txt: SEISMOLOOGID seiravad maakoo- res toimuvaid kõikumisi, nii loodus- likke maavärinaid kui ka inimtegevu- sest, näiteks lõhkamisest põhjustatud sündmusi. Digitaalsignaali põhjaliku analüüsi abil on võimalik üsna usal- dusväärselt määrata, kas põrutuse on tekitanud maavärin, plahvatus või varing. Viimase võima- luse kohta on allpool näitena toodud kaks sündmust, mis toimu- sid mullu Estonia põ- levkivikaevanduses. SEISMILINE SÜNDMUS JA SELLE SÕRMEJÄLG Seismomeeter mõõ- dab maa võnkumise kiirust pendli abil. Ajakohastes seismo- meetrites on kolm komponenti: üks mõõdab vertikaal- suunas ja kaks ho- risontaalselt (orien- teeritud põhja-lõuna ja ida-lääne suunas). Seismogramm ku- jutab seismilise sündmuse lainesisal- dust ajavaldkonnas. Seismilisi lained on kolme tüüpi. Kõige kiiremini liiguvad pikilained (P – pri- maarlained) ja pärast neid jõuavad kohale ristlained (S – se- kundaarlained). P-laine kiirus maa- koores on tüüpiliselt 2–6 km/s (sõltu- des geoloogiast ja sügavusest), S-laine on sellest umbes 1,7 korda aeglasem. Piki- ja ristlaine kohalejõudmise vahe- lise aja järgi on võimalik hinnata, kui kaugel seismojaamast sündmus toi- mus. Ristlainetest aeglasemalt liiguvad veel pinnalained, mida on kahte liiki. Registreeritud seismilisi signaa- le analüüsides saab määrata, millise sündmusega on tegemist. Maavärin toimub murrangus, kus kaks kivimi- plokki nihkuvad teineteisest mööda. Vaatluspunkti asukohast olenevalt on maavärina tekitatud esimese võnke suund kas tõmme või tõuge. Plahva- tuse puhul on aga esimene võnge igas vaatlussuunas tõuge. Seismoanalüüsi käigus vaadeldakse signaale ka sagedusvaldkonnas. Sarna- selt valgusega või mis tahes lainekuju- lise signaaliga on seismogrammile või- malik arvutada spekter, mis toob esile signaali sagedus- sisalduse. Tavaliselt koos- tatakse spektrogramm, signaali „sõrmejälg”, mis kujutab, kuidas spekt- ri sagedused ja tippude amplituudid aja jooksul muutuvad. Maavärina ja plahvatuse spektrogram- mid erinevad üksteisest. Kohalik väike maavärin sisaldab tüüpiliselt iga- suguseid sagedusi um- bes 2–20 Hz vahemikus. Plahvatuse spektro- gramm näeb aga välja „triibuline”, koosnedes peamiselt mõnest tera- vast kõrge amplituudi- ga tipust. MIS EESTIT KÕIGUTAB? Eesti loetakse seis- miliselt nõrgalt aktiivseks piirkon- naks. Keskmiselt re- gistreeritakse Eesti territooriumil üks väike maavärin kahe aasta jooksul. Seis- moloogile jätkub aga vaatlusmaterjali ka siin, sest meie alal tehakse ühe kuu jooksul kindlaks kesk- miselt 70 seismilist sündmust. Peami- selt on tegemist põlevkivi- ja paekivi- karjäärides toimuvate lõhkamistega. Sellist tegevust registreeritakse ena- SEISMOANALÜÜSIGA VÕIB TUVASTADA KAEVANDUSVARINGUID HEIDI SOOSALU Eesti Geoloogiakeskus, Tallinna Tehnikaülikooli mäeinstituut INGO VALGMA Tallinna Tehnikaülikooli mäeinstituut Joonis 1. Eesti seismojaamad ning meie seismoanalüüsis regulaarselt kasutatavad Soome ja Läti seismojaamad. Märgitud on Aidu (A) ja Narva (N) karjääri asukohad seismovõrgu suhtes. Üldjuhul rahuldava lokaliseeringu tingimuse kohaselt asuvad sündmused võrgu sees, s.t kõige suurem kahe jaama vaheline nurk on 30–35 m) kaevanduse puhul. Määrav tähtsus on väljatud paksusel (1,6–3,2 m) ja kasutuses olnud laekäitlustehno- loogial (langetamine, osaline täitmine, tavalised