maapoue kasutamise kontseptsioon

Energia- ja Geotehnika doktorikool II intensiivkursus "Maapõue kasutamise uus konseptsioon" Enno Reinsalu, [email protected]; Ingo Valgma, [email protected]; Sergei Sabanov, [email protected]

TTÜ, mäeinstituut Tallinn, 2010 1

TTÜ mäeinstituut

Intensiivkursus:

MAAPÕUE KASUTAMISE UUS KONTSEPTSIOON

Enno Reinsalu Ingo Valgma

Sergei Sabanov

Tallinn 28 jaanuar 2010



Intensiivkursus:

MAAPÕUE KASUTAMISE UUS KONTSEPTSIOON

1. Maapõue kasutamise ja kaitsmise kontseptuaalsed alused. Dr. Enno Reinsalu, TTÜ emeriitprofessor

2. Maapõueuuringute roll maavaramajanduses. Dr. Ingo Valgma,

TTÜ professor

3. Concept and bases of technological risk assessment methods for mineral resources extraction. Dr. Sergei Sabanov, TTÜ vanemteadur

Sabanov, Sergei. Valgma, Ingo. TTÜ, mäeiistituut Energia- ja Geotehnika doktorikool II intensiivkursus "Maapõue kasutamise uus konseptsioon" ISBN 978-9949-430-36-9



1. Maapõue kasutamise ja kaitsmise kontseptuaalsed alused Dr. Enno Reinsalu EESSÕNA Majandus, tehnika ja tehnoloogia ning inimeste leidlikkus on arenenud nii kaugele, et

hetkel kehtivad õigusaktid ei suuda enam reguleerida maapõue loodusvarade kasutamise kõiki üksikasju.

Maapõueseaduse (01.04.05) koostamisel lähtuti eelmise redaktsiooni (01. 01.95)

põhimõtetest maavaravaru kasutamise ja kaitse küsimustes. Uude redaktsiooni neid kohandati ja täpsustati. Teine praegu kehtiv maapõue kasutamist käsitlev seadus, kaevandamisseadus, kehtestati 29.01.03 ja selles põhimõttelisi muudatusi tehtud ei ole.

Oluline asjaolu meie maapõueseadusandluse korrastamisel on vajadus ühtlustada

seadandlus Euroopa Liidu direktiivdokumentidega, seda ka keskkonnaseadustiku osas. Peamiselt just Euroopa Liidu suunistest lähtudes on Eestis valminud keskkonnaseadustiku üldosa seaduse eelnõu, milles peaks olema maapõue käsitlev, ette antud struktuuriga keskkonnaseadustiku eriosa (4. peatükk – Maapõue uurimine ja maavara kaevandamine).

Edasises ongi aluseks võetud Keskkonnaseadustiku eriosa struktuuri seisukohad ja

soovitused (nõuded), muutmata kujul. Need, sisuliselt tsitaadid on eristamise huvides toonitud halliks. Toonimata on autori tekst. Ka kogu numeratsioon vastab ’eriosa struktuuri’ jaotusele.

SISUKORD

1 Maapõue uurimine ja maavara kaevandamine .........................................8 1.1 Peamised muudatused ja uuendused...............................................8

1.1.1 Kontseptuaalsed seisukohad .......................................................8 1.1.2 Uusi mõisteid ..............................................................................8

1.2 Täiendavat analüüsi vajavad küsimused.........................................8 1.2.1 Kontseptuaalsed seisukohad .......................................................9

Maapõue piiritlemisprobleem ............................................................................................... 9 Maapõue piiritlemise keskkonnakaitseline aspekt................................................................ 9 Maapõue piiritlemise maapõuekasutuse aspekt .................................................................... 9 Maavara kaevandamise ja kasutamise sihtotstarve............................................................. 11 Maardla versus maavara ..................................................................................................... 11 Projektipõhise tegevuse ulatus............................................................................................ 12 Ehitustugi kui maapõueõiguse objekt ................................................................................. 12 Tehnogeenne maapõu ja tehnogeensed moodustised ......................................................... 12

1.3 4. peatüki struktuur .......................................................................13 2 1. jagu. üldsätted.....................................................................................13

1.3.1 1. Jaotis – reguleerimisala (MPS § 1 lg 2) ................................13 Soovitatav regleerimisala.................................................................................................... 13

1.3.2 2. Jaotis - mõisted (MPS § 2)....................................................13



Soovitatavad mõisted .......................................................................................................... 13 Probleemsed mõisted: ......................................................................................................... 14 Kommentaar........................................................................................................................ 14

1.3.3 3. jaotis. Maavara õiguslik seisund (MPS §4) ..........................14 Kommentaar........................................................................................................................ 15 Kontrapositsioon ................................................................................................................. 15

1.3.4 4. jaotis. Maavarade arvestus (MPS § 5 ja § 9) ........................15 Kommentaar........................................................................................................................ 15

1.3.5 5. jaotis. Maardlate jagunemine (MPS § 3) ..............................15 Soovitatav regulatsioon....................................................................................................... 16 Kommentaar........................................................................................................................ 16

1.3.6 6. jaotis. Maavaravaru kasutusala (MPS § 9 lg 3) ....................16 Kontrapositsioon ................................................................................................................. 16 Maavarade nimistu asemel määrata maavarade sihtotstarbelise kasutamise klassid.......... 18 Kommentaar........................................................................................................................ 18

1.3.7 7. jaotis. Maavaravaru kategooriad (MPS § 10) .......................18 Uus kategoriseerimiskava ................................................................................................... 18 Kaevandmisväärsuse määramise alused ............................................................................. 19 Maavara varu usaldatavuse määramise alused ................................................................... 19 Kommentaar........................................................................................................................ 19

1.3.8 8. jaotis. Eesti maavarade komisjon (MPS § 6) ........................19 3 2. jagu. Üldgeoloogiline uurimistöö ja geoloogiline uuring ..................19

1.3.9 1. jaotis. Üldgeoloogilise uurimistöö ja geoloogilise uuringu õigus (MPS § 11)..... 19 1.3.10 2. jaotis. Üldgeoloogilise uurimistöö ja maapõue geoloogilise uuringu nõuded (MPS § 8 ja § 7 lg 3) ........................................................................................20

Soovitatavad sätted ............................................................................................................. 20 Kommentaar........................................................................................................................ 21

1.3.11 3. jaotis. Üldgeoloogilise uurimistöö loa ja uuringuloa taotluse menetlus (MPS §§ 14-23) 21 1.3.12 4. jaotis. Geoloogilise teabe esitamine, säilitamine ja avalikustamine (MPS § 12) . 21

Kommentaar........................................................................................................................ 21 4 3. Jagu. Maavara kaevandamine ............................................................21

1.3.13 1. jaotis. Maavara kaevandamise keskkonnakaitse nõuded (MPS § 62-65) ............. 21 Kommentaar........................................................................................................................ 22

1.3.14 2. jaotis. Maavara kaevandamise aastamäär ja lubatud maksimaalne aastamäär (MPS § 26) 22

Soovitatavad sätted ............................................................................................................. 22 Kommentaar........................................................................................................................ 22

1.3.15 3. jaotis. Kaevandamisloa (keskkonnaloa) menetlus (MPS §§ 27-44, v.a § 30, mis läheb nõuete alla)...................................................................................22

Kommentaar........................................................................................................................ 22 1.3.16 4. jaotis. Rikutud maa korrastamine .........................................23

Uuendatud sätted................................................................................................................. 23 Kommentaarid..................................................................................................................... 23

1.3.17 Täiesti uus jaotis seadusesse. Maapõuekasutuse maksustamine24 Tagatisraha ei ole hea lahendus .......................................................................................... 24



Mäerent ............................................................................................................................... 24 Mäerendi alused .................................................................................................................. 24 Mäeeraldise väärtuse määramise metoodika ...................................................................... 24 Metoodika elemendid.......................................................................................................... 27 Lisatud arvutusnäited .......................................................................................................... 28

1.4 Mäerendi arvutusnäited.................................................................29 1.4.1 Mingi kruusakarjäär ..................................................................29

Loa kestus 10 aastat ............................................................................................................ 29 Sama mäeeraldis, loa kestus 15 aastat ................................................................................ 31 Sama mäeeraldis, loa kestus 20 aastat ................................................................................ 32

1.4.2 Ojamaa põlevkivikaevandus .....................................................33 Loa kestus 20 a.................................................................................................................... 33 Loa kestus 25 a.................................................................................................................... 35

1.4.3 Kurevere dolokivikarjäär KMIN-034 .......................................37 Ehitusdolokivi ..................................................................................................................... 37 Tehnodolokivi ..................................................................................................................... 39

5 Kasutatud ja toetavad materjalid ............................................................40 6 Probleemid ja küsimused, mis vajavad edasist analüüsi, arutelu, arvutusi41



SISSEJUHATUS Eesti keskkonnastrateegia aastani 2030 nägi oma tegevuskavas ette ehitusmaavarade

kasutamise ja kaevandamise ning turba kasutamise ja kaevandamise arengukava koostamise. Varem oli koostatud põlevkivi kasutamise riiklik arengukava, mille Riigikogu vastu võttis ja mis toimib. Ehitusmaavarade arengukava on koostamisel, turba arengukava on kas kõrvale jäänud või edasi lükatud. Võimalik, et see oleks juhtunud ka ehitusmaavarade arengukavaga, kui 2009 a maikuus poleks avalikustatud Riigikontrolli auditi aruanne Ehitusmaavarade kaevandamise riiklikust korraldamisest.

Riigikontrolli auditis märgitud korralagedus taandub märgusõnadele kaevandajate

lohakus ja järelevalve saamatus. Suur osa auditis esile toodud puudustest olid ja on seni tingitud sellest, et kui tekkis võimalus müüa rohkem kui loas kirjas, siis ei uuendatud või korrigeeritud kaevandamislubasid. Pahatihti ei osatud kaevandajad mõõta ega arvutada, kui palju on väljatud ja kui kaugele üle piiri mindud. Sama harimatuks ja erialaselt küündimatuks osutus ka keskkonnajärelevalve. Keskkonnaministeerium asus olukorda parandama ehitusmaavarade kaevandamise arengukava koostamisega. Sellises situatsioonis, nagu ikka, pannakse esiplaanile rikkumisvastased meetmed. Majandushoovad kipuvad jääma tagaplaanile. Siiski on mõnes asjas tuge loota Justiitsministeeriumis valmivast keskkonnaseadustiku eelnõust.

Asjade praegune seis ühtegi osapoolt eriti ei rahulda. Kaevandajad, kardavad kraanide

kinni keeramist. Vastaspool - ühiskonna keskkonnatundlik osa seda just nõuabki. Ehitusmaavarade vajajatel ning nende riiklikul esindajal, majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumil ei ole sedavõrd selget kuvandit, et öelda arengukavas, kust, mida ja millal kaevandada. Enamgi – ajalehe Äripäev sõnutsi distantseerivad majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumi ametnikud ennast sellest probleemist. Ka pole olnud vastukaja soovitusele, mille tehti mäebüroo Steiger vastavas alusuuringus – ennistada kolmekümnendate aastate maapõueressursside haldamise kord ja taasluua mäeamet majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumi haldusalas. Nii ei anna asjade praegune seis veel suurt lootust, et arengukavast saaks dokument, millele kaevandamisotsuste langetajad saaksid tugevalt toetuda.

Eesti maapõuekasutuse suurim puudus on selles, et tegevus ei ole ei projekti- ega

majanduspõhine. Maavara geoloogilise uuringu luba ja kaevandamisluba antakse ilma, et nõutaks uuringu ja kaevandamise projekti, isegi mitte lähteülesannet. Seepärast tekib keskkonnamõju hinnang ekspertide ettekujutuse alusel. Ja kaevandamisvastasel üldsusel jääb seetõttu isegi ettekujutus ebaadekvaatseks.

Veel suurem puudus maardlate loomise, lubade andmise ja kaevandamise haldamise

juures on majanduspõhjendamatus. Maardla luuakse kas verbaalsete või aegunud kriteeriumite alusel, ürgsetel reeglitel põhineva maavara geoloogilise uuringu korra kohaselt. Näiteks tööstur, saanud maavara kaevandamisloa ehituslubjakivi kaevandamiseks, võib selle ülipuhast erimit väljata ja müüa ehituskillustikuna. Vaatamata sellele et ülipuhas erim võiks olla määratletud kui mineraaltoore, tehnoloogiline lubjakivi, mille kaevandamisõiguse tasu on keskeltläbi kaks korda kõrgem kui ehituslubjakivil. Analoogiliselt saab käituda ka dolokivi kaevandav tööstur, kuna tema valdkonnas on mineraaltoorme ja ehituskivi kaevandamisõiguse tasul keskmiselt neljakordne erinevus.



Äri seisukohalt oleks normaalne, et maavara geoloogilise uuringu ja kaevandamise loa

andja nõuaks taotlejalt tasuvusuuringut, kasvõi esialgset, mida menetluse käigus saaks täpsustada. Müügile tuginev tasuvusuuring selgitaks maavara kaevandamisõigust taotleva töösturi plaane. See samm võimaldaks ühtlustada meie ja teiste mäetööstusriikide maavarade kategooriad, viia meie lokaalsed mõisted: aktiivne ja passiivne varu ning tarbe- ja reservvaru vastavusse rahvusvaheliselt tuntud majandus- ja usalduskriteeriumitega. Majanduspõhisele maapõuekasutusele üleminekul oleks teinegi eelis – saaks loobuda verbaalsetel kriteeriumitel põhinevast kaevandamisõiguse tasust. See maksuliik on sisuliselt aktsiis, mida tööstur maksab väljatud maavara mahu pealt. Selline kord lubab töösturil üsna meelevaldselt hõlvata maavara, seda vähehaaval või mitte üldse kaevandada, hoides nii suuri maa-alasid muuks tegevuseks kasutuskõlbmatuna. Lahendus oleks mäerent, mis oleks maarendi analoog – võrdeline hõlvatud maavaravaru mahu ja kvaliteediga.

Edasises on analüüsitud, kuidas neid ideid loodava keskkonnaseadustiku raames ellu viia. Analüüs on tehtud Keskkonnaministeeriumi tellimusel.



1 Maapõue uurimine ja maavara kaevandamine

1.1 Peamised muudatused ja uuendused Maapõue peatükis sisulisi suuri muudatusi ei kavandata. Olemasolevat maapõueseaduses

sätestatud struktuuri tuleb korrastada ja täiendada peatükki keskkonnakaitse nõuetega uuringute tegemisel ja maavara kaevandamisel.

1.1.1 Kontseptuaalsed seisukohad 1) Maapõuekasutuse aluseks peab jääma looduskeskkonna hoidmise prioriteet. 2) Maapõuekasutus on maapõueressursside: maavarade, põhjavee ja maatoe kasutusse

andmine. Kasutusse andmine peab toimuma Võlaõigusseaduse Ptk 16 alusel. 3) Maapõueressursside tarbimise maksustamine ja rentimine peab toimuma

majanduskriteeriumite alusel 4) Mõned maapõueseaduse regulatsioonid tuleb kohandada arenenud mäetööstusega riikide

tavadega: � Maavara geoloogilise uuringu ja kaevandamiseõiguse taotlused peavad olema

majandus- ja projektipõhised � Maavara varu kriteeriumid peavad olema konkreetsed ja paremini vastama majandus-

ning keskkonnaoludele � Keskkonnahäiringute vähendamine ja piiramine tuleb reguleerida projektipõhiselt

kogu tegevuse vältel 5) Mõningate sätete üksikasju tuleb lähendada Põhiseaduse §32 vaimule (…omandit ei tohi

kasutada üldiste huvide vastaselt…).

1.1.2 Uusi mõisteid Maapõuekasutus, maapõue kasutamine – maapõueressursside: maavara,

põhjavee ja maatoe tarbimine Maatugi, võimalikud sünonüümid maapõuetugi, ehitustugi – maapõue looduslik

osa, mis on vajalik ehitiste (Ehitusseadus § 2), kaitstavate loodusobjektide (Looduskaitseseadus 4) ja mälestiste (Muinsuskaitseseadus § 2) hoidmiseks (ehitamiseks, loomiseks, säilitamiseks, konserveerimiseks); maatugi on vajalik ka allmaaehitiste, nagu tunnelid, hoidlad, varjendid jm ehitamiseks

Projektipõhine tegevus - tegevus, mille aluseks on asjatundjate ja otsustajate poolt heaks kiidetud projekt, kava, plaan, pass jmt tehniliselt ja juriidiliselt korrektne dokument.

1.2 Täiendavat analüüsi vajavad küsimused Täiendavat analüüsi vajavad keskkonnakaitse nõuded – need tuleb praktika põhjal välja

töötada. Samuti on vaja uurida haldusmenetluse aspekte ja vajadusel erisused sätestada ja

uuringute lubade menetlus ka KSÜS-i haldusmenetluse osasse viia (lisada need load KSÜS keskkonnakaitse lubade loetellu).



1.2.1 Kontseptuaalsed seisukohad

1.2.1.1 Maapõue piiritlemisprobleem Täiendavat analüüsi vajab omandi-, valduse-, huvi- ja mõjupiiride ruumiline paiknemine

maapõues. Seni valdab kahemõõtmeline lähenemisviis, maapõue ruumilisus on jäänud tagaplaanile. Riikides, kus maapõu on ehitusruum (lähimad näited on Põhjamaad) on maapõue ruumilisusega seonduvad õigusküsimused üksikasjalikumalt reguleeritud. Maapõue täpsem piiritlemine on oluline nii keskkonnahäiringute kui maapõuekasutuse aspektist. Täpsem piiritlemine aitaks vältida keskkonnakaitsealaseid liialdusi, mille üheks näiteks on kaitseruumi laiendamine lahti mõtestamata õhuruumile ja maapõuele ning sellest järelduvale allmaakaevandamise keelamisele kaitsealade all mistahes sügavuses (Eesti looduskaitse arengukava aastani 2035 (eelnõu), Lk 62).

