Graniidikillustik Eesti maapõuest – soovunelm või võimalus?

Vihjeid graniidikillustiku kaevandamisvõimalusele Eesti oma aluspõhjast kohtab üha sagedamini ajakirjanduses ning poliitikute ja keskkonnaspetsialistide avaldustes.

Hoogu sellele annab kasvav vajadus kvaliteetse killustiku järele meie arenevas teedeehituses ning otse Tallinna külje all aluskorras geoloogide avastatud hiiglaslik graniidikehand – Neeme massiiv (joonis 1). Selle praktiliselt piiramatu varuga graniidikehandi pealispind lasub merelähedase Maardu kohal vaid 120–140 m sügavusel, s.o tänapäevaste tehnoloogiate seisukohast igati kättesaadavas ulatuses [1].

Ehkki ehituseks vajaliku, ent lihtsa toorme, tugeva graniidikillustiku tootmine allmaakaevandamise teel pole kusagil maailmas tasuvaks osutunud ning seetõttu vaid vähest rakendamist leidnud, tundub Neeme graniidimassiivi puhul ahvatlevana kasutada ära tekkivaid tühemikke. Nendesse saaks ladustada nii kasulikke kui ka ohtlike materjale või kasutada neid maasoojuse kasutuselevõtuks või pumpejõujaama ehitamiseks [3] ning sel moel kompenseerida allmaakaevandamisega kaasnevaid suuri kulutusi. Niisuguseid lahendusi soodustab soodne asukoht pealinna ja Muuga suursadama vahetus naabruses. Mõttekäik on ahvatlev, kuid tühemike mitmeotstarbeliseks rakendamiseks on ennekõike vaja need rajada, s.o kivimini jõuda ning osa graniidimassiivist välja võtta. Mõlemad ülesanded on keerukad ja seotud suurte raskustega, mida idee toetajad ehk ei oska vajalikul määral ettegi kujutada. Ometi võivad just need seada kogu ettevõtmise suure kahtluse alla, vaadelgem neist peamisi.

Kivimi kvaliteet

Kõigepealt tõdegem, et Eesti kaljune aluskord koosneb pehmete settekivimite all lasuvatest valdavalt tugeva moonde läbi teinud kivimitest – gneissidest, amfiboliitidest jt kildalaadselt paigutunud mineraalikompleksidest, mis oma pudeduse ja ühesuunalise eelistusega lagunemiskarakteristika tõttu ei sobi kuidagi vajaliku kvaliteediga ehituskillustikuks. Erand on vaid sellest moondekivimikompleksist siin-seal läbi tunginud graniitse sulami kehandid, mille tardumisel moodustusid tugevad, kõigis suundades ühesugust survetugevust omavad magmakivimid. Õnneliku juhusena on niisugune kehand ka kõnealune Neeme massiiv, mille pealispind ulatub otse katva settekivimikompleksi aluseni ning mille graniidivaru pole sügavuse suunas küll määratud, kuid rakenduslikus mõttes siiski piiramatu. Graniidi kättesaamisel sellest sügavusest ei oleks ka mäetehniliselt erilisi küsitavusi. Kuid see on vaid asja üks külg. Neeme massiiv koosneb nn rabakivi tüüpi graniidist, mille mineraalidest on esikohal (ca 40 %) roosatooniline kaaliumpäevakivi kristallide suurusega kuni 5 ja enamgi sentimeetrit (joonis 2, a).

Siit saabki alguse kivimi oluline puudus: killustikuks purustamisel annab suurekristalliline K-päevakivi rohkesti oma heast lõhenevusest põhjustatud siledapinnalisi plaatjaid kristallitükke (joonis 3), mis kalduvad segudes (asfalt, betoon) andma eelisorientatsioone ja kahjustavad tarduva segu sidusust ja nakkeomadusi.

Seepärast seda tüüpi graniiti tavaliselt killustiku tootmiseks ei kasutatagi. Hea näite selle kohta leiame Soomest, kus lahe põhjakaldal on rohkesti niisuguse graniidi avamusi lausa maapinnal, ent neisse pole rajatud ühtki killustikukarjääri. Kasutusele võetakse üksnes kvaliteetsemaid peeneteralisemaid kivimeid, nt dioriite, gabrosid ja efusiive. Soome kaljualal on see võimalik, Eestis aga mitte. Siit tõstatubki meie jaoks puhtmajanduslik küsimus – kas tasub suurte pingutuste hinnaga tungida maapõue nii kehva kvaliteediga kivimi järele. Eitav vastus sellele ei pruugi olla lõplik, kuid jääb ikkagi idee innukate teostajate ette püsima.

