TalveAkadeemia 2014 grupitöö

33 %
67 %
Information about TalveAkadeemia 2014 grupitöö
Education

Published on March 4, 2014

Author: maeinstituut1

Source: slideshare.net

Description

Põlevkivi kaevandamine ja kaevandusvee kasutamine
Grupitöö läbiviija: Veiko Karu, TTÜ Mäeinstituut

Vesi ümbritseb meid kõikjal, 70% meie koduplaneedist on kaetud ookeanitega. Öeldakse, et vesi on elu alus. Seega peame me vett väärikalt kohtlema. Eestil on geograafilise asukoha mõttes vedanud - meil on vett piisavalt ja isegi rohkem. Vett on meil põhjavees (erinevad põhjaveekompleksid), pinnavees (jõed, järved, rabad). Kuna vett on meil palju, siis mõningatel juhtudel on vesi isegi takistavaks teguriks, näiteks maavarade kaevandamisel, ehitusobjektidel ja mujalgi tuleb enamasti vett ümber suunata, et mainitud tegevusi edukalt teostada. Üheks suurimaks kohaks, kus on vaja vett ümber suunata on Eestis põlevkivi kaevandamiskohad (karjäärid ja kaevandused), seda on nad olnud samuti ajalooliselt. Tänaseks on osa põlevkivi kaevandamiskohti veega täitunud ja avanud uusi kasutusvõimalusi. Hetkel on veega täitumas hiljuti suletud Aidu karjäär ja Viru kaevandus. Kiikla külas kasutatakse kaevandusvett soojusallikana soojuspumbas, et küttekulude pealt kokku hoida. Kõige selle juures on tähtis vee kvaliteet, et me seda ei muudaks ja ei ohustaks.

Grupitöös arutleti järgmistel teemadel: põlevkivi kaevandamine Eestis; põlevkivi kaevandamisviisid; kaevandusvee tekkimine ja selle hulk; kaevandusvee väljavoolud; kuidas kaevandusvett saaks ära kasutada; mis saab kaevandusveega tulevikus; kuidas uued kaevandamiskohad tekitavad uusi alanduslehtreid; Kiikla kaevandusvee baasil töötav soojuspump. Lisaks nendele teoreetilisele ülevaatele ja diskussioonile meisterdasid grupitöös osalenud maketid kaevandusvee teemal, et näha kuidas vesi maapõues liigub ja kui kiiresti.

Veiko Karu TTÜ Mäeinstituut veiko.karu@ttu.ee TALVEAKADEEMIA 2014 1 mi.ttu.ee

Kaevandusvesi - moodustumine, kasutamine, tuleviku võimalused PÕLEVKIVI KAEVANDAMINE JA KAEVANDUSVEE KASUTAMINE 2 mi.ttu.ee

Grupitöö tegevus • Teooria/loeng/arutelu – Põlevkivi kaevandamine Eestis – Vesi töötavas ja suletud kaevanduses – Kaevandusvee soojuse kasutamine • Praktiline tegevus – Pisimaketi meisterdamine • Kokkuvõte 3 mi.ttu.ee

Põlevkivi • Eestis on kahte liiki põlevkivi: kukersiiti ja diktüoneemaargilliiti. • Kaevandatakse kukersiiti, mis ongi tuntud Eesti põlevkivi nime all. 4 mi.ttu.ee

5 mi.ttu.ee

Eesti põlevkivimaardla 6 mi.ttu.ee

Kaevandamiskohad 7 mi.ttu.ee

Avakaevandamine mi.ttu.ee

Avakaevandamine Aidu põlevkivikarjäär 9 mi.ttu.ee

Allmaakaevandamine mi.ttu.ee

Allmaakaevandamine Estonia kaevandus 11 mi.ttu.ee

Kaevandamise tehnoloogia valik mi.ttu.ee Joonis 5.1 Mäendustingimuste piirangud kaevandamistehnoloogiatele

Põlevkivikihind Lithology Layer Layer thickness, m Height from layer A, m F2 0.30 3.03 F1 0.34 2.73 E 0.59 2.39 D/E D 0.10 0.07 1.80 1.70 C/D 0.29 1.63 C 0.45 1.34 B/C 0.08 0.89 B 0.37 0.81 A/B A 0.21 0.23 0.44 0.23 13 mi.ttu.ee