1.2.1.2 Maapõue piiritlemise keskkonnakaitseline aspekt. Praktikas on pidevalt tõstatatud küsimus – kui kaugele, kõrgele sügavale ulatub

keskkonnahäiring maapõues. Näiteks veekaitsevöönd (Veeseadus, §29) on määratletud pindmiselt, arvestamata veekihtide kaitstust ja sügavust. Maavara geoloogilise uuringu ja kaevandamise seisukohalt on pindmine piiranguvöönd ühekülgne. Allmaa- ja süvakaevandamine1, kui see toimub veepideme all, ei mõjuta veekogu ega selle kaitsevööndit. Teisalt – teadaolevalt mõjutab põhjaveekihti ka veekaitsevööndist eemal toimuv maapõuetöö, seejuures mitte ainult maavara uuring ja kaevandamsine vaid ka ehitusgeoloogiline uuring ja ehitamine. Analoogiline on Looduskaitseseaduse käsitlus, mille kohaselt määratletud ala, objekti ja kaitsevööndi ulatus ei käsitle ulatust maapõue. Probleemide tekkimisel toetutakse tavaõigusele ja kaitsevööndina käsitletakse pindmise vööndi ja kaitsealuse objekti alust maapõue. Samas ei käsitleta kaitsevööndina õhuruumi. Ilmselt on otstarbekas loodavas keskkonnaseadustikus võtta aluseks Asjaõigusseadus , selle § 127, mille kohaselt kinnisomand ulatub maapinnale ning õhuruumile ülalpool ja maapõuele allpool seda pinda sellise kõrguse või sügavuseni, milleni ulatub omaniku huvi kinnisasja kasutamisel ja kinnisasja omanik ei või keelata tegevust, mis toimub sellises kõrguses või sügavuses, milleni tema huvi vastavalt kinnisasja kasutamise otstarbele ei ulatu 2.

1.2.1.3 Maapõue piiritlemise maapõuekasutuse aspekt Probleem on maapõue kasutamisõiguse piiritlemises vertikaalsuunas, analoogiliselt

eelmises punktis käsitletuga. Maavara jaotamise aluseks plaanis (horisontaalsuunas) on maa(pinna) piiritlemine (kinnistu, sihtotstarbeline riigimaa, territoriaalvesi, kaitsevöönd jm). Vertikaaljaotuse aluseks on seni geoloogiline ehitus – maapõu jaotatakse aluspõhjaks ja pinnakatteks ehk pärast-jääaegseteks seteteks3 (Maapõueseadus, § 2 ja 4). Kuid eelmises punktis mainitud asjaõigusseaduse § 127 annab kinnisasja omanikule, kelle huvi on säilitada ehitustugi või kelle viljelusmaale oluline põhjaveekiht on maavaralasundis, keelata keskkonnahäiringuid genereeriv tegevus ka aluspõhjas.

�� !�"�� #�� #�� $�%�� # ��# �� !�



Pilt 1 selgitamiseks, et:

� avakaevandamisel on maardla (kontuuriga piiratud) ala suurem kui mäeeraldise teenindusmaa see omakorda suurem kui kaevandatava varu ala

� allmaakaevandamisel on mäeeraldise maht suurem kui varu maht ja mäeeraldise teenindusmaa väiksem kui maardla ala

� kinnistu kasutamise otstarve (kaev) ulatub veekihti; kui karjääris alandaks põhjavee taset, siis riivaks see naaberkinnistu kasutamise otstarvet juhul kui veetase kaevus alaneks

� kui allmaakaevandamine toimub veepideme all, siis ei tarvitse see riivata kinnisasja kasutamise huvi isegi siis, kui see asub mäeeraldisel.



1.2.1.4 Maavara kaevandamise ja kasutamise sihtotstarve Maavara on majandusressurss (mineraalressurss). Maavara võib jaotada, määratleda:

1. Omaduspõhiselt, lähtuvalt mineraloogilisest ja keemilisest koostisest, settetingimustest, moonde tasemest jne. Omaduspõhise määratlemise kohaselt on kivim dolokivi, kui MgO sisaldus on > 17%. Analoogiliselt on kivim põlevkivi, kui orgaanilise aine sisaldus kuivaines on >10% jne

2. Tarbimispõhiselt, lähtuvalt sellest, milleks maavara vajatakse. Sellelt seisukohalt lähtuvalt võib maavaral olla üks või mitu kasutamise sihtotstarvet, olles näiteks looduslik ehitusmaterjal, mineraaltoore, kütus, maak, ravimuda, jm. nii võiks maavarade sihtotstarbelina jaotus olla:

� ehitusmaavara on liiv, kruus, ehituskivim ja muud setted ning kivimid, mida kasutatakse mineraalset ja keemilist koostist muutmata.

� mineraaltoore on tehnoloogiline lubjakivi, tehnoloogiline dolokivi, põlevkivi, fosforiit, savi ja muud kivimid, samuti setted ja gaasid, mille mineraloogiline ja keemiline koostis edasisel käitlemisel muutub

� maak on mineraalid, kivimid ja setted, mida kasutatakse metallide tootmiseks � turvas on (kehtiva määratluse kohaselt) – ebatäielikult lagunenud taimejäänustest

koosnev setend 4, mille mineraalainete sisaldus ei ületa 35% kuivaine massist � muu maavara on maapõuest kaevandatav kivim, fossiil, mineraal ning sete, mis

ei kuulu eelpool loetletud maavarade klassidesse 3. Omandipõhiselt, lähtuvalt sellest, kelle valduses paikneb maavara lasund. Nii võiks

maavara olla kas kinnisasja omaniku või üldsuse esindaja (riigi, kohaliku omavalitsuse) oma. Maavarade sihtotstarbeline ja omandipõhine jaotamine teeks nende kasutamise

korraldamise ja maksustamise läbipaistvamaks, arusaadavamaks. Maavara kasutamispõhisel jaotumisel on ka oluline seos keskkonnahäiringute ootusega. Ilmselgelt on mineraaltoorme ja maagi kasutamisel suurem keskkonnamõju kui ehitusmaavaradel. Kui ehitusmaavarade kaevandamine on sisuliselt kivimite ja setete siirdamine ühest kohast teise, siis mineraaltoorme ja maagi töötlemisel on oluliselt suurem keskkonnamõju.

1.2.1.5 Maardla versus maavara Eesti kehtiv maapõueõigus on duaalne. Geoloogilise uuringu ja kaevandamise, samuti

maksustamise objekt on maavara. Piirang teistele tegevusaladele nagu ehitamine, planeering, maaviljelus jm lähtub maavaravaru kategooriast (aktiivne, passiivne). Samas tunnustab kehtiv maapõueõigus maardlat kui objekti, andes neile kaks kategooriat - üleriigilise ja kohaliku tähtsusega maardla (Maapõueseadus § 3 Maardlate jagunemine). Samuti § 63 Maavaravarude kaitse sätestab kaudselt primaarsena maardla kui kaevandamisväärse maavara kogumi kaitsemeetmed.

Paljudes mäetööstusega riikides on primaarne maardla, mis on kogu tegevuse: uuringu,

kaitsmise ja kaevandamise jagamatu objekt. Kuid maardlal jagamatuse printsiibi rakendamine ei Eesti geoloogilisele ehitusele tüüpilistes lavamaardlates 5 hõlpsasti teostatav ega ka otstarbekas.

&�'�� #�� sete��setend�� !�(�)�� !�



Üheks lahendiks võib olla maavara kui rahvusliku rikkuse (Eesti Vabariigi Põhiseadus,

§ 5) ja maavara varu kui majandusressursi selgepiiriline eristamine.

1.2.1.6 Projektipõhise tegevuse ulatus Eesti maapõuekasutuse kord on ajaloolistel põhjustel juhendipõhine. Maavarade ja nende

varu jaotamise aluseks on keskkonnaministri määrusega kehtestatud juhend Nõuded maavaravarude kategooriatele ja maavaradele ning maavaravarude kasutusalade nimistu. Selle dokumendi puudulikult formuleeritud verbaal- ja arvkriteeriumite alusel määratakse maavara kaevandamisväärsus (aktiivne, passiivne), usaldusväärsus (tarbevaru, reservvaru, prognoosvaru) ja kasutusala ehk kaevandamise sihtotstarve.

Inseneritava kohaselt peaks arendajal juba maapõue kasutamise lubade taotlemise faasis

olema maavara või ehitustoe (tunneli, tuumajaama, jäätmepanila rajamiseks) geoloogilise uuringu projekt. Kindlasti peab olema maavara kaevandamise loa taotlejal olema mingis eelstaadiumis (kasvõi lähteülesandena) kaevandamise ja/või töötlemise projekt ning rikutud maapõue korrastamise kava. Kuid peab arvestama, et enamikus mäetööstusriikides on mäeõiguse 6 objektiks eelkõige maak ja mineraaltoore. Seepärast ei ole meil tõenäoliselt otstarbekas seda praktikat laiendada ehitusmaavaradele.

1.2.1.7 Ehitustugi kui maapõueõiguse objekt See käsitlusala Eesti maapõueseaduses seni puudub, vaatamata sellele, et maavara

geoloogilisel uuringul ja ehitusgeoloogilisel uuringul ei ole geoloogilise teabe kogumise ja talletamise, aga ka keskkonnahäiringute tekke seisukohalt olulist vahet.

Teisalt – maapõuekasutuse praktika on esile toonud mitmeid konflikte, kui maardla

kattub ehitusmaaga, mis vajab püsivat maapõue. Juhul kui maapõueseadusse lisada maapõue kui ehitustoe peatükk, tuleb analüüsida, milliseid normatiivdokumente, uuringulisi protseduure, projektide koostamise etappe jms see osa hakkab reguleerima.

1.2.1.8 Tehnogeenne maapõu ja tehnogeensed moodustised Tehnogeenne maapõu tekib kaevandatud aladel. Selle mõiste alla mahuvad

altkaevandatud alad Eesti põlevkivi-, fosforiidi-, uraani- ja liivamaardlates ning avakaevandamisel korrastatud või hüljatud karjäärid. Mitmed tehnogeensed moodustised, mis oma mahult ja omadustelt võivad leida käsitluse maapõueseaduses on põlevkivielektrijaamade tuhaväljad, põlevkivi rikastamisjääkide ja -jäätmete puistangud ning panilad. Kehtiv maapõueõigus käsitleb vaid looduslikku maapõue, selle ressursse, kasutamist ja hoidmist. Samuti ei laiene tehnogeense maa ja moodustise geoloogilisele uuringule maavara geoloogilise uuringu nõuded. Kuid praktika on näidanud, et juhul, kui tehnogeene maa või moodustis on jäänud omanikuta, on otstarbekas käsitleta seda kui loodusressurssi.

*��#�� #��#�� ++ ��!�� !�



1.3 4. peatüki struktuur

2 1. jagu. üldsätted

2.1.1 1. Jaotis – reguleerimisala (MPS § 1 lg 2) Käesolev jagu reguleerib:1) üldgeoloogilist uurimistööd; 2) geoloogilist uuringut; 3)

maavara kaevandamist; 4) kinnisasja omaniku õigusi tema kinnisasja piirides asuva maavara kasutamisel; 5) üldgeoloogilise uurimistöö, geoloogilise uuringu ja kaevandamisega rikutud maakorrastamist; 6) maapõue kasutamist, mis ei ole seotud maavara kaevandamisega; 7) maapõue kaitset.

2.1.1.1 Soovitatav regleerimisala

2.1.1.1.1 (kaldkirjas on lisatud selgitusi) Käesolev jagu reguleerib (1) Maapõuetöid (maapõues tehtavaid töid) nagu:

1) üldgeoloogilist uurimistööd 2) geoloogilist uuringut 3) maavara kaevandamist 4) ehitusgeoloogilist uuringut – eeldab vastava uue peatüki loomist ja lisamist või laiendada

peatükki Maapõue kasutamine, mis ei ole seotud maavara kaevandamisega. Uus osa sätestab normatiivdokumentide süsteemi. Ilmselt lisandub sellega täiendusi peatükki „Rikutud maa korrastamine“. Ilmselt samuti tuleb sätestada kinnisasja omaniku suhted ehitusgeoloogilise uuringu loa omanikuga, maapõue kaitse jms.

5) Maapõue kasutamist, mis ei ole seotud maavara kaevandamisega – mõistetakse maapõue kasutamist ehitamiseks, ehitustoena, samuti maavara kaevandamisel tekkinud allmaa-kaeveõõne teisest kasutamist seni kuulub vaid kaevandamisseaduse alla (https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=12991177 § 3) (2) Kinnisasja omaniku õigusi tema kinnisasja piirides asuva maavara kasutamisel (3) Maapõuetööga rikutud maa korrastamist (5) Maapõue kaitset – tuleb arvestada, et kõik maapõueressursid, ka ehitustugi vajavad

kaitset

2.1.2 2. Jaotis - mõisted (MPS § 2) Defineeritakse maapõu, maavara, üldgeoloogiline uurimistöö jne.

2.1.2.1 Soovitatavad mõisted 1) aluspõhi on maapinnal avanevad või pinnakatte alla mattunud ennejääaegse tekkega

kivimid 2) kaevis on looduslikust olekust eemaldatud mis tahes kivimi või sette tahke osis,

loodussaadus (Keskkonnaseadustiku üldosa seadus, §170) 3) kaevandamise mõjuala on maavara kaevandamisega mõjutatav territoorium, ka ala

allmaa-mäeeraldise kohal ja ümber, mõjuala määratakse igal kaevandamiskohal eraldi 4) maapõu on maismaal, piiriveekogudes, territoriaal- ja sisemeres ning majandusvööndis

inimtegevuseks kättesaadav maakoore osa



5) maapõuetööga rikutud maa ja maapõue korrastamine (edaspidi rikutud maa korrastamine) on selle taas kasutuskõlblikuks muutmine nagu rekultiveerimine, maastiku kujundamine, maakorraldustöö jm

6) maardla on geoloogilise uuringuga piiritletud ja uuritud ning keskkonnaregistris arvel olev maavara lasund või lasundi osa

7) maavara kaevandamine (edaspidi kaevandamine ) on mistahes loodusliku kivimi, sette, vedeliku või gaasi maapõuest väljamine võõrandamise eesmärgil

8) maavaravaru kaevandamine on keskkonnaregistris arvel oleva maavaravaru väljamine võõrandamise eesmärgil

9) maavara kasutamine on maavara tarbimine seda võõrandamata nagu väljamine oma tarbeks või kasutamine looduslikus seisundis, näiteks maatoena

10) maatugi või ehitustugi või maapõuetugi on maapõue osa, mis on vajalik ehitiste (Ehitusseadus § 2), kaitstavate loodusobjektide (Looduskaitseseadus 4), mälestiste (Muinsuskaitseseadus § 2) hoidmiseks (rajamiseks, ehitamiseks, säilitamiseks, konserveerimiseks)

11) maavara on majandustegevuses kasutatav looduslik kivim, sete, vedelik või gaas; maavara on avalik hüve

12) maavara varu on keskkonnaregistris arvel olev määratud omadustega maavara kogus 13) maavara otsing on geoloogiline uurimistöö, mille eesmärgiks on võimalike maavarade,

nende leviku ja omaduste määramine enne sihtotstarbelist geoloogilist uuringut 14) maavara geoloogiline uuring (edaspidi geoloogiline uuring) on maavara kaevandamise

ja kasutusele võtmise (maavara varumise) eesmärgil tehtav sihtotstarbeline geoloogiline töö

15) mäeeraldis on kaevandamisloaga (keskkonnaloaga) maavara kaevandamiseks määratud maapõue ruumiline osa, mis sisaldab maavara varu

16) mäeeraldise teenindusmaa on kaevandamisloaga (keskkonnaloaga) maavara kaevandamiseks määratud kinnisasi

17) uuringuruum on üldgeoloogilise uurimistöö loaga või geoloogilise uuringu loaga geoloogilisteks töödeks määratud maapõue osa

18) uuringuruumi teenindusala on geoloogilise uuringu loaga geoloogilisteks töödeks määratud territoorium

19) üldgeoloogiline uurimistöö on maapõue geoloogilise ehituse või maavarade leviku seaduspärasuste selgitamise eesmärgil tehtav teadusuuring või geoloogiline rakendustöö;

20) väljamine on kivimite, setete ja gaaside looduslikust olekust eemaldamine (irrutamine, extraction, stoping; ��, Gewinnung)

2.1.2.2 Probleemsed mõisted: 1) maatugi ja/või selle sünonüümid 2) mäeeraldise mõjuala

2.1.2.3 Kommentaar Eristada tuleks maavara, mis on avalik hüve ja maavara varu, millel on omanik.

2.1.3 3. jaotis. Maavara õiguslik seisund (MPS §4)



Kaaluda nimetada looduslikus seisundis olev maavara avalikuks hüveks. See tähendab, et looduslikus seisundis olev maavara pole kellegi omandis ega tsiviilkäibes. Kasutamine ja kaitse on reguleeritud, aga omand tekib alles siis, kui maavara on looduslikust seisundist eemaldatud.

2.1.3.1 Kommentaar Avalik hüve on seotav maavara mõistega

2.1.3.2 Kontrapositsioon

2.1.3.2.1 Siin ja edaspidi on väidetele joon alla tõmmatud 7 1) Maavara on igal juhul looduslikus seisundis olev maapõue osis. Looduslikust

seisundist eemaldatud (väljatud) maavara on kaevis, loodussaadus. 2) Maavara kaevandamisluba (kaevandamist lubavat keskkonnaluba) tuleks käsitleda kui

rendilepingut (Võlaõigusseadus, § 339). Rendilepingu ese on maavara varu ja mäeeraldist käsitletakse nagu kinnisasja (§ 342). Mäeeraldise teenindusmaa on mäeeraldise päraldis (Tsiviilseadustiku üldosa seadus, § 57). Maavara varu ei ole kinnisasja päraldis. Sellega saaks vältida maavara muutumist tsiviilkäibe objektiks. On olnud juhuseid, kui kinnistu, mille osa on maavara on heauskselt võõrandatud.

2.1.4 4. jaotis. Maavarade arvestus (MPS § 5 ja § 9) Maavarade arvestust peetakse keskkonnaregistris maardlate kaupa maavaravarudena. Siin

tuleb sätestada ka nõuded maardlana arvelevõtmiseks.

2.1.4.1 Kommentaar Nõuded maardlana arvelevõtmiseks tuleks vormistada normatiivdokumendina. Seadus

peab määrama, et see toimub: 1) projektipõhise geoloogilise uuringu 2) majandusanalüüsi (tasuvusuuringu) ja 3) keskkonnamõju hindamise alusel.

