1. Insenerilahendused kaevandusalade
planeeringueelsete uuringute staadiumis
Veiko Karu
Tallinna Tehnikaülikool, mäeinstituut
veiko.karu@ttu.ee
Kokkuvõte
Maavarade (põlevkivi ja ehitusmaavarade) kaevandamise arengukavade koostamisel on tekkinud
probleeme nii riigi kui kohalike omavalitsuste tasandil. Põhjuseid on mitmeid, näiteks: loodusvarade –
maavarade, vee, maa ja metsa kasutamise kavandamisel ei ole kõiki osapooli rahuldavat metoodikat,
kriteeriume, vahendeid ega ka oskusi.
Majandus vajab maapõueressursse – mineraalseid ja settelisi maavarasid, põhjavett. Maavarade
kaevandamine muudab keskkonda, maapõue, maastikku. Maavarade kaevandamisele kaasnevad
omandimuutused. Kõik see kutsub esile üldsuse vastuseisu.
Lisaks maavarade kaevandamise arengukavade probleemidele on Eesti põlevkivimaardla piirkonnas
altkaevandatud aladel üha raskem ehitusplatse leida. Probleemi geotehnilist külge on piisavalt uuritud
ning kirjanduses käsitletud [1, 2]. On koostatud metoodika ja arvutiprogramm altkaevandatud maa
mõjualade kirjeldamiseks ja sobivate ehitusplatside leidmiseks kaevandatud maa-alal [3].
Paremate planeeringutulemuste saavutamiseks, mis arvestaksid kõiki osapooli, on otstarbekas
kasutada geoloogilis-mäenduslikke arvutiprogramme, sest, nagu näitab kogemus, traditsiooniliste
teooriate ja meetodite kasutamine ei anna piisavalt üksikasjalikke tulemusi. Ohtlike olukordade
prognoosimine mudelite abil, võrreldes nende tagajärgede likvideerimisega on majanduslikult
kasulikum. Kaevandusalade planeeringute teostamine mäendusliku tarkvara abil võimaldab hinnata
juba projekteerimise käigus olevaid ohtlike olukordi ja kõrvaldada need puudused insenerlike
võtetega. Lisaks saab informatsiooni keskkonnamõjudest ning võimaldab vastu võtta adekvaatseid
poliitilisi ja strateegilisi otsuseid.
1. Metoodika
On olemas mitmeid mäenduslikke tarkvarasid, mis on saadaval kas vabavarana (erinevad viewer´id),
iseseisvana (Surpac-Minex, MapInfo, AutoCAD, ESRI jt), või abiprogrammina (Discover, Map X jt).
Peale selle online tarkvarad (EduMine jt). Kuna tarkvaru on palju, siis projektide ühildumisega tekib
probleeme, sest eri asutused kasutavad erinevaid tarkvarasüsteeme. Koostööd arendades tekib raskusi
andmemassiivide ühendamisel ja siirdel. Selline olukord tõstatab majandusliku probleemi –
projekteerijatel peab olema võimalikult palju erinevat tarkvara, et koostöö sujuks.
Põlevkivimaardla altkaevandatud ala hindamiseks ja mäetööde mõjuala kirjeldamiseks on välja
töötatud meetod ja arvutiprogramm [3], mis võimaldab hinnata maa olukorda ning neid riske
arvestades kavandada maakasutust ja ehitustegevust. Geoloogilist andmestikku, mäetööde plaani ja
mäetöödest mõjutatud ala hoidetsoonide arvutusjuhendit kasutades saab arvutada mäetööde mõjuala
liigid: kvaasistabiilne maa, vajunud maa-ala [1]. Andmestiku sidumine võimaldab saada senisest
täpsemat informatsiooni iga konkreetse kinnistu kohta vaadeldaval territooriumil.

2. 2. Näiteid planeeringutest kaevandatud alal
Edasi vaatleme mõnda näidet:
1) ehitusplatside otsing altkaevandatud alade või nende lähistel;
2) uute kaevandusalade hõlvamine.
Nende planeeringutulemuste saavutamiseks kasutatakse mitut tarkvara ning eri tarkvarade koostööd
(sisendid/väljundid).
2.1. Ehitusplatsid altkaevandatud aladel
Altkaevandatud alal tuleb sobiva ehitusplatsi otsingul hoolikalt arvestada mitmete erinevate teguritega.