TEHNOLOOGILINE MODELLEERIMINE 14 mi.ttu.ee

Tehnoloogiline modelleerimine 15 mi.ttu.ee

Käsikambrid 16 mi.ttu.ee

Käsilaavad 17 mi.ttu.ee

Käsikambrid ja -laavad 18 mi.ttu.ee

Komabinilaavad 19 mi.ttu.ee

Kamberkaevandamine 20 mi.ttu.ee

Kamberkaevandamine 21 mi.ttu.ee

Maapinna kõrgus 22 mi.ttu.ee

Maa-amet 23 mi.ttu.ee

Maapinna mudel 24 mi.ttu.ee

Põlevkivi kihindi A-F1 paksus 25 mi.ttu.ee

Kihindi põhi 26 mi.ttu.ee

Kaardistamine mi.ttu.ee

Vanad plaanid on digitaliseeritud 28 mi.ttu.ee

Laavadega kaevandatud ala. (punane viirutus – kombainilaava; roheline viirutus – käsikamber; must viirutus – käsilaavad) mi.ttu.ee

Kamberkaevandamine mi.ttu.ee

Options Kukruse Mine no 2 Käva Käva 2 Mine no 4 Tammiku Sompa Kohtla Ahtme Mine opening 1921 1949 1924 1924 1953 1951 1948 1937 1948 Mine closing 1967 1973 1972 1972 1975 1999 1999 2001 24 48 48 22 48 51 64 53 Field area, km 13.20 12.30 3.47 14.05 12.70 40.00 33.60 18.30 Mined field area, km2 15.13 8.57 1.84 11.72 10.43 19.26 18.14 Not mined area, km2 Thickness of overburden, m -1.93 3.73 1.63 2.33 2.27 20.74 11 13 21 10 12 Thickness of oil shale seam, m Geological space in oil 2.83 2.81 2.83 2.82 42.82 24.08 5.22 33.05 Estonia 2001 46 Viru Working time, year 2 shale seam, mln m 1964 1972 43.30 41.70 141.10 12.14 26.36 25.49 62.77 15.46 6.16 16.94 16.21 78.33 23 23 15 37 42 57 2.8 2.8 2.77 2.76 2.79 2.75 2.71 29.20 53.92 50.24 33.52 73.53 70.09 170.11 3 Mined oil shale seam thickness, m Hand-mined face 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 Hand- mined rooms 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 Room and pillar 2.83 2.81 2.83 2.82 2.8 2.8 2.77 2.76 2.79 2.75 2.71 Drifts 2.83 2.81 2.83 2.82 2.8 2.8 2.77 2.76 2.79 2.75 2.71 Longwall face 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 4.36 0 12.70 3.80 6.33 0 0 1.73 7.71 0 0.06 1.36 0.05 0 0 0.79 1.08 11.81 1.86 0.55 19.22 25.38 61.49 0.04 0 0.69 0.36 0.00 0.02 0.30 1.26 0.95 2.74 3.52 6.41 0.46 0.11 0 0.02 mi.ttu.ee 11.72 10.43 19.26 18.14 12.14 26.36 25.49 62.77 Mined field area, km2 Hand-mined face 11.28 6.87 Hand- mined rooms 3.50 0.00 Room and pillar 0.29 1.70 Drifts 0.00 0 0.00 Longwall face 0.06 0 Total mined area 15.13 8.57 1.84 9.16 1.84

Kaevandamisviiside jagunemine mi.ttu.ee

Stabiilsus altkaevandatud aladel mi.ttu.ee

Andmete kogumine • Välitöö • LIDAR pildistamine • 3D skaneerimine mi.ttu.ee

LIDAR pildistamine 35 mi.ttu.ee

LIDAR kaart Maaameti serveris mi.ttu.ee

3D skaneerimine 37 mi.ttu.ee

38 mi.ttu.ee

Vajumid maapinnal, läänes kombainilaavad, idas kambriplokid mi.ttu.ee

Kaevandus 2 varing 40 mi.ttu.ee

Kukruse kaevandus 41 mi.ttu.ee

Maksimaalsed vajumised Kaevandamistehnoloogia Max vajum, m Käsikambrid ja -laavad 1.32 Kamberkaevandamine 1.84 Kombainkaevandamine 0.90 mi.ttu.ee