Mõneti lohutavana mõjub vastuväide, et Neeme graniidimassiivis leidub vahesoontena ka peeneteralisemaid kivimi erimeid, nn apliite (joonis 2, b), kuid nende osakaal on massiivis täpsemalt kindlaks tegemata ning neile lähedase iseloomuga rabakivi rändrahnude koostist silmas pidades võib nende hulka lugeda kaduvväikeseks. Vaevalt tuleb kõne alla nende erimite selektiivne väljamine, hoopis lootustandvamaid tulemusi võiks anda tootmisele võetava graniidikillustiku edasine töötlemine. Nii on esimeste uuringutega [2] selgitatud, et üksikmineraalide osakaal on tuntav peamiselt kivimi peenimates purustusfraktsioonides, jämedamate osiste korral võivad materjali omadused paraneda. Sõelumist ja purustamist täiustades võib olukorda veelgi soodsamaks muuta.

Jõudmine graniidini

Teed Eesti graniidilasundini raskendab geoloogiline olustik. Graniidini jõudmiseks tuleb läbida selle peal lasuv pudedatest liivakividest ca 60 m paksune kompleks, mille pooriruum on täis survelist põhjavett – meie parim ja kasutatavaim kambriumi-vendi veeladestik. Selle vee surve on nii suur, et mõned aastakümned tagasi tõusis vee piesomeetriline tase katvat 40–60-meetrist savilasundit läbivate puuraukude kaudu otse maapinnale. Viimasel ajal on rohke tarbimise tõttu surve küll mõnevõrra langenud, kuid liivakivisse rajatavatesse tühemikesse tungib vesi ikka märkimisväärse jõuga sisse. See tähendab, et kaevanduseni jõudmiseks vajalik püstšaht tuleb juba rajamise ajal põhjaveest betoonkestaga täielikult isoleerida (joonis 4).

Tehniliselt on see väga raske ülesanne, sest tavapärane kessoonmenetlus selles pudedas pinnases ei tule mitmel põhjusel kõne alla. Ainsa reaalse võttena pakutakse šahtiümbrise ajutist läbikülmutamist, mis võimaldaks veerikkast liivakivist ohutult ja edukalt läbi minna. Šahti ümber tuleks sel juhul puurida arvukalt puurauke ja nende kaudu pumbata kivimisse jahutusvedelikku, mida toodavad võimsad maapinnal asuvad külmutusseadmed. Võib ette kujutada, milliseid kulutusi see kaasa toob. Pealegi pole tulemus täielikult tagatud, sest nii tüseda veerikka kompleksi läbindamine ja betoneerimine külmutatud pinnases survelise põhjavee tingimustes oleks Eestis esmakordne ja kogemusi selleks pole. Püstšaht oleks muidugi lühim ja odavaim tee graniidini. Arvestuste kohaselt peaks selle läbimõõt olema vähemalt kümmekond meetrit, et rahuldada kõiki kaevanduse peamisi teenindamisfunktsioone: inimeste ja seadmete transporti, maavara väljatõstmist, tuulutamist ja lõhkamistolmu eemaldamist ning mahutama elektrijuhtmestikku ja tehnilise veevarustuse torustikke. Vaevalt suudab üks piiratud mõõtmetega püstkäik kõiki neid vajadusi edukalt täita. Mitme sama laadi ühendusvõimaluse loomine kirjeldatud tingimustes aga mitmekordistaks investeerimiskulu.

Kujutelgem, et kogu kaevandatav graniidimass tuuakse maapinnale tõstukite abil. Lisagem siia põgusad maksumusarvestused ning töö- ja ekspluatatsioonikulud. Jõuaksime kindlasti tulemuseni, mis seaks ettevõtmise otstarbekuse suure kahtluse alla.

Traditsioonilise kallak- või spiraaltee (rambi) rajamine Neeme massiivini on survelise veekihi läbimise tõttu mõeldamatu. Isegi mõnekümnekraadise kaldega transporditunnel pikendaks teekonda kümneid kordi ning vaevalt oleks selle ehitamine külmutusmenetlusel nii tehniliselt kui ka majanduslikult jõukohane.

