Перспективы совершенствования предохранительных взрывчатых веществ для угольных шахт Кузбасса

     В России же до сих пор в уставе ВГСЧ предписывается попавшим под завал шахтерам использовать такие технологии, как удары по рельсам и т.п., которые сами по себе опасны и не всегда доступны.

     В российской прессе уже опубликованы новейшие технологии обнаружения людей  под завалами с помощью телеметрической аппаратуры, но случаи их применения пока единичны, в Кузбассе же такие технологии только начинают внедрять.

     Говоря  об основных причинах чрезвычайных ситуаций на шахтах Кузбасса, нужно затронуть еще один важный момент. Задуматься о нем заставила авария на шахте «Зыряновская». Для оказания медицинской помощи пострадавшим были направлены 17 бригад скорой помощи из Новокузнецка вместе с дежурным транспортом. В результате оказалось, что их количество слишком велико, поскольку в живых остались только шесть шахтеров и один спасатель. В то же время на месте катастрофы недостаточно было судебных медиков. Условия для проведения судебно-медицинской экспертизы погибших не позволили осуществить высококачественные исследования, которые помогли бы максимально точно установить время наступления смерти у пострадавших, получить важные сведения для медицины катастроф.

     Тщательно изучив протоколы судебно-медицинского исследования погибших шахтеров и руководствуясь новыми, разработанными в Кемеровском  областном центре медицины катастроф методами, специалисты центра установили, что от 27 до 72 % травмированных при взрыве погибают не сразу, и в течение ближайших 3–4 ч вероятность найти их живыми достаточно велика, но с каждым часом она уменьшается.

     Так, по данным группы специалистов Центра медицины катастроф Кемеровской обл., из 67 погибших при аварии на шахте «Зыряновская» более 20 тяжело травмированных при быстром (в пределах одного часа) доступе к ним спасателей могли бы стать пациентами реанимационно-противошоковых групп ВГСЧ при условии возможности использования ими самоспасателей, которые отвечают всем требованиям и приводятся в действие автоматически.

     Этот  результат исследования особенно важен  в связи с тем, что ранее  было широко распространено мнение, что  при взрыве метана и угольной пыли в шахте находящиеся на близком расстоянии от взрыва шахтеры погибают мгновенно. Те же, кто находились далеко от эпицентра взрыва и получили легкие травмы, способны сами выбраться из шахты и не особо нуждаются в помощи спасателей.

     С такой позицией соглашаться нельзя. Во-первых, в течение первых часов после взрыва есть надежда спасти большинство пострадавших. Во-вторых, нет оснований считать, что вышедшие самостоятельно из зоны аварии не нуждаются в помощи. В подобных случаях первостепенное значение для спасения жизни пострадавших имеет догоспитальная помощь. Но и на этом этапе также возникает ряд проблем. Как правило, в 95 % случаев первыми на месте аварии оказываются бригады скорой медицинской помощи (исключение составляют закрытые производственные объекты). В связи с этим решение о распределении имеющихся в наличии сил и средств скорой медицинской помощи для организации работы бригад в чрезвычайной ситуации с первых минут ее возникновения принимает старший дежурный врач.

     В Кузбассе активно ведутся работы по снижению травматизма на предприятиях угольной промышленности. Большое значение для обеспечения безопасных условий на них имело создание в декабре 2004 г. Координационного совета по развитию угольной промышленности, охране труда, промышленной и экологической безопасности в Кемеровской обл., объединяющего основных акционеров ведущих угольных компаний и предприятий Кузбасса и возглавляемого губернатором Кемеровской обл. В 2005 г. Координационным советом было принято знаковое решение о разработке Комплексной целевой программы обеспечения безопасности и противоаварийной устойчивости на угледобывающих предприятиях (организациях) Кузбасса на 2005–2010 гг., для реализации которой Управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Кемеровской области совместно с НЦ ВостНИИ, РосНИИГД, НТЦ НИИОГР Минпромэнерго России все шахты Кузбасса были классифицированы по группам опасности и была проведена огромная работа по аудиту состояния промышленной безопасности на предприятиях угольных компаний. А в марте 2010 г. в Прокопьевске открыли первое предприятие по промышленной добыче метана из угольных пластов, что помимо экономической выгоды позволит существенно снизить уровень взрывоопасности метано-пылевоздушной смеси. 