Tsoonide tekkimine mi.ttu.ee

STABIILSUSE ARVUTUSED TARKVARAGA PLAXIS 44 mi.ttu.ee

Parameetrid Plaxises Jointed Rock 1 2 3 gunsat [kN/m³] Katend 2.20 Lubjakivi 2.20 Põlevkivi 1.50 gsat [kN/m³] 2.40 2.40 1.80 kx [m/day] 1.00 1.00 1.00 ky [m/day] 1.00 1.00 1.00 einit ck E1 [-] [-] [kN/m²] 0.50 1E15 38000000.00 0.50 1E15 7000000.00 n1 E2 [-] [kN/m²] 0.240 38000000.00 0.300 7000000.00 n2 G2 [-] [kN/m²] 0.24 16000000.00 0.30 2800000.00 Planes c1 [-] [kN/m²] 0.50 1E15 38000000 .00 0.240 38000000 .00 0.24 16000000 .00 1 20.00 1 30.00 1 10.00 1 mi.ttu.ee

Arvutusvõrk mi.ttu.ee

Figure 1 Water level: water level 17m Figure 2 Initial stresses: water level 17m mi.ttu.ee

Tulemus mi.ttu.ee

Total displacements (shadings) Vesi 17m Vesi 3m mi.ttu.ee

HÜDROGEOLOOGIA 50 mi.ttu.ee

Läbilõiked 51 mi.ttu.ee

I-I’ 52 mi.ttu.ee

II-II’ 53 mi.ttu.ee

Põhjavee tase muutub ja taastub • Milliseid põhjaveega probleeme oskate välja tuua? • Kirjutage ülesse • Müüt või tegelikkus! 54 mi.ttu.ee

Vaatluskohad 55 mi.ttu.ee

Veetase 2000 56 mi.ttu.ee

Veetase 2004 57 mi.ttu.ee

Põhjavee tase 2008 58 mi.ttu.ee

Kohtla jõgi 59 mi.ttu.ee

Kaevanduse kraav Sompa lõunas 60 mi.ttu.ee

Vee väljapumpamiskoht Ahtme lõunas 61 mi.ttu.ee

Kohtla ja Aidu piir 62 mi.ttu.ee

63 mi.ttu.ee

Olid Aidu kosed 64 mi.ttu.ee

Aidu karjääri sulgemine 65 mi.ttu.ee

Aidu uus maastik Eesti Energia pildid 66 mi.ttu.ee

Teise kaevanduse väljavool 67 mi.ttu.ee

Tammiku-Kose 68 mi.ttu.ee

Ahtme väljavool 69 mi.ttu.ee

Suletud kaevanduste väljavoolud (kevad 2010) •Ahtme väljavool Sanniku ojja •Tammiku väljavool Rausvere ojja mi.ttu.ee

Võrreldes kevadega oli olukord muutunud (talv 2011) mi.ttu.ee

Kaevandusvee kasutamine TTÜ mäeinstituut Veiko Karu, veiko.karu@ttu.ee mi.ttu.ee

Kaevandusvete kasutusele võtmise potentsiaal soojusvarustuses ja tehnilised lahendused Jõhvi ja Mäetaguse vallas mi.ttu.ee

Uuringu ala 74 mi.ttu.ee

Ruumiline mudel 75 mi.ttu.ee

Hüdrogeoloogiline mudel • Loodi ruumiline mudel uuringupiirkonnast • Loodi hüdrogeoloogiline mudel • Hinnati veemahtusid suletud kaevandustes • Hinnati stabiilsusolukorda ning vajumeid kaevandatud alal • Hinnati kaevandusvee kasutuselevõtu potentsiaal mi.ttu.ee/kaevandusvesi 76 mi.ttu.ee

