Tabel 13-1 Lähima talu kaevuvee analüüside tulemused .............................................................. 104
Tabel 16-1 Sademete keskmine norm Jõhvi meteojaamas on 657 mm aastas ............................ 122
Tabel 16-2 Tuleviku kaevaväljad .................................................................................................... 123

Transport Mäekonverentsile Ida-Virumaalt

Ida-Virumaalt väljub Mäekonverentsile 50-kohalise buss.

Teekond:

6:30 Sillamäe Postkontor

7:00 Grossi pood Iidlas

7:15 Jaama 10 Jõhvis

7:30 Virula väljak Järvel

9:15 Viinistu Lääne-Virumaal mere ääres.

Õhtul tagasi 23:30

Viinistu - Järve - Jõhvi - Iidla - Sillamäe

Mäekonverentsi kava

Transport Mäekonverentsile Tallinnast

Buss väljub Mäekonverentsile

Tallinna Tehnikaülikooli eest 8.15 ja järgmine peatus on ESTONIA teatri vastas oleval väljakul.

Tagasi Tallinnasse väljub buss 23.30

Bussi registreerimiseks palun kirjutada maekonverents@gmail.com

Oma nimi, pealetuleku koht ja kontakttelefon.

Mäekonverentsi kava

Mäekonverentsil osalemine on tasuta

Piduliku õhtusöögi maksumus:

Liikmetele 20 eurot

Mitteliikmed 30 eurot.

Osalustasu maksmise tähtaeg on 02.05.2011

Mäekonverentsile palume ennast registreerida maekonverents@gmail.com

Kohapeal registreerimist ei toimu!

www.maeselts.ee/maekonverents

Eesti Mäeselts: Konkurss: "Keskkonnategu Mäenduses!"

Eesti Mäeselts: Konkurss: "Keskkonnategu Mäenduses!"

Mäekonverents: Mäekonverentsi kava, 06.05.2011

Mäekonverents: Mäekonverentsi kava, 06.05.2011: "MTÜ Eesti Mäeselts Mäekonverents „Kaevandamine ja vesi“ 06. mai 2011, Viinistu, Harjumaa Päevakava 10.00-11.30 Eesti Mäeseltsi üldkoosole..."

Artiklid töös

Artiklid on edukalt käes ja alanud on retsenseerimine.