Проветривание как панацея от аномалий

Предполагается, что в ближайшие дни экспертная комиссия опубликует официальное заключение о причинах аварии на шахте имени Засядько. В этот раз, как и при изучении предыдущих трагедий, экспертам вновь пришлось биться над загадкой смертоносной подземной аномалии. Все повторяется: после масштабной аварии официальные лица разводят руками и утверждают, что во всем виноваты какие-то загадочные глубинные явления, о которых современная горная наука, мол, ничего не знает. Цитируя классика: «о чем неясно, молчит наука…»

За последние пять лет на одном только горизонте 1078 метров шахты имени Засядько произошло пять крупных аварий. Каждый раз загадочная аномалия приводила к подземному взрыву метана. В общей сложности на роковом горизонте погибли 246 человек: пятеро спасателей, остальные — шахтеры. Во всех случаях виноватыми оказывались либо приборы наблюдения, которые «проморгали» опасность, либо ученые, которые что-то не учли, не спрогнозировали, недоглядели. Ученых потом, впрочем, жалели и глубокомысленно рассуждали о том, что от нашей науки в ее нынешнем неприглядном состоянии чего-то ожидать трудно.

При обсуждении различных версий подземных взрывов высказывались самые экзотические предположения. Некоторые эксперты, например, утверждали, что на глубинах более километра датчики контроля метана нужно настраивать не на принятую сейчас отметку предельной концентрации в 1,5%, а на меньшую величину, потому что из недр к метану примешиваются еще какие-то газы, которые образуют взрывоопасную смесь при меньшей концентрации. Среди прочих фантастических версий — ничем не объяснимые сбои в работе оборудования, аномальные перепады температуры и давления.

Пока готовятся официальные документы, наше издание представляет на суд своих читателей альтернативное мнение представителей отечественной науки, работающих в области шахтной безопасности. Сами ученые опровергают как обвинения в своей некомпетентности, так и досужие вымыслы любителей научной фантастики. «В том, что касается газодинамических явлений, украинским ученым мировые специалисты в подметки не годятся. На международных конференциях вопросы задают нам, а не мы спрашиваем у американцев», — заявил в комментарии нашему корреспонденту заведующий отделом автоматических средств защиты и контроля МакНИИ (основного научного учреждения Минуглепрома, расположенного в городе Макеевка Донецкой области) Юрий Иванов. Донбасским ученым пришлось заниматься методическим, техническим и научным обеспечением добычи угля в самых сложных горно-геологических условиях мира, что позволило накопить неоценимый опыт. Поэтому оккупировавшие пострадавшую шахту имени Засядько американские и российские специалисты особым подспорьем украинским коллегам вряд ли станут — большинство из них приезжают в Украину только лишь для наблюдения за ведением горных работ в уникальных условиях.

Не менее скептически ученые настроены по отношению к популярной легенде о километровых глубинах как о terra incognita, перед которой должны пасовать все известные аксиомы о разработке месторождений коксующихся углей. «Критичес­кая отметка в километр на самом деле не имеет под собой никакой физической сути. Например, крепи. Горное давление, которое они испытывают (а именно от давления зависит интенсивность и объемы газодинамических явлений), на глубине двести метров и километр — одни и те же», — продолжает Юрий Иванов.

Нет под землей, по его мнению, и какого-то особого газа, способного взорваться при меньшей концентрации. И на поверхности, и на километровой глубине пропорция сохраняется — если в метановоздушной смеси больше 1,5% метана, любая случайная искра повлечет за собой взрыв. В то же время этот газ, как известно, не имеет цвета и запаха, поэтому сообщить об опасности могут только приборы. «Зависит от глубины только количество выделяемого газа. Метан выделяется при выемке угля, из отбитого угля, из выработанного прост­ран­ства», — поясняет директор института «Автоматгормаш» Вячес­лав Курносов (этот институт — один из основных разработчиков шахтных систем безопасности). «От глубины, — продолжают ученые, — не зависит состояние работы оборудования и аппаратуры: что на ста метрах, что на тысяче все работает одинаково».

Итак, в авариях на сверхглубоких шахтах не виноваты ни неосведомленность науки, ни неприспособленность оборудования, ни таинственные аномалии с каким-то загадочным метаном, отличным от газа, встречающегося ближе к поверхности. Так в чем же дело?

Процитированный Владимир Высоцкий в той же песне предлагал искать любым загадочным и непонятным явлениям самое простое и практичное объяснение: «мне представляется, совсем простая штука…». Представители отечественной науки утверждают, что и в случае со смертоносной подземной аномалией горизонта 1078 метров все совсем просто — шахтеров губит обычный воздух. Точнее, его нехватка.

Причиной кислородного голодания подземных выработок является, в том числе, гиперактивная эксплуатация шахт. Так, шахта имени Засядько сдана в эксплуатацию в 1958 году с проектной мощностью в 1,2 млн. тонн угля в год. По тем временам — объект колоссальной мощи, передовое предприятие и вечный призер соцсоревнований. В 1967 году производственная мощность утверждена на уровне 1,5 млн. тонн в год.