Raimamine

Graniidikillustiku või kivimiplokkide kättesaamine tugevast ja monoliitsest graniidimassiivist on võimalik üksnes lõhkamisega. Mäenduses tavapärased soonimis- ja kiilutamismeetodid siin ei toimi. Vaevalt tuleb kõrge maksumuse tõttu kõne alla ka teemantsaagimine, kuigi see annaks võimaluse toota kvaliteetseid ja dekoratiivseid kiviplokke, milleks Neeme graniit on igati sobiv. Jääbki vaid lõhkamine, mis üsna kontrollimatult purustab kivimimassi, eraldades sellest arvukate mikropragudega plokid, killustikufraktsioonid ja lõhkamispuru. Tõstatub sortimisega seotud mure: kas korraldada see maa all või saata purustatud kivim töötlemiseks maapinnale. Mõlemal moodusel on omad head ja vead. Kaevanduse projekteerimisel tuleks seegi asjaolu kulutuste ja töökorralduse mõttes selgekujuliselt arvesse võtta.

Ohutus

Sügavale maa alla rajatav kaevandus oleks esimene Eestis ja see seab tähtsale kohale ka ettevõtmise ohutuse. Kõigepealt puudutab see maavarani rajatava püstšahti vastupidavust, mis peab kahjustamatult taluma maasisesest mäerõhust tulenevaid pingeid, šahti ümbritseva põhjavee survet, lõhkamislööke ja ekspluatatsiooniseadmete vibratsiooni. Meenutagem, et väikseimgi pragu šahtiümbrises avab sissepääsu põhjaveele ja uputab kaevanduse. Suurimat ohtu näib kujutavat just lõhkamine lamavas jäigas graniidimassiivis, mille tagajärjed on projekteerijate inseneriarvestustes ehk kõige raskemini prognoositavad. Ohtlikkust suurendab ka piiratud võimalus kaevandusest välja pääseda. Mitme juurdepääsutee rajamine suurendaks aga tohutult ettevõtmise maksumust. Märkida tuleb veel seda, et inimese pikaajaline viibimine graniidikaevanduse suletud ruumis on kaaliumirikka kivimi kõrgendatud kiirgustaseme tõttu meditsiiniliselt ebasoovitatav. Seegi on tegur, mis on veel lähemalt uurimata ning mida peab kaevandamisidee elluviimisel arvestama.

Kokkuvõte

Esitatud arutlustest on näha, et enne Eesti oma graniidivaru kasutuselevõtmist on vaja leida lahendus mitmele keerulisele tehnilisele, ent ka tööohutusprobleemile. Oodatavad kulutused on väga suured. Pean vajalikuks veel kord tähelepanu juhtida graniidi madalavõitu kvaliteedile killustikutoormena. Kõik see tõstatab küsimuse ettevõtmise majanduslikust kasumlikkusest üldse – eriti Eesti oludes, kus naaberaladel on mõnesaja kilomeetri raadiuses palju parema kvaliteediga graniidikillustiku tootmise võimalusi ja kust seda saab suhteliselt odava meretranspordiga soodsalt importida.

Oma graniidikaevanduse pooldajad toovad kaaluka argumendina esile võimaluse kasutada massiivis tekkivaid tühemikke muudel, lisakasu pakkuvatel eesmärkidel (vt eespool). Projekteerimisega on juba alustatud ja tulemused võivad näida paljutõotavatena. Peetagu aga meeles, et enne seda tuleb jõuda vajalike tühemike tekitamiseni maapõues. Eespool näidati, et sellel teel ootavad suured raskused seavad ettevõtmise majandusliku otstarbekuse vähemalt praegu tugeva kahtluse alla. Tehnika areng võib küll tuua soodsaid korrektiive, kuid majanduslik arvestus jääb ka tulevikus otsustavat osa mängima. Viidatud allikad 1. Adamson, A., Pirrus, E. Eesti oma graniit. Eesti Loodus, 1994, 9, 280–282. 2. Pirrus, E. Neeme graniidiintrusiooni põhikivim killustikutoormena. – Eesti Geoloogia Seltsi bülletään, 4/99, 26–27. 3. Vali, L. Keskkonnasõbralik lahendus, mis aitaks tagada energiasüsteemi töökindluse. Keskkonnatehnika 4/10, 22–24.

Artikli autor on ENN PIRRUS, TTÜ mäeinstituut

Artikkel ilmus ajakirjas Keskkonnatehnika 2/2011, lk 6–8

Joonised TTÜ

Foto: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0