Tuleb arvutada, kui kaugele võib ulatuda mäetööde erinev mõju, sest ehitamiseks sobiv
altkaevandatud maa võib olla nii vajunud kui ka stabiilne (ei vaju kunagi). Üksiknäiteks on Jõhvis
Pargi tn 52 elamu projekteerimine Tammiku kaevanduse kamberploki kohale [4]. Üldisemaks
planeeringuks on TTÜ mäeinstituudis kaevanduse mõjuala kirjeldamiseks koostatud meetod ja
arvutiprogramm, mis võimaldab hinnata altkaevandatud maa olukorda ning teatavaid riske arvestades
kavandada maakasutust ja ehitustegevust. Nimetatud programm annab aluse edasiseks
eksperthindamiseks, mille juurde kuulub kaevandamise aja, ete liikumissuuna, kasutusel olnud
mäetehnika ja võimaluse korral ka kaevandamisaegsete subjektiivsete tegurite mõju täpsustamine.
Ida-Virumaa kiire majanduslik areng on ajendanud mitmeid ettevõtteid sinna oma tööstushooneid
rajama. Mõned on pöördunud TTÜ mäeinstituudi poole konsultatsioonide saamiseks. Hetkelgi on üks
ekspertiisidest koostamisel, mille tulemusi saab kirjeldada vastavalt projektide edenemisele.
Järgnevalt on kirjeldatud paari lõppenud projekti tulemusi.
2.1.1. Jõhvi linna maa-ala kasutamise kavad ja võimalused, mille läheduses on altkaevandatud maa-
ala
Riigi omandisse kuuluvat maavara sisaldavale maatükile tohib ehitada hoonet kui on järgitud
maavarade kaitse põhimõtteid ja välditud asukoha eripärasusest tingitud võimalikke ehitiste
kahjustusi. Territooriumidel, kus esineb riigi maavarasid või altkaevandatud maa-ala, tuleb üld- ja
detailplaneeringud kooskõlastada vastavalt Planeerimisseadusele (RT I 2002, 99, 579).
Jõhvi kui areneva maakonnakeskuse imago nõuab linnalt detailplaneeringuid olemasolevate ärimaade
korrastamiseks, uute elamumaade kasutusele võtuks ja transpordi küsimuste lahendamiseks.
Esmajärjekorras tuleks lahendada üldplaneeringu järgi:
• Ärikvartal Narva maantee, Raudtee tänava, EAÕ kiriku ja koolimaja vahel
• Viaduktilt Rakvere tänava poole mahasõit, Kooli tänava, Narva maantee ja Raudtee tänava
viaduktialune ristmik
• Narva maantee ja raudtee vaheline ala kahel pool Kose teed
• Perspektiivse Puru tee äärne ärikvartal Jõhvi mikrorajooni ja linna pargi vahel
• Äri- ja ühiskondlik maa Tartu maantee kesklinna poolses osas Ahtmesse suunduva
raudteeharu alguses jt
Eelpool loetletud objektide hulgast jääb kaevandatud ala vahetusse lähedusse Puru tee äärne ärikvartal
(vt Joonis 1). Selle detailplaneeringu raames on vältimatu uurida, kui kaugele ulatuvad linna pargi all
kamberkaevandamisest tingitud mõjud.

3. Joonis 1 Puru tee äärne ärikvartal
2.1.2. Kanalisatsioonitrassi projektiga seonduvad geotehnilised probleemid [5]
Üks probleemidest tekkis seose Jõhvi-Ahtme kanalisatsioonitorustiku trassi rajamisel altkaevandatud
aladele. Sellega tegeles ka TTÜ mäeinstituut, kuna projekteeritava trassi asukohaks on altkaevandatud
ala. Meie ülesandeks oli hinnata võimalikke variante sõltuvalt kasutatud kaevandamisviiside ja
kaeveõõnte erinevast mõjust altkaevandatud maal. Trasside valikul jälgiti Tammiku kaevanduse
mäetööde plaani, maapealset situatsiooni ja kinnistute piire.
Rajatava kanalisatsioonitorustiku trassi piirkonda jäävad väga erineva geotehnilise mõjuga
kaeveõõned, nagu strekid, käsilaavad, kombainilaavad, kamberkaevandamisega alad (kambrid ja
tugitervikud) ning jääktervikud (väljamata kaevise alad) vt Joonis 2. Kaevandamine toimus aastatel
1963…1981.
