Kiviteknologia kirjasarja KT1 KT2 KT3 KT4
Louhimon sijainnissa on otettava huomioon rakennettu ympäristö, johon kuuluvat mm. asuinalueet, kiinteistöt, kesänviettopaikat ja yleiset maantiet. Lisäksi pohjavesialuevaraus, maisemallinen harvinaisuus tai luonnonsuojelukohde voivat olla louhinnan esteenä. Sataman tai rakennuskiven jalostuspaikan läheisyys pienentää kiven kuljetuskustannuksia ja parantaa louhimon tuotannon kannattavuutta.
Kiviesiintymän käyttökelpoisuuden arviointi
Uutta esiintymään kartoitettaessa turvaudutaan ensiksi olemassa olevaan tietoon jota saadaan maamme topografiaa, maaperää sekä kallioperää ja sen rakennetta kuvaavista kartoista. Myös geofysikaalisia mittaustuloksia esittäviä karttoja on runsaasti saatavilla.
Maastokartoitus voidaan käynnistää, kun kohteesta on karttatulkinnan avulla jo selvitetty sen yleinen topografia, muoto, maapeitteen laatu ja paksuus, alueen suurtektoninen rakenne sekä yleisgeologinen kuva. Sen laajuuden määräävät kiven laatu, haluttu tarkkuus ja tutkimuksen alkuvaiheessa myös alueen suuruus.
Maastokartoituksella saadaan jo erittäin hyvä kuva kiviesiintymästä, sen rakenteesta sekä mahdollisuuksista käyttää kiveä tuotannon materiaalina. Jatkotutkimukseen kelpaaville kohteille suunnitellaan tutkimusohjelma, jonka mukaan maastokartoituksen antamaa pintakuvaa täydennetään kolmiulotteisen kuvan saamiseksi kiviesiintymästä. Tutkimusmenetelminä voidaan käyttää joko kallionäytekairausta taikka geofysikaalisia mittauksia. Syytä on myös tehdä koelouhinta sekä tutkia kiven tuotantoteknisiä ominaisuuksia, joita ovat mm. irrotettavuus, porattavuus, lohkeavuus, sahattavuus sekä hiottavuus.
Kairauksilla ja niihin liittyvillä tutkimuksilla saadaan tietoa kallion sisäosien ominaisuuksista sekä irtomaan peittämästä kalliosta. Kairauskustannukset ovat melko korkeat. Menetelmien käyttö on valmisteltava huolella. Hyvin suoritettu tiedon keruu, tulkinnat sekä maastokartoitus ohjaavat oikeille maastokohdille.
Geofysikaalisten mittausten, lähinnä seismisten, avulla saadaan tietoa esiintymän irtomaapeitteiden paksuudesta, kivilajin rapautuneisuudesta ja kallion rakoilusta. Seismisellä mittauksella saadaan selville kivenrikkoisuusaste. Kiven rakoilusysteemit sekä lustasuunnat tulee selvittää kartoitusten avulla sekä kairauksin.
Vanha esiintymää tutkittaessa kivestä tunnetaan sen rakoilu ja lustasuunnat , kiven väri, raekoko, rakenne, tekstuuri, tekniset ominaisuudet ja niiden vaihtelut louhoksen eri osissa. Maastokartoitus vanhan esiintymän ympäristössä ei ole niinkään uuden tiedon keruuta kuin jo tunnetun kivilaadun varmistamista. Kartoituksella on syytä varmistaa edullisin louhinnan jatkosuunta.
Louhimon avausta valmistelevat työt
Yksityiskohtaisen kohdetutkimuksen aikana tai sen jälkeen voidaan tehdä pienmuotoinen koelouhinta, jolla selvitetään kiven ns. tuotantoteknisiä ominaisuuksia. Koelouhinnan aikana tarkastellaan mm. kiven irrotettavuutta ja porattavuutta. Koelouhinta osoittaa parhaiten kallion ominaisuudet ja samalla hyödytään valmiista lohkareista.