Need kolm tegevust võib kokku võtta ühena – maavara varumine. Nõuded maavara

varumisele ei saa olla ühesed ega üldised, sest maavara väärtus ei sõltu ainult geoloogilistest (mineraloogilistest, keemilistest, petroloogilistest, hüdrogeoloogilistest jmt) ega ka mehhaanilistest omadustest, lasumistingimustest jne. Maardla arvele võtmise olulised faktorid on majandus, nõudlus, geograafilised tingimused (kaugus tarbijast, sadamast, teedest), keskkond (asumid, kaitsealad, hüdroloogiline seisund, riigipiir) tootmistehnoloogia (ava- või allmaakaevandamine) ja riigikaitse.

2.1.5 5. jaotis. Maardlate jagunemine (MPS § 3) Maardlad jagunevad üleriigilise ja kohaliku tähtsusega maardlateks

,�-�� !�



2.1.5.1 Soovitatav regulatsioon (1) Maardla on üleriigilise või kohaliku tähtsusega. (2) Üleriigilise tähtsusega on piiriveekogus, territoriaal- või sisemeres või

majandusvööndis asuv maardla ning selline maardla, mille: 1) maavara kvaliteet või kogus riigi majandusarengust lähtudes on olulise

tähtsusega; 2) kaevandamise mõjuala ulatub piiriveekoguse, territoriaal- või sisemerre või

ületab riigipiiri. (3) Üleriigilise tähtsusega maardlate nimekirja kehtestab Vabariigi Valitsus maavarade

kaevandamise ja kasutamise riikliku arengukavade alusel. (4) Üleriigilise tähtsusega maardlate nimekirja kandmata maardla on kohaliku tähtsusega.

2.1.5.2 Kommentaar Maardlate jaotamine üleriigilisteks ja kohaliku tähtsusega maardlateks on seni olnud

meelevaldne, ilma majanduspõhjenduseta. Kuid kuna maardlatele eri staatus on oluline, peaks see toimuma riikliku arengukava alusel.

Arengukava otsustavad tegijad peavad olema maapõue (maavara, põhjavee ja ehitustoe)

kasutajate riiklikud esindajad (majandus- ja kommunikatsiooniministeerium ja põllumajandusministeerium) kasutajate erialaliidud (ehitusmaterjalide tootjate, mäetöösturite jt) ja teised asjaomased instantsid. Arengukava peab tuginema majandusarvutustele, teistele riiklikele arengukavadele, võtma arvesse kõiki suuri ja rahvusvahelisi projekte, mille realiseerimiseks on vaja Eesti mineraaltooret ja maapõueruumi.

2.1.6 6. jaotis. Maavaravaru kasutusala (MPS § 9 lg 3) See nimistu peaks olema seaduses. Kui tahetakse piirata teatud väärtusliku maavara

kasutust (vältida raiskamist), siis tuleb seda teha seaduses.

2.1.6.1 Kontrapositsioon Maavarade esitamine nimistuna on ajaloolise mäeõiguse tava. Õigustas end, kui kivimi

või mineraali nimetus oli üheselt mõistetav ja maavara kasutati vaid ühe toote valmistamiseks. Maapõueõigus (vrdl ENSV ja NSVL Maapõuekoodeks) ei määratle maavara nomenklatuurselt. Maapõueõiguse seisukohalt on maavara mistahes majanduses kasutatav maapõue osis. Teisisõnu

mistahes võõrandamise ja kauba tootmise eesmärgil maapõuest väljatav kivim, mineraal,

sete, vedelik ja gaas on maavara; seepärast ei pea seaduses olema maavarade nimistut. Seadus võib sätestada normatiivnõude, mille kohaselt maavaral määratletakse peamine

kasutamise sihtotstarve nagu ehituslubjakivi, tehnolubjakivi, keraamiline savi jm või mitu sihtotstarvet nagu mineraaltoore ja ehituskivi, ehitus- ja tehnokivi, kütte- ja melioratiivturvas jne. Ettepaneku kasutamise sihtotstarbe määramiseks teeb arendaja (tööstur) ja selle kinnitab



maavarade komisjon. Sihtotstarve on maksustamise (mäerent, kaevandamisõiguse tasu) alus ja ebaratsionaalse kasutamise piirang.

Maardla nimetuse osaks jääb maavara geoloogilise erimi nimetus nagu lubjakivi-,

dolokivi- ja põlevkivimaardla, turba-, savi-, liiva-, kruusa jm maardla. Inseneritavaga sobimatud verbaalsed kriteeriumid nagu „väärtuslik”, „puhas“ ja

„raiskamine” ei saa olla piirangu ja motiveerimise aluseks. Näiteks levinud arvamuse kohaselt ja vaadates kaevandamisõiguse hinda, võib arvata, et ehituskruus on „väärtuslik“ maavara. Tegelikult võib ehituskruusa väärtus olla väga erinev (vt fotod). Teiseks, kõrge tarbimisväärtus on kruusal seal, kus ehituskillustiku tootmiseks sobivate kivimitega kaljune aluspõhi on sügaval, st Lõuna-Eestis. Kolmandaks, ehituskruusa kõrge tarbimisväärtus sõltub mitte ainult savi sisaldusest, mis on praeguse klassifitseerimise ainukene alus, vaid jämeda klassi (veerised, munakad) kivimikooslusest. See aga sõltub sellest, millise jääliustikukeele toimel kruus tekkis. Ehk milline on kruusa veeriste päritolu: Rootsi, Ahvenamaa, Lõuna-Soome või Karjala.

Pilt 2 Keskmise tarbimisväärtusega rannavalli kruus, mille peamine komponent on keskmise tugevusega paeveeris.

Pilt 3 Eriti nõutav looduslikult sorteeritud (uhutud) rannakruus, mis koosneb tugevatest ja ülitugevatest tard- ja moondekivimitest

Analoogiline on olukord mineraaltoormega. Lubjakivi ja dolokivi „puhaste” erimite

tarbimisväärtus ja nende maardlate kasulikkus sõltub otseselt nende kaugusest sadamale. Tüüpilised näited on Jaagarahu (ammendati enne II maailmasõda), Kurevere Virtsu juures ja Vasalemma Paldiski lähedal. Samal ajal Kesk-Eesti puhas lubjakivi ei ole realistlike majandushinnatute alusel kaevandamisväärne.

Seega – selleks, et piirata „väärtusliku” maavara „raiskamist” tuleb arvutada (teha

majandushinnang), näidata et tal on majandusväärtus ja määrata vastav kaevandamisõiguse hind (mäerent).



2.1.6.2 Maavarade nimistu asemel määrata maavarade sihtotstarbelise kasutamise klassid

2.1.6.2.1 Eesti maavarad on ehitusmaavara, mineraaltoore, maak, turvas ja muud maavarad nagu fossiilid, ravimuda jmt.

2.1.6.3 Kommentaar Siin võib tekitada arvamus, et turvas ei ole samaväärne mõiste ehitusmaavara ja

mineraaltoormena. On ikka – ’turvas’ on samasugune üldnimetus nagu ’-kivi’, mis saab selgeks kui võrrelda alammõisteid: madalsooturvas / kõrgsooturvas ja lubjakivi / dolokivi.

2.1.7 7. jaotis. Maavaravaru kategooriad (MPS § 10) Maavaravaru jaguneb olenevalt uurituse detailsusest tarbevaruks, reservvaruks ja

prognoosvaruks. KKM määruse sätted seadusesse.

2.1.7.1 Uus kategoriseerimiskava Keskkonnaregistris arvel olev maavaravaru jaotub: (1) Majandustähtsuse alusel:

1) kaevandatav varuks 2) aktiivne varuks 3) passiivne varuks

(2) Usaldatavuse alusel:

1) tarbevaruks 2) reservvaruks 3) prognoosvaruks

Tabel 2.1 Soovitatav kategoriseerimissüsteem näitlikult

Usaldatavuse kategooriad ja määr, %

Maavara varu on Kaevandatav

90%

Tarbevaru

80%

Reservvaru

70%

Prognoosvaru

50%

…kaevandatav ehk tulus

Tegutseva kaevanduse mäeeraldis

…aktiivne ehk kaevandamisväärne

Kae

vand

amis

-vä

ärsu

se k

ateg

oori

ad

…passiivne ehk mittekaevandatav

Tingmärgid: Töös olev mäeeraldis Taotletav mäeeraldis



Uuritud kaeveväli Maavara otsinguala

2.1.7.2 Kaevandmisväärsuse määramise alused Kaevandatav varu on mäeeraldisega kaevandamiseks antud varu; kategooria omistamise

aluseks on maavara kaevandamisloa (keskkonnaloa) taotlusele lisatav kaevandmise projekt ja tasuvusuuring.

Aktiivne varu on tasuvusuuringu alusel kaevandamisväärseks tunnistatud varu, mille

kaevandamist ei takista keskkonnapiirangud; kategooria omistamise aluseks on maavara geoloogilise uuringu aruanne, kaevandamisväärsuse (tasuvuse) eelhinnang ja keskkonnamõju hindamise tulemused.

Passiivne varu on eelhinnangu alusel kaevandamisväärseks tunnistatud varu või varu,

millel lasuvad keskkonnapiirangud; kategooria omistamise aluseks on maavara geoloogilise uuringu või otsingu aruanne, kaevandamisväärsuse või geoloogilise uuringu otstarbekuse majandushinnang või planeering.

2.1.7.3 Maavara varu usaldatavuse määramise alused Seadus nimetab normatiivdokumendi, milles antakse juhised ja usaldusväärsuse

arvkriteeriumid.

2.1.7.4 Kommentaar Kehtiva mõistestiku (kategoriseerimise aluste) täpsustamine on vajalik, et viia see

vastavusse arenenud mäetööstusriikide tavadega. Vene laenmõiste detailsus (e.k - üksikasjalikkus) katab tegelikult algmõistet varu usaldusväärsus.

2.1.8 8. jaotis. Eesti maavarade komisjon (MPS § 6) Eesti Maavarade Komisjoni põhiülesanne on Keskkonnaministeeriumi nõustamine

maapõueuurimise ja kasutamise ning maavarade arvestamise, maavaravarude kinnitamise, kvalifitseerimise ja mahakandmise ning kaitse küsimustes. Selles paragrahvis reguleeritakse komisjoni koosseis ja sätestatakse moodustamise ja põhimääruse volitusnorm keskkonnaministrile.

3 2. jagu. Üldgeoloogiline uurimistöö ja geoloogiline uuring

3.1.1 1. jaotis. Üldgeoloogilise uurimistöö ja geoloogilise uuringu õigus (MPS § 11) 1.1 Üldgeoloogiline uurimistöö on lubatud üldgeoloogilise uurimistöö loa alusel, välja

arvatud see üldgeoloogiline uurimistöö, kus välitöid ei ole kavandatud või need piirduvad looduslike või tehispaljandite kirjeldamisega ning käsipalade või kivististe maapinnalt kogumisega.



1.2 Geoloogiline uuring on lubatud maavara geoloogilise uuringu loa (edaspidi uuringuluba) alusel.

3.1.2 2. jaotis. Üldgeoloogilise uurimistöö ja maapõue geoloogilise uuringu nõuded (MPS § 8 ja § 7 lg 3) Eelkõige tulevad siia uuringuga rakendatavad keskkonnakaitse nõuded. Kaaluda kas saab

osa keskkonnakaitse nõuded sätestada üldiselt mullakaitse peatükis, kui on selliseid üldisemaid sätteid. Sätte sisu täpsustub mullakaitse peatüki kirjutamisel. Lisaks seaduse regulatsioonile tuleb keskkonnaministri määruse regulatsioon tuua seadusesse selles osas, mis käsitleb uuringute tegemise tingimusi ja nõudeid. Määrusesse jäävad ainult tehnilised regulatsioonid nagu metoodikad, nõuete rakendamise tehnilised täpsustused erinevate maavarade suhtes jms.

3.1.2.1 Soovitatavad sätted Maapõue geoloogilise uuringu all mõistetakse maavara geoloogilist uuringut ja maatoe

geoloogilist uuringut ehk ehitusgeoloogilist uuringut. Geoloogilise uuringu kord (normatiivdokument) sätestab juhised ja usaldusväärsuse

arvkriteeriumid: 1) tarbevarule > 80%, 2) reservvarule 50…80% ja 3) prognoosvarule <50%.

Arvkriteeriumite alusel arvutatakse vajalik proovimise maht (puuraukude või kaevandite arv) jmt uuringu projekti koostamiseks vajalikud lähteandmed.

Geoloogilise uuringu koosseisu, vastavasse normatiivdokumenti tuleb lisada mulla

uuring. Põhimõte – muld on maapõue osa, seega võõrandatav muld (ka ehitusplatsilt) on maavara.

Joonis 1 Mulla ja pindmise paekihi koorimine ehitusplatsil Irus ja sellest toodete valmistamine

Samuti tuleb kaaluda, kas lisada maavara geoloogilise uuringu juhendisse (korda)

tehnogeensete setete, näiteks aheraine-, tuha-, poolkoksi jm lademete uuring.



3.1.2.2 Kommentaar

3.1.2.2.1 Mõiste maavara geoloogiline uuring meil vaikimisi laiendatud tegevusele, mis tegelikult on maavara varumine.

3.1.2.2.2 Maavara varumine on maavara kaevandamise huvides tehtav töö, maapõueressursi proovimine ja hindamine, selle vastavuse kontrollimine mäetööstuse nõuetele. Maavara varumine koosneb geoloogilisest, tehnoloogilisest ja majandus- ehk tasuvusuuringust:

� maavara geoloogiline uuring (exploration, �� ) tuvastab maavaravaru omaduste ja koguse usaldusväärsuse

� maavara tehnoloogiline uuring kontrollib maavara väljamise ja kasutamise võimalusi � maardla majandusuuring (feasibility study, ��-�� ) tõestab

varu kaevandamisväärsuse Maavara varumise tulemusel tekib maavara varu ja vastav maardla.

3.1.3 3. jaotis. Üldgeoloogilise uurimistöö loa ja uuringuloa taotluse menetlus (MPS §§ 14-23) Siin sätestatakse: taotlus, luba, loa andmisest keeldumine, loa muutmine ja kehtetuks

tunnistamine, enampakkumine. Suures osas saab ilmselt viidata KSÜS-le ja HMS-le, kuna menetlus on samasugune ja kontrollida kas saab lisada need load KSÜS lubade loetelusse.

3.1.4 4. jaotis. Geoloogilise teabe esitamine, säilitamine ja avalikustamine (MPS § 12) Siin käsitletakse uuringute tulemusena tekkinud teabe töötlemist

3.1.4.1 Kommentaar Seadus peaks andma aluse käsitleda geoloogilist teavet (uuringuaruannet ja kõike selle

juurde kuuluvat) kui toodet Toote ja teenuse ohutuse seadus, § 4 mõistes. Toode on võõrandatav, tsiviilkäibe objekt. Toode peab vastama tootestandardile, mis annab õiguse esitada uuringu aruandele kõrgemaid kvaliteedinõudeid.

4 3. Jagu. Maavara kaevandamine

4.1.1 1. jaotis. Maavara kaevandamise keskkonnakaitse nõuded (MPS § 62-65) Kehtiv seadus käsitleb maavara ja mulla kaitse nõudeid. Siinkohal tuleb senisest

põhjalikumalt käsitleda kaevandamisloa andmisega seonduvate võimalike kahjude ennetamist ning kaevandamisloa ning muude vajalike keskkonnalubade nõudeid kaevandajale ning kohustusi negatiivsete keskkonnamõjude vältimiseks, leevendamiseks ning kompenseerimiseks. Keskkonnakaitse nõuete parem reguleerimine peab andma võimaluse lühendada pikalevenivat otsustusprotsessi (sh vältida pikalevenivate KMHde suurt arvu). Koostamisel tuleb jälgida kooskõla KSÜSiga.



4.1.1.1 Kommentaar Märgitu, sh kehtiva kaevandamisloa kehtetuks tunnistamise tingimused vajab pikemat

rakendusuuringut – eel- ja koostööd erialainimestega, näiteks Eesti Mäeseltsi õigusloome komitee kaudu. Vaid asjakohane erialane uuring, mis tugineb majandusarvutustel ja arenguprognoosidel suudab välja tuua keskkonnakaitsemeetmete tegelikult hinna. Viimatiöeldu ei vaidlusta keskkonnahoiumeetmete vajadust vaid rõhutab majandusteaduse põhimõtet – piirangu hinda mõõdab kaotatud tulu.

4.1.2 2. jaotis. Maavara kaevandamise aastamäär ja lubatud maksimaalne aastamäär (MPS § 26) Siin peaks olema ka põlevkivi aastane kaevandamismäär (§ 25’). Paragrahv tuleks teha

lühemaks ja lubatud maksimaalne aastamäär sätestada eraldi paragrahvina.

4.1.2.1 Soovitatavad sätted Maavara kaevandamise aastamäär antakse maavara varu arvestusühikutes ja määratakse

kaevandamisloaga (keskkonnaloaga); aastamäärad on: 1) minimaalne – määrates, millisest aastast see tuleb saavutada 2) keskmine – kogu kaevandamise aja vältel, sõltuvalt kaevandada antud varu kogusest 3) maksimaalne lubatav

4.1.2.2 Kommentaar � Minimaalne aastamäär on vajalik selleks, et kaevandamisluba (keskkonnaluba) võetaks

sihipäraseks kaevandamiseks, mitte ebamääraseks reserviks ega teiste isikute õiguste piiramiseks 8

� Keskmine aastamäär on mäeeraldise varu ja kaevandamisloa (keskkonnaloa) kestuse jagatis, vajalik kaevandamise tasustamise määramiseks

� Maksimaalne lubatav aastamäär määratakse juhul kui ülemäärane kaevandamismaht koormab keskkonda või viib ressursi enneaegsele ammendumisele. Maksimaalse aastamäära määramise aluseks peaks olema kas vastav riiklik arengukava või keskkonnamõju hinnang, mitte suva.

