Причины взрывов на тупиковых забоях и способы их предотвращения
Тупиковые забои на угольных выработках являются источником многих опасностей, в том числе серьезных аварий и различных чрезвычайных случаев. Они, как правило, вызваны геологической обстановкой на объекте, а также последствиями производственно-технологической деятельности. В результате прохода специальной техник в местах разработки пластов уголь подвергается разрушению. Газ, который находится внутри, моментально выделяется и смешивается с воздухом, образуя опасные смеси. Но уголь разбивается не только на крупные фракции – также образовываются мельчайшие частицы, которые могут располагаться в атмосфере в форме своеобразных аэрозольных веществ. Они способны перемещаться по пространству вместе с воздушными потоками. Получается, что в атмосфере присутствуют следующие взрывоопасные фракции: сам газ метан, аэрозоль и смеси этих двух веществ.
Подобная проблема в горной промышленности имеет четкий, достаточно проработанный нормативный регламент, который позволяет не только мониторить уровень опасных веществ в воздухе, но и регулировать посредством многочисленных мероприятий безопасную эксплуатацию объекта. Причем, речь идет не только о технических мерах по снижению аварийности на шахтах. Большое значение имеет организация процесса подготовки профессиональных специалистов в этой области, а также охрана труда горняков и их инструктаж перед работой.
Контрольные функции над безопасностью шахт осуществляет не только само предприятие, эксплуатирующее объект, но и государство в лице территориальных органов Ростехнадзора. В области снижения взрывоопасности шахтных выработок существует достаточно большое количество надзорных нормативных документов, проводятся многочисленные проверки, а аварии на этих объектах как происходили, так и происходят – метан и угольная пыль продолжают взрываться.
Эксперты заявляют, что причиной подобных негативных ситуаций является пресловутый «человеческий фактор». Анализ многочисленных результатов расследования уже происшедших чрезвычайных происшествий, связанных со взрывами, показал, что по вине сотрудников шахт возникают следующие инциденты: неисправность датчиков контроля над нормативным содержанием метанового газа в воздушном пространстве горной выработки, а также динамики перемещения воздушных потоков, нарушение работы вентиляционных устройств, разрушение кабельных систем и т.д.
Но специалисты в этой области утверждают, что причины, очевидные на первый взгляд, на самом деле гораздо более сложны.
В случае возникновения на объекте ситуации со взрывом опасных горючих веществ специальная комиссия осуществляет комплексную проверку причин, то есть проводит расследование. Изначально специалисты этого органа тщательно изучают и анализируют всю техдокументацию. Параллельно осуществляется поиск настоящего источника возгорания горючих смесей, а также скрупулезно рассматриваются причины, по которой сформировалась среда, способствующая взрыву. Также оценивается возможность участия в этом негативном процессе угольной пыли.
Специалисты подразделения, где произошла авария, совместно с коллегами из Ростехнадзора, оценивают насколько выполнялись требования разнообразных нормативных регламентов в части обеспечения и соблюдения правил безопасности.
К данным требованиям, прежде всего, относится:
- Четкое соблюдение параметров вентиляционных систем, заданных проектными нормативными показателями. Их качественные характеристики зависят от количества содержания метанового газа и угольной пыли в атмосфере обследуемого объекта.
- Комплекс мер по уменьшению концентрации опасных веществ в шахтной выработке.
Но необходимо понимать, что качество стандартов, нормативов и разнообразных регламентов, разрабатывали тоже люди, которые, как известно ошибаются. Поэтому, иногда при расследовании взрывов на шахтах возникают прецеденты, когда членами комиссии доказывается, что некоторые используемые на шахте стандарты не соответствуют требованиям промышленной безопасности. Именно поэтому крайне важна проблема компетентности кадров, участвующих в разработке нормативной документации. Более того, разработчики должно постоянно отслеживать все нововведения в этой области. В нашем случае это высокопроизводительная проходческая техника.
Производительность новых комбайнов с каждой новой моделью увеличивается, а это значит, что соответственно растет объем выделяемого метанового газа и особенно угольной пыли.
Безопасность шахт закладывается еще на стадии разработки проектных решений вентиляционных систем. Концентрация в атмосфере опасных горючих веществ в пределах допустимых норм зависит не только от расхода чистого воздуха, но и модели вентиляторного устройства. Чтобы осуществить расход воздуха надо точно знать с какой скоростью перемещается метан. Это достаточно сложные и не всегда точные эмпирические исследования. Не всегда получается точно определить эффективность работы комбайна – его общую производительность. Поэтому специалисты в этой области советуют при расчетах ориентироваться не на теоретическую производительность комбайна, указанную в технической документации, а реальные, фактические показатели, причем в максимальном значении. Расчеты расходных показателей воздушных потоков зависит от следующих параметров:
- Обще количество людей, находящихся в конкретный момент в зоне выработки.
- Объем метана в забое.
- Скорость перемещения опасных веществ, как в зоне выработки, так и забое.
При этом в отношении угольной пыли аналогичные расчеты не проводятся. Но проблема этих расчетных технологий заключается в том, что они не могут спрогнозировать объем формирования метанопылевоздушных смесей и скорость их образования, а также перемещения.
Данный методологический подход для тупиковых выработок должен предусматривать следующую логическую цепочку: подача воздуха непосредственно до забоя-смешивание метанового газа и угольной пыли с воздухом – перемещения опасных веществ по забою к выработке. Главным же в этой технологии является вентилятор, как динамический нагнетатель, осуществляющий локальное проветривание.