Hüdrogeoloogiline mudel mi.ttu.ee/kaevandusvesi 77 mi.ttu.ee

Hüdrogeoloogiline mudel mi.ttu.ee/kaevandusvesi 78 mi.ttu.ee

Video sukeldumine allmaabasseinis mi.ttu.ee

Vaba ruum kaevandustes 80 mi.ttu.ee

Allmaabasseinid mi.ttu.ee/kaevandusvesi 81 mi.ttu.ee

Vesi põlevkivi kaevandustes ja karjäärides 82 mi.ttu.ee

Kaevandusvee mahud kaevanduste lõikes, mln m3 mi.ttu.ee

Veemahud kaevandustes Veemahud, mln m3 Veemaht Q4 Veemaht lubjakivis Veemaht põlevkivikihindis Veemaht kokku Veemahud, mln m3 Veemaht Q4 Veemaht lubjakivis Veemaht põlevkivikihindis Veemaht kokku Kukruse Kaevandus nr 2 (Jõhvi kaevandus) 0.0 0.0 17.1 17.1 Käva 2 0.0 0.0 9.5 9.5 Tammiku Sompa 0.0 0.0 23.5 23.5 Käva 0.0 3.1 1.7 4.9 Kohtla 0.0 0.0 21.9 21.9 mi.ttu.ee/kaevandusvesi 0.0 11.0 16.1 27.1 Kaevandu s nr 4 0.0 0.0 13.3 13.3 Ahtme 0.0 0.0 16.9 16.9 Viru 0.0 73.6 28.7 102.4 Estonia 0.0 0.0 2.9 2.9 84 0.0 0.0 7.1 7.1 Kokku 0.0 3.1 58.5 61.7 mi.ttu.ee

Kaevandusvee jagunemine kihtide vahel, %. mi.ttu.ee

Väljavoolud 86 mi.ttu.ee

Kaevandusvete ära juhtimise võimalused • Maapinnale juhitavate kaevandusvee kokkujuhtimise analüüs mi.ttu.ee/kaevandusvesi 87 mi.ttu.ee

• Ahtme SEJ soojuspumba, Tammiku ja Ahtme kaevandusest kokkujuhitud veel puudub arvestatav hüdro-ja maasoojusenergeetiline potentsiaal. mi.ttu.ee/kaevandusvesi 88 mi.ttu.ee

D ov e r m r be r be r em be et s N oo m be gu st li ni Ju u Ju u pt e O kt Se ril l M ai Ap ts ua r ar M är eb r nu Au Ve Ja a Temperatuur, C Vee temperatuur Kaevandusvee temperatuuri muutumine 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Kuu mi.ttu.ee

Soojuspumba tööpõhimõte mi.ttu.ee

Jõhvi valla võimalused • Näidisobjektide analüüs Jõhvi vallas • Tehniliste tingimuste kirjeldus Aiandi Jõhvi Tammiku Kose Ahtme 91 mi.ttu.ee

• Soojuspumba kompleks on otstarbekas rajada Ahtme SEJ juurde. • Tasuvusanalüüs näitas, et otstarbekas on rajada 10MW võimsusega kaevandusvett kasutav soojuspumba kompleks. • Sellisel juhul on keskmine soojuse tootmise erikulu aastani 2020 (11 a keskmine) 0,63 kr/kWh mi.ttu.ee/kaevandusvesi 92 mi.ttu.ee

Perspektiivne asukoht 93 mi.ttu.ee

Ahtme soojuspumba võimalikud asukohad mi.ttu.ee/kaevandusvesi 94 mi.ttu.ee

Ahtme soojuspump 95 mi.ttu.ee

Ahtme väljavoolu mõte mi.ttu.ee/kaevandusvesi 96 mi.ttu.ee

Kose teine võimalus 97 mi.ttu.ee

KIIKLA NÄIDISOBJEKT mi.ttu.ee/kaevandusvesi 98 mi.ttu.ee

Kiikla soojuspump mi.ttu.ee/kaevandusvesi 99 mi.ttu.ee

Tehniline lahendus: variant 1 • Kaevandusvee pumpamine maa peale • Mööda torustikku soojuspumbani (pikkus oleneb soojuspumba asukohast) • Soojuspumbas alandatakse vee temperatuur kuni 4oC • Jahenenud vesi suunatakse mööda torustikku kaevanduse veebasseini tagasi, kaugemale veevõtukohast mi.ttu.ee/kaevandusvesi 100 mi.ttu.ee