4.1.3 3. jaotis. Kaevandamisloa (keskkonnaloa) menetlus (MPS §§ 27-44, v.a § 30, mis läheb nõuete alla) Siin peab kontrollima, millised erinõuded jäävad eriosasse, kuna kaevandamisloa

menetlus on reguleeritud KSÜS-ga. Kindlasti peaks siin olema taotluse ja loa sisu ja volitusnorm vormi kehtestamiseks, ilmselt enampakkumine, loa üleandmine jms.

4.1.3.1 Kommentaar Selle jaotise sisu vajab rakendusuuringut: põhjalikku eeltööd ja koostööd

erialainimestega.

.�/��0�� ++� �� #�� #�� !�� !�



4.1.4 4. jaotis. Rikutud maa korrastamine Siia tuleks tuua ka üldgeoloogilise uurimistöö ja geoloogilise uuringuga ning maavara

kaevandamisega rikutud maa korrastamine (MPS §§ 45-51) niivõrd kuivõrd see ei ole reguleeritud KSÜS vastutuse osas. Kui on tekitatud kahju vastutuse peatüki mõttes, siis peaks rakenduma vastutuse regulatsioon. Kui on lihtsalt vaja maa-ala korrastada, siis peaks siin olema vastavad sätted. Samuti peavad olema sätted juhuks, kui kahju ei saa heastada – siis peab andma siin hüvitamise määrad (nagu on viidatud KSÜS § 189 lg-s 3). Korrastamise osa peaks olema kaevandamise osa juures tervikuna, kui maa rikutus on tekkinud kaevandamisest.

4.1.4.1 Uuendatud sätted � Kaevandamisloa (keskkonnaloa) saamise eelduseks on keskkonnamõju hindamise

soovituste alusel koostatud korrastamise kava ja sellele vastav maa tagastamine järkude (aastate kaupa)

� Rikutud maa korrastamine toimub korrastamisprojekti alusel, mille aluseks on keskkonnamõju hindamise tulemused (soovitused, nõuded) ja maavara kaevandamisloa (keskkonnaloa) taotlemisel esitatud rikutud maa korrastamiskava

� Kaevandamisloa (keskkonnaloa) andmisel määratakse korrastamise projekti koostamise tähtaeg

4.1.4.2 Kommentaarid � Kehtiv maapõueseadus käsitleb oma vastava normatiivdokumendi kaudu korrastamist

suhteliselt põhjalikult. Seejuures ka rikutud maapõue korrastamist. Näiteks uuringukaevandite ja puuraukude sulgemist materjaliga, mis vastab proovimiseelse maapõue ehitusele ja omadustele. Samuti vaalude sihipärast puistamist vaalkaevandamisel. Sellest hoolimata tuleb töötada selle nimel, et kaevandatud ala (tehnogeenne maapõu) saaks korrastatud läbini, ruumilisel, mitte ainult pindmiselt jne.

� Seoses maapõue laiema käsitusega (laiemalt kui maavara kaevandamisega) tekib küsimus, kas mitte laiendada rikutud maa korrastamise sätteid, nõudeid ja korda laiemalt ka ehitistega rikutud maa korrastamisele. Seni on kaevandusehitiste lammutamine reguleeritud „Kaevandamisega rikutud maa korras“ ja ehitiste lammutamine ehitusseaduse alusel. Viimane aga ei käsitle tehnogeenset maapõue.

� Korrastamise osas ei ole maapõueseadus parimas kooskõlas Kaevandamisseaduse nende sätetega (§ 5), mis käsitlevad kaevandamise lõpetamist (Kaevandamise peatamise ja lõpetamise kord.

Maapõueseadus peab vältima ekslikku arusaama, nagu lõpeks kaevandamine ainult korrastatud maa sihtotstarbe (tagasi)muutmisega maakatastris. � Kaevandamise lõpetamine tingimused kaevandamisseaduses on:

1) Kaevandamine peatatakse ja lõpetatakse projekti alusel 2) Kaevandatud alal ja alal, kus kaevandamine on peatatud või lõpetatud, peab

olema tagatud inimeste ohutus ning keskkonna ja ehitiste säilimine. 3) Kaevandamine loetakse lõpetatuks, kui:

� on teostatud kaevandamise projektis ette nähtud tööd



� kaevandamisega rikutud maa on rekultiveeritud (loe – korrastatud) ja kantud maakatastrisse vastavalt «Maapõueseaduse» ja selle alusel kehtestatud õigusaktides sätestatud korras

� maavara kaevandamata varu on maha kantud või kantud maavarade registrisse.

4.1.5 Täiesti uus jaotis seadusesse. Maapõuekasutuse maksustamine

4.1.5.1 Tagatisraha ei ole hea lahendus Tagatisraha all mõistetakse rahasummat, mille mäetööstur enne kaevandamisloa saamist

deponeerib riigi või kohaliku omavalitsuse arvele kaevandamisega rikutud maa korrastamise kohustuse täitmise tagamiseks. Ettepanek on olnud pideval kaalumisel ja teadaolevalt on seda kohaliku omavalitsuse tasandil rakendatud. Tagatisraha võib tulla arvesse kui kaevandamisega rikutud maa korrastamisele sundiv vahend, kuid seejuures peab olema täidetud rida eeldusi, mille hulka kuulub tagatisraha vastavus maa ja maardla väärtusele, inflatsiooni mõju tagatissummale jne.

Käesoleva analüüsi tulemusel ei tundu tagatisraha olema nii mõjuv, kui mäeeraldise

pindalaga võrdelise mäerendi rakendamine kaevandamisel ja veel korrastamata olevale mäeeraldise teenindusmaale.

4.1.5.2 Mäerent Mäerent on riigi kui maavara omaniku tulu maavara kaevandada andmise eest. Maavara

kaevandamisluba käsitletakse analoogiliselt rendilepinguga (Võlaõigusseadus, § 339). Rendilepingu ese on maavara varu ja mäeeraldist käsitletakse nagu kinnisasja (§ 342).

Mäeeraldise teenindusmaa on mäeeraldise päraldis (Tsiviilseadustiku üldosa seadus, § 57).

4.1.5.3 Mäerendi alused Mäerendi aluseks on mäeeraldise väärtus (C) ja mäerendi määr. Mäeeraldise väärtus,

analoogiliselt maa väärtusega on arvutuslik rahasumma, mida selle omanik või rentnik teenib mäeeraldiselt (analoogiliselt – kinnistult, kõlvikult jm tulundusmaalt) seda kasutades eest mingis prognoositavas ajavahemikus (Mäemajandus, 1998, 2008). Mäerendi määr on osa, mille rentnik oma tulust maksab omanikule.

4.1.5.4 Mäeeraldise väärtuse määramise metoodika Maardla väärtus on seda suurem, mida suurem on maavarast tehtud toodete eest saadav

iga-aastane tulu ja mida kauem maardlas kaevandatakse. Kuna kaevandmine võib kesta pikka aega, tuleb arvesse võtta, et taastumatu loodusressursside väärtus selle aja jooksul tõuseb. Samaaegselt tuleb arvesse võtta, et kaugemas tulevikus saadava tulu väärtust mõjutavad nii inflatsioon kui ka maavara kaevandamisse investeerimist kavandava ettevõtja võimalik finantstulu muul tegevusalal (Mäemajandus, 1998, 2008, lk 32). Väärtushinnangute muutust ajas arvestab nn tulukustegur järgmises valemis.



C = T � r � � 1 Kus:

C – mäeeraldise väärtus rahaühikutes T – kaevandamise vältus ehk loa kestus aastates r - oodatav keskmine aastatulu maavarast tehtavate toodete müügist, tuh kr

(mln kr); � - kaevandamisperioodi keskmine tulukustegur, mis sõltub maavara

kaevandamise vältusest (loa kestusest), maavara tulukuse muutumisest ajas ja inflatsioonist: � = � t=1

T ((1+ �)t-1/ (1 + �)t) 2 � t=1

T – jada liikmete summa ajavahemikus 1…T � ��oodatav �maavara väärtuse muutumine aastas, %. �� arvestab ettevõtluse aastakeskmist finantstulu, %.

Kui inflatsioon puudub, võib � võtta võrdseks keskmise kasvikunormiga; kui inflatsioon

on oluline, võetaks finantstulu tegur võrdseks pikaajalistelt hoiustelt saadava kasvikunormi ja inflatsioonimäära (i ) vahega. Kui finantstulu ei arvestata, võetakse � väärtuseks eeldatav inflatsioonimäär (� = i ). Tulukusteguri � väärtused erineva inflatsiooni ja maavara kasulikkuse kasvu puhul on järgmistes tabelites.



Tabel 4.1 Tulukustegur, kui kaevandamise kestus on 10 aastat, valemiga 2

-2 0 2 3 5 7 100 0.898 1.000 1.119 1.187 1.340 1.523 1.8681 0.853 0.947 1.057 1.119 1.260 1.428 1.7422 0.811 0.898 1.000 1.057 1.187 1.340 1.6283 0.772 0.853 0.947 1.000 1.119 1.260 1.5234 0.736 0.811 0.898 0.947 1.057 1.187 1.4285 0.702 0.772 0.853 0.898 1.000 1.119 1.340

Infla

tsio

on

Maavara kasulikkuse kasv aastas, %10 aastat

Tabel 4.2 Tulukustegur, kui kaevandamise kestus on 20 aastat, valemiga 2

-2 0 2 3 5 7 10

0 0.818 1.000 1.245 1.398 1.790 2.335 3.6131 0.744 0.902 1.113 1.245 1.578 2.039 3.1082 0.680 0.818 1.000 1.113 1.398 1.790 2.6873 0.623 0.744 0.902 1.000 1.245 1.578 2.3354 0.573 0.680 0.818 0.902 1.113 1.398 2.0395 0.530 0.623 0.744 0.818 1.000 1.245 1.790

Maavara kasulikkuse kasv aastas, %

Infla

tsio

on

20 aastat

Tabelites toodud tulukusteguri väärtused illustreerivad juhtu, kui eeldatav kaevandamise

aastatulu on kogu kaevandamisperioodi vältel püsiv, st kaevandamise ajal aastatoodang ja saadav tulu ei muutu. Valem 1 on mugav ja lihtne, kuid kui müügi mahud muutuvad, tuleb need prognoosida ja kasutada arvutusprogrammis Excel leiduvat protseduuri NPV. Sel juhul mäeeraldise väärtus on

C = NPV(d; r1…rT) = � t=1

T (/(1 + d)t) 3 Kus

NPV (Net Present Value) – maavara kaevandamiselt saadavate tulevaste diskonteeritud sissetulekute (iga-aastase kasumi, iga-aastase tulu) summa kaevandamisloa kehtivuse vältel; teisisõnu – oodatava tulu väärtused loa kehtivusaja lõppemiseni ja/või korrastatud maa vastu võtmiseni, maa sihtotstarbe (tagasi)muutmiseni (Kaevandamise peatamise ja lõpetamise kord, § 3 (3))

d – diskonteerimisnorm; r1…rT on aastast-aastasse muutuv kaevandamistulu jada; � - kaevandaja diskonteeritud aastatulude summa alates aastast t = 1 kuni

kaevandamise lõpetamiseni aastal t = T; ri on kaevandamisest saadav tulu aastal t; t on aasta number 1…T; d – diskonteerimisnorm on arvutatav valemiga

d = ��/ 100 �� / 100 või d = i �/ 100 �� / 100 kus i – oodatav inflatsioonimäär aastas, %



4.1.5.5 Metoodika elemendid Kaevandamiselt saadav iga-aastane tulu määratakse kas kõigi toodete või peamise,

sihtotstarbelise toote hinna ja toodangu mahu alusel. Toodete hinna aluseks võib olla äriplaan, enampakkumisel osalemise seletuskiri, turu-uuring. Toodete hind läheb arvestusse kaevandamise, mitte tarbimise kohas. Tarbimishinnast tuleb maha võtta veokulu. See tähendab, et mida kaugemal tarbimiskohast on kaevandamiskoht, seda väiksem on mäeeraldise tulukus ja madalam mäerent.

Käesolevale aruandele lisatud näidetes on aluseks võetud toodete ligikaudsed oletatavad

hinnad internetileidude alusel. Kasuminormatiiviks on kõikides näidetes võetud 10 %. Kui mõnes näites on rendinormatiiv 100 % kasumist, ehk teisisõnu, kogu kasum võetakse mäerendiks, siis see ei tähenda, et kogu kasum võetakse ära. Kindlasti sisaldavad internetihinnakirjades leiduvad toodete hinnad nii kasumit ja kaevandamishinna sees on makstud kaevandamisõiguse tasu. Kui arvutuslik kasum näidetes võrdub mäerendiga, siis näidete aluseks olnud juhtumite kaevandamishinna sees olnud kaevandamisõiguse tasu kompenseerib kasumi.

Mäerendimäärad on:

1. Rent maavara varu väljamiselt – väljamisrent ühikuga {rahaühikut/varu arvestusühikule}, praegu kr/t ja kr/m3

2. Rent mäeeraldise kasutamise eest – mäeeraldise rent ühikuga {rahaühikut/aastas} või mäeeraldise maa rent ühikuga {rahaühikut/hektarilt aastas} Eeldatavasti kehtestatakse kord, et väljamisrenti võetakse niivõrd kuivõrd ettevõte müüb

toodangut ja mäeeraldise renti võetakse ühtlaselt igal aastal alates kaevandamisloa saamisest kuni kaevanduse sulgemiseni.

Küsimust, kuidas lahendada nende rentide laekumine riigi ja kohaliku omavalitsuse

eelarvesse, siin ei käsitle. Kuid loogilisem tundub, et rent maavara kui avaliku hüve väljamise eest võiks minna riigile ja mäeeraldise rent kohalikule omavalitsusele.

Toodete väärtus sõltub maavara klassist (ehitusmaavara, mineraaltoore, maak, turvas ja

muud maavarad). Seepärast võib osutuda otstarbekaks rendimäärad diferentseerida maavara klasside kaupa.

Kuna allmaakaevandamine ei muuda maakatet, siis on loogiline, et sellel

kaevandamismooduse kasutamisel on mäeeraldise rendimäär väiksem kui avakaevandamisel. Kuna mäeeraldise rent on võrdeline mäeeraldise pindalaga, siis avakaevandamisel tuleks

renti rakendada vaid kaevandamisele kuuluva ja kaevandamisel oleva mäeeraldise suhtes. Teisisõnu – mäeeraldise pindala ja seega ka mäerenti tuleks vähendada vastavalt sellele, kuivõrd on tagasi antud korrastatud maad.

Peaks olema loogiline, et varu ühiku väärtus on võrdeline kauba saagisega, st varu ühiku

väärtus on seda madalam, mida vähem saab sellest toodangut. Siit aga võib



põlevkivikaevanduste suhtes tekkida arvamus, et kui varust saadakse toodangut vähem seetõttu, et osa varu läheb kaduma hoidetervikutes, siis see soosib kadu. Tegelikult ei tekitata kadu sihilikult vaid keskkonnahäiringute vähendamiseks. Kuna sellistes keskkonnatingimustes ei saa kadu vältida, st kadu on loomulik, lubatav ja isegi nõutav. Sellistes mäendusoludes, kus on võimalik rakendada avakaevandamist, on maavara kadu oluliselt väiksem, toodangu saagis suurem ja järelikult ka varu väärtus kõrgem.

Lisatud arvutusnäidetest on näha, et mida pikemaks ajaks mäeeraldis renditakse, seda

kõrgem on mäerent. Peamine põhjus on selles, et maavara kui taastumatu ressursi väärtus kasvab ajas. Kuigi perioodi viimaste aastate tulu on arendajale vähem atraktiivne, on finantstulukuse kõdumine aeglasem kui maavara väärtuse kasv.

4.1.5.6 Lisatud arvutusnäited 1. Fiktiivne kruusakarjäär loa kestusega 10, 15 ja 20 a 2. Ojamaa põlevkivikaevandus loa kestusega 20 ja 25 aastat 3. Kurevere dolokivikarjäär, mis kaevandab ehitusdolokivi ja tehnodolokivi

Kõigis näidetes on aastatoodang püsiv, seepärast annavad valemid 2 ja 3 sama tulemuse. Arvutusnäidetes aluseks võetud kasuminormatiiv (10%), maavara kasulikkuse tõus (5%)

ja inflatsioonimäär (2%) on suvalised ja neid võib rendi kujunemise modelleerimisel muuta. Varieeritud on väljamise rendimääraga ja mäeeraldise rendimääraga, mille piirmäärade

kehtestamine peaks olema maapõueseaduse ja/või Vabariigi Valitsuse asi.



4.2 Mäerendi arvutusnäited

4.2.1 Mingi kruusakarjäär

4.2.1.1 Loa kestus 10 aastat Lähteandmed Selgitus, märkused

Varu maht 1000 tuh

m3 Loa kestus 10 aastat Lasundi paksus 5 m Mäeeraldise (ME)

pindala 20 ha

Kaevandamisloast

Kauba hind 50 kr/t Turuuuring, internetiandmed Inflatsioonimäär 2 % Majandusekspertide hinnang Maavara

kasulikkuse tõus 5 % Maavaraekspertide hinnang

Diskonteerimisnorm -3 % Eelmiste vahe

Aastas väljatakse 100 tuh

m3 Varu mahu ja loa kestuse

jagatis

Kauba saagis 2 t/m3 Arvestab kruusa mahumassi ja

kaevandamiskadu Varu ühiku hind 100 kr/m3 Kauba saagis × kauba hind Kasuminorm 10 % Majandusekspertide hinnang Väljamise

rendimäär 100 % /

m3

Mäeeraldise rendimäär 8.5 % / a

Piirmäärad kehtestab Vabariigi Valitsus, konkreetsed määrad pannakse paika menetlusprotsessis

Arvutustulemused Selgitus, märkused Mäeeraldise

(ME) väärtus 11.9 mln

kr Valem 3

Varu ühiku väärtus 11.9 kr/m3

Mäeeraldise väärtuse ja varu mahu jagatis

Mäerent väljamiselt 11.9 kr/m3

Vastavalt rendimäärale 100% varu ühiku väärtusest

Mäeeraldise (ME) rent 1.013

mln kr / a

Vastavalt rendimäärale 8.5% ME väärtusest aastas

Mäerent ME hektarilt 50.7

tuh kr / ha_a

Aastarendi ja ME pindala jagatis

Kogu mäerent 22.0 kr/m3 Mäerent väljamiselt + ME rent /

väljamise maht Selle näite puhul on kogu mäerent on arvutatud nii, et väljamise eest makstakse rendiks

kogu varu väärtus (väljamisrent = varu väärtus). Rendimäär mäeeraldise eest (antud näites



8,5 %) on selline, mille tulemusel kogu mäerent tuleb 22 kr/m3, ehk sama palju, kui see on ehituskruusal 2009. a.



