Aeg puurida

Kui geoloogilise kaardistamise ja tahke Maa füüsikaliste meetoditega info kokku kogutud, tuleb nende omandatud teadmiste alusel hakata uuringu tegevustega liikuma maapinna alla. Sellest ka praktiline vajadus teostada geoloogilisi puurimisi. Geoloogilise puurimise põhiline eesmärk on koguda maa sees leiduvaid kivimeid, et nende abil uurida piirkonna geoloogilisi tingimusi ja huvipakkuvat maavara. Selle töö võib laias laastus jagada kaheks: puurimised rakenduslikel eesmärkidel (maavara uuringud) ja puurimised teaduslikel eesmärkidel (geoloogiateaduse tegemiseks). Need kaks eesmärki on omavahel väga tihedasti seotud ja tihtilugu ei pääse maavarade uuringul teaduse tegemisest ega vastupidi.

Puurimistöödest ja nende planeerimisest

Tööde ettevalmistus algab puurimisplaanide koostamisest. Selleks peab geoloog esmalt välja selgitama puuraukudele puurimistöödeks sobiva asukoha. Asukoha valikul tuleb arvestada peamiselt kahe põhilise faktoriga:

1. kuna puurimistööd ei ole odav lõbu, tuleb puurida seal, kust on lootust võimalikult palju vajalikku geoloogilist informatsiooni saada;
2. puurimiskohale peab olema tagatud ligipääs puurmasinaga.

Jordaanias, Attarat Um Ghudrani põlevkivileiukohas oli aastatel 2011–2014 puurimistööde asukohti planeerides selles mõttes töö üpris muretu, sest puurida oli kõrbes võimalik praktiliselt kõikjale (joonis 1). Tagasi Eestis, Virumaal 2014. aastal esimesi puurimistöid planeerides sai kiirelt selgeks, kui suureks probleemiks võivad puurmasina ligipääsule kujuneda soised ja tihedalt metsastunud alad.

Lisaks asukohale tuleb olemasoleva geoloogilise andmestiku põhjal välja selgitada eeldatavad puurimissügavused ja puuritava materjali geoloogilised iseärasused^[1]. See on vajalik, et valida töödeks sobilik puurmasin ning lisavarustus. Kui puurimisplaanid paigas ja töödeks sobilik varustus valitud, saab lõpuks kontorilaua tagant välitöödele suunduda.

Esimeseks ülesandeks välitöödel on puurmasina ülesseadmine eelnevalt välja valitud punkti. Enne töödega alustamist tuleb kontrollida, et masin oleks ka korrektselt üles seatud. Vale nurga all puurides ei ole saadav sügavusinfo õige ja nähtav geoloogiliste kihtide paksus tundub näiliselt suurem kui tegelikkuses. Võib ju mõelda, et see on niivõrd tühine asi, ent nende määratud kihipaksuste alusel tuleb hiljem välja eraldada maavara paiknemine maapõues, selle piirid ja kogus. Seega vead nii lihtsates näitajates nagu maavara kihtide paksused võivad põhjustada palju suuremaid vigu hilisemal maavara paiknemise ja koguse hindamisel. Sääraseid peeneid tehnilisi detaile, mida kindlasti puurimistel silmas tuleb pidada, on teisigi (puurpeade ja südamikupüüdja hammaste kuluvusaste, puurvarraste pikkus jne). Nagu kodus enne pildiraami jaoks seina augu puurimist pead sa kolm korda üle kontrollima, kas see auk saab ikka õigesse seina ja ega naine vahepeal ringi ole jõudnud mõelda, kontrollitakse ka enne geoloogiliste puurimistöödega alustamist üle, et kõik enne puurpea maapõue surumist korrektne oleks.

Juhul kui puurmasin on sobilikult püsti seatud, saab lõpuks puurimistöödega algust teha (joonis 2), hea ülevaate tööde protsessist saab ka järgmisest videost.

Kusjuures puurimistöid ei vii läbi geoloogid, vaid selleks spetsialiseerunud puurmeister ja tema abilised.

