Pinnalähedane kaevandamine on meetod, mis toimib maapinnal. Masinad eemaldavad pinnakatte, et jõuda selle all oleva materjali, näiteks kivisöeni.

Pinnakaevandamise alla kuuluvad ribakaevandamine, avakaevandamine (Ühendkuningriik: open cast mining) ja mäepealse kaevandamise kaevandamine (mountaintop removal mining). See on kaevandamine, mille käigus eemaldatakse maardla kohal olev pinnas ja kivim. See on vastandiks maa-alusele kaevandamisele, mille käigus jäetakse pealmine kivim alles ja kaevandatakse mineraal kaevandamisšahtide või tunnelite kaudu.

20. sajandi jooksul muutus päevapealne kaevandamine üha populaarsemaks ja sellest sai peamine söekaevandamise viis sellistes kohtades nagu Appalache ja Ameerika Kesk-Lääne.

Enamiku päevapealse kaevandamise vormide puhul eemaldavad raskeveokid, näiteks mullatöömasinad, kõigepealt pinnase. Seejärel kaevandavad suured masinad, näiteks tõukekelguriga ekskavaatorid või kühvelrattaga ekskavaatorid, mineraalid välja.

Tüübid ja lähenemised

  • Ribakaevandamine (strip mining) – maapinnale järk-järgult eemaldatakse pealmine kiht, tavaliselt pikaldase, laiaulatusliku kaevandamise korral. Sobib pealiskaudsete, horisontaalselt laiali olevate maardlate jaoks.
  • Avakaevandamine (open-pit või open-cast) – tekib suur avatud lõõr (karjäär või kaevanduse kraav), kus tehakse astmeline kaevandus (benching) töötlemise ja ohutuse võimaldamiseks.
  • Mäepealse eemaldamine (mountaintop removal) – mäetipp lõigatakse maha, et paljastada kivimkihid; seda meetodit kasutatakse peamiselt kivisöe kaevandamisel, kuid sellega kaasnevad suured maastikumuutused.
  • Karjääride kaevandamine – kivimi või ehitusmaterjali otsetõstmine karjäärist, tavaliselt väiksema sügavusega, kuid laialdane pindala.
  • Dredging (lindisõelumine) – kasutatakse vees paiknevate setete või minerale eraldamiseks (sõelumine jõesängist, järvest jms).

Peamised tööetapid ja meetodid

  • Pinnakatte (overburden) eemaldamine – pinnase ja kivimite võtmine ja ajutine ladustamine, et pääseda kaevandatavale materjalile.
  • Puudutus ja lõhkamised – tugevama kivimi lõhkumiseks kasutatakse puurimise ja lõhkamise meetodeid.
  • Laadimine ja transport – ekskavaatorid, laadurid, kallurid ja muud masinad viivad materjali töötlemiseks või ladustamiseks.
  • Töötlemine ja sorteerimine – eraldamine, purustamine, sõelumine ning mõnikord pesemine, et saada sihtmaterjal puhtamal kujul.
  • Taastamine (rehabilitatsioon) – pärast kaevandamist tehakse korduvpinnase paigaldus, drenaaži korrigeerimine ja taimkate taastamine.

Masinad ja varustus

Pinnalähedases kaevandamises kasutatakse suurt ja spetsialiseeritud tehnikat: tõukekelguriga ekskavaatorid, kühvelrattaga ekskavaatorid, draglain’id, laadurid, kallurid, puurimasinad ja mõnikord ka automatiseeritud sõidukid. Valik sõltub maardla suurusest, kivimite omadustest ja töötingimustest.

Millal valida pinnalähedane kaevandamine?

Pinnalähedane kaevandamine sobib, kui maardla asub suhteliselt lähedal pinnale ja laiali, nii et eemaldatav pinnakatte (strippingu) ning kaevandatava materjali suhe ehk stripping ratio on majanduslikult põhjendatud. See meetod on sageli odavam ja turvalisem kui maa-alune kaevandamine, kuna puudub tunnelite ja šahtide vajadus.

Mõjud keskkonnale ja sotsiaalsed aspektid

Pinnalähedasel kaevandamisel on märkimisväärne mõju keskkonnale ja kogukondadele:

  • loomastiku- ja taimestiku elupaikade kadumine ning maastiku muutumine;
  • mullastiku erosion ja setete (sedimentide) vooluveekogudesse paiskumine;
  • vesikvaliteedi halvenemine, sealhulgas happeline reostus (acid mine drainage) teatud kivimite puhul;
  • tolm, müra ja õhukvaliteedi halvenemine lähedal asuvatele elamurajoonidele;
  • sotsiaalsed mõjud – ümberasustamine, töökohtade loomine ja majanduslikud muutused piirkonnas.

Ohutus ja tehnilised nõuded

Ohutusreeglid hõlmavad astmelisuse/benching’i hoidmist, nõlvastabiilsuse hindamist, heade ventilatsiooni- ja tolmuvõrgu süsteemide kasutamist, plahvatusainete ohutut käitlemist ning masinate hooldust. Järelevalve ja riskianalüüs on vajalikud õnnetuste vältimiseks.

Taastamise ja leevendusmeetmed

Hea tava kohaselt rakendatakse progressiivset taastamist – pinnakatte ja muldade tagastamist, drenaaži korrigeerimist ning kattetaimede külvamist juba kaevanduse osade lõppfaasis, et vähendada erosiooni ja kiirendada maastiku taastumist. Samuti kasutatakse veekogude puhastamist, sette haldamist ja pikaajalist keskkonnajärelvalvet.

Regulatsioonid ja planeerimine

Enamikus riikides nõuavad seadused keskkonnamõjude hindamist (EMH), lubasid ja taastamiskavasid enne pinnalähedase kaevandamise alustamist. Kaevanduse projekteerimisel tuleb arvestada kohalike omavalitsuste, kogukondade ja keskkonnaorganisatsioonide nõudmistega.

Kokkuvõte

Pinnalähedane kaevandamine on efektiivne meetod laialt levinud või madalal paiknevate maardlate kasutamiseks. See võimaldab suurt tootlikkust ja madalamaid kulusid võrreldes maa-aluse kaevandamisega, kuid toob kaasa olulised keskkonna- ja sotsiaalsed väljakutsed. Vastutustundlik planeerimine, tõhusad tehnilised lahendused ja põhjapanev taastamine on vajalikud selleks, et vähendada negatiivset mõju ja tagada jätkusuutlik kasutus.