4.2.1.2 Sama mäeeraldis, loa kestus 15 aastat Lähteandmed Selgitus, märkused

Varu maht 1000 tuh


pindala 20 ha

Kaevandamisloast




Aastas väljatakse 66.7 tuh


jagatis



rendimäär 100 % /

m3





kr Valem 3






mln kr / a



tuh kr / ha_a



väljamise maht Selle näite kogu on mäerent samuti arvutatud nii, et väljamise eest tasutakse kogu varu

väärtuse ulatuses ja rendimäär mäeeraldise hõlvamise eest on sama suur, kui eelmises näites (8,5 %).

Tulemus näitab, et hõlvates maad viis aastat kauem, tuleb mäerenti varu ühiku eest kõrgem, 29,2 kr/m3.



4.2.1.3 Sama mäeeraldis, loa kestus 20 aastat Lähteandmed Selgitus, märkused

Varu maht 1000 tuh


pindala 20 ha

Kaevandamisloast




Aastas väljatakse 50 tuh


jagatis



rendimäär 100 % /

m3




(ME) väärtus 14 mln

kr Valem 3

Varu ühiku väärtus 14 kr/m3


Mäerent väljamiselt 14 kr/m3



mln kr / a



tuh kr / ha_a



väljamise maht Selle näite kogu mäerent on arvutatud samuti kui eelmisel. Tulemus näitab, et hõlvates maad kümme aastat kauem, tuleb mäerenti varu ühiku eest

kõrgem 37,8 kr/m3.



4.2.2 Ojamaa põlevkivikaevandus

4.2.2.1 Loa kestus 20 a Lähteandmed Selgitus, märkused Varu maht 58681 tuh t Loa kestus 20 aastat Lasundi paksus 2.8 m Mäeeraldise (ME)

pindala 1694 ha

Kaevandamisloast



Diskonteerimisnorm -3 % Eelmiste vahe Aastas väljatakse ja

kaob 2934 tuh

t/a Varu mahu ja loa kestuse

jagatis Kaevandamiskadu 30 % Kamberkaevandamise puhul Kauba saagis varust 0.7 t/t Arvestab kaevandamiskadu

Varu toodanguks 2053 tuh

t/a Toodang + hoidetervikud

Varu ühiku hind 112 kr/t Kauba saagis × kauba hind Kasuminorm 10 % Majandusekspertide hinnang Väljamise

rendimäär 57 %/t

Mäeeraldise rendimäär 1 %/a




kr Valem 3

Varu ühiku väärtus 15.66 kr/t


Mäerent väljamiselt 8.87 kr/t



mln kr/a



tuh kr/ha_a


Kogu mäerent 12.00 kr/t Mäerent väljamiselt + ME rent /

väljamise maht Selle näite mäerent on arvutatud analoogiliselt eelmistega, kuid väljamise eest tasutakse

57 % varu väärtusest ja mäeeraldise eest 1 % mäeeraldise väärtusest. Arvutuses on



kombineeritud väljamise rendimääradega nii, et kogu mäerent (12 kr/t) on arvuliselt võrdne 2009. a kaevandamisõiguse tasuga.



4.2.2.2 Loa kestus 25 a Lähteandmed Selgitus, märkused Varu maht 58681 tuh t Loa kestus 25 aastat Lasundi paksus 2.8 m Mäeeraldise (ME)

pindala 1694 ha

Kaevandamisloast




kaob 2347 tuh


jagatis Kaevandamiskadu 30 % Kamberkaevandamise puhul Kauba saagis varust 0.7 t/t Arvestab kaevandamiskadu

Varu toodanguks 1643 tuh

t/a Toodang + hoidetervikud


rendimäär 57 %/t





kr Valem 3

Varu ühiku väärtus 17.05 kr/t


Mäerent väljamiselt 9.72 kr/t



mln kr/a



tuh kr/ha_a


Kogu mäerent 13.92 kr/t Mäerent väljamiselt + ME rent /

väljamise maht Selle näite mäerent on arvutatud analoogiliselt eelmisega. Väljamise eest tasutakse samuti

57 % varu väärtusest ja mäeeraldise eest 1 % mäeeraldise väärtusest. Tulemus näitab, et rentides varu viis aastat kauemaks, tuleb mäerenti varu ühiku eest

kõrgem, mitte enam 12 kr/t vaid 13.92 kr/t.



4.2.3 Kurevere dolokivikarjäär KMIN-034

4.2.3.1 Ehitusdolokivi Lähteandmed Selgitus, märkused

Varu maht 171 tuh

m3 Loa kestus 25 aastat Lasundi paksus 1.8 m Mäeeraldise (ME)

pindala 9.8 ha

Kaevandamisloast

Kauba hind 150 kr/m3 Turuuuring, internetiandmed Inflatsioonimäär 2 % Majandusekspertide hinnang Maavara



kaob 6.8 tuh


jagatis

Kaevandamiskadu 10 % Kaubaks kõlbmatu peenes ja

hiib Kauba saagis varust 0.9 t/t Arvestab kaevandamiskadu

Varu toodanguks 6.16 tuh

t/a Toodang + kadu


rendimäär 52 %/t





kr Valem 3






mln kr/a



tuh kr/ha_a



väljamise maht



Selle näite mäerent on arvutatud analoogiliselt eelmistega. Väljamise eest tasumiseks on võetud 52 % varu väärtusest ja mäeeraldise eest 1 % mäeeraldise väärtusest. Arvutuses on tehtud nii, et kogu mäerent (14 kr/m3) on arvuliselt võrdne 2009. a ehitusdolokivi kaevandamisõiguse tasuga.



4.2.3.2 Tehnodolokivi Lähteandmed Selgitus, märkused

Varu maht 599 tuh

m3 Loa kestus 25 aastat Lasundi paksus 6.2 m Mäeeraldise (ME)

pindala 9.8 ha

Kaevandamisloast

Kauba hind 300 kr/m3 2 × ehitusdolokivi killustiku

hind samas Inflatsioonimäär 2 % Majandusekspertide hinnang Maavara



kaob 24.0 tuh


jagatis

Kaevandamiskadu 10 % Kaubaks kõlbmatu peenes ja

hiib Kauba saagis varust 0.9 t/t Arvestab kaevandamiskadu

Varu toodanguks 21.6 tuh

t/a Toodang + kadu


rendimäär 52 %/t





kr Valem 3



Mäerent väljamiselt 19 kr/m3



mln kr/a



tuh kr/ha_a



väljamise maht Selle näite mäerent on arvutatud analoogiliselt eelmisega. Väljamise eest tasumiseks on

võetud 52 % varu väärtusest ja mäeeraldise eest 1 % mäeeraldise väärtusest. Tehnodolokivi



müügihind on võetud näitena kaks korda kõrgem kui ehitusdolokivil. Vastavalt selle on ka mäerent kaks korda kõrgem kui ehitusdolokivil. 2009. a tehnodolokivi kaevandamisõiguse tasuga on teatavasti 39 kr/m3.

Kahe viimase näite puhul on mäeeraldisel koos kaks kihti. Kuna mäeeraldise pindala on

mõlema maavara jaoks ühine, tuleb mäeeraldise rendid liita. Seega kokku kahelt maavaralt Mäeeraldise

(ME) rent 0.52 mln

kr/a Mäerent ME

hektarilt 25.6 tuh

kr/ha_a

Kahe maavara pealt kokku

5 Kasutatud ja toetavad materjalid

1. Maapõueseadus ja selle alamaktid 2. Eesti keskkonnastrateegia aastani 2030 3. Eesti Keskkonnategevuskavas aastateks 2007-2013 4. Ehitusmaavarade kaevandamise riiklikust korraldamisest, Riigikontrolli aruanne

Riigikogule, 14.mai 2009. a. 5. Turbavarude kasutamine, Riigikontrolli aruanne nr OSIV-2-6/05/71, 14.juuli.2005 6. Looduslike ehitusmaterjalide kasutamise riiklik arengukava 2010-2020 (eelnõu) 7. Põlevkivi kasutamise riiklik arengukava 2008-2015 8. Keskkonnaseadustiku üldosa seaduse kontseptsioon 9. Keskkonnaseadustiku eriosa struktuuri 10. Eesti looduskaitse arengukava aastani 2035 (eelnõu) 11. Kaevandamisseadus ja selle alamaktid 12. OÜ Inseneribüroo STEIGER, Uurimistöö "Looduslike ehitusmaterjalide kasutamise

riikliku arengukava 2010-2020" koostamiseks, Töö nr 09/0429, Tallinn 2009



6 Probleemid ja küsimused, mis vajavad edasist analüüsi, arutelu, arvutusi

1. Kuidas määratleda maavarasid, kas verbaalgeoloogiliselt (nimetuse järgi),

omaduspõhiselt (arvkriteeriumite alusel) või sihtotstarbeliselt? 2. Milline peaks olema maavarade kaevandamise ja kasutamise arengukava? Kas see peab

korrastama regulatsiooni (lubade taotlemist ja andmist, otsustamist, järelevalvet jmt) või korraldama oluliste maardlate ja maavarade kasutamist (järjestama maardlad olulisuse ja evitamisaja alusel ning looma riiklike maardlate nimistu)?

3. Kas ja millises mahus sätestada maapõueseaduses maatugi (ehitustugi), selle uuring, aruandlus, piirangud jmt?

4. Milliste maavarade või maardlate puhul nõuda rangelt projektipõhist lähenemist, milliste puhul nõrgemat?

5. Kas lisada maapõue (maavara ja maatoe) geoloogilise uuringu juhendisse (korda) tehnogeensete setete, näiteks aheraine-, tuha-, poolkoksi jm lademete uuring. On see oluliselt erinev? Või piisab ehitusgeoloogiliste uuringute tavast ja normidest?

6. Kellel ja kuidas tuleks analüüsida senisest kaevandamisloa andmisega seonduvate võimalike kahjude ennetamist ning kaevandamisloa ning muude vajalike keskkonnalubade nõudeid kaevandajale ning kohustusi negatiivsete keskkonnamõjude vältimiseks, leevendamiseks ning kompenseerimiseks (soovitus keskkonnaseadustiku eriosast).

7. Kellel ja kuidas tuleks analüüsida, millised kaevandamisloa erinõuded jäävad maapõueseadusse, millises keskkonnaseadustikku; saab ju kaevandamisloa menetlus olema reguleeritud KSÜS-ga; samuti – taotluse ja loa sisu ning volitusnorm vormi kehtestamiseks, ilmselt enampakkumine, loa üleandmine jms (soovitus keskkonnaseadustiku eriosast).

8. Milline võiks olla mäerendi määr eri maavaradele ja kuidas jaotada rent peaks riigi ja kohaliku omavalitsuse vahel?

9. Kuidas diferentseerida rendimäärad maavara klasside kaupa ja milline oleks ava- ja allmaakaevandamise mäeeraldise rendimäära suhe?

10. Kuidas ja kas diferentseerida rendimäärad maavara geoloogilisele uuringule ja maavara kasutamiskõlbmatuks muutmise eest?



2. TEADUSTEGEVUS MÄENDUSES Dr. Ingo Valgma

Mäendusuuringute osa kajastub Eesti mäenduses eelkõige põlevkivi, fosforiidi ja osaliselt

lubjakivi kaevandamise osas. Peamised isaloomustava näitajad on teostatud tööd ja avaldatud artiklid. Allolev infomaterjal asub internetis aadressil: http://mi.ttu.ee/artiklid/ ja http://mi.ttu.ee/projektid/ .

Mäeinstituut on välja kujunenud Tallinna Tehnikaülikooli mäetööde ning geoloogia

laboratooriumist koosnenud mäeosakonnast, mis loodi 1938.a. TTÜ mäeinstituut on Eesti ainuke rakendusgeoloogiat ja mäeinseneriõpet teostav asutus Eestis ning põhiline mäendusuuringuid teostav institutsioon.

TTÜ mäeinstituut on ainuke teadus-õppeasutus maailmas kus tegeletakse põlevkivi

kaevandamise probleemidega. Instituudis läbiviidavad praktilised uurimistööd käsitlevad rakendusgeoloogia, maapõue

geotehniliste ja mäetööde protsesside ja masinate parameetrite modelleerimist ning nende alusel vastavate protsesside analüüsi ja hindamist.

TEADUS- JA ARENDUSTEGEVUSE ISELOOMUSTUS Teadus- ja arendustegevuse eesmärk: � luua uusi teadmisi mäenduses ja rakendusgeoloogias, � luua ja arendada tehnikat ja tehnoloogiat Eesti maapõue, maavarade ressursi- ja

keskkonnasäästlikuks kasutamiseks, � korraldada geotehnoloogilist teabevahetust välisriikidega, � toetada teabega rahvusliku mäetööstuse innovatsioonitegevust.

Uurimissuunad:

Mäenduslik ja rakenduslik geotehnoloogia: maapõuekonstruktsioonide hindamine struktuurigeoloogilised, hüdrogeoloogilised ja geotehnilised uuringud

Põlevkivi ja teiste maavarade kaevandamine: kaevandamise tehnoloogia moderniseerimine maavarade töötlemine ja rikastamine mäemasinate katsetamine ja hindamine tasuvusuuringud ja projekteerimine

Allmaarajatiste tehnoloogia: projekteerimine ja tasuvusuuringud

Mäenduslik geoinfotehnoloogia (MGIS): geoinfosüsteem (maavarade mäetehnoloogilised mudelid seotuna Eesti

põhikaardiga ja aerofotodega), põlevkivikihindi mudel jt. Keskkonnakaitse:

mäetööde mõju hindamine kaevandatud alade ja ruumide kasutamine



kaevandamis- ja rikastusjääkide utiliseerimine jäätmehoidlate geotehnilised uuringud.

Teadusvaldkonnad:

Õppetool Teadusvaldkond

Teadusvaldkond inglise keeles

Valdkonna juht

Maavarade kaevandamine

mäendus energeetika keskkonnatehnika

Mining engineering Power engineering Environmental engineering

Alo Adamson Ingo Valgma


mäendus energeetika majandusteadus keskkonnatehnika

Mining engineering Power engineering Economics Environmental engineering

Enno Reinsalu Ingo Valgma


Kivimehaanika Rock Mechanics Jüri-Rivaldo Pastarus


Mäenduslik geoinfosüsteem

Mapping Environmental engineering

Ingo Valgma Veiko Karu

Rakendus-geoloogia

geoloogia rakendusgeoloogia hüdrogeoloogia seismoloogia geotehnika

Geology, Applied geology Hydrogeology Seismology Geotechnics

Ülo Sõstra

Heidi Soosalu Hardi Torn



3. TECHNOLOGICAL RISK ASSESSMENT METHODS FOR MINERAL RESOURCES EXTRACTION

Dr. Sergei Sabanov CONTENTS TECHNOLOGICAL RISK ASSESSMENT METHODS FOR MINERAL RESOURCES EXTRACTION................................................... 44 1 CONCEPT OF RISK ASSESSMENT................................ 45 2 TECHNOLOGICAL RISK ASSESSMENT METHODS.. 47 2.1 Risk Analysis....................................................................................... 48 2.2 Risk identification ............................................................................... 49

2.2.1 Roof and pillars ......................................................................... 49 2.3 Risk estimation.................................................................................... 50

2.3.1 Deformation of roof................................................................... 50 2.3.2 Failure of pillars......................................................................... 52

2.4 Risk Evaluation ................................................................................... 53 2.4.1 Spontaneous collapse of mining block and ground surface subsidence 54

2.5 Risk mitigation .................................................................................... 55 2.5.1 Improvement of room and pillars parameters............................ 55

2.6 Risk acceptance ................................................................................... 57 2.6.1 Advanced technology ................................................................ 57

2.7 Environmental Risk Analysis .............................................................. 59 2.7.1 Underground mines and open casts ........................................... 59

3 APPLICATION OF RISK ASSESSMENT IN OIL SHALE MINING 60 3.1 Analysis of long-term stability of underground facilities.................... 60

3.1.1 Comparison of unconfined compressive strength and acoustic emission of Estonian oil shale 60 3.1.2 Evaluation of pillars long-term durability ................................. 61

3.2 Risk assessment of mining processes .................................................. 62 3.2.1 Selective mining ........................................................................ 62 3.2.2 Transportation............................................................................ 63

3.3 Risk assessment of advanced technology............................................ 64 3.3.1 Advanced technology and problems.......................................... 64 3.3.2 Blasting influence on anchor-bolt tightening ............................ 66 3.3.3 Emulsion explosive productivity ............................................... 66 3.3.4 Blasting influence on pillars dimensions................................... 68

4 ENVIRONMENTAL RISK ANALYSIS ........................... 70 RERFERENCES......................................................................... 70



1 CONCEPT OF RISK ASSESSMENT

Risk assessment is the process of deciding whether existing risks are tolerable and risk

control measures are adequate. It incorporates the risk analysis and risk evaluation phases. Risk assessment involves making judgment about the taking of risk and all parties must recognize that the adverse consequences might materialize and owners will be required to deal effectively with the consequences of the failure event [Graham, 1995]. The main scheme of risk assessment is presented in Fig. 1.

)1��2��3��

4�� 3�1� ��

4��

)�3� 2�� 1��

5��1��1��

"�� 3�1��3�� 6

��7��3�� 1 ��1��6

��7��3�� 1 ��1��6

4��

��

��

�

4��11�� 1�

Figure. 1. Risk assessment

Risk analysis Risk analysis is used for performing safety assessment for many different technical

systems. Many authors have described the sequential steps that comprise technical systems risk analysis. Concerning the varied terminology, most are in general agreement over the basic requirements [Graham, 1995]. Risk analysis includes (Figure 1): 1. Scope and risk analysis plan definition 2. Risk identification



3. Risk estimation The description of the system, scope and expectations of the risk analysis should be

defined at the outset. An iterative approach should be adopted with qualitative methods being employed at the early stages of the process. If more information becomes available, use of quantitative analyses is required.