Üldjuhul töötab puurmasina peal üks puurmeister ja kaks abilist, kuid see oleneb väga suurel määral puurimiste tüübist ning mahust. Väga sügavate ja keeruliste puuraukude puhul võib vajalik meeskonna suurus ulatuda pea kümne spetsialistini.

Geoloogi ülesandeks on tööde käigus kontrollida puurimise sügavusi ja vastutada puurmaterjali kirjeldamise ning asjatundliku käitlemise eest. Puurmaterjal tuuakse maapinnale tõstete kaupa ja pakendatakse geoloogi poolt koheselt kastidesse nii, et oleks tagatud maapõues lasunud looduslik kivimi järjestus (joonis 3). Koheselt dokumenteerib geoloog ka saadud puurmaterjali üldise info^[2] ja seob need vastavalt eelnevalt mõõdetud sügavusega. Nii toimitakse, kuni puurauk on lõpuni puuritud ja huvi pakkuv kivimmaterjal täies ulatuses kätte saadud. Puuraugu lõpetamisel pakitakse puurmasin kokku, puurauk suletakse korrektselt (sellest täpsemalt allpool) ja kastid koos puurmaterjaliga transporditakse välibaasi edasisteks töödeks.

Nagu arvata võite, siis puurimisega üks korrektne maavara uuring ei piirdu. Värskelt saadud kivimmaterjaliga tehakse rida ettevalmistavaid töid juba välibaasis, et oleks võimalik läbi viia ka laboritööd. Sellest etapist juba järgmisel korral, praegu jätkan aga juttu endiselt puurimiste teemadel.

Puurimismeetoditest

Üldistades on tänapäeval kasutusel kahte peamist tüüpi geoloogilised puurimismeetodid (joonis 4):

• südamikpuurimine, mille puhul puuritakse maapõuest välja täies pikkuses puurkärn ehk -südamik^[3]. Puuraukude diameetrid jäävad enamikul juhtudel 50–150 mm vahemikku. Materjali transport maapinnale toimub kas ühekordse^[4] või siis kahe-kolmekordse^[5] puurtoru sees. Esimesel puhul tuleb puursüdamiku saamiseks kogu puurkolonn iga paari meetri puurimise järel välja võtta, kuid viimasel puhul selleks vajadust ei ole. Puurpea jahutuse ja sujuva töö tagamiseks pumbatakse puurimisel lisandina juurde õhku, vett või puurmuda^[6];
• purustuspuurimine, mille puhul purustatakse materjal närits- või haamerpuurpead kasutades maapõues ja transporditakse vee, puurmuda või õhusurve abil maapinnale. Puuraukude diameetrid jäävad enamikul juhtudel ~100+ mm kanti. Eraldi on kasutusel vanem, otsese tsirkulatsiooniga (direct circulation) meetod ning uuem, pööratud tsirkulatsiooniga (reverse circulation) meetod. Esimesel puhul tuuakse materjal maapinnale puurkolonni ja puuraugu seinte vahel, viimasel puhul puurkolonni torude sees.

Keskkonnamõjudest

Puurimistöödega kaasnevad keskkonnamõjud seostuvad peamiselt just põhjaveega. Lisaks geoloogiliste kihtide läbistamisele puuritakse reeglina läbi ka erinevatest veepidemetest ja -kihtidest, avades need maapinnale (reostusoht) ning samuti ka üksteisele (veekihtide segunemine). Samas on geoloogiliste puuraukude mõju põhjaveele lühiajaline ja peamiselt sama pikk kui puuraugu rajamiseks kuluv mõni päev. Loomulikult on oma mõju ka puurmasina enda liikumisel ja looduses töötamisel, kuid see ei erine suuresti näiteks metsa- või põllutöömasinatest. Siinkohal tuleb selgitada, et põhjavee-murest ülesaamine ei ole tehniliselt võimatu ega ka raske. Vajadusel kasutatakse kahte üpris lihtsat ja tõhusat meetodit:

• puuraugu manteldamine, et kaitsta põhjavett tööde käigus − vältimaks eraldamist vajavate veekihtide segunemist puuritakse tööde teostamise ajal puurauku väline, suurema diameetriga metalltoru;
• puuraugu betoneerimine, et kaitsta põhjavett peale tööde lõppu − tagamaks edaspidine veekihtide eraldatus, betoneeritakse puuraugu valmimise järel sulgemist vajav sektsioon täies pikkuses.

