Artikkel: Hämmastavad augud ja ökogigandid

txt: Hämmastavad augud ja ökogigandid

Suurimad inimese poolt rajatud augud ja õõnsused on jäänud maa sisse maavarade kaevandamise tagajärjel. Avatud augud on karjäärid ja allmaaaugud on kaevandused. Sügavaimad või suurimad kaevandused ja karjäärid on rajatud need maavarade kaevandamiseks, mille väärtus on suurim. Aja jooksul kasvavad nii aukude mahud ja sügavused kui ka mäemasinate parameetrid. See on tingitud peamiselt tehnoloogia täiustumisest ja kaevandamisprotsesside optimeerimisest. Maailma suurim karjäär vasekarjäär Kennecott’ Utah Copper Maailma suurim vasekarjäär on Kennecott’ Utah Copper Bingham’i vasekarjäär Põhja-Ameerikas, Salt Lake City lähistel (joonis 1). Karjääri pikkus on 4 km ning sügavus 1,2 km (sõltuvalt mõõtmiskohast 0,8 kuni 1,6 km). Kaevandamist alustati aastal 1863 ning see jätkub tänapäevani. Kennecotti vasekarjäär on suuruselt teine vasetootja Ameerika Ühend- riikides, tagades ligikaudu 15% vase nõudlusest riigis. Kennecott’ Utah Copper Bingham toodab aastas hinnanguliselt 300 000 tonni rafineeritud vaske. Lisaks vasele toodab karjäär umbes 400 000 untsi kulda (11,34 t), 4 000 000 untsi hõbedat (113,4 t) ning 2 000 000 naela molüb-deeni (4444 t; http://www.utah.com/attractions/kennecott.htm). Maailma vase- toodang on ligikaudu 14,7 miljonit tonni aastas. Suurimaks vasetootjaks on Tšiili, kaevandades 36% vase mahust, järgnevad Ameerika Ühendriigid (7,8%), Peruu (6,9%), Indoneesia (6,3%) ja Austraalia (6,3%; Weber & Zsak 2007). Joonis 1.Vasekaevandus Kennecott’ Utah Copper Bingham Põhja-Ameerikas. 25 Maailma suurim teemandikarjäär Venemaal Maailma sügavaim teemandikarjäär asub Venemaal, Ida-Siberis, Mirnõi linna lähistel (joonis 2). Teemandikarjääris alustati kaevandamist aastal 1957 ning toodanguks oli ligikaudu kaks millionit karaati aastas. 26 Joonis 2. Teemanti aukkaevandus Venemaal. Karjääri sügavus on 525 meetrit, diameeter 1,25 kilomeetrit (http://damncoolpics.blogspot.com/2007/09/biggest-holes-in-world.html). Kaevandamine karjääris lõpetati 2004. aastal. Karjääri suurusest annavad aimu allolevad pildid. Parempoolsel pildil olev kallur on üks maailma suurimaid: pikkusega 13,36 m, laiusega 7,78 m ning kõrgusega 6,65 m (http://damncoolpics.blogspot.com/2007/09/biggest-holes-in-world.html). Vasakpoolsel pildil asub kallur kaldteel (joonis 3). Joonis 3. Üks maailma suurimaid kallureid karjääris rambis Maailma suurim rauamaagi karjäär Hull Rust Hull Rust’i rauamaagi karjäär on suurim töös olev omataoline maailmas, kus kaevandamisega tegeleb ettevõte „Hibbing Taconite Company” (joonis 4). Rauamaagi karjäär asub Minnesota osariigis, Põhja- Ameerikas. Esimene rauamaagi kaubapartii tehti juba aastal 1895 ning ka tänapäeval, rohkem kui 100 aastat hiljem, toimub kaevandamine karjääris edasi. Hetkel on karjäär ligikaudu 4,8 km pikk, 3,2 km lai ning 165 m sügav. Algupäraselt oli kaevandamise alal tegu 30 erineva karjääriga, kuid