Risk identification is the process of determining what can go wrong, why and how [Hoeg, K, 1996]. Failure can be described on many different levels. Conceptualization of the different possible failure modes for a technical system is an important part of risk identification. One should first take into account as many types of failure as possible. The initial list can then be reduced by eliminating those types of failures considered implausible.

Risk estimation entails the assignment of probabilities to the events and responses identified under risk identification. The assessment of appropriate probability estimates is one of the most difficult tasks of the entire process. Tools that are often used to help in risk estimation are fault trees and event trees [ICOLD, 2006]. Probability estimation can be grouped into three general approaches depending on the type and quality of the assailable data [Hoeg, K, 1996]:

1. Analytical approach uses logical models for calculating probabilities. 2. Empirical approach uses existing databases to generate probability. 3. Judgmental approach uses experience of practicing engineers in guiding the estimation of

probabilities. Attaining an exact value of probability for technical systems and processes is not a

realistic expectation. Component event probabilities may be assessed using a subjective degree-of-belief approach (Table 1.).

Table 1.

Verbal description of uncertainty Verbal description of

uncertainly Uncertainty

1. Virtually impossible 2. Very unlikely 3. Completely uncertain 4. Very likely 5. Virtually certain

0.01 (0.001) 0.10 0.50 0.90

0.99 (0.999)

Risk evaluation Risk evaluation is the process of examining and judging the significance of risk [Hoeg,

K, 1996]. Risk evaluation stage is the point at which values and judgments enter the decision process, by including consideration of the importance of the estimated risks. Risk evaluation is fundamental to risk assessment and risk-based decision making. The principal role of risk evaluation in risk assessment is the generation of decision guidance against which the results of risk analysis can be assessed. It requires a statement of the owner’s safety management principles and of the values and preferences of the public (prevailing financial, legal and regulatory conditions). The risk evaluation process should be clearly communicated to all interested groups. The extent, to which each of these basic principles apply depend on the nature of the risk assessment. Risk evaluation includes.

Risk mitigation Risk acceptance Risk mitigation is a selective application of appropriate techniques and management

principles to reduce either likelihood of an occurrence or its consequences, or both [SENES,



2000]. Risk mitigation is a logical step following risk estimation. If the calculated risk of the existing system is judged to be too high, alternatives are proposed to reduce the risk of failure. These alternatives are incorporated into the risk model and re-evaluation is conducted to estimate their impact. After repeated study the decision makers can be provided with suitable alternatives and their estimated costs for consideration in improving overall technical system safety.

Risk acceptance is an informed decision to accept the likelihood and the consequences of a particular risk [SENES, 2000]. In some countries, there is a certain risk level that is defined as the limit of unacceptable risk. For failure events with no potential fatalities or irreparable damage to the environment, the target annual failure probability may be decided exclusively base on economic considerations and corresponding risk analysis. A target level of 10-3 … 10-2 rather than 10-6 … 10-5 may be a reasonable criterion [Hoeg, K, 1996].

Risk management is the systematic application of management policies, procedures and

practices to the task of identifying, analyzing, assessing, treating and monitoring risk [SENES, 2000]. Having received the risk information, and knowing the risk evaluation criteria, a decision-maker must come to a decision. The decision process includes consultations with stakeholders and community, insurance issues, legal defensibility of decisions, risk information to decision-maker and to the public.

2 TECHNOLOGICAL RISK ASSESSMENT METHODS Risk assessment defined in its broadest sense, deals with the probability of any adverse

event [SENES, 2000]. Various types of risk considered in the mine project life circle include the engineering risk, human health risk and ecological risk. The primary steps of a risk assessment are presented in Figure 1.1.



Figure 1.1. Risk assessment for mineral resources extraction.

2.1 Risk Analysis Risk analysis is used for performing safety assessment for many different mining

systems. Risk analysis includes risk identification and risk estimation. The description of the system, scope and expectations of the risk analysis should be defined at the outset. An iterative approach should be adopted with qualitative methods being employed at the early stages of the process. If more information becomes available, use of quantitative analyses is required [Graham, 1995].

Mining includes separate stages of production with different destination and place of performance. The technological scheme characterizes processes and specifies the order of works performance in time, the mode of their carrying out and means of their realization. The technological scheme depends on extraction methods. For this reason, there is a great variety of possible combinations of processes in the excavation field.

2.1.1 Collapse of mining block

In risk analysis the object of investigation a mining block was chosen (Figure 1.1). The processes in pillars and overburden rocks have caused unfavorable environmental side effects accompanied by significant subsidence of the ground surface. The subsidence of ground surface results from the collapse of pillars. Ground surface subsidence can cause soil erosion and

RISK ASSESSMENT

OBJECT

TOOLS/ DETERMINATIONS

Risk Analysis

risk estimation

risk identification

Risk Evaluation

risk mitigation

risk acceptance

Mining block

Roof/Pillars

Deformation/Failure

Spontaneous collapse/Subsidence

Room and pillar parameters

Advanced technology

Applied technology

Basic type and parameters

Event tree, matrix method

Events analysis

Methods of stability control

Safety/Environmental friendly

Environmental Risk Analysis

Underground mines and open casts

Emissions to water and air



flooding, swamp formation, agricultural damage, deforestation, changes in the landscape, lowering of the ground water level and formation of unstable cavities.

2.1.1.1 Applied technology scope Underground mining is carried out by the room-and-pillar method with blasting. The

depth of subsidence depends on the thickness of the extracted seam. The dimensions of the actual roof and pillars depend on the quality of mining works and applied technology. Blasting can significantly disturb the dimensions of pillars and the stability of roof. Consequently, pillar and roof sizes vary from place to place within a mining block. If the difference between the designed and actual parameters is large enough, the mining technology is disturbed; spontaneous collapse is likely to occur or the losses in pillars increase.

2.2 Risk identification Risk identification is the process of determining potential risks and it starts with the

source of problems, or with the problem itself. Failure can be described on many different levels. Conceptualization of the different possible failure modes for a mining system is an important part of risk identification. One should first take into account as many types of failure as possible. The initial list can then be reduced by eliminating those types of failures considered implausible. Figure 2 presents factors contributing to the mining block collapse and ground surface subsidence.

Feedback control of the parameters

Hydrologicalcondition

Rheology

Geology Applied technology

Quality of mining work

Blasting influence

h

H

A x(y)

x

b

Figure. 2. Factors contributing to the mining block collapse and surface subsidence Identification is based on the information available on the excavation depth, mining

system (room and pillar or longwall mining), rock mass properties, underground water conditions and on the technology used.

2.2.1 Roof and pillars Using the room and pillar methods with blasting, it is important to take into consideration

the parameters of the roof and pillars and all possible ways of their disturbance. The structure consists of limestone and oil shale layers with different physical-mechanical characteristics.



Since the strength of the rocks can increase with depth, the stability of the pillars and roof is difficult to predict.

2.2.1.1 Basic type and parameters For safety roof control it is necessary to consider the immediate roof exfoliation levels,

anchor bolt parameters and anchor lock type, supporting grid, critical arch of roof, tectonic joints arrangements, upstreaming mining water etc. The pillars stability condition is sensitive to safety factor, geometrical form, height, cross sectional area, moisture content and rheological properties.

2.3 Risk estimation Risk estimation entails the assignment of probabilities of the events and responses

identified under risk identification. The assessment of appropriate probability estimates is one of the most difficult tasks of the entire process. Tools that are often used to help in risk estimation are fault trees and event trees. Probability estimation can be grouped into three general approaches depending on the type and quality of the available data: analytical approach uses logical models for calculating probabilities, empirical approach uses existing databases to generate probability, judgmental approach uses experience of practicing engineers in guiding the estimation of probabilities [Graham, 1995].

2.3.1 Deformation of roof The risk factor is suggested for use in the safety control of the roof supported by anchor

bolts. The risk factor is determined by the ratio of initial tightening (I) to critical (C), taking into account the inflow water pressure (W) and the roof stability coefficient (K). In the conditions of the Estonian oil-shale mines, the risk factor is acceptable, if the limits are 2 < R< 4. Other values can be regarded as dangerous or demanding additional control. The roof stability coefficient (K) depends on the spacing interval between tectonic joints shown in Table 1.

R = (I +WS) K /C, [1]

where R is the risk factor, I - initial tightening, W- water inflow [Talve L. 1975], S-

square of pressure on anchor (depending on the supporting grid), C - critical tightening (1.5 t), K-roof stability coefficient [Mining Law regulation, 2004].

Table 1.1. Inflow water pressure and roof stability coefficient for different geological condition

Condition Inflow water pressure, t/m2 (W)*

Roof stability coefficient, (K)**

Spacing interval between tectonic joints, m**

Normal 0 1 20 Average 0.1 1.2 10-20 Low stable 2.5 1.45 10 Unstable 5 1.82 3-5

*- Talve L. 1975 **- Mining Law regulation, 2004



2.3.1.1 Matrix method in the deformation of roof Risk estimation for immediate roof deformation in Estonian oil shale mines is presented

by severity scale in Table 2. Laminated roof deformation on the basis of plate’s hypothesis obtained by the experimental data of the Institute of Mining Survey (VNIMI) in St. Petersburg and the Estonian Branch of A. A. Skotchinsky Institute of Mining Engineering (IGD, Moscow, Russia) [Andreev 1987; Seleznev 1961]. Table 2. Severity Scale

Point Criteria Description Exfoliation level, mm ***

Process

5 Severe Catastrophic (very harmful or potentially fatal; great efforts needed for its correction and recovery)

110 - full destruction

4 Serious harmful, but not potentially fatal, difficult to correct but recoverable

61-110 steady-state creep

3 Moderate somewhat harmful, correctable 31-60 transient creep 2 Mild little potential for harm, easily correctable 11-30 elastic

deformations 1 Harmless no potential for harm, correctable 0-10 instant

deformations ***- IGD, Moscow, Russia; VNIMI. For determination of impact propagation, the Boundaries Scale presented in Table 3 is

suggested to use. Using the formula of the critical width (PAPER I), the number of rooms for typical underground condition of Estonian oil shale mines was received. Table 3. Boundaries Scale

Point Criteria Description Exfoliation level, mm ***

Process

5 Severe Catastrophic (very harmful or potentially fatal; great efforts needed for its correction and recovery)

110 - full destruction

4 Serious harmful, but not potentially fatal, difficult to correct but recoverable

61-110 steady-state creep

3 Moderate somewhat harmful, correctable 31-60 transient creep 2 Mild little potential for harm, easily correctable 11-30 elastic

deformations 1 Harmless no potential for harm, correctable 0-10 instant

deformations

The risk significance is determined by multiplied criteria of the Severity and Boundaries points: (2-4) – Minimal. Special measures are not required; (6-8) – Low. Special measures for the reduction of risk are required; (9-12) – Moderate. Measures of organizational character are required (additional equipment, improved technology, parameters changing); (16-20) – High. The analysis of the reasons and existing security measures is carried out. Actions for the prevention of similar cases are made. An information card is compiled; (25) – Catastrophic. Work stops. The analysis of risk is immediately carried out. Additional actions are developed.



Additional instructing or training is carried out. Works cannot be begun while the risk is not reduced.

2.3.2 Failure of pillars Prognostication of pillars durability without taking into account rheological properties is

a difficult task. The experimentally obtained factor of rock durability change in time (kt) is used for the calculation of pillars parameters. The changes of the critical value kt < 0.44 can result in the creep of rock and increasing collapse probabilities.

2.3.2.1 Event tree As a starting point in constructing an event tree, a case of possible collapse is initiated

and then a systematic analysis of the different possible outcomes of the sequences is provided. Event tree determines the probability of pillars collapse during the prescribed time period for different conditions and parameters, which can be estimated using the judge-mental procedure and taking into account the statistics.



Safety factor 1

Moisture High

Low

Collapse

Not

Not

Collapse

Safety factor 2

Safety factor 3

Safety factor 1

M oisture H igh

Low

Collapse

Not

Not

Collapse

M oisture H igh

Low

Collapse

Not

Not

Collapse

M oisture H igh

Low

Collapse

Not

Not

Collapse

M oisture H igh

Low

Collapse

Not

Not

Collapse

M oisture H igh

Low

Collapse

Not

Not

Collapse

Collapse

P 1

P1 P2 P3 P4 P5

P 2

P 2

P 3

P 4 P 5

P1 P2 P3 P4 (1 - P5)

Safety factor 2

Safety factor 3

Pillars configuration 1

Pillars configuration 2

Figure 3. Event tree of collapse probability. For clearer calculation of pillars long-term stability, an acoustic emission method using

the Kaiser Effect is available.

2.4 Risk Evaluation Risk evaluation is the process of examining and judging the significance of risk. Risk

evaluation stage is the point at which values and judgments enter the decision process, by including consideration of the importance of the estimated risks. Risk evaluation is fundamental to risk assessment and risk-based decision making. The principal role of risk evaluation in risk assessment is the generation of decision guidance against which the results of risk analysis can be assessed. It requires a statement of the owner’s safety management principles and of the values and preferences of the public (prevailing financial, legal and regulatory conditions). The



risk evaluation process should be clearly communicated to all interested groups. The extent, to which each of these basic principles apply depend on the nature of the risk assessment [ICOLD, 2006]. Risk evaluation includes risk mitigation and risk acceptance.

2.4.1 Spontaneous collapse of mining block and ground surface subsidence The first spontaneous mining block collapse and ground surface subsidence in an

Estonian oil shale mine took place more than forty years ago [Pastarus 2005, 2006, 2007]. Since then, 18 % of mining blocks have experienced spontaneous collapses. Up to the present, more than 70 spontaneous collapses of mining blocks have been recorded. Figure 4 shows that the majority of collapses occurred during the first 30 months of pillars lifetime, and then the number decreased to the point of 60 months. The collapses, registered after that period, took place in the locations with complicated geological conditions.

Spontaneous collapse

0

5

10

15

20

25

30

12 24 36 48 60 108 132 230 230 253

Pillars lifetime, month

Am

ount

of m

inin

g bl

ocks

Figure 4. Amount of collapsed mining blocks in time

Based on statistical data and analysis of pillars lifetime, it was established that during the

above-mentioned time period the collapsed pillars expose a logarithmic normal distribution. Summarizing this data, it is possible to assume that with a great probability a mining block collapse during 60 months is due to the decrease in the pillars cross-sectional area and increased chamber size.

2.4.1.1 Events analysis For the Estonian oil shale mining industry, the risk assessment embodies the above-

mentioned consideration and the regulations of the Mining Law and Law on Mineral Resources. For spontaneous collapse in a working mining block, the risk might be expressed in terms of the number of deaths per year, the probabilities of the frequency of events causing fatalities. For



subsidence in environmental perspective, the preferred choice could be the lowest risk. Evaluation of subsidence includes the depth and area, and the importance of the disturbed landscape.

2.5 Risk mitigation Risk mitigation is a selective application of appropriate techniques and management

principles to reduce either the likelihood of an occurrence or its consequences, or both. If the calculated risk of the existing system is judged to be too high, alternatives are proposed to reduce the risk of failure. These alternatives are incorporated into the risk model and re-evaluation is conducted to estimate their impact [ICOLD, 2006]. After repeated study the decision makers can be provided with suitable alternatives and their estimated costs for consideration in improving overall mining system safety.

2.5.1 Improvement of room and pillars parameters

The method of backfilling is suggested to avoid collapses and decrease the losses of mineral resources [Sabanov 2008b]. Backfilling allows to increase the capability of pillars thereby reducing the losses of oil shale and to restore, in a certain measure, filtration, hydrodynamical and aerodynamical properties of the geological environment. Moreover, backfilling with limestone, which is one of oil shale mining by-products, will help to avoid waste rock generation on the ground surface and decrease environmental pollution.

2.5.1.1 Methods of stability control For risk mitigation, the geometrical parameters of pillars can be changed using the

method elaborated for the monitoring of the stability of a working mining block. Calculations are performed considering the concept of critical area, conditional thickness

and sliding rectangle methods. The working mining block stability and losses in pillars depend on the actual parameters of the pillars and roof. The changes in the conditional thickness of parameters in situ conditions in a mining block are illustrated in Figure 5 A.

A

220

260

300

340

380

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Number of row

Con

ditio

nal t

hick

ness

, m

C1 C2 C3 C4

a

b

B

220

260

300

340

380

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Number of row

Con

ditio

nal t

hick

ness

, m

C1 C2 C3 C4

Figure 5. Deviation of the conditional thickness parameters from the designed value. a – collapse is possible; b – losses in mineral resources have increased; C1 – actual conditional



thickness in the critical area; C2 – designed value of the conditional thickness; C3 –lower limit; C4 – upper limit.

As is seen, the conditional thickness parameters fluctuate around the designed value. If the conditional thickness parameters remain between the lower and upper limits, the mining block is stable and losses are minimal. If the conditional thickness is beyond the limits, the collapse is likely to occur (area a) or the losses increase (area b). Figure 5 B shows a quick and smooth approach of the conditional thickness to the designed values obtained by using formula [4].

The feedback of the real situation in a mining block is guaranteed by a monitoring system. For mining block monitoring the conditional thickness difference criterion is suited. It insures the stability of a mining block against random deviation of the pillars and roof parameters. Considering the applied mining technology, it is possible to increase or decrease the length of pillars guaranteeing the stability of the working mining block. The load on the pillar depends on the real parameters of the pillar and roof. Conditional thickness is a geometrical parameter which considers the depth of excavation and the parameters of the pillars and roof [Talve L. 1978, Stetsenko 1981]. It represents the height of a prism whose cross-section equals the pillar’s cross-section area. The support coefficient and conditional thickness are presented by the following formula [Talve L. 1978, Stetsenko 1981] (1, 2):

KH

CS

SK

r

p�� ,

, [2] where K – support coefficient; C – conditional thickness, m; Sp – cross-sectional area of a pillar, m2; Sr – roof area per pillar, m2; H – thickness of the overburden rocks, m.

Conditional thickness contains sufficient information and is suitable for stability calculations. Conditional thickness is related to the load on a pillar as follows: �� C� , [3] where � – normal stress at the top of a pillar, Pa; � – weight density of the overburden rocks, N/m3.