      

     2 Анализ причин  крупных аварий 

     1. Шахта «Зыряновская» АО «УК «Кузнецкуголь». 2 декабря 1997 года

     Причиной  аварии и группового несчастного  случая явился взрыв метанопылевоздушной  среды, образовавшейся в нижней части  лавы (1-8 секции комплекса КМ-138) в  процессе работы комбайна 2ГШ-68Б в месте его нахождения. Источником воспламенения метанопылевоздушной смеси явился открытый источник огня, возникший в результате разрушения комбайном при его движении вверх по лаве изолирующего самоспасателя ШСС-1У (заводской №09834-09-96) и загорания кислородосодержащегося продукта, находящегося в нем. Температура горения этого продукта превышает 1000 градусов.

     Накопление  метана (местное скопление) до взрывоопасного содержания в труднопроветриваемой зоне между шнеками, корпусом комбайна и грудью забоя произошло в результате повышенного выделения его из отбитого угля и значительного сокращения воздухообмена в призабойном пространстве между плоскостью забоя и комбайном. Расход воздуха в этой зоне над комбайном составил 210 м3/мин., а между шнеками 140 м3/мин., что привело к возрастанию концентрации метана до 4,2% при средней по сечению лавы (0,8%). Повышению концентрации метана в этом районе способствовало выделение его из трещин в почве пласта.

     Наряду  с увеличением содержания метана в месте расположения комбайна при его работе происходило интенсивное пылеобразование с концентрацией взвешенной в воздухе угольной пыли выше нижнего предела ее взрываемости, составляющей 14 г/м3, что привело к образованию взрывчатой пылеметановоздушной среды. Нижний предел воспламенения смеси взвешенной угольной пыли и метана ниже, чем отдельных составляющих ее компонентов (метана 2% и взвешенной угольной пыли 3,5 г/м3).

     Наличие открытого источника пламени  в этой среде вызвало взрыв  пылеметановоздушной смеси; образовавшаяся при этом ударная волна привела во взвешенное состояние отложившуюся угольную пыль с элементов секций крепи КМ-138 из выработанного пространства лавы и прилегающих к ней выработок.

     Создание  пылевзрывоопасной обстановки на аварийном  участке явилось следствием:

     — высокого уровня запыленности при основных процессах: добыче угля, передвижении секций крепи, транспортировке угля конвейерами; обусловленных низкой естественной природной влажностью пласта (2,7%) и плохой смачиваемостью углей марки Ж;

     — выполнения не в полном объеме мероприятий по борьбе с пылью, предусмотренных проектом и паспортом выемочного участка (предварительное увлажнение угля в массиве производилось некачественно, и не использовались смачивающие добавки (ДБ);

     — наличия отложений угольной пыли в закрепленном пространстве выработок, прилегающих к лаве, в уклонах и выработанном пространстве лавы.

     По  характеру обрушения выработок, направлению деформированной и  опрокинутой крепи, элементов металлоконструкций ленточных конвейеров, разрушенных  бетонных перемычек в шлюзах и изолирующих перемычек со стороны движения ударной волны, а также при анализе всей совокупности имеющейся информации можно сделать вывод, что первоначально взрыв угольной пыли произошел в нижней части лавы 14-01 и конвейерном штреке, инициировавший в последующем более мощный взрыв в нижней части конвейерного уклона пласта 14 и прилегающих к нему выработках.

     Об  активном участии угольной пыли во взрыве свидетельствуют анализы  проб пыли, отобранные в выработках, подвергшихся взрывному воздействию. Потеря летучих веществ в этих пробах достигает 40%.

     Вывод. Причинами данной аварии является неравномерная  выемка угля, которая никак не связана  с количеством воздуха для  проветривания очистного забоя  и с вышеуказанной планограммой работ, так как в момент аварии, вероятно, очистной забой работал с повышенной нагрузкой, не обеспечив при этом нормальное проветривание.

