Varjatud signaalid, mis ennustavad kaevanduse tõrkeid

Varjatud signaalid, mis ennustavad kaevanduse tõrkeid. 09.12.2025. Kaevandamine mõjutab keskkonda, mistõttu on ülioluline teada, mis täpselt toimub vees ja pinnases. Sel põhjusel usub TalTechi geoloogia instituudi järeldoktor Bruno Grafe – kes on töötanud nii kaevandusuuringutes kui ka Saksamaa kaevandusjärelevalves –, et pidevad mõõtmised võivad tuua märgatava muutuse. Viimase kahekümne aasta jooksul on andurid muutunud odavamaks, väiksemaks ja oluliselt võimekamaks. Samal ajal pole Euroopa regulatsioonid sellele arengule täielikult järele jõudnud, mistõttu käsitletakse reaalajas andmeid sageli kui „lisainfot“, mitte ametlikku tõendusmaterjali. Teadlaste jaoks tähendab see väljakutset: tõestada, et need tööriistad on piisavalt täpsed ja usaldusväärsed. Miks on „pidevad andmed“ olulised Grafe alustas lihtsa mõttega: kui sa mõõdad harva, näed vaid fragmenti. Kui mõõdad pidevalt, näed tegelikkust. Ta meenutas 2022. aasta katastroofi Poolas ja Saksamaal, Odra jõe ääres, kus 25–50% kalapopulatsioonist hukkus peaaegu üleöö. Reaalajas andmed oleksid aidanud ohtlikku vetikõitsengut varem märgata ning paremini mõista, kuidas temperatuur, soolsus ja väetiste jäägid üksteist võimendasid. Kaevandusettevõtetele on pideval mõõtmisel veel üks väga praktiline väärtus – see teeb töö sujuvamaks ja etteaimatavamaks. Kui muutused on nähtavad kohe, saab sekkuda enne, kui väike kõrvalekalle jõuab terve süsteemi seisma panna. Kuidas reaalajas andmed paljastavad varajased ohumärgid Grafe peamine näide tuli Lääne-Aafrika rannikul tegutsenud kullakaevandusest. Probleemiks oli kips. Kui sulfaat ja kaltsium on vees kõrge kontsentratsiooniga, hakkavad pöördosmoosifiltrite (seadmed, mis puhastavad vett peene membraani abil) sisse kasvama kipsikristallid – ja nende filtrite väljavahetamine on väga kulukas. Selle vältimiseks paigaldati ja testiti aasta jooksul Berliini idufirma Watergenics loodud Raman-spektroskoopia andurit Aisras. Lihtsalt öeldes on see väike ja vastupidav seade, mis laseb vette laserkiire ja loeb tagasi peegelduvat valgust – nii saab ta reaalajas „näha“, mis vees parajasti lahustunud on. „Me nägime täpselt ära, millal kaevandus lülitas ümber erinevate veehoidlate vahel – sulfaaditase hüppas kohe üles,“ ütles Grafe. Laboriproovid, mida võetakse vaid kord päevas, ei näitaks seda kunagi. Veel olulisem oli aga see, et andur märkas probleeme varem kui kaevanduse enda automaatika. Kui sulfaaditase hakkas tasapisi, kuid järjekindlalt tõusma, oli see selge märk, et kips hakkab filtritesse kogunema. „Operaatori jaoks on see väga väärtuslik – see annab aega reageerida, seadistusi kohandada või süsteemi puhastada,“ selgitas ta. Uuring on nüüdseks avaldatud ning näitab, et anduri täpsus vastab tööstuslike rakenduste nõuetele. Eesti kaevandussektor vajaks samuti reaalajas andmeid Grafe teine näide tuli Saksamaal asuvast suurest soolakaevandusest, kus andurid jälgivad jõe soolsust nii enne kaevandusala, kaevanduse sees kui ka pärast seda. Probleem on aga selles, et andurid võivad aja jooksul määrduda või kaotada oma täpsuse. Selle lahenduseks rakendas meeskond lihtsat loogikat: kui kolm samas jões töötavat andurit näitavad üksteisest tugevalt erinevaid väärtusi, on üks neist suure tõenäosusega eksimas. Masinõppe abil treeniti mudel ära tundma, millised muutused on loomulikud – näiteks veetaseme tõus – ja millised viitavad hoopis vigasele andurile. „Andur võib töötada ideaalselt, aga kui ta on ummistunud, on andmed ikkagi valed.“ Kui küsiti tema edasiste plaanide kohta Eestis, vastas Grafe, et soovib tuua siinsesse kaevandussektorisse rohkem reaalajas andmeid ja automatiseerimist. „Me vajame neid tööriistu – mitte ainult keskkonnakaalutlustel, vaid ka seetõttu, et vanamoodi töötamiseks pole lihtsalt piisavalt inimesi,“ märkis ta. „Me vajame neid tööriistu – mitte ainult keskkonnakaalutlustel, vaid ka seetõttu, et vanamoodi töötamiseks pole lihtsalt piisavalt inimesi.”