В то же время, по официальным данным, за 10 месяцев 2007 года на шахте имени Засядько добыто 2,8 млн. тонн угля. Если судить по опыту прошлых лет, вставшие на ударную трудовую вахту горняки могут дойти и до 4 млн. тонн по итогам года. На первый взгляд в таких стахановских рекордах нет ничего предосудительного. Разумеется, никто не заставляет горняков с Засядько рубить уголь на старом оборудовании или работать на износ. Шахта неоднократно проходила модернизацию, многие подразделения не единожды обновляли необходимое для работы оборудование, причем руководство предприятия не скупилось, закупая лучшее, что могли предложить отечественные и зарубежные производители.

Однако ученые упрекают, что при всем этом специалисты и менеджеры шахты имени Засядько (как, впрочем, и многих других) забыли о пропускной способности вентиляционной системы и о воздушном режиме выработок. Толщина угольных пластов, разрабатываемых на Засядько, составляет от 0,8 до 2 метров, эти пласты залегают на глубине от 900 до 1320 метров. Загазованность шахты — 298 кубометров метана в минуту.

При расчете прохождения выработок инженеры учитывают множество параметров: «нора» прокладывается с таким расчетом, чтобы можно было надежно закрепить своды, доставить технику и обеспечить необходимое рабочее пространство для шахтеров. Все эти расчеты делаются на основании утвержденного плана добычи. Однако, утверждают специалисты, при этом не учитывается, что при увеличении объема добычи увеличиваются и объемы выделяемого метана, а значит, выработка должна пропустить к черному золоту не только людей и технику, но и необходимое для разбавления метана до безопасной концентрации количество воздуха. Вентиляционная система строится с учетом проектной мощности, то есть вдвое «слабее», чем нужно, ведь 1,5 млн. и три-четыре миллиона добычи — две большие разницы.

Далее как лавина только нарастает объем ошибок, просчетов и роковых случайностей, приводящих в итоге к трагедиям. Воздуха не хватает, а метана много — датчики-газоанализаторы заливаются соловьем и блокируют работу оборудования, отключают энергоснабжение опасной зоны с тупым упрямством исполнительной машины. Работающим в шахте горнякам тут же идет звонок «сверху» (в буквальном смысле — сверху): «Чего встали? План давайте!».

«Тьфу!» — в сердцах сплевывает звеньевой и вставляет в паз магнитный ключ-диод, блокирующий автоматику. Работа продолжается в ручном режиме… Впрочем, под давлением инспекторов по безопасности впоследствии системы контроля метановой обстановки стали выпускать без функции ручной блокировки. Тогда в ход идут другие трюки. Например, рассказывают шахтеры, можно провести от воздуховода обычный шланг и сунуть его в «морду» датчику: на, дыши, только заткнись! Работа кипит, наверху диспетчер видит на пульте радужную картину — в шахте воздух свеж и чист, как на альпийских курортах. А после аварии вновь начинают гулять в массах страшные рассказы о «внезапных» выбросах метана и коварной непредсказуемости глубин…

Рецепт безопасности прост, как все гениальное. На вопрос, как избежать повторения масштабных аварий на больших глубинах, опрошенные корреспондентом эксперты, не сговариваясь, ответили: увеличить сечение горных выработок, впустить в шахту воздух. Да и во время работы время от времени останавливаться и «проветривать» опасные участки. Правда, ученые признали, что это будет удовольствие не из дешевых и несколько притормозит «стахановские» темпы добычи.

Разорвать этот порочный круг специалисты предлагают с помощью разработанной и запущенной в опытную эксплуатацию системы комплексной безопасности (СКБ). Сейчас эта система «обкатывается» на шахте имени Кирова в Макеевке, впоследствии будет установлена на шахте имени Засядько и еще 24 самых опасных шахтах. По словам разработчиков, в СКБ вся информация не «разбегается» по службам и подразделениям, а стекается к электронным «мозгам» системы — программно-аппаратному блоку сопряжения. Таким образом, один диспетчер на одном пульте видит всю шахту в комплексе.

Принципиальное отличие такой системы от предшественников — в том, что за ситуа­цией на шахте в онлайновом режиме (автоматическое снятие информации с контрольной аппаратуры проводится ежесекундно) следят еще три наблюдателя — закрепленный за шахтой отряд горноспасателей, центральный штаб горноспасательной службы и, в перспективе, контролер в Минуглепроме. Каждый из участников контроля имеет возможность также в кризисной ситуации перехватить управление на себя и отключить питание, одновременно активируя систему аварийного оповещения. Одна голова, мол, хорошо, но может растеряться в критической ситуации. Как диспетчер на шахте «Украина» в Селидово, который в панике судорожно переключил подачу воздуха на реверс, чтобы не разгорался пожар. Угарный газ пошел обратно под землю и убил всех, кто еще оставался в шахте. Эта же «умная» система регулирует и подачу воздуха: если на пульте индикатор датчика метана сменил спокойный зеленый цвет на что-то более угрожающее, автоматически открываются воздуховоды.

Да, исполнение этих рекомендаций, их внедрение — дело трудоемкое и затратное. Но все равно — до чего же прост, оказывается, секрет спасения.