Провітрювання як панацея від аномалій

Передбачається, що най­ближчими днями експерт­на комісія опублікує офіційний висновок про причини аварії на шахті імені Засядька. Цього разу, як і під час вивчення причин попередніх трагедій, експертам знову довелося помучитися над загадкою смертоносної підземної аномалії. Усе повторюється: після масштабної аварії офіційні особи розводять руками, стверджуючи, що в усьому винні якісь загадкові глибинні явища, про які сучасна гірнича наука, мовляв, нічого не знає. Цитуючи класика: «про що, неясно, мовчить наука...».

За останні п’ять років на одному тільки горизонті 1078 метрів шахти імені Засядька сталося п’ять великих аварій. Щоразу загадкова аномалія спричиняла підземний вибух метану. Загалом на фатальному горизонті загинуло 246 людей: п’ятеро рятувальників, усі інші — шахтарі. В усіх випадках винними були або прилади спостереження, які проґавили небезпеку, або вчені, котрі чогось не врахували, не спрогнозували, недогледіли. Вчених, утім, згодом жаліли й глибокодумно розмірковували про те, що від нашої науки в її нинішньому непривабливому стані чогось чекати не доводиться.

Під час обговорення різноманітних версій підземних вибухів висловлювалися найекзотичніші припущення. Деякі експерти, наприклад, стверджували, що на глибинах понад кілометр датчики контролю метану потрібно настроювати не на прийняту нині позначку граничної концентрації в 1,5%, а на меншу величину, тому що з надр до метану примішувалися ще якісь гази, які утворюють вибухонебезпечну суміш за меншої концентрації. Серед інших фантастичних версій — збої в роботі устаткування, аномальні перепади температури й тиску.

Поки готуються офіційні документи, наше видання виносить на суд своїх читачів альтернативну думку представників вітчизняної науки, які працюють у галузі шахтної безпеки. Самі вчені спростовують як обвинувачення у своїй некомпетентності, так і вимисли любителів наукової фантастики. «У тому, що стосується газодинамічних явищ, українським ученим світові фахівці і в підметки не годяться. На міжнародних конференціях запитання ставлять нам, а не ми запитуємо в американців», — заявив у коментарі нашому кореспонденту завідувач відділу автоматичних засобів захисту та контролю МакНДІ (основної наукової установи Мінвуглепрому, розташованої в місті Макіївка Донецької області) Юрій Іванов. Донбаським ученим довелося займатися методичним, технічним і науковим забезпеченням видобування вугілля в найскладніших гірничо-геологічних умовах світу, що дало змогу нагромадити неоціненний досвід. Тому американські й російські фахівці, які окупували постраждалу шахту імені Засядька, особливою підмогою для українських колег навряд чи стануть — більшість із них приїжджає до України лише спостерігати за веденням гірничих робіт в унікальних умовах.

Не менш скептично вчені налаштовані стосовно популярної легенди про кілометрові глибини як про terra incognita, перед якою мають пасувати всі відомі аксіоми про розробку родовищ коксівного вугілля. «Критична оцінка в кілометр насправді не має під собою ніякої фізичної суті. Наприклад кріплення. Тиск, якого воно зазнає (а саме від тиску залежить інтенсивність та обсяги газодинамічних явищ), на глибині двісті метрів і кілометр — однаковий», — продовжує Юрій Іванов.

Немає під землею, на його думку, і якогось особливого газу, здатного вибухнути за меншої концентрації. І на поверхні, і на кілометровій глибині пропорція зберігається — якщо в метаноповітряній суміші понад 1,5% метану, будь-яка випадкова іскра спричинить вибух. Водночас цей газ, як відомо, не має кольору та запаху, тому повідомити про небезпеку можуть тільки прилади. «Залежить від глибини тільки кількість газу, що виділяється. Метан виділяється під час виїмки вугілля, із відбитого вугілля, із виробленого простору», — пояснює директор інституту «Автоматгірмаш» В’ячеслав Курносов (цей інститут — один із основних розроблювачів шахтних систем безпеки). «Від глибини, — продовжують учені, — не залежить стан роботи устаткування та апаратури: що на ста метрах, що на тисячі все працює однаково».

Отже, в аваріях на найглибших шахтах не винні ні незнання науки, ні непристосованість устаткування, ні таємничі аномалії з якимсь загадковим метаном, що відрізняється від газу, який зустрічається ближче до поверхні. Тож у чому річ?

Процитований Володимир Висоцький у тій-таки пісні пропонував шукати будь-яким загадковим і незрозумілим явищам найпростіше й практичне пояснення: «мне представляется, совсем простая штука…». Представ­ники вітчизняної науки стверджують, що й у випадку зі смертоносною підземною аномалією горизонту 1078 метрів усе зовсім просто — шахтарів занапащає звичайне повітря. Точніше, його нестача.

Причиною кисневого голодування підземних виробок є, зокрема, гіперактивна експлуатація шахт. Так, шахту імені Засядька здано в експлуатацію в 1958 році з проектною потужністю в 1,2 млн. тонн вугілля на рік. Як на ті часи — об’єкт колосальної потужності, передове підприємство і вічний призер соцзмагань. У 1967 році виробничу потужність затверджено на рівні 1,5 млн. тонн на рік.

