Новые технологии в области предотвращения взрывов метановоздушных смесей на угольных шахтах

Уголь, как альтернативный источник энергии и химического сырья, в настоящее время приобретает все более динамичное развитие. Газовые и нефтяные ресурсы постоянно истощаются и имеют более ограниченные возможности, в том числе, в части трудоемкости добычи и разработки, нежели угольные пласты. Эта тенденция заметна во всем мире. Но существует серьезный недостаток отрасли, который значительно влияет на ее перспективное развитие – это большое количества аварий и чрезвычайных происшествий, в том числе, со смертельными случаями, достаточно часто возникающими на предприятиях угольной промышленности.

Как это не печально, но шахты, эксплуатируемые в России, по количеству технических инцидентов являются одними их самых опасных в мире. Любая крупная техногенная катастрофа, как правило, сопровождается человеческими жертвами и наносит огромный вред имиджу отрасли и перспективе ее развития. Главным «врагами» на подобных опасных производственных объектах эксперты называют смеси метана и воздуха (МВС, — ред.), а также угольную пыль. Учитывая, что современная металлургия требует от шахтеров уголь определенно качества, последним приходится все глубже «уходить под землю» – нужное сырье находится на достаточно больших глубинах.

Более того, уровень развития топливно-энергетического комплекса сегодня таков, что как правило осуществляется не только разработка угольных пластов, но и газовых месторождений. Это ведет к еще большему риску возникновения на подобных объектах технических аварий и других происшествий. Очевидно, что отрасль в этой части нуждается в соответствующих реформах и ей необходимы новые технологии, которые смогут обеспечить определенный, нормативный уровень безопасности на шахтах.

В настоявшее время все методологические подходы в области предупреждения на шахтных предприятиях взрывов опасных смесей метана и воздуха, а также пыли, подразделяются на две части. К первой имеют отношения технологии, чья задача подавить взрыв и свести его последствия к минимуму. В данном случае речь идет ужу о состоявшемся взрыве. Сегодня в отрасли достаточно широко используется технология АСВП-ЛВ. Ее применяют как на российских, так и украинских шахтах. Донецкими разработчиками был создан еще один действенный аппарат – так называемый «ствольный взрывоподавитель». Эксперты высоко оценивают его эффективность, так как он включает в себя реакцию на множество возможных параметров. Естественно он работает в автоматическом режиме, система подавления взрыва которого включается за десятую долю секунды до его потенциального происшествия. Кроме того, в этой технологии грамотно составлена структура игибирующего подавляющего порошка. Но, в любом случае, основная функция механизма направлена на предотвращение и локализацию взрыва. Дело в том, что в реальных условиях практически невозможно предугадать в каком направлении будет распространиться взрывная волна и естественно трудно оценить насколько эффективно отреагирует устройство.

Именно поэтому и возникли технологии, работающие совершенно по другим принципам – их задача предупредить взрыв, а не ослабить его последствия. Это достигается воздействием принудительного порядка непосредственно на саму метано-воздушную смесь, которая едва зафиксирована соответствующими приборами. Подобную технологию специалисты считают более эффективной. Существует масса методов в этом направлении. К ним можно отнести, например, поджигание газа на конкретном участке, а также создание зон, где наверху созданы специальные перегородки и осуществляются небольшие взрывы, сжигая опасные смеси.

В этой области существует и множество других предложений. Есть технологии, предусматривающие добавление в смесь метана и воздуха жидкости, имеющей низкое содержание кислорода. Изобретений, в том числе уже внедренных на предприятиях угольной промышленности, достаточно много, но все они должны основываться на одном основополагающем для их эффективности принципе – метановоздушная смесь или угольная пыль должны быть обнаружены на как можно ранней стадии своего появления в зоне контроля. В противном случае, механизм не сработает, что может привести к необратимым последствиям. С появлением опасности включается сигнальное устройство и срабатывают датчики, запускающие механизм появления ингибитора, основной функции которого является формирование среды не способствующей взрыву на контролируемом участке шахты. Одновременно на диспетчерский пульт аварийных служб поступает и сигнал о чрезвычайном происшествии. К ингибиторам предъявляются высокие требования. Их задача заключается в том, чтобы как можно дольше «держать» территорию аварийной зоны в безопасности, даже при возникновении случайных искр или возгораний. С другой стороны, это вещество должно быть абсолютно безопасным для здоровья людей, находящихся в этот период на рабочем месте. Именно поэтому специалисты должны искусно и профессионально подбирать его химических состав.

Отечественные разработки в этом направлении уже появились на рынке. Так, одна из них разработана сибирскими учеными. В технологии используются элементы тушения пожара специальным порошком. Специалисты опробовали свой образец на шахтах, создав соответствующие экстремальные условия, которые потенциально могли бы привести к очень серьезной и разрушительной аварии. Для эксперимента была создана метано-воздушная смесь, с содержанием газа чуть меньше 10 процентов. Запуская установку, испытатели пытались поджечь смесь посредством прямого огня. Но, никаких последствий от этих провокационных экспериментальных действий не было – ни взрыва, ни возгорания. Эффективность этой технологии в том, что порошок, по сути, останавливает реакцию окисления метанового газа, что исключает вероятность взрыва. Данная технология по предупреждению взрывов на шахтах смесей метана, воздуха и пыли, хорошо зарекомендовавшая на экспериментальных испытаниях, была запатентована в 2012 году и успешно применяется на предприятиях угольной промышленности. Эта технология не только защищает шахту от случайного или умышленного взрыва, но и имеет абсолютно безвредный для сотрудников шахты, находящихся в конкретный момент внутри, ингибитор.