Koelouhinnasta saaduille lohkareille voidaan tehdä koejalostus, jossa tarkkaillaan kiven jalostusominaisuuksia, kuten sahattavuutta, poltettavuutta, hiottavuutta ja kiillottuvuutta.
Rakennuskivet kuuluvat, lukuun ottamatta vuolukiviä ja marmoreita, maa-aineslain alaisuuteen. Joten ensiksi on saatava näytteenottolupa joka voidaan tehdä joko suullisesti tai kirjallisesti. Rakennuskiven louhinnalle on haettava maa-aineslain mukainen ottolupa. Hakemukseen liitetään vuokrasopimus louhittavan alueen maanomistajan kanssa. Samanaikaisesti maa-ainesten ottoluvan kanssa haetaan alueelle ympäristölupamenettelylain mukainen ympäristölupa. Maa-ainesten ottoa ei yleensä saa aloittaa, ennen kuin molemmat luvat ovat saaneet lainvoiman.
Louhimon toiminnan suunnittelu
Louhintamenetelmän valintaan vaikuttaa käytettävissä oleva louhintakalusto, jolle on suunniteltava sopivat työolosuhteet. Mikäli jokin työvaiheen toteuttaminen tuottaa vaikeuksia, sille on suunniteltava toinen korvaava menettelytapa. Kiven laatu ja olosuhteet vaihtelevat eri louhimoilla niin paljon, ettei samanlaisia menetelmiä tai koneita voida käyttää. Suunnittelussa on otettava huomioon tarvittava henkilöstö.
Louhimon avauksen suunnittelu ja näytteenotto kannattaa kytkeä keskenään, jotta tutkintavaihe saadaan hyödynnetyksi. Ensin on raivattava louhimoalue jotta voidaan suunnitella varsinainen louhimon avaus. Kun louhimon rintaus on saatu avatuksi, voidaan suunnitella kamin irrotusmenetelmä.
Louhimon aloitusvaiheessa tulee paljon sivukiviä. Siitä voidaan tehdä mursketta, lastausalueiden ja teiden rakentamiseen.
Koneistuksen suunnittelussa on otettava huomioon olosuhteet, joissa kone joutuu työskentelemään ja se, millaiseen käyttötarpeeseen sen on sovelluttava. Koneet tulee hankkia tärkeysjärjestyksessä tasapainoisesti eri työvaiheisiin.
Louhinnan jokaisessa työvaiheessa siirretään erilaisia materiaaleja. Sivukivi on siirrettävä välittömästi pois louhinnan tieltä ja aihiot kuljetettava viimeistelyporauspaikalle. Valmiit kivilohkareet viedään varastokentälle mitattavaksi, minkä jälkeen ne lastataan kuljetettaviksi jalostamoon.
Louhintamenetelmät
Louhittavien kallioiden ja louhimoiden ympäristön olosuhteet vaihtelevat. Pääperiaate louhinnassa on, että käytetään mahdollisimman paljon hyväksi luonnon halkeamia l. lustia. Louhinnan suunnittelussa ja louhintamenetelmien valinnassa otetaan huomioon kallion ominaisuudet ja muut olosuhdetekijät sekä jatkojalostuksesta ja kivituotteiden loppukäytöstä johtuvat vaatimukset. Käytännössä eri louhimoilla sovellettavat menetelmät poikkeavat varsin paljon toisistaan.
Kivien erilainen mineraalikoostumus ja rakenne vaikuttavat kivilajien louhintaominaisuuksiin. Graniittien louhinnassa käytetään hyödyksi kivien lohkeavuusominaisuuksia. Vuolukivi on pehmeä mutta toisaalta sitkeä kivilaji, joten kovien kivien louhinnassa käytettävät menetelmät eivät ole käyttökelpoisia louhittaessa vuolukiveä rakennuskiveksi. Liuskekivikallio on voimakkaasti kerroksellinen ja rakenteeltaan liuskeinen. Liuskeiden irrotustekniikka poikkeaa tästä syystä merkittävästi muista kivistä.