     2. Шахта «Тайжина» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь». 10 апреля 2004 года

     Основными причинами аварии явились:

     — увеличение в кровле пласта Е-5 лавы 1-1-5-5 мощности песчаника основной кровли до 20 м, что вызвало массовое обрушение пород на большой площади;

     — образование избыточного вентиляционного  давления в выработанном пространстве лавы 1-1-5-5 в результате обрушения  пород кровли, что привело к вытеснению метана из промежуточной печи №2 в конвейерный штрек 1-1-5-6 и возникновению упругой волны, приведшей к потере устойчивости горного массива в месте сопряжения конвейерного штрека 1-1-5-6 с промежуточной печью № 4 и его обрушению;

     — образование значительных объемов метана, выделившихся в процессе обрушения пород кровли над сопряжением, что привело к формированию метановоздушной среды взрывчатой концентрации и поднятию отложившейся угольной пыли во взвешенное состояние;

     — возникновение источника воспламенения метана в результате повреждения высоковольтного кабеля с образованием электрического дугового разряда.

     Развитию  процесса протекания взрыва по сети горных выработок способствовало участие  в нем угольной пыли.

     Вывод. Причиной аварии является неравномерное подвигание очистного забоя, что привело к обрушению основной кровли, так как согласно плану ведения горных работ на месяц и проекту выемки угля в лаве обрушение основной кровли должно было произойти позднее. Рабочие соответственно не были предупреждены об этом.

     3. Шахта «Есаульская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь». 8 февраля 2005 года

     Авария  по характеру разрушений горных выработок  и оборудования, механического и  термического воздействия поражающих факторов взрыва на пострадавших классифицируется как пожар, осложненный взрывом метановоздушной смеси и угольной пыли.

     Основными причинами пожара явились:

     — самовозгорание угольной пыли в отработанной части пласта на сопряжении конвейерного штрека 29-26 с монтажной камерой;

     — загорание горючих материалов в  сбойке №4 от внешнего источника, характер которого не установлен.

     Причинами взрыва газа метана и угольной пыли явились:

     — поступление взрывоопасной метановоздушной  смеси из конвейерного штрека 29-26 и  примыкающего к нему выработанного  пространства на открытый огонь в районе сопряжения конвейерного штрека 29-26 со сбойкой №4;

     — прекращение разбавления взрывоопасной  метановоздушной смеси необходимым  количеством воздуха, поступавшим по сбойке №4 вследствие обрушения пород кровли этой сбойки и места ее сопряжения с конвейерным штреком 29-26;

     — наличие метана различной концентрации в конвейерном штреке 29-26 и примыкающем  к нему выработанном пространстве от очистного забоя до монтажной камеры;

     — наличие угольной пыли, отложившейся на всем протяжении конвейерного штрека 29-26.

     Вывод. Причиной аварии явилось неравномерное  подвигание очистного забоя, недостаточность  проветривания, отложение угольной пыли в отработанном пространстве, которое привело к самонагреванию и самовозгоранию угля.

     4. Шахта «Ульяновская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь». 19 марта 2007 года

     Причины аварии:

     — повышение интенсивности метановыделения  обусловлено примыканием нижней части лавы к оси Усковской  синклинали;

     — увеличение концентрации метана в нижней части лавы за счет изменения глубины  проветривания выработанного пространства при включении шестого агрегата главной вентиляторной установки;

     — формирование взрывоопасной концентрации метановоздушной среды в нижней части лавы в месте нахождения комбайна;

     — отсутствие мер по отключению электроэнергии с забойного оборудования и механизмов при превышении концентрации метана;

     — возникновение источника воспламенения  метана в результате повреждения  комбайнового кабеля с образованием электрического дугового разряда.

     Развитию  процесса протекания взрыва по всей сети горных выработок шахты способствовало участие в нем угольной пыли.

     Вывод. Причинами данной аварии является неравномерная  выемка угля, которая не согласована с количеством воздуха для проветривания очистного забоя, что способствовало увеличению концентрации метана.