Louhinta

Avolouhos Portlandin saarella Britanniassa.

Louhinta on kaivos- tai rakennustoimintaan liittyvää työtä, jossa kallioperästä irrotetaan kiviainesta joko räjäyttämällä tai jollain muulla tekniikalla. Louhinta voidaan jakaa avolouhintaan, maanalaiseen louhintaan sekä veden alla tapahtuvaan louhintaan.

Louhintaa tehdään useista syistä. Kalliota voidaan louhia pois rakennusten perustusten tai teiden tieltä tai tunnelin tai luolan rakentamiseksi tai laajentamiseksi. Kiveä voidaan myös louhia tarve- ja käyttökiveksi. Suuria määriä kiveä louhitaan kaivosteollisuudessa, kun otetaan haluttuja malmeja sisältävää kiviainesta.

Louhinta rakennustoiminnassa

Rakennustoiminnassa kalliota louhitaan joko esteen poistamiseksi, tunneleiden rakentamiseksi tai rakennusteollisuuden raaka-aineeksi. Louhinnasta syntynyt louhe käytetään joko sellaisenaan tai murskattuna pääasiassa rakennusten pohjamateriaaliksi, tai teiden ja rautateiden pengermateriaaliksi. Usein uusia rautatielinjauksia tehtäessä pyritään linjaamaan rata siten, että louhimistöistä saatava kiviaines voidaan vähällä vaivalla siirtää pehmeikköjen täyttämiseen tai matalien alueiden pengerrykseen. Usein on taloudellista murskata louhe soraksi, jolloin sen jälleenmyyntiarvo nousee ja sitä voidaan käyttää vaativimmissa paikoissa, esimerkiksi teiden tai talojen kantavissa kerroksissa.

Käyttökiven tai malmin louhinta eli ns. massalouhinta

Käyttökiveä louhitaan esimerkiksi teiden tai rakennusten pohjia varten. Massalouhinnassa pyritään irrottamaan kiven tulevaa käyttöä ajatellen optimaalinen louhe mahdollisimman pienellä poraus- ja räjähdemäärällä. Esimerkiksi murskattavaksi tarkoitetulle kivelle on maksimikoko, jolloin liian suuria kiviä joudutaan ”rikottamaan”. Toisaalta täyttöihin kelpaavat isommatkin kivet.

Suuren sinkoutumavaaran ja tärinän takia massalouhintoja tehdään pääasiassa etäällä asutuksesta ja vaara-alue ulottuu louhintojen aikana satojen metrien säteelle. Räjäytysten aikana vaara-alueella ei saa olla ihmisiä ja koneet siirretään pois alueelta kalustovahinkojen välttämiseksi. Avolouhoksilla räjäytykset pyritään ajoittamaan työvuorojen vaihtoon, jolloin kaivosmonttu saadaan tyhjäksi ihmisistä ja kalustosta siten, että räjäytys häiritsee mahdollisimman vähän lastaus- ja kuljetustoimintaa.

Massalouhinnassa käytetään suurta porakalustoa (porareiän halkaisija voi olla yli 10 cm) ja suuria reikäpanoksia (kymmeniä kiloja räjähdettä reikää kohden). Toisaalta reikiä porataan harvaan, jolloin yhdellä reiällä saadaan irrotettua huomattavan suuri määrä louhetta ja jolloin porametrejä ja räjähteitä kuluu vähän kuutiometriä kohti. Poraus- ja panostusvirheistä, kallion rikkonaisuudesta tai kiven laadun vaihteluista johtuen kalliosta voi irrota isompia kiviä, joita joudutaan myöhemmin rikottamaan joko poraamalla ja räjäyttämällä tai kaivinkoneeseen kiinnitetyllä hydraulisen vasaran avulla.

Raivauslouhinta

Kalliopinnan ollessa lähellä maan pintaa, täytyy kalliota louhia, jotta talojen perustukset, infrastruktuuri tai kunnallistekniikan putket saataisiin sijoitettua oikealle tasolle. Raivauslouhinnoista suurin osa on pieniä, esimerkiksi talojen pohjien louhintoja, mutta on myös suurempia töitä, kuten teiden avoleikkauksia.

Raivauslouhinnassa täytyy yleensä ottaa huomioon ympäristön asettamat rajoitteet, kuten asutus, tiet ja mahdollisesti tärinälle arat rakenteet. Usein raivauslouhinnalle on asetettu rajamitat, jotka täytyy pyrkiä toteuttamaan: jos esimerkiksi talon pohjan jää ”kovaksi”, eli tehdyn louhinnan korkeustaso on korkeammalla kuin tavoitetaso, louhintaa täytyy jatkaa, jotta perustuksille saadaan riittävästi tilaa. Liian laajalti louhittu pohja aiheuttaa kuitenkin turhia kuluja, koska pohjaa joudutaan täyttämään.