need ühendati 20 21 sajandi vahetusel. Hinnanguliselt on alates karjääri algusaastast 1895 kuni tänapäevani kaevandatud ligikaudu 2 miljardit tonni kivi ja rauamaaki. See kogus on võrdne mahuga, mis tuleks kaevata, et maakera läbiks 7,3 meetrise diameetriga käik. 27 Joonis 4. Hull Rust’i rauamaagi karjäär Põhja-Ameerikas. Joonis 5. Kimberley Big Hole Lõuna-Aafrikas Maailma suurim käsitsikaevandatud teemandikarjäär Kimberley Big Hole Maailma suurim käsitsikaevandatud teemandikarjäär asub Lõuna- Aafrikas (joonis 5). Aastatel 1866 1914 kaevandasid 50 000 kaevurit karjäärist labidate ja kirkadega ligikaudu 3 t teemante. 1914 aastal karjäär suleti. Kimberley karjääri sügavuseks on 1097 m (http://damncoolpics. blogspot.com/2007/09/biggest-holes-in-world.html). Tänapäeval asub seal Kimberley kaevandusmuuseum. Maailma sügavaim kaevandus TauTona Maailma sügavaim kaevandus asub Lõuna-Aafrikas. Selle sügavuseks on umbes 3,8 km (erinevatel andmetel 4,5 km, plaanitud rajada 6 km sügavuseks) (joonis 6). Kaevanduse omanikuks on Lõuna-Aafrika kompanii Anglogold Ashanti. Kaevandamist alustati aastal 1962. Kaevan- duses on ligikaudu 5600 töötajat ning 800 km pikkuses allmaakaeveõõsi (http://en.wikipedia.org/wiki/TauTona). Kaevandus toodab ligikaudu 15,6 t kulda aastas (http://www.miningweekly.com/article.php?a_id=98516). Lõuna-Aafrika TauTona kullakaevandus on töötamiseks väga ohtlik paik, aastas saab õnnetuste käigus surma keskmiselt viis inimest. Kaevandus on niivõrd sügav, et Maa soojusgradiendi tõttu võib temperatuur käikudes tõusta kuni 60 kraadini. Konditsioneeri kasutades suudetakse temperatuuri langetada 28 kraadini, mis loob töötamiseks sobivad tingimused. Kaevurite teekond maapinnalt maa alla võtab aega kuni poolteist tundi. Joonis 6. TauTona kullakaevandus Lõuna-Aafrikas. 28 Ökogigandid Hämmastavaid auke ehk suurimaid ja sügavamaid karjääre ning kaevandusi on võimalik rajada vaid suure toolikkusega, ökonoomsete tehnoloogiate abil (kui jätta välja enne tehnoloogiate loomist kasutatud orjatöö). Mäemasinaehitajate suurusehullustus on ajendatud nii väljakutsetest kui sotsialistlikust ja kapitalistlikust võistlusest, kuid peamine põhjus suurte masinate ehitamiseks on olnud siiski kaevandamistehnoloogia üks põhitõdedest – mida suurem tootlikkus, seda odavam tonn. Maailma öko- noomseimad mäemasinad on gigantmäemasinaid. Eesti keeles oleks suurimaid ilus nimetada hiidudeks. Keelte segunemise tõttu nimetatakse suurimaid mäemasinaid ka ultra, gigant, super, hüper, mega, monstrum jm. hellitusnimedega Maailma suurim liikuv mäemasin on puistangusild, mida nimetataks ka katendisillaks või konveiersillaks (joonis 7 ja joonis 8). See sild sõidab endise Ida Saksamaa pruunsöekarjääri raudteel ja veab konveieri abil pruunsöekihilt katendikivimid puistangusse. AFB60-nimeline puistur kaalub 30 000 tonni ja on 650 m pikk. Puisturit toidab kuni 3 paljukopalist kettekskavaatorit. Silla tootlikkus ulatub 36 000 m3/h (ISCSM 2006). 