Louhinnan määräävät pystysöörit ja kiven halkeavuus, joka on yleensä söörien suuntainen. Louhinta etenee graniittilouhoksilla porrasmaisesti sopivalla pengerkorkeudella. Poraamalla systemaattisesti suorakaiteen muotoinen irrotus saadaan louhoksen ulkonäkö hyvän näköiseksi ja selväpiirteiseksi.
Louhinnan työvaiheet
Louhinnan työvaiheet ovat tavallisesti: kamin irrotus ja sen paloitteleminen lohkareiksi, lohkareiden paloittelu ja jälkikäsittely. Tavallisimmat irrotusmenetelmät ovat: railoporaus tai polttoleikkaus, kiilaaminen, sahaus ja räjäyttäminen.
Irrotuslouhinnalla tarkoitetaan tarvekivilouhinnassa työvaihetta jossa kiintokalliosta irrotetaan suuri lohkare, kami. Kamien koot vaihtelevat kallion laadun ja irrotusmenetelmien mukaan. Suurimmat kamit ovat useiden satojen jopa tuhansien kuutiometrien kokoisia. Kamin irrotuksen lähtökohtana on, että lohkareet saadaan irti halutun muotoisina ja irrotetut lohkareet ja jäljelle jäävä kallio säilyvät ehjinä. Kamin kokoon vaikuttavat käytännössä louhimon olosuhteet, louhintakalusto ja tavoiteltava lohkarekoko.
Valmiin kivilohkareen muodolle ja kivimateriaalin laadulle asetetaan käytännössä varsin tarkat ja yksilöidyt vaatimukset. Vaatimukset perustuvat lohkareen jatkojalostuksen ja kivituotteiden loppukäytön olosuhteisiin ja erikoispiirteisiin. Kamin paloittelun lähtökohtana on aina valmiin kiven tavoitteellinen mitoitus. Paloittelu lohkareiksi on tästä syystä suunniteltava hyvin ja tehtävä huolellisesti.
Räjäytys ja räjähdysaineet
Tarvekivilouhinnassa räjäytyksen tarkoituksena on halkaista kallio paikallisesti. Tavoitteena on irrottaa kivi mahdollisimman ehjänä niin, että aiheutetaan mahdollisimman vähän vaurioita ympäröivään kallioon. Tarve ja rakennuskiven louhinnassa käytetään tähän tarkoitukseen valmistettuja räjähdysaineita, jotka on suunniteltu yleensä hyvin heikkoa tai kevyttä panostusta vaativiin töihin.
Panostustyössä tarvittavat välineet: puukko, teippi, klemmareita, panostuskeppi/letku, nallipihdit, tarvittavat liikennemerkit ja hälytyspilli sekä sähkönallia käytettäessä: vastusmittari, laukaisijalaita ja tarvittavat johdot.
Räjäytys alkaa poraus ja räjäytyssuunnittelulla. Jonka jälkeen suoritetaan reikien puhdistus ja panostus. Panostuksen jälkeen suoritetaan panoksen sytytys ja räjäytys. Viimeiseksi tarkistetaan räjäytyksen tulos.
Lopuksi
Kivilohkare mitataan, kun sen koko ja suorakulmainen muoto on viimeistely. Ennen mittausta kivet tarkistetaan mahdollisten vikojen ja värivirheiden paikallistamiseksi. Kivet numeroidaan yksilöivillä louhimokohtaisesti juoksevilla tunnuksilla. Jos käytössä on eri laatuluokkia, ne erotetaan toisistaan numerosarjojen tai kirjaintunnusten avulla.
Kiviteollisuudessa viime vuodet ovat olleet myönteisen kehittymisen aikaa. Yritykset ovat panostaneet kivialan kehitystyöhön. Suomen kiviteollisuudessa on tapahtunut yhdistymistä yrityskauppojen muodossa. Myöskin kivialankoulutus on kehittynyt viime vuosina merkittävästi ja tutkimuslaitokset ovat entistä enemmän yhteistyössä kiviteollisuuden kanssa.
Lähde: Kiviteollisuusliitto Ry
Kiviteknologia kirjasarja KT1 KT2 KT3 KT4