Raivauslouhinnoissa voidaan tilanteen salliessa käyttää massalouhintakalustoa ja -tekniikoita esimerkiksi teiden kallionleikkauksiin. Yleensä teiden linjaukset suunnitellaankin siten, että kallioleikkauksista saadaan helposti täyttökiveä lähistölle. Pienemmissä ja sinkoamiselle herkemmissä kohteissa ei ole järkevää tai turvallista käyttää järeää kalustoa ja suuria reikäpanoksia, vaan pientä porakalustoa, pienempiä reikäpanoksia ja tiheää porauskaaviota. Tämän vuoksi porametrejä ja räjähteitä joudutaan käyttämään enemmän irrotettua kuutiometriä kohti. Tällä tavalla louhituista kivistä tulee pienen reikävälin takia huomattavasti pienempiä kuin massalouhinnassa. Pienen reikäpanoksen takia sinkoutumavaara pienenee huomattavasti, koska momentaalisen eli samanaikaisesti räjähtävän räjähteen määrä on pieni.

Lisäksi sinkoutumalle herkässä ympäristössä täytyy kenttä peittää huolellisesti ennen räjäytystä. Ympäristössä olevia ihmisiä täytyy varoittaa räjäytyksestä, mikä tapahtuu useimmiten käyttämällä summerilla annettua piipittävää ääntä. Tarvittaessa räjäytyspaikan ympäristö tulee eristää sivullisilta asettamalla vahteja räjäytyspaikan ympäristöön. Erittäin herkässä ympäristössä täytyy käyttää jotain muuta louhintatekniikkaa kuin räjäyttämistä, esimerkiksi irtiporausta tai murtolaastia, joka on hitaasti, mutta voimakkaasti laajeneva seos.

Tarvekiven louhinta

Tarvekiven louhinta (Keski-Afrikan tasavalta)

Tarvekiveä louhitaan esimerkiksi talojen julkisivuihin, katukiveyksiin tai hautakiviin. Tarvekiviä louhitaan huolella valituista paikoista, joissa kiven laatu ja ominaisuudet ovat tarvekiviin sopivia. Tarvekivien louhinnassa täytyy pyrkiä mahdollisimman pieniin vaurioihin kiven pinnassa. Vaurioita ovat mm. mikrohalkeilu räjäyttäessä tai virheellinen porauksen suuntaus, jolloin kiven pintaan tulee kolo. Tarvekivilohkoja myytäessä hinnoitellaan kiven sisällä olevan suora seinämäisen ehjän kiven osuus: jos kiven päällä on 5 cm syvä porareikä, koko kiven korkeudesta vähennetään 5 cm.

Tarvekiviä voidaan louhia monella tekniikalla: räjäyttämällä, irtiporaamalla, sahaamalla, kiilaamalla tai polttoleikkaamalla. Räjäyttämällä kiven sivuille ja alle porataan pienellä reikävälillä reikiä, jotka panostetaan kevyesti, ja panokset räjäytetään tarkalleen samanaikaisesti. Räjäytykseen käytetään Suomessa aniitti-, ANFO-, kemiitti-, kemix- ja dynamiittipanoksia. Irtiporaamisessa porataan erikoiskalustolla reikiä vieri viereen, jolloin saadaan aikaan railo. Sahaamista käytetään muun muassa pehmeän vuolukiven louhinnassa, jolloin kivi leikataan kalliosta irti isolla moottorisahaa muistuttavalla laitteella. Kiilaamisessa kiveen porataan rivi reikiä, joihin isketään kiilat, jotka aiheuttavat kiveen jännityksen ja lopulta lohkaisevat sen.

Tarvekiven louhinta aloitetaan irrottamalla kalliosta ensin ”kami” eli iso lohko, jonka koko vaihtelee, yleisimmän koon ollessa noin 1 000–2 000 kuutiometriä. Tämän jälkeen kamista lohkotaan useiden vaiheiden kautta halutun kokoisia palasia.

Rummun louhos, Viro

Louheen ja murskeen tilavuus

Kun kallio räjähdyksen voimasta rikkoutuu louheeksi, sen tilavuus kasvaa lähes kaksinkertaiseksi laskentatavasta riippuen. Kun taas louhittu aines on murskattu, sen tilavuus pienenee, ja kun louhe kuljetetaan rakenteeseen, sen tilavuus pienenee jälleen. Kun rakennekerroksessa murske tiivistetään, se pienenee likimäärin 65 prosenttia alkuperäisten murskeen tilavuudesta.

Louhinta kaivosteollisuudessa

Kaivosteollisuudessa louhinta suoritetaan malmien tai mineraalien esiintymistavan mukaan avolouhintana tai maanalaisena louhintana. Louhinnan jälkeen malmi rikastetaan.

Lähteet

• Lappalainen, Pekka, Hakapää, Antero & Paalumäki, Tauno (toim.): Kaivos- ja louhintatekniikka. (3. uud. p.) Helsinki: Opetushallitus, Kaivosteollisuus FinnMin, 2015. ISBN 978-952-13-5778-7