Tehniline lahendus: variant 2 • Kaevandusvee pumpamine maa peale • Mööda torustikku soojuspumbani (pikkus oleneb soojuspumba asukohast) • Soojuspumbas alandatakse vee temperatuur kuni 4oC • Jahenenud vesi suunatakse mööda kraavi loodusesse (nii nagu läheb loodusesse Tammiku ja Ahtme kaevanduse vesi) mi.ttu.ee/kaevandusvesi 101 mi.ttu.ee

Blanšett: käigud mi.ttu.ee/kaevandusvesi 102 mi.ttu.ee

Teostamise võimalused • Olenevad – Vaja minevatest veekogustest • Ahtme näide: 67m3/h ühe ööpäeva jooksul, alanes veetase 6 cm – Saadavatest lubadest • Tohib kraavi suunata • Tuleb suunata otse kaevandusse mi.ttu.ee/kaevandusvesi 103 mi.ttu.ee

Kiikla soojuspump 104 mi.ttu.ee

Pilootprojekt: Kiiklas mi.ttu.ee

Sisevaade 106 mi.ttu.ee

Kiikla 500kW soojuspump mi.ttu.ee

Praktiline tegevus 108 mi.ttu.ee

mi.ttu.ee

Pumpamise test 110 mi.ttu.ee

Praktiline tegevus 111 mi.ttu.ee

Erinevad kihid 112 mi.ttu.ee

mi.ttu.ee

FÜÜSILISE VEEMUDELI KOOSTAMINE NING SELLE MODELLEERIMINE mi.ttu.ee

Makett 209 mi.ttu.ee

Kõrgusmudel mi.ttu.ee

Stabiilsusmudel mi.ttu.ee

mi.ttu.ee

Tänan kuulamast Veiko Karu, veiko.karu@ttu.ee Mäeinstituut Mäendusõpik Täienduskoolitused Projekteerimine Mäenduslinkide kogu mi.ttu.ee mi.ttu.ee/maeopik mi.ttu.ee/koolitus mi.ttu.ee/projekteerimine mi.ttu.ee/lingid mi.ttu.ee

Add a comment

Related presentations

Related pages

Talveakadeemia 2014 ajakiri by MTÜ ... - issuu.com

TalveAkadeemia 2014 konverentsi "Reostan, järelikult olen olemas?" ajakiri. | Issuu is a digital publishing platform that makes it simple to publish ...
Read more

Talveakadeemia 2014 ajakiri by MTÜ TalveAkadeemia - issuu

TalveAkadeemia 2014 konverentsi "Reostan, järelikult olen olemas?" ajakiri. ... Grupitöö sisaldab sissejuhatust looduslike värvide maailma, ...
Read more

Doktorandid: TalveAkadeemia 2012 grupitöö,03.03.2012

Mäeinstituudi doktorandid, doktoriõpe, doktorikool ja doktorantuur. Pages. Uut; Küsimused doktorantuuri kandidaadile; Konverentsid
Read more

Talveakadeemia - YouTube

Grupitöö. Skip navigation Upload. Sign in. Search. Loading... ...
Read more

TalveAkadeemia - facebook.com

TalveAkadeemia. 602 likes · 1 talking about this. TalveAkadeemia võimaldab noortel oma uurimusi jagada ja suhelda vabas õhkkonnas, kulmineerudes...
Read more

Kaevandamisjäätmed - researchgate.net

TalveAkadeemia 2012 grupitöö tulemused Aleksander Pototski rääkis põlevkivituhkadest From TalveAkadeemia 2012 Toimus tuhkade uurimine Search OTSING
Read more

Kaevandamisjäätmed - researchgate.net

Talveakadeemia 2012 grupitöö lisamaterjalid lugemiseks „Kaevandamisel tekkivate jääkide taaskasutamine – samm ressursi paremaks kasutamiseks ...
Read more

TalveAkadeemiagrupitöö - TalveAkadeemia

grupitöö. Janno Seeder Toetav ümbrus aitab luua tulemuslikku Mina Seeder Konsultatsioonid OÜ. Tõenäoliselt on igaüks meist kogenud kunagi ...
Read more

Mäeinstituudi Nädalakiri 2014 Nr.10 - es.scribd.com

Mäeinstituudi nädalakiri 2014 nr.10 Mäeinstituudi nädala tähtsündmused ja uudised: Täistekstinädal Mäeinstituudis Geod...
Read more