Need loetletud meetodid ei ole midagi uut ja on olnud kasutuses juba väga pikka aega nii hüdrogeoloogilistes kaevudes kui ka tavalistes geoloogilistes puuraukudes. Kokkuvõtvalt võib öelda, et tehnilised lahendused puuraugu keskkonnaohutuks sulgemiseks on olemas. Peamine, millele antud tööde puhul rõhku tuleb panna, on läbipaistva kontrolli tagamine, et rajatud geoloogiliste puuraukude sulgemine toimuks igal juhul korrektselt ja dokumenteeritult.

Lõpetuseks

Rääkides puurimistest ja nende keskkonnamõjudest, oleks sobilik anda ülevaade ka hetkeolukorrast Eestis. Toon siinkohal näiteks geoloogiliste puuraukude kaardi Eesti mäetööstuse kantsis Virumaal (joonis 5). Ühelt poolt võiks ju seda puuraukude kaarti vaadates mõelda, et Eesti maavarasid on Virumaal uuritud juba piisavalt, ehk aitab ja rohkem ei puuriks? Samas tuleks mõista, et enamikest neist eelmisel sajandil rajatud puuraukudest on aruannete näol olemas küll selleaegsete uuringute käigus kogutud info, kuid tööde käigus saadud puurmaterjal ei ole kahjuks suuremas osas säilinud. Seega on praeguseks kasutada mitte rohkem ega vähem kui see, mis eelmisel sajandil osati läbi uurida ja kirja panna, kuid puudub füüsiline puurmaterjal, mille pealt kaasaegseid geoloogilisi uuringuid teostada saaks. Üpris suure tõenäosusega ei ole tuleviku geoloogiliste uuringute käigus vaja samas mahus puurida nagu siin toodud kaardil, kuid maavarade ja nendega seotud tehnoloogiate arengutega kaasas käimiseks ei saa me üle ega ümber vajadusest vahetevahel ka mõni uus puurauk Eestimaa maapinda puurida.

Pole kuulnud, et nende tuhandete puurimiste tõttu kogu elu Virumaal seisaks või et sealt puhas põhjavesi hoopistükkis otsa oleks lõppenud. Seda kaarti vaadates küsiksin lõpetuseks, kas hakkab hirmus? Ütlen ausalt, minul ei hakka ja „point“ selles ongi, et ei tohikski hakata. Geoloogilistes puuraukudes ei ole mitte midagi hirmuäratavat. Need on täiesti tavapärane osa uuringutest, mida tuleb teostada, et tagada vajalik informatsioon maavarade hindamiseks, keskkonnamõjude hindamiseks või kaitseliste meetmete kavandamiseks, mäenduse planeerimiseks või ka tootmiseks mõeldud tehnoloogia arenduseks. Igat sorti „juhan-aared“^[7] on geoloogiliste puurimiste teemadel kahtlemata osavad üles keerutama palju tolmu ja vanu ajaloolisi emotsioone, kuid antud juhul soovitan siiski säilitada kainet mõistust ning kriitilist meelt.

Sõnaseletaja

 [1] tugevus, lõhelisus, abrasiivsus jne.

[2] nähtavad kivimitüübid, kihtide piirid, kihtide kallutatus, lõhelisus, mineralisatsiooni ilmingud, puurmaterjali saagised jne.

[3] kivimaterjali silinder.

[4] st materjal püütakse samasse puurtorusse, millega puuritakse.

[5] st südamiku jaoks on eraldi torujas püüdur, mis tuuakse puurkolonni sees maapinnale vintsisüsteemide abil.

[6] segu veest, bentoniidist ning polümeeridest.

[7] geoloogiakauged inimesed, kes võtavad sõna ja kujundavad avalikku arvamust geoloogilistel teemadel. P.S kirjapildi sarnasus sama nime kandva ajakirjanikuga on juhuslik.