Omaette nüansi selle probleemi juures moodustas suletud kaevanduse muutlik veetase. AS Eesti
Põlevkivi mäetööde arengukava kohaselt alustatakse lähiaastatel uuesti mäetöid avakaevandamisega
Tammiku-Kose karjääriväljal. Kuna mäetööde käigus alandatakse kaevanduse veetase allapoole
põlevkivikihindi põhja, siis kanalisatsioonitorustiku trasside alla jäävad kaevandatud alad
kuivendatakse ja veetaseme muutumise tulemusel võib tervikute, täiteriitade ja lae tugevus väheneda.
See oli üheks oluliseks põhjenduseks püüda vältida trassi paigutust kamberkaevandamisega
kaevandatud aladele. Kuna alal on palju karstivööndeid, kus põlevkivi ei väljatud (jäeti tervikud), siis
on neid tsoone kasutatud trasside paigutamiseks. Oluline oli veel see, et kõigil arutlusel olnud
variantidel katendi paksus kaevandatud aladel väheneb 20. meetrilt 7…10 meetrini, mis oluliselt
mõjutab kivimimassiivi käitumist. Ratsionaalseima trassivariandi leidmiseks käsitles projekti
meeskond 6 erinevat marsruuti, mis on rajatud erinevate geotehniliste omadustega kaevandatud
aladele.

4. Joonis 2Väljavõte kanalisatsiooni trassi planeeringust altkaevandatud alal
2.2.Uute kaevandusalade planeerimine geoloogilis-mäenduslike tarkvarade abil
2.2.1. Digitaalplaneerimine kaeveväljadel
Digitaalplaneerimine kaeveväljadel võimaldab arvestada oluliselt rohkem tingimusi ja prognoosida
maavarade kasutamise mõju täpsemalt kui praeguse, valdavalt liht-subjektiivse otsustusmehhanismi
korral. Mitmete kriteeriumite ja metoodika süsteem võimaldab hoida kokku kulusid (aega, raha, tööd,
maavara) nii otsustusprotsessis kui kaevandamisel. Eesti lavamaardlate kogemused antud valdkonnas
on abiks maailmas tulevaste mittetraditsiooniliste lavamaardlate kasutuselevõtul.
2.2.2. Karjääri kujundamise visualiseerimine
Karjääri kujundamise aluseks on tema digitaalmudel. Mudeli eesmärgiks on näidata, milliseks muutub
maastik peale mäetööde lõppu. Mudel koosneb erinevatest (tingnimetustega) osadest nagu: veerežiim,
maavara lasumistingimused, läheduses olevad objektid jt vajalikud elemendid, mida peetakse
otstarbekaks mudelis näidata. Mudel võib olla koostatud ühe või mitme tarkvaraga. Viimasel juhul on
osad jaotunud erinevate tarkvarade vahel ning nende väljundid annavad ühtse mudeli. Tööd saab
planeerida nii, et ühe tarkvaraga projekteeritakse mäetöid ja nende tulemuste põhjal teise tarkvaraga
projekteeritakse maastiku taaskasutamist.
Kuid üsna sageli ei kasutata kõiki võimalusi ära ning projekteeritakse ikka kahemõõtmelises
keskkonnas, mis ei anna tavainimesele selget pilti ja soodustab mittemõistmist..
Meie praktika kohaselt võetakse modelleerimise aluseks situatsioon enne mäetöid, mis on ka mudeli
esimene etapp. Kui esialgne situatsioon on modelleeritud, siis saab järk-järgult mudelit kujundada
vastavaks mäetööde planeeritud arengule. Nii näidatakse mudeli abil, kuidas maastik näeb välja enne
mäetööde algust, mäetööde ajal ja mäetööde lõppedes. Seda kõike eel- ja detailprojekteerimise käigus,

5. igatahes enne kui „kopp maasse lüüakse”. Mudeli abil saab jälgida maastiku muutumist ka mäetööde
ajal ja vajadusel planeerida töösse muudatusi kuni uue kujundatud maastikuni. Lisaks maapealse
olukorra visualiseerimisele, aitab mudel lahendada mitmeid probleeme projekteerimisel ja maavara
ammendamise käigus. Saab virtuaalselt katsetada erinevaid insenerilahendusi ja leida just sobiv antud
olukorra lahendamiseks.