tugitervikud, „igavesed“ tugi- tervikud, hoidetervikud). Kuid suurima määramatuse tekitavad raskelt tuvasta- tavad mõjurid, nagu maapõuelõhed ja karst, ee liikumise suund, laava (pikk koristusesi) sulgemise tehnika (pika või Joonis 1. Maa Kukruse kaevanduse kohal. Taamal heki taga Narva maantee Kukruse–Jõhvi lõik. Esiplaanil – strekitervikute peal olev kvaasistabiilne maa, mida iseloomustavad põllukividega täidetud kohtvaringud. Kivikuhila taga näha olev vajum on ohtlik ala (tabel 1). Sellest kaugemal on langetatud maa, mis taamal toetub suhteliselt hästi laotud täiteriitadele 10 KESKKONNATEHNIKA 3/2009 mäendus lühikese konsoo- liga). Lisaks veel subjektiivsed, kuid kindlalt ilmsiks tulnud mõjurid, nagu mäetöö va- hetu juhi julgus ja ausus, kaevuri- te kahenädalane palgaperiood ja paaniline plaani täitmine kuu lõ- pus. Täiesti kindel, et sügavad vett täis vajumid, nn Täku- metsa lombid Kuk- ruse kaevanduse lõunaosas tekkisid ajal, kui tööle hakkavale Eesti Elektri- jaamale võis müüa nii viletsat kütust, et kaevandatud ala täitmiseks ei jätkunud paasi. Altkaevandatud maa oluline oma- dus on mitmekesisus. Eesti põlevkivi- maardla põhjaosas valdab langetatud maa – ristkülikukujulise plaaniga mol- lid ja allmaakäikusid hoidvate tervikute kohale jäänud vallid. Sellist maastikku nimetatakse vahvelmaa(stiku)ks. Lan- gatused katavad kogu Jõhvi valla lää- ne- ja lõunaosa, Kohtla valla lõunaosa, Mäetaguse valla põhja- ja kirdeosa maa, ning väiksemaid alasid Maidla ja Sonda vallast ning Kohtla-Järve linnast. Langa- tuse sügavus on kuni 1,3–1,4 m. Eran- diks on maa Maidla valla põhjaosas, kus Kohtla kaevandus rakendas lausvälja- mist ja langatused on kuni 2 m sügavu- sed. Langatusmoldide perve nõlvanurk on vahvelmaa lõunaosas 8o ning põhja pool, kus mäetöö toimus madalamal, kuni 12o . Maardla lõunaosas, kus võeti kasutusele kamberkaevandamine, on maa stabiilne või kvaasistabiilne. Kvaa- sistabiilsele alale on ilmunud vajumeid, mille sügavus on 1–1,5, erandjuhul 2 m. Sügavamad neist tekkisid erineva- te kaevandamismooduste katsetamisel Ahtme, Tammiku ja Viru kaevanduses aastail 1970–1980, mil eesmärgiks oli seatud maavara kao vähendamine. Kuna erinevaid kaevandamisviise ka- sutati ja katsetati kõikjal, ei saa maardla põhjaosa mitte mingil juhul käsitleda üheselt langetatud maana. On põhjen- datud kartus, et Jõhvi linnast läänes, alal, kus eelmise sajandi keskel katsetati mit- meid laekäitlustehnoloogiaid, võib olla üsna suuri veel varisemata tühemikke. Kõige keerukam ongi määrata altkae- vandatud maa püsivusomadusi seal, kus kõrvuti on erineva laekäitlusviisiga kae- veõõned, näiteks osalise täitmisega laavad, tervi- kute vahel olevad käigud ja nende taga püsiva laega kambrid. Kuna mõjuala levib kaeveõõnest eemale, siis kõrvutiste kaeveõõnte mõjualad kattuvad. Sa- mas on naaberkaeveõõn- te mõju oluliselt erinev (joonis 1). Sellises olukor- ras saab hinnangu anda vaid mäetehnilise eriha- ridusega vilunud ekspert (joonis 2). SOOVITUSED Vajunud, stabiilsele ja kvaasistabiilsele maale võib ehitada kaevanda- misseaduse mõistes vastutava isiku tehtud ekspertiisi alusel. Avakaevandamisega kaevandatud ala peab ehitusinsener käsitlema kui eri- pinnast või tehnogeenset puistet. Kaevandatud alale ehitisi projekteeri- des ei tohi piirduda eeluuringuga.