When the conditional thickness exceeds the limit, a collapse is likely to occur. It is possible

to increase the cross-sectional area of the next row pillars to avoid the collapse. For practical application the author has elaborated a method for determining the parameters of the next rows basing on the following formula:

pr

prrn C

SCS � , [4]

where Cr – actual conditional thickness, m; Spr – designed value of the cross-sectional

area of the pillars, m2; Cpr – designed value of the conditional thickness, m.



This method guarantees a quick and smooth approach of the conditional thickness and the cross-sectional area of the pillars to the designed values [Pastarus 2005] The method is applicable in different geological conditions, where the room-and-pillar mining is used.

2.6 Risk acceptance Risk acceptance is an informed decision to accept the likelihood and the consequences of

a particular risk. For failure events with no potential fatalities or irreparable damage to the environment, the target annual failure probability may be decided basing exclusively on economic considerations and corresponding risk analysis. A target level of 10-3 … 10-2 rather than 10-6 … 10-5 may be a reasonable criterion [Hoeg 1996].

2.6.1 Advanced technology Room-and-pillar mining is a highly effective and easily applicable working method in

Estonian underground conditions, but it needs additional improvement to increase oil shale extraction. Selective mining with backfilling can resolve this problem effectively. Selective extraction allows reduction of rock mass volumes during the loading, transportation and enrichment processes. Thus, about 23 % of the limestone accompanying the extracting processes will be left in the mine for backfill in the excavated areas.

limestone 0.37 5.78

H 0.4 5.41

G/H 0.25 5.01

G 0.39 4.76

limestone 0.05 4.37F5 0.06 4.32

limestone 0.22 4.26F4 0.06 4.04

limestone 0.17 3.98

F3 0.37 3.81

limestone 0.11 3.44F1/2 0.17 3.33

limestone 0.18 3.16

Fü 0.20 2.98

Fa 0.422.78

E 0.58

2.36

D/E 0.07 1.78D 0.06 1.71

C/D 0.29 1.65

C 0.411.36

B/C 0.12 0.95

B 0.38 0.83

A1/B 0.18 0.45

A1 0.09 0.27A/A1 0.06 0.18

A 0.12 0.12

Seam LithologyThickness,

mHeight from A seam, m

B + C

13% limestone

A +B +C

limestone 27%

Selective mining

Go to backfill

79 % of limestone

Go to backfill

86 % of limestone

A + A1

52% limestone

Go to backfill

63 % of limestone

�

��

��

��

Extraction 1

Extraction 2

Figure. 6 Cross sectional area of oil shale commercial bed and extraction possibilities.



Risk estimation entail the assignment of probabilities to the events responses identified under risk identification. The results of investigation are presented in figure 3 and 4. Event tree demonstrate probability of risk magnitude (P) for selective extraction thickness 1 and 2 (fig. 2). In figures 3 and 4 are shown four variants of extraction thicknesses (I, II, III, and IV). Risk magnitude is result of two components multiplication. One is probable volume of limestone, which demands additional cost for transportation to waste generation. Second is looses of thin oil shale layers, which will be left in mine to backfilling. Advantages of probable risk magnitude represents in the small volume. Selective extraction 2 type of thickness I demonstrates smaller risk magnitude on account of less probability of additional transportation waste to enrichment. Maximal risk magnitude of selective extraction 1 reach P=0.0074 in thickness IV on account of higher waste volume. To summarize event tree data become clearly understand, that selective extraction 2 demonstrate better results than selective extraction 1, but for real mine-geological condition must clearly calculate ability of floor (layer A1/B) to take a load of roadheader. More collapsibility limestone layer A1/B will rapidly destruct and make problems of maneuvers and stability.

Selective Extraction 1

Thickness I Thickness II Thickness III

WasteP= 0.121

Oil shalein backfillP= 0.020

WasteP=0.094

Oil shalein backfillP=0.060

WasteP=0.076


RiskmagnitudeP=0.0024



Thickness IV

RiskRiskmagnitudemagnitudePP==0.0070.00744

WasteP=0.113

Oil shale in backfillP=0.065



WasteP= 0.121


WasteP=0.094


WasteP=0.076





Thickness IV


WasteP=0.113


Figure 7. Event tree for selective extraction 1





WasteP= 0.040


WasteP=0.036


WasteP=0.028





Thickness IV


WasteP=0.075




WasteP= 0.040


WasteP=0.036


WasteP=0.028





Thickness IV


WasteP=0.075


Figure 8. Event tree for selective extraction 2.

2.6.1.1 Safety and environmental friendly technology Technology can be accepted under safety control for people taking individual risk. The

average conditional probability of death due to roof failure is the expected loss of life divided by the miners at risk. The limit value of average individual risk is 10-6 per annum. Environmentally friendly and highly effective technology can be accepted under an average conditional probability of the quantity of collapses and ground surface subsidence’s.

2.7 Environmental Risk Analysis Mining methods in the Estonian oil shale industry depend, to a great extent, on the depth

of the deposit. Based on deposit parameters, the technology where different equipment and extraction methods are used can vary significantly. The Life Cycle Assessment (LCA) tool can be used to analyze and assess the environmental impact of the oil shale mining industry. The inventory data base represents in detail the mining system that comprises the excavation processes description and analyzed by classification and characterization methodology of LCIA [ISO 1997, 1998, 2000].

2.7.1 Underground mines and open casts Description of unit processes presents a general overview of mining, according to which a

technology is applied and a certain kind of equipment is used in excavation processes. The emission values are converted into impact category indicator results by multiplying the emission values by the corresponding characterization factors [ISO 14040]. The inputs and outputs for all technological chains of underground mines and open casts must be identified.

2.7.1.1 Emissions to water and air Annual outlets of mining water and air serve as the measure of emission. In the case of

open casts the emission to air is calculated from diesel combustion emission of working machines and from explosion works [Sabanov, 2006]. For stripping, cutting, drilling, loading, transportation and recultivation processes, gaseous emission from diesel combustion must be



calculated. Supply unit of blasting operation, the production of ammonium nitrate from ammonia and nitric acid NH4NO3, calculate emission from an explosion process. On the other hand, some machines work only on electricity; there is no emission from diesel combustion and, therefore, calculated emissions attribute to power generation.

3 APPLICATION OF RISK ASSESSMENT IN OIL SHALE MINING

3.1 Analysis of long-term stability of underground facilities

3.1.1 Comparison of unconfined compressive strength and acoustic emission of Estonian oil shale The purpose of this study was to confirm the existence of acoustic emission Kaiser Effect

(KE) in Estonian oil shale, for comparison analysis with data received from working mining pillars. The KE of acoustic emission, a phenomenon with a potential for in-situ stress estimation can be used for quantifying the damage levels of pillars, and possibly even to measure the state of stress within a pillar. The main role of measurements would be confirmation of estimated stresses, as the estimation is quite simple in regions of sedimentary rocks. The performed tests showed that the Kaiser Effect does exist in oil shale material, but the low material strength also lowers the feasible stress limit for KE-based stress measurement. Tests were made with inspection of the formula for changes in the Estonian oil shale bed.

Figure 9. Acoustic emission graphs.

The sorted acoustic emission graph from specimen 12 demonstrates a clear Kaiser effect in the first reloading (previous peak stress was 15 MPa) (Figure 7). This specimen was tested for KE with one hour delay between pre- and reloading. The acoustic emission results show that the crack initiation stress of oil shale is 15-17 MPa, in a direction perpendicular to foliation. The unconfined compressive strength of oil shale makes 37 MPa.



The performed tests still have lots of uncertainties, as the amount of testing was limited. The existence of a Kaiser effect in oil shale has been confirmed, but measuring the in-situ stresses would require intact samples large enough for sub-sampling in multiple directions. In addition, the pillars of a room and pillar mine tend to be damaged by blasting and by the induced loads, which can complicate the sampling process further.

Based on the formula of long-term rock durability, the time-dependent strength decay factor kt reaches its limit value of 0.44 when the pillars service life t approaches infinity (t � �) [Mining Law 2004]. If kt < 0.44 creep of rock will occur [Undusk 1998]. As results from the acoustical emission tests, the crack initiation stress level was at kt=0.43. The differences between the results of crack initiation stress from the old and new blasting technologies were not detected.

On the basis of these results, AE method could be used to estimate the long-term rock durability in the conditions of the Estonian oil shale while designing new mines. Reliability studies of the method would, however, demand further investigation of the Kaiser Effect in Estonian oil shale and limestone, in addition to trial measurements.

3.1.2 Evaluation of pillars long-term durability Analysis of bearing capacity of pillars with life-time 22 years arranged under formated

rock cone-shape dump was made. The allowable rock cone-shape dump volume was calculated from the actually existing pillar safety factor in this block of rooms. By way of checking calculations, the critical pillars bearing capacity, which will guarantee a control collapse and uniform subsidence, was received. In a practical way, the safety (stable) rock dump height, volume and area for avoiding unexpected deformation were determined [Sabanov, 2007a]. These practical experiments allow assuming that the properties of pillars in the mining block with normal conditions do not significantly change during 264 months. The laboratory tests confirm empirical formula of the long-term rocks strength in the mining conditions of Estonia (Figure 8). For determination of rock durability, samples were taken from pillars with different life time. Oil shale properties depend on the moisture content and can change considerably. The determined relation between the compressive strength and moisture content has practical significance for operative estimation of pillars durability under the local or periodical dampness change.

The results obtained from a laboratory test in the Department of Mining (MI, 2007), Tallinn University of Technology and the experimental data based on the dependence of rock strength in time [Undusk 1998] are presented in Figure 10.



y = -0.0615Ln(x) + 0.7808R 2 = 0.585

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 100 200 300 400 500 600Time of loads (t), month

Kt

VNIMI data MI data

Figure 10. Dependence of rock strength in time Kt.

Viru mine, mining block No.13

y = 8.6138e 0.0228x

R 2 = 0.7897

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50

Time, years

Col

laps

e pr

obab

ilit

y,%

Figure 11. Collapse probability of the left semi-block of room’s No. 13

Based on the data from the right semi-block no. 13 and calculation of probabilities for mining block collapse [Reinsalu, 2002], the collapse probability of the left semi-block no. 13 in the Viru mine was defined (Figure 11). The result can be used for determination of the collapse probability in the mining blocks of rooms with similar parameters and mine-geological conditions.

3.2 Risk assessment of mining processes

3.2.1 Selective mining The next application of risk assessment relates with a high-selective oil-shale mining

technology using the surface miner (SM) Wirtgen 2500SM. This study addresses the risks



associated with productivity and cutting quality on example of the Estonian oil shale deposit in areas with complicated layering conditions. Main aspects influencing the efficiency of the combine work concern the duration of the processes. Cutting different layers, track dumper loading (waiting), manoeuvres and maintenance processes are the most important factors. The event tree indicates the probabilities of the SM processes and spent time. Surface miner higher productivity in testing phase (IV) was achieved on account of 100 % „windrowing” method. The high cutting performance can be explained with the absence of waiting time. To determine a suitable variant comparison analysis with maximal possible productivity received during the tests was made. This information allows finding an adequate decision to improve the quality of the processes [Sabanov, 2008c]. The results obtained in the frames of this project can be used in different industrial sectors. The main applications can be use in the surface mining and road construction sectors.

3.2.2 Transportation The oil shale industry of Estonia provides a significant contribution to the country’s

economy, but economically viable transportation of oil shale to consumers is impossible without advanced railway network. Railway transportation of oil shale is indispensable [Pastarus 2007]. The very important tertiary process on the surface – transportation of minerals (oil shale) from mines and open casts to the consumer – was chosen to carry out the risk analysis.

The main quantitative approach used in risk analysis/assessment is the fault/event tree method. This method was selected as the most appropriate one for the analysis/assessment of the risk of the railroad transport system. In the first stage of the project, the time factor was taken into consideration. For probability determination the empirical approach was used. It utilizes the existing data to generate probable estimates based on historical frequencies.

The event tree for oil shale transport processes indicates the probabilities of the transport processes and spent time. It is possible to select different pathways and to determine the probability of one. It requires the independence of these factors. It means that the sum of the probabilities of these pathways gives us the total probability.

The fault tree allows determining time deviations from the mean value. Zero is taken as the mean value of the time. Minus before numbers indicates a decrease in the value, plus – an increase. The sum of the selected pathways determines the full-time deviation from the mean value. For instance, two different pathways are considered (variants A and B) (Table 4).



A

0.08 0.02

0.13

1-2 h

0.08

0.17

0.03

0.01

0.09

0.04

0,05

0,03

0,02

0,01

0,11

0,09

0,07

0,02

2-3 h

0-1 h

2-3 h

1-2 h

3-4 h

2-3 h

3-4 h

2-3 h

4-5 h

3-4 h

4-5 h

3-4 h

4-5 h

5-6 h

5-6 h

0.25

0.09

0.47

0.32

0.13

0,12

0,16

0,25

0,47

0.53

0,07

0,24

0,28

0,41

0.03

Musta-Estonia

Estonia-Musta

Loading

Waiting

Full circle 1

0.01

0.02

6-7 h

7-8 h

0.03

0.07

0,32

0,12

0,27

0,29

B

-0.40 -0.11

0.00

1-2 h

-0.09

0.00

0.09

0.18

0.11

0.22

-0.08

0.00

0.08

0.16

-0.08

0,00

0.08

0.16

2-3 h

0-1 h

2-3 h

1-2 h

3-4 h

2-3 h

3-4 h

2-3 h

4-5 h

3-4 h

4-5 h

3-4 h

4-5 h

5-6 h

5-6 h

-0.29

0.29

0.00

0.40

0.80

1.33

0.67

0.00

-0.67

0.00

0.57

0.29

0.00

-0.29

0.57

Musta-Estonia

Estonia-Musta

Loading

Waiting

Full circle 11 h 48 min

0.28

0.36

6-7 h

7-8 h

0.86

1.14

0.32

0.12

0.27

0.29

Figure 12. A) Event tree and B) Fault tree

Table 4. Example of the use of the event and fault trees (Figure 10) Event tree Fault tree Selected time, h Pathway probabilities

Deviation from the mean value

Variant Variant Variant

Process

A B A B A B

Empty run Loading Waiting Loaded run

3 - 4 1 - 2 3 -4 4 -5

6 - 7 2 - 3 0 - 1 2 - 3

0.17 0.02 0.01 0.07

0.01 0.13 0.05 0.11

0.00 -0.11 0.16 0.08

0.28 0.00 0.08 0.08

Total - - 0.27 0.30 0.13 0.12

Selected pathways give different values of the probabilities and deviations from the mean value (Table 4). One can see that the probability of selected pathways is 0.27 (variant A) and 0.30 (variant B), and deviation from the mean value is 0.13 and 0.12, respectively. The weight of each process in the full transport cycle is shown. Having this information, a specialist can come to an adequate decision and improve the quality of railway transport between two stations.

3.3 Risk assessment of advanced technology

3.3.1 Advanced technology and problems During the course of the last five years, in the oil-shale mining a new blasting technology

with great entry advance rates (EAR) was introduced at experimental mining blocks. The main operations carried out in rooms (6-7 m in width) involve undercutting, drilling of blast-holes, blasting, rock mass loading on the conveyor and roof bolting. The advanced technology is based on an improved drilling-and-blasting method applying bulk emulsion explosive instead of a packaged ones (Nobelit 2000), change from 2.0 m to 4.0 m boreholes on new undercutting



method and automatization of the roof drilling-bolting process with a roof bolting machine. The aim of undercutting is to gain additional free space in the oil shale bed, which increases the effect of blasting. The old undercutting technology is based on bottom cutting with the help of the cutter which gives a horizontal cut, 15 cm high and 1.4–2.0 m deep, into the bottom layer A. In the case of the new undercutting technology, six large holes, up to 4.7 m deep and 280 mm in diameter, are drilled into the central oil-shale layer C. Roof bolter and face drilling machines are operating with remote controls that provide great safety conditions at a working place.

With the improved technology, the EAR reaches 4 m, which is two times as much as the conventional technology can guarantee, but explosive volume increases up to two times and explosion occurs during 4.5 seconds (the period is ~15 times longer than with the old technology). Under such technology the dimension of pillars reduced up to 20-30 % during six months after blasting operations on account of pillar parts flake away [Sabanov 2007]. As a result of greater advance rates, situations with unsupported room length up to 5.5 m with decreasing the stability of immediate roof can be expected. Increased explosive volumes can contribute to reducing of anchor tightening. In some places with complicated mine-geological conditions of the chamber blocks the entry advance rates 4 m was not achieved [Nikitin, 2005, 2006, 2007].

3.3.1.1 Roof and pillars deformation The width of the room is determined by the stability of the immediate roof (IR). With

advanced technology the entry advance rates reached 4 m. As a result of such greater EAR, the situations with unsupported room length up to 5.5 m with decreasing the stability of IR can be expected. The aim was to determine the main parameters for supported immediate roof deformation in areas with great entry advance rates. A comparative analysis with experimental data received from VNIMI and IGD Research Institute [Andreev 1987; Seleznev 1961] and data from working mining block using advanced technology (Figure 11) was made with the help of table 2. As results, the influence of advanced technology on the immediate roof stability estimated by the deformation criterion was not greater than at using the old technology (PAPER VII).

Figure 13. Roof-to-floor convergence curves, t-time (days), �-deformation (mm)



Immediate roof deformation was evaluated with point 2 (Table 2) by Severity scale criteria and the total amount of inspected rooms with point 2 (Table 3) by Boundaries scale criteria. Total risk magnitude equals 4 – low.

3.3.2 Blasting influence on anchor-bolt tightening The target was determination of available blasting (seismic) influence on the anchors

tightening. During this part of the study the actual field installation of the anchors at working face was tested to make sure that they were properly tightened after blasting. The bolt installation parameters like torque and pre-load were controlled by mechanical torque wrench and load cell with digital data logger. The previous experience has shown that the anchor must be tightened up to a tensile stress of 75% of the yield strength to resist blasting vibration and to prevent inadvertent yielding of the fastener through torque measurement inaccuracies [Allik 1964, 1975]. The higher load will increase the seismic resistance of the anchor-bolt, but the bolt will yield and unload if its yield point is inadvertently exceeded. In-situ tests for blasting dynamical influence on anchor-bolt were done. In working faces under average geological conditions (immediate roof with average stability) different types of anchor-bolts were installed. Blasting operations were carried out on the same day after installation. The drop of anchors loading was about 23% (Figure 14).