Valmis mudelil (vt Joonis 3) saab muuta vaatlusnurki, parameetmeid jm seadeid. See on hea just
projekti tutvustamise käigus, sest nii avaneb võimalus näha tulevast karjääri, kaevandust või uut
kujundatud maastikku erinevate vaatenurkadega ning tingimustega, seejuures ka suurel ekraanil.
Joonis 3 Karjääri 3D vaade, mille aluseks oli 2D joonis. Näide vaalkaevandamisest, mida
kasutatakse põlevkivi kaevandamisel.
3. Digitaalplaneerimise tulevik
Enamik geoloogilisi ja mäenduslikke tarkvaraprogramme on universaalsed, sobivad geoloogiliste
tingimuste laia diapasooni jaoks. Osa on spetsiaalsed, näiteks nafta- ja gaasi maardlatele. Need on
tavaliselt kas piiratud kasutusõigusega, ülimalt kallid. Senine praktika näitab, et Eesti lavamaardlate
jaoks polegi neid vaja.
Lähtudes sellest, et mäendusliku digitaalplaneerimisega soovitakse tagada:
1) Info efektiivne kasutamine
2) Andmebaaside funktsionaalsus
3) Informatsiooni hankimine, säilitamise ja kasutamise metoodika lähtuvalt eritasandilistest
vajadustest
4) Otsustamiseks vajalike statistiliste andmete (indikaatorite) tootmine
5) Uued väljundid (projektlahendusel, teemakaardid, päringud, rajoneeringud)
6) Põlevkivi allmaakaevandamise tulevikustsenaariumid ja tehnoloogilised lahendused põlevkivi
kaevandamiseks arvestades võimalikke keskkonnamõjusid

6. Oleme alustanud otsingulise uuringu, mille arendusteks saavad olla lahendused õppe, teadus- ja
arendusprojektides:
• TTÜ mäeinstituudi mäendustarkvara rakendamine tudengite harjutusülesannete lahendamiseks
põhimõttel - iga ülesande sooritamine lahendab teatud probleemi
• Tarkvarade kompleksne kasutamine - ühesed sisendid ja vaheväljundid erinevate tarkvarade
jaoks
• Lihtne ja korrektne andmevahetus tarkvarade vahel
• Konkreetse, Eesti lavamaardlale iseloomuliku reaalse probleemide lahendamise algoritmid
• GIS andmete kompleksne kogumine ja arhiveerimine
Eeldame, et kasu arendatavast uuringust saab olema kõigile eesti mäeettevõtetele ja –büroodele:
• Soovitades kõigile Eestis teostatavatele kaevandusprojektidele kindla tarkvaralise
lahenduskäigu ja suuna
• Luues mäendusõppe ja maapõueuuringuks kasutatava tarkvara valikukriteeriumid
4. Kooskõlastus
Käesolev artikkel on osa autori doktoriõppe uuringutest ning osaliselt kirjutatud autori
bakalaureusetöö „Suletud Tammiku põlevkivikaevanduse idatiiva maa-ala kasutamise
rakendusgeoloogilised eeldused” põhjal. Artikkel on seotud uurimustööga „Mäendusriskide haldamise
kontseptsioon ja meetodid” – ETF grant 6558.
5. Kasutatud kirjandus
1. Reinsalu, E., Toomik, A., Valgma, I. (2002) Kaevandatud maa. TTÜ mäeinstituut, 97 lk.
2. Reinsalu, E. (2001) Altkaevandatud maa kasutamise tingimused ja piirangud. – Keskkonnatehnika,
nr 5, lk 40-43
3. Karu, V. (2005). Altkaevandatud alade püsivusarvutused üld- ja detailplaneeringu staadiumis.
Keskkonnatehnika nr 4, lk 34-35
4. Undusk V. (2007) Korrusmajad altkaevandatud alal Jõhvis. – Kaevandamine parandab maad.
Tallinn; Eesti Mäeselts, TTÜ mäeinstituut, lk 39-40.
5. Adamson, A., Mets, M. (2005) Ahtme-Jõhvi kanalisatsioonitorustiku trassivalik.
TTÜ mäeinstituut, teadusteema 559L, 38 lk.,
Internetiviited
6. Jõhvi linna üldplaneering. Jõhvi linnavalitsus.
http://www.johvilv.ee/index.php?js=&valdkond=yldplaneering&link=yldp (13.05.2006)
7. Planeerimisseadus, RT I 2002, 99, 579
https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=1011722 (13.05.2006)