Как снизить количество аварий при добыче угля

Подземные аварии на шахтах и рудниках, бессмысленные и беспощадные, ежегодно уносят жизни шахтёров и спасателей. Эксперты утверждают, что задача снижения уровня аварийности вполне достижима и предлагают различные способы, подчас весьма капиталоемкие.

Речь идёт о новых комплексах для пожаротушения, мобильных спасательных установках, роботах-спасателях и роботах-разведчиках, установке цифрового оборудования для мониторинга и так далее. Несмотря на немалую стоимость, ликвидация последствий аварий обойдётся для предприятия дороже, достаточно посмотреть на такие примеры, как десятилетиями полыхающие подземные пожары и аварии, унесшие не один десяток жертв.

Объёмы добычи и смертность

О чём говорят высокие показатели аварийности при добыче подземных ископаемых, в частности, угля? Можно предположить, что, прежде всего, о масштабах отрасли, ведь чем больше объёмы добычи, тем больше будет возникать и нештатных ситуаций. Но такое предположение справедливо только на первый взгляд. Если проанализировать статистические данные объёма добычи угля в РФ за последние два десятилетия и сопоставить их с количеством аварий и