Водночас, за офіційними даними, за 10 місяців 2007 року на шахті імені Засядька видобуто 2,8 млн. тонн вугілля. Якщо судити з досвіду минулих років, гірники, які стали на ударну трудову вахту, можуть дійти й до
4 млн. тонн за підсумками року. На перший погляд, у таких стахановських рекордах немає нічого поганого. Зрозуміло, ніхто не змушує гірників із Засядька рубати вугілля на старому устаткуванні чи працювати на знос. Шахта неодноразово проходила модернізацію, багато підрозділів неодноразово обновили необхідне для роботи устаткування, причому керівництво підприємства не скупилося, закуповуючи краще, що могли запропонувати вітчизняні та зарубіжні виробники.

Проте вчені дорікають, що при всьому цьому фахівці та менеджери шахти імені Засядька (як, утім, і багатьох інших) забули про пропускну спроможність вентиляційної системи і про повітряний режим виробок. Товщина вугільних пластів, розроблюваних на цій шахті, становить від 0,8 до 2 метрів, ці пласти залягають від 900 до 1320 метрів завглибшки. Загазованість шахти — 298 кубометрів метану за хвилину.

Розраховуючи проходження виробки, інженери беруть до уваги безліч параметрів: «нора» прокладається з таким розрахунком, щоб можна було надійно закріпити склепіння, доставити техніку й забезпечити необхідний робочий простір для шахтарів. Усі ці розрахунки роблять на підставі затвердженого плану видобування. Проте, стверджують фахівці, при цьому не враховують, що при збільшенні обсягу видобування збільшуються й обсяги виділеного метану, а отже, виробка має пропустити до чорного золота не тільки людей і техніку, а й необхідну для розведення метану до безпечної концентрації кількість повітря. Вентиляційна система будується з урахуванням проектної потужності, тобто вдвічі «слабкіша», ніж потрібно, адже 1,5 млн. і три-чотири мільйони видобутку — дві великі різниці.

Далі як лавина наростає кількість помилок, прорахунків і фатальних випадків, що призводять у результаті до трагедій. Повітря бракує, а метану забагато — датчики-газоаналізатори заливаються солов’єм і блокують роботу устаткування, відключають енергопостачання небезпечної зони з тупою впертістю «старанної» машини. Гірникам, які працюють у шахті, відразу йде дзвінок «зверху» (у буквальному значенні — зверху): «Чого стали? План давайте!».

«Тьху!» — спересердя спльовує ланковий і вставляє в паз магнітний ключ-діод, який блокує автоматику. Робота триває в ручному режимі... Утім, під тиском інспекторів з безпеки, з часом системи контролю метанової обстановки почали випускати без функції ручного блокування. Тоді в хід ідуть інші трюки. Наприклад, розповідають шахтарі, можна провести від повітроводу звичайний шланг і тицьнути його в «морду» датчикові: на, дихай, тільки заткнися! Робота вирує, нагорі диспетчер бачить на пульті райдужну картину — у шахті повітря свіже й чисте, як на альпійських курортах. А після аварії знову починають гуляти в масах жахливі розповіді про «раптові» викиди метану й підступну непередбачуваність глибин...

Рецепт безпеки простий, як усе геніальне. На запитання, як уникнути повторення масштабних аварій на великих глибинах, опитані кореспондентом експерти, не змовляючись, відповіли: збільшити переріз гірничих виробок, впустити в шахту повітря. Та й у процесі роботи час від часу зупинятися і «провітрювати» небезпечні ділянки. Щоправда, учені визнали, що це буде задоволення не з дешевих і дещо пригальмує «стахановські» темпи видобування.

Розірвати це порочне коло фахівці пропонують з допомогою розробленої та запущеної в дослідну експлуатацію системи комплексної безпеки (СКБ). Нині ця система «обкатується» на шахті імені Кірова в Макіївці, згодом буде встановлена на шахті імені Засядька і ще 24 найнебезпечніших шахтах. За словами розроблювачів, у СКБ вся інформація не «розбігається» по службах і підрозділах, а стікається до електронних «мізків» системи — програмно-апаратного блока сполучення. Таким чином, один диспетчер на одному пульті бачить усю шахту в комплексі.

Принципова відмінність такої системи від попередніх — у тому, що за ситуацією на шахті в онлайновому режимі (автоматичне зняття інформації з контрольної апаратури проводиться щосекунди) стежать ще три спостерігачі — закріплений за шахтою загін гірничорятувальників, центральний штаб гірничорятувальної служби та, у перспективі, контролер у Мінвуглепромі. Кожний з учасників контролю має можливість також у кризовій ситуації перебрати управління на себе і відключити живлення, одночасно активуючи систему аварійного оповіщення. Одна голова, мовляв, добре, але може розгубитися в критичній ситуації. Як диспетчер на шахті «Україна» у Селідово, котрий у паніці перемкнув подачу повітря на реверс, аби не розгорілася пожежа. Чадний газ пішов назад під землю й убив усіх, хто ще залишався в шахті. Ця сама «розумна» система регулює й подачу повітря: якщо на пульті індикатор датчика метану змінив спокійний зелений колір на щось більш загрозливе, автоматично відкриваються повітроводи.

Так, виконання цих рекомендацій, їх упровадження — справа трудомістка та й витратна. Та все одно — який же простий, виявляється, секрет порятунку.