98 %97 %94.6 %

90.3 %82.7 %79 %77 %

0

20

40

60

80

100

0 2 5 10 15 20 25 30

Distance, m

Tigh

teni

ng,

%

Figure 14. Dependence of tightening drop on the distance from face to bolt

With the bolt-to-face distance greater than 10 meters’, the impact of blasting operations

and rheologic parameters decreased. When the distance exceeded 30 m, the variations in the anchor loading process stopped.

On the bases of experimental results the probabilities of decreasing of anchor-bolt tightening under using an emulsion explosive were determined (Figure 14). The results can be useful in further planning of anchor-bolt grid.

3.3.3 Emulsion explosive productivity In an area with complicated geological conditions, where emulsion explosives were used,

the entry advance rates reduced from 4 m to ~ 2.3 m in 17 % of revealed cases. Based on observation results, it was established that under complicated geological

conditions the probability of entry advance rate decrease P = 0.1445 (Figure 15). Figure 16 A demonstrates normal face with correct made boreholes. The water flowing from a borehole



complicates charging of borehole with emulsion explosive and reduces the quality of blasting operation. If a tectonic joint is present, the impact of blasting realization occurs only before it, but not further (Figure 16 C). Undulating surface of the face (Figure 16 B) and different density of rock massive with karst, in their turn, lessen the quality of blasting operation.

Under normal geological conditions, the probability of failure achieved P= 0.0225. The main reason was operator’s failure P=0.0166. At input of a hose for emulsion explosive delivery in boreholes, there was a stack detonator in cracks. In this case there was direct and uniform blast initiation that influenced the result. The length of the cut holes was practically always less than that of the boreholes (Figure 16 B). On account of the restricted free space for machine moving, non-parallel boreholes were made (deviation from the project blasting pattern) and the failure of the machine equipment existed as well. Emulsion explosive temperature and pressure did not considerably affect blasting works. The results of measurements showed that detonation velocity storage in underground conditions did not practically influence the properties of emulsion explosive.

Entry advance rate 17 %

15 % Normal condition

P=0,0255

85 % Complicated

geological condition P=0,1445

30 % Tectonic joints

P=0,0435

46 % Falling water

P=0,0665

14 % Undulating

surface of the face P=0,0202

10 % Karst

P=0,0146

65 % Operator failure

P=0,0166

18 % Matrix

preparation term P=0,0046

5 % Matrix temperature

P=0,00128

17 % Matrix pressure

P=0,00434

or

or or

Figure 15. Event tree. % - Contribution of likely failure modes. P - Probability of adverse event.



A

4 m Borehole

Cuthole

Floor

Roof

4,2 m

B

4 m Borehole

Cuthole

Floor

Roof

3,8 m

0,6 - 1,3 m

C

Borehole

Cuthole

Floor

Roof Tectonic joint

Figure 14. Schematic layout of the faces. A – normal face with suggested longer cut hole; B –undulating face with different lengths of boreholes, C –subsidence face due to a tectonic joint.

The influence of complicated geological conditions on the rate of entry advance with

using emulsion explosive was determined. Under normal mine-geological condition (Figure 16 A) a more effective blasting pattern and parameters accuracy of face preparation were also defined. Some methods aimed at avoiding and mitigating the influence of blasting operation were proposed.

3.3.4 Blasting influence on pillars dimensions The aim was to determine the coefficient of emulsion explosive influence on the

dimensions of pillars. The measurement of pillars showed that the project dimensions considerably differ from the real values. As a result of the application of emulsion explosive, the breaking of pillar side exceeded the corresponding value accepted for the cartridge explosive technology. In the inspected mining block in some areas the mine-geological conditions were very complicated due to karsts, streaming water, and tectonic joints. The distance between tectonic joints in areas with complicated geological conditions was 3-10 m. Breaking of pillar parts was more intensive during three-four weeks after blasting operations, then slowed down or stopped. In normal mine-geological conditions the deviation of pillars dimensions was similar to that accepted for cartridge explosive technology. At the sites with complicated mine-geological conditions of the mining blocks, deviation of pillars dimensions from the project value achieved 30 % (Figure 17) [Sabanov 2007a].



Collecting drift

Left semi-block

Right semi-block

Disturbed pillars

Figure 17. The area of complicated geological conditions in mining block. Table 6 presents coefficients for the influence of explosive operations (q) for different

mine-geological conditions using advanced technology. The coefficient can be applied for four different types of mine-geological conditions – the normal, average, low stable and unstable mine-geological conditions classified by the distance between tectonic joints. The distance accepted by the Mining Law instruction [Mining Law 2004] (**).

Table 6. Coefficients of explosive operation influence

Coefficient of explosive operation influence, (q)

Distance between tectonic joints, m (**)

Mine-geological conditions

h=2.8 m h=3.8 m

Normal 0.6 0.8 20 Average 0.7 1.0 10-20 Low stable 0.9 1.4 10 Unstable 1.2 1.6 3-5

The data obtained experimentally for different mine-geological conditions allows to

consider the influence of blasting operation on the dimensions of pillars. The equation for



calculation of pillars dimensions was supplemented by author with coefficients for calculation of parameters accuracy for advanced technology. Coefficients need to update and additional experimental inspections.

4 ENVIRONMENTAL RISK ANALYSIS

Final part made with technological and environmental impact assessment. In Estonia, oil shales of different quality are used in the power plants to generate electricity and in shale oil processing; however, the different excavation methods and accompanying development processes have various emissions. Oil shale mining can significantly disturb the environment as a result of water and air pollution derived from the different extraction methods. However, waste generation as well as land-use impacts will be of greater concern than emissions to the water and atmosphere. Life Cycle Assessment (LCA) has proved to be one of the most attractive approaches for sustainability of the mining industry, which has used several environmental and economic indicators to assess its performance. The methodology comprises finding the best available way according to environmentally friendly technology [Amman 1999; Callow 1998; DETR 2000; Durucan 2006; Haes 2002; Jaber 1999]

The method of technological and environmental assessment of a combination of impacts arising from different mining processes gives an opportunity to find better ways for planning new mines in accordance with environmental performances for oil shale deposit conditions [Sabanov, 2008c].

RERFERENCES

Allik, A. 1964. Anchors in oil-shale mines. Leningrad: Nedra Ed. in Russian.

Allik, A. 1975. Development of roof supporting methods for room-and-pillar mining in oil-shale mines. In reports of Tallinn Polytechnic Institute. AM-255 (0032). Tallinn. pp. 22-23. in Russian.

Amman, M, Cofala, J., Heyes, C., Klimont, Z., & Schööpp, W., 1999. The RAINS model: A tool for assessing regional emission control strategies in Europe. Pollution Atmospherique 20, pp.41-46.

Andreev, V., Reinsalu, E., Djachenko, Z., etc., 1987. Experimental working in underground mines for technological suggestion elaboration. In: Reports of IGD (Skochinski A.A.) nr. 0103018100.

Aruküla H., 1967. Scientific Report 625. Tallinn University of Technology.

Barr S.P., 1993. The Kaiser Effect of acoustic emissions for the determination of in-situ stress in the Carnmenellis granite. PhD Thesis, University of Exeter, Camborne School of Mines.

Brown E.T., 1981 (ed.). Rock Characterization, Testing and Monitoring, ISRM Suggested Methods. Pergamon Press, 1981.



Calow, P., 1998. Handbook of environmental risk assessment and management. Oxford, Blackwell Science..

Committee. Final Project Report 1998.

DETR 2000. Guidelines for environmental risk assessment and management. London, TSO, 2000.

Durucan S., Anna Korre, Gabriela Munoz-Melendez., 2006. Mining life cycle modelling: a cradle-to-gate approach to environmental management in the minerals industry. Journal of Cleaner Production 14, pp.1057-1070.

Duzgun, H.S.B., Einstein, H.H., 2004. Assessment and management of roof fall risks in underground coal mines. Safety Science 42, pp. 23–41

Egyed, M., Wood, G.C., 1996. Risk assessment for combustion products of the gasoline additive MMT in Canada. The Science of the Total Environment 189/190, 1 I-20

Einstein, H.H., 1997. Landslide risk-systematic approaches to assessment and management. In: Proceedings of Landslide Risk Assessment. pp. 25–50.

EMEP 1998. Transboundary acidifying air pollution in Europe. EMEP/MSC-W Report 1/98, Norwegian Meteorological Institute, Oslo.

Gibbs, G.W., Pintus, P., 1978. Health and Safety in Canadian Mining Industry. Center for Resources Studies, Queen’s University, Kingston, Ontario

Graham, L. P., Bartsch, M., 1995. Risk analysis safety assessment for use at Swedish dams. Symposium: Research and development in the field of dams. Crans-Montana, Switzerland, 7-9 September, pp.12-19.

Greb, S.F., Cobb, J.C., 1989. Geologic classification and modeling of potential roof control problems in underground coal mines. In: Proceedings of Multinational Conference on Mine Planning and Design. pp. 27–32.

Hauschild and Potting 2004. Human toxicity and ecotoxicity. In: Potting, J. and Hauschild, M. (eds.), Background for spatial differentiation in life cycle assessment – the EDIP 2003 methodology. Institute of Product Development, Copenhagen.

Hettelingh J-P, Posch M, Slootweg J (eds) (2004): Critical loads and dynamic modelling results. CCE Progress Report 2004, Coordination Center for Effects, RIVM Report 259101014, Bilthoven, Netherlands, Vol.134.

Hoeg, K. Performance evaluation, safety assessment and risk analysis for dams. Hydropower & Dams. Issue 6, 1996.

ICOLD 1999. Bulletin on risk assessment: Risk assessment as an aid to dam safety management. (Draft 24.08.99).



ICOLD 2000. Bulletin 130: Risk Assessment in Dam Safety Management.

ISO (International Organization for Standardization) 1998. ISO 14041: Environmental management - Life cycle assessment - Goal and scope definition and inventory analysis. International Organization for Standardization, Geneva.

ISO (International Organization for Standardization) 2000. ISO 14042: Environmental management - Life cycle assessment - Life cycle impact assessment. International Organization for Standardization, Geneva.

ISO (International Organization for Standardization) 1997. ISO 14040: Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework. International Organization for Standardization, Geneva

Jaber, J.O., Probert, S.D., 1999. Environmental-impact assessment for the proposed oil-shale integrated tri-generation plant. Applied energy 62, pp. 169-209

Kaplan, S., Garrick., 1981. On the Quantitative definition of risk. Risk analysis.

Karmis, M., Kane, W., 1984. An analysis of the geomechanical factors influencing coal mine roof stability in Appalachia. In: Proceedings of 2nd International Conference on Stability in Underground Mining.

Li C. & Nordlund E. 1993. Experimental verification of the Kaiser effect in rocks. Rock Mechanics and Rock Engineering, 26: 333-351

Naismith, W.A., Hazard identification for rock engineering. Safety in Mines Research Advisory

Nikitin O. & Sabanov S., 2005. Immediate roof stability analysis for new room-and-pillar mining technology in “Estonia”mine. Proceedings of the 5th international scientific and practical conference. Latvia. pp.262-269

Nikitin, O., Pastarus, J., Sabanov, S. 2006. Roof bolting analysis at "Estonia" oil shale mine. 15th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, Torino, Italy, 20-22 September 2006. (Eds.) M. Cardu, R. Ciccu, E. Lovera, E. Michelotti. Italy: FIORDO S.r.l. - Galliate (NO), 2006, (2), 1441 - 1446.

Nikitin, O.; Sabanov, S. 2005. Immediate roof stability analysis for new room-and-pillar mining technology in "Estonia" mine. In: Proceedings of the 5th International Conference "Environment Technology Resources": Rezekne Augstskolas Izdevnieciba, Rezekne, Latvia, June 16-18. (Eds.)Noviks, G.. Läti, Rezekne: RA Izdevnieciba, pp. 262 - 269.

Nikitin, O.; Sabanov, S.; Pastarus, J.-R. 2007a. Analysis of earthquakes available influence on "Estonia" mine underground construction stability. In: Environment. Technology. Resources.: 6th International Scientific and Practical Conference. (Eds.)Noviks, G.; Morozov, V.; Tepfers, R.; Leal, W.; Chrzan, T.. Rezekne, Latvia: RA Izdevnieciba, 2007, 78 - 84.



Nikitin, O.; Väli, E. ;Sabanov, S.; Pastarus, J.-R. 2007b. The surface miner sustainable technology introduction for oil-shale mining in Estonia. In: Environment. Technology. Resources: 6th International Scientific and Practical Conference, Rezekne, Latvia, 20-22 June, 2007. (Eds.)Noviks, G.; Morozov, V.; Tepfers, R.; Leal, W.; Chrzan, T.. Rezekne, Latvia: RA Izdevnieciba, 2007, 55 - 61.

Nikitin, O.; Väli, E.; Pastarus, J.; Sabanov, S. 2007c. The Surface Miner Sustainable Oil-shale Mining Technology Testing Results in Estonia. In: Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection (MPES 2007) and the Tenth International Symposium on Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production (SWEMP 2007): Bangkok, Thailand, December 11-13, 2007. Reading Matrix Inc USA, 2007, 678 - 687.

Pastarus J., Sabanov S. & Nikitin O, 2006. Risk assessment of blasting work in Estonian oil shale mines. Fifteenth International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection (MPES 2006), Torino, Italy. vol. 2, p.1237-1278.

Pastarus, J.-R.; Nikitin, O.; Sabanov, S.; Väli, E.; Tohver, T. 2008. Geological aspects of risk management in oil shale mining. Oil Shale, 00 [accepted]

Pastarus, J.R.; Sabanov, S 2005a. A method for securing working mining block stability in Estonian oil shale mines. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences. Engineering, 11, 59 - 68.

Pastarus, J.-R.; Sabanov, S. 2005b. Concept of risk assessment for Estonian oil shale mines. 5th International Conference "Environment. Technology. Resources" Rezekne Augstskolas Izdevnieciba, Rezekne, Latvia, June 16-18, 2005. (Eds.) Noviks, G.. Latvia, Rezekne: Rezekne AugstskolasIzdevnieciba, 2005, 237 - 242.

Pastarus, J-R.; Sabanov, S.; Tohver, T. 2007. Application of the railway transport risk assessment methods in Estonian oil shale industry. Oil Shale 2007, Vol. 24, pp. 35 - 44.

Reinsalu, E., Toomik, A., Valgma, I. 2002. Kaevandatud maa. Vol 87.

Sabanov, S. 2007a. Risk Assessment Of Pillars Stability For Experimental Mining Blocks In Estonian Oil-Shale Mines. 27th Oil Shale Symposium, October 15-19, 2007, Colorado School of Mines (Eds.). USA, Golden, Colorado School of Mines. 2007, 39.

Sabanov, S.; Pastarus, J.; Nikitin, O.; Väli, E. 2007b. Risk assessment of pillars bearing capacity under rock dump in Estonian mine “Viru”. In: Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection (MPES 2007) and the Tenth International Symposium on Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production (SWEMP 2007): Bangkok, Thailand, December 11-13, 2007. Reading Matrix Inc USA, 2007, 966 - 972.

Sabanov, S.; Pastarus, J.-R.; Nikitin, O. 2006. Environmental impact assessment for Estonian oil shale minining systems. In: Recent Trends in Oil Shale: Research and Applications: International Oil Shale Conference. Amman, Jordan, 2006.



Sabanov, S.; Pastarus, J.-R.;Nikitin, O; Väli, E., 2008a. Risk assessment of vibration impact on roof and pillars stability in Estonian underground mines. In: 5th International Symposium "Topical problems of education in the field of electrical and power engineering". Doctoral school of energy and geotechnology: Tallinn University of Technology, 2008, pp. 57-61.

Sabanov, S.; Pastarus, J.-R.; Nikitin, O., 2008b. Risk assessment of feasibility of roadheaders in

Estonian underground mining. Oil Shale, 2008, Vol. 25, No. 2 Special, pp. 153-162.

Sabanov, S.; Sokman, K., 2008c. Technological and environmental aspects of assessment of a combination of different mining methods used in Estonian oil shale industry. Oil Shale, 2008, Vol. 25, No. 2 Special, pp. 163-173

Sabanov, S.; Pastarus, J-R.; Sokman, K.; Kolotigina, L. 2007c. Risk assessment of security

pillars stability in abandoned mine “Kurkuse” under highway Tallinn-Narva. In: XIII Congress of International Society for Mine Surveying (ISM): XIII ISM Congress, Budapest (Hungary), 24-28 September 2007. Budapest, Hungary: Hungarian Academy of Sciences, 2007, 71 - 76.

Seleznev N., Zarkov S., Kuznetsov S., 1961. The main parameters determination for the main and immediate roof stability estimation for Estonian oil-shale new excavation technologies. VNIMI, St Petersburg.

SENES, 2000. State-of-the-Art of Risk Assessment Application to ARD. A study prepared for INAP, 32714.

Stetsenko V., 1981. Investigations on the support of non-homogeneous roof : Thesis Cand. Sci. (Ph.D.). – Leningrad, VNIMI [in Russian].

Szwedzicki T., 2006. A Hypothesis on Modes of Failure of Rock Samples Tested in Uniaxial Compression. Rock Mechanics and Rock Engineering 2007-XX (In press). Springer-Verlag, 2006.

Talve L. 1975 Usovershenstvovanie tehnologii podderzanija obnazenij v kamernih virabotkah slantsevih shaht. Tallinn Polytechnical Institute. (Table 2.1 Kategorii gornogeologicheskih uslovij na estonskih slantsevih sahtah. P. 31).

Undusk V. 1998, Safety factor of pillars. Oil Shale. vol. 15, No. 2 Special. P.157-164.

Valgma, I.; Lind, H.; Erg, K.; Sabanov, S., 2007. The future of oil shale mining related to the mining and hydrogeological conditions in the Estonian deposit. In: 4th International Symposium "Topical problems of education in the field of electrical and power engineering". January 15-20, 2007. (Eds.) Lahtmets, R.. Tallinn: Tallinn Technical University, 2007, 104 - 107.

maapoue kasutamise kontseptsioon

Documents