29 Joonis 7. Puistangusild (ülal). Joonis 9. Puistur. Joonis 8. Puistangusilla alusvanker. Suurimaks iseliikuvaks ekskavaatoriks loetakse endise Lääne- Saksamaa Hambachi pruunsöekarjääri 14195 t kaaluvat pruunsütt kaevan- davat rootorekskavaatorit (joonis 10 ja joonis 11). Rootorekskavaatori maksimaalne astangu kõrgus on 100 meetrit, võimsus 16 778 kW, tootlikkus 12 500 Bm3/h ja kogupikkus 240 m (Valgma 2003). Kui rootor- ekskavaatorit kasutatakse katendi ammutamiseks, siis veetakse materjal konveieril puistangusse. Puistangusse laotamiseks vajatakse rootorekska- vaatoriga võrdväärset masinat, mida nimetatakse puisturiks e. puistangu moodustajaks (joonis 9). Puisturi tootlikkus ulatub 18 000 m3/h. Samas kaalukategoorias on ka maailma suurimad draglainid ja paljandusekskavaatorid, mille mõõtmetelt võrreldavad esindajad asuvad ka meil Eestis. Kasutatavate kopamahtude järgi ei loeta Eestis töötavaid draglaine gigantmasinateks. Joonis 10. Rootorekskavaator teed ületamas. Väljaspool endise NL ja SRÜ riike töötab 272 gigantdraglaini, makstes igaüks 208 1200, keskmiselt 294 miljonit krooni tükk. Gigantdraglainideks loetakse üle 30 m3 kopamahuga masinaid, statistiliselt on nende keskmine kopasuurus 53 m3 . Seitsmekümnendatel müüdi maailmas viis sellist draglaini aastas; 2,4 tükki üheksakümnendatel ja veel vähem käesoleval ajal. Väiksemaid draglaine toodetakse vähe, seetõttu teisaldavad gigantdraglainid 90% maailma nende karjääride katendist, kus draglaine kasutatakse. Maailma suurim sammuv draglain oli Big Muskie – 168 m3 kopa- mahu ja 295 tonnise tõstevõimega, 68 m kõrge, 94 m pikkuse noolega Bucyrus-Erie 4250-W, kaaludes 12 247 tonni. Pikim draglaini nool on 131 m. Eesti suurim draglain on EŠ15/90 mille kopa maht on 15m3 ja mass 1620 t (joonis 12). 30 Joonis 11. Mäetudengid rootorekskavaatori rootori ees. Joonised 12 ja 13. Vasakul Pisidraglaini EŠ15/90 kopp mahutavusega 100 tudengit, täiteteguriga 0,7; paremal gigantkallur. Maailma suurim mehaaniline paljandusekskavaator kaalus 12700 tonni. Võrdluseks Eestis, endises Oktoobri ehk praeguses Aidu põlevkivikarjääris kasutatud EVG35/65 (nn. Esku) kaalus 4021 tonni. Samas on suurima mehaanilise labida maksimaalne kopamaht 100 m3 võrreldes meie 35 m3 -ga. Seega unistused sellest, et meie Esku oli maailma suurim ja ainulaadne, ei vasta kahjuks tõele. 31 32 Maailmas on üle 10 m3 kopa suurusega e. gigantlaadureid 2100, makstes keskmiselt 55 milj. krooni masin. Kui jagada need laadimis- masinad kopa kandevõime järgi, saame 47% mehhaaniliste labidate, 28% hüdrauliliste ekskavaatorite ja 26% kopplaadurite osakaaluks. Raskeima- teks tsüklilise tööviisiga laaduriteks on mehaanilised labidad, mille maksi- maalne mass on 1400 tonni, kopamaht 61 m3 , noole pikkus 23 m ja tõste- võime 125 tonni, töötades vaid 24 sekundilise tsükliajaga. Mehaaniliste labidatega on näiteks asendatud rootorekskavaatorid õliliivade kaevan- damisel Kanadas, pakkudes