Lõhketööde ohualade määramise metoodikate võrdlev analüüs [Bakalaureusetöö. Juhendaja: T. Tomberg]

Käesolevas bakalaureuse lõputöös uuriti lõhketööde ohualade määramise metoodikaid arenenud riikides nagu USA, Kanada, EU riigid ja Austraalia. Antud uuring on tähtis eelkõige lõhketööde ohutusstandardite ühtlustamiseks teiste riikidega ning leidmaks optimaalseid variante Eesti jaoks. Lõhketöödel tekkivate ohufaktoritena käsitleti õhulööklainet, purustatud kivimi kildude laialipaiskumist ning lõhketööde seismilist efekti.

Võrreldes sarnastel tingimustel ja kaugustel arvutatud suurimaid lubatud võnkekiirusi erinevate riikide metoodikate järgi (vt Graafik 1), jääb silma, et kõige väiksemad lubatud võnkekiirused on Saksamaal ja Austraalias, vastavalt 1,37 mm/s ja 2,18 mm/s. Seda aga seetõttu, et neis riikides on arvutamisel kasutatud nende riikide geoloogiale omaseid konstante. Neile järgneb Rootsi, arvutatud tulemusega 6,89 mm/s, kelle järel on Eesti ja Soome, mõlemad suurima lubatud võnkekiirusega 16,50 mm/s. USA-s ja Kanadas on võnkekiirus määratud üldise tabeli järgi (vt Tabel 7) ning Norra metoodika ei arvesta sisse kaugust. Seega mida väiksem on suurim lubatud võnkekiirus ehitisele, seda madalam on oht, et ehitis võiks saada kahjustusi.

Õhulööklaine määramiseks kasutab Eesti ainukesena metoodikat, millega arvutatakse ohuala raadius meetrites koheselt välja. Ülejäänud riikides on kehtestatud piirmäärad, mida ei tohi lõhkamisel tekkiv ülerõhk ületada. Antud ülerõhk arvutatakse otse välja vaid Soomes ja Rootsis, sõltuvalt lõhkeaine kogusest ja distantsist. Austraalias on eelduseks, et vibratsioonile kehtestatud piirmäärad hõlmavalt koheselt ka õhulööklainest tuleneva kahju.
Purunenud kivimi kildude laialipaiskumine on erinevates riikides kõige ebamäärasemalt määratletud. Eestis arvutatakse vähima vastupanujoone valemist kaugus, mille abil määratakse ohuala raadius inimestele ja tehnikale. USA-s on see väga üldiselt määratud föderaalsel tasemel ja ülejäänud pädevus on jäetud osariikide kätesse. Kanada kasutab vaikimisi teistel inglisekeelsetelt riikidelt laenatud standardeid (AUSCANUK). Soomes ja Rootsis arvutatakse kildude laialilennu kaugused vastavalt lõhkeaugu diameetrist sõltuvalt. Kõige spetsiifilisemalt on materjali kildude laialipaiskumist käsitletud Austraalias, kus vaadeldakse eraldi kraatri tekkelist, topist väljapaiskavat ja astangust läbilöövat mehhanismi (vt Joonis 7).

Töö edasiarendusena, et ühtlustada Eestis kehtivaid lõhketööde ohualade määramise metoodikaid teiste riikidega, tuleks meil suurima lubatud võnkekiiruse määramise juures kasutusele võtta parandustegureid Rootsi näitel. Kuna meie metoodikad paseeruvad samadel alustel, siis saaks seda lihtsalt rakendada. Tulemuseks oleks täpsem lubatud võnkekiiruse määratlus erinevatele hoonetele, et minimaliseerida hoonete vigastusi. Teisalt võiks proovida Eestis rakendada Austraalia metoodika järgi kivimi kildude laialipaiskumise jaoks mõeldud valemeid, mis suurendaks ohu vähenemist erinevates olukordades.

Abstract

Surface blasting is one of the most important part in mining. In Estonia blasting is one of the main ways of rock crushing. Its advantages are speed, low cost and lack of need for labor. But there are also different risks surrounding surface blasting, these are seismic effect, air shock wave and flyrock. These risks can cause damage to buildings, machines and humans. Therefore it is important to identify the risk areas properly to avoid accidents.

This Bachelor’s degree thesis analyzes existing methods in different countries to determine the risk areas. The aim of this study is to find the optimal ways to unify Estonian standards with other countries. I analyzed methods in countries like United States, Canada, Australia, Germany, Sweden, Finland, Norway and Estonia. Subsequent analyzis showed that:

All countries considered that the most serious threat is the maximum allowed peak particle velocity. Scandinavian countries determine the danger zone depending on the distance of the building and adding variety of correction factors. In the United States and Canada, only limits not to be exceeded are set at the federal level. The lowest maximum allowed peak particle velocity is set in German and Australian formulas, because those count in site-specific constants.
The majority of countries have determined limits for air shock wave that must not be exceeded. It is assumed that the danger zone for maximum allowed peak particle velocity covers also the damage from airshock wave. Similar limits apply in English-speaking countires, what are known as AUSCANUK.

From all of the risk factors flyrock is the most vaguely defined. In the United States and Canada the safe distances are generally limited at the federal level. In Finland and Sweden the distance depends on the diameter of the blasthole. The most specific handling of flyrock is in Australia, which takes into account various ways of the fragments ejection.
The results show that Estonian methods determine the danger zones clearly enough, but we will be able to specify the maximum permissible levels of vibration velocity model of Sweden to harmonize our standards with Scandinavian countries. A totally new approach for flyrock used in Australia could also be applied in Estonia to harmonize existing standards.