seega konkurentsi maailma suurima tootlik- kusega masinatele. Firmad Syncrude ja Suncor – pigiliivade kaevandajad on olnud peamised gigantse laadurekskavaatorite tellijad ja katsetajad. Gigantlaadur-ekskavaatoritega laetakse kuni 365 t kandevõimega kallureid 4 tsükli ehk kahe minutiga. Taolisi ekskavaatoreid ehitavad firmad Bucyrus, P&H MinePro, Hitachi, Komatsu ja O&K olles kohe, kui kallurite tootjad järele jõuavad, valmis ehitama ekskavaatori, mis laeks 4 tsükliga 490 tonnise kandevõimega kalluri. Maailma suurim hüdrauliline ekskavaator on O&K RH400, 45 m3 kopaga, 980 tonni kaaluv pärikoppekskavaator – ainus, mis on võimeline ultrakallureid laadima. Hüdrauliliste gigantekskavaatorite kasuks räägib fakt, et neid on väiksema massi tõttu odavam transportida. See on tähtis näiteks Austraalias, kus karjääride vahel on pikad vahemaad. Mobiilseteks masinateks loetakse kopplaadureid ja teisi masinaid, mis oma põhioperatsioonide teostamiseks peavad pidevalt asukohta vahetama. Maailma suurim mobiilne masin on kopplaadur LeTourneau L-2350, mis kaalub 262 tonni. kaotades oma 73 tonnise tõstevõimega selge piiri ekskavaatorite ja kopplaadurite kasutuspiirkonna vahelt. Sama kopplaaduri all veereb 6806 kg kaaluv, 4 m kõrge ja 1,73 m lai, 136 t kandevõimega maailma suurim rehv. Kuna rehv maksab ca 1,1 milj. krooni, siis 8000-tunnise eluea korral maksab selle kasutamine 136 kr/h ehk nelja rehvi kasutamine kopplaaduril 545 kr/h! Ekskavaatorite tootjate ambitsioone piiravad kallurite ehitajad, kes on arengus pidavalt samm maas. Maailmas on keskmiselt 170-tonnise kandevõimega gigantkallureid 7000. Keskmiselt on kallureid ühe sobiva laaduri kohta 3,1 ja ühe kalluri laadimiseks kulub 5 kopatäit. Maailma suurimad kallurid kaaluvad tühjalt 300 tonni, olles kandevõimega kuni 364 t ja kasti mahuga kuni 170 m3 (MinExpo – maailma mäemasinate näituste materjalid 1992 – 2008). Nende autode võimsus ulatub 2647 kW-ni (trollikallurina kasutades 4500 kW-ni) ja hind 56 miljoni kroonini (joonis 12 ja joonis 13). Selliste kallurite piirsuuruse määravad rehvide tootjad. Ühe kallurirehvi maksimaalne kandevõime on 105 tonni. Kalluri kuus rehvi, millest igaüks kaalub viis tonni, moodustavad kalluri hinnast 15%. Üks kilogramm sellist kallurit või ka rehvi maksab 10 eurot ehk 160 kr/kg, seega täpselt sama palju kui sarnasesse kvaliteediklassi kuuluv viin. Lisaks rehvidele piirab kallurite massi ja kandevõimet mootori võimsus. Mitmetes kohtades, kus on võimalik ja vajalik, näiteks mäkketõusul, kasutatakse gigantkallurite lisaenergiaallikana elektrienergiat. Trolliliiniga veol tähendab see 80% kiiremat sõitu ülesmäge, 1,7 korda suuremat võimsust ja seega 20% vähem kallureid. Gigantkallurite ehitamine ei ole statistika järgi veel kulusid veole vähendanud, vaid need on jäänud samale tasemale, nagu 240 tonnise kande- võimega kallurite kasutamisel. Siiski on suuremate kui 240 t kandevõimega kallurite erikulu veose ühiku kohta vaid 62% 80 t kandevõimega kallurite omadest. Põhjuseks on suurte rehvide väiksem kasutatavus, mis loetakse 35 000 km, kusjuures 200 tonnise kandevõimega kallurite rehvide kasutata- vuseks loetakse 70 000 km. Samas on nimetatud suuremad rehvid 50% kallimad kui väiksemad. Selle tõttu moodustab suurimate kallurite rehvi- dega seotud kulu 54% jooksvatest kuludest, väiksematel aga 32%. Võrdlu- seks Eestis kasutatavate 40 t kandevõimega minikarjäärikallurite rehvide kulu moodustab vaid 9% erikulust. Maailma suurim roomikbuldooser on 858 kW mootoriga ja kaalub 152 tonni. Neid masinaid kasutatakse kaevandamise põhioperatsioonidel, katendi teisaldamisel ja kivimi kobestamisel. Suurimad astangud ulatuvad 52 m kõrguseni ja lükkekaugus kuni 244 m. Maailma suurim ratasbuldooser on 636 kW võimsusega, kaaludes 100 tonni. Gigantbuldoosereid kasutatakse ka veorežiimis. Sel juhul sarnaneb saha hõlm kopplaaduri kopale ja lükatav materjal kantakse, mitte ei lükata edasi. Joonis 14. Maailmas ja Eestis kasutatavate raskeimate mäemasinate täismassid tonnides. 33 34 Lõpetuseks võib öelda, et buldooserid on ainukesed gigant- mäemasinad, mida Eestis mäetöödel kasutatakse. Põhjuseks on põlevkivi- kihindis asuv kõva paekivi, mille kobestamiseks vajatakse maailma raskei- mate buldooserite massi ja võimsust. Massiga on heas korrelatsioonis ka suurus, võimsus ja tootlikkus, kuigi erinevate tootjate poolt ja erineval ajal ehitatud masinatel on need näitajad erinevates suhetes. Võrdluseks on toodud Eestis kasutatavad või kasutatud mäemasinad – draglain EŠ15/90, mehaaniline paljandus- ekskavaator EVG35/65 ja raskeim buldooser Eestis. Nimetatud masinad on vastavalt 7,6; 3,2 ja 1,4 korda kergemad maailma raskeimatest (joonis 14). Kasutatud kirjandus http://www.utah.com/attractions/kennecott.htm [26.09.2008] http://damncoolpics.blogspot.com/2007/09/biggest-holes-in-world.html [26.09.2008] http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Hole [29.09.2008] http://fogonazos.blogspot.com/2007/02/largest-drain-hole-ever.html [26.09.2008] http://damncoolpics.blogspot.com/2007/09/biggest-holes-in-world.html [26.09.2008] http://www.planetware.com/kimberley/big-hole-kimberley-mine-museum- saf-nc-kimbh.htm [29.09.2008] http://www.gadling.com/2008/07/15/belize-it-or-not-diving-the-blue-hole/ [29.09.2008] http://en.wikipedia.org/wiki/TauTona [29.09.2008] http://www.miningweekly.com/article.php?a_id=98516 [29.09.2008] http://ap3.ee/Default2.aspx?PaperArticle=1&code=4056/new_eri_artiklid_ 405609 [29.09.2008] MinExpo – maailma mäemasinate näituste materjalid (1992 2008). Valgma I. 2003. Gigantmäemasinad, mäemasinad ja mäetehnika. Eesti Mäeseltsi Mäekonverentsi kogumik, TTÜ mäeinstituut, Tallinn, 33–37. Niemann-Delius C. 2006. Proceedings of the 8th International Symposium on Continuous Surface Mining (ISCSM 2006). Aachen 2006. Weber L. & Zsak G. 2007. World Mining Data.Feder Ministry for Economy and Labour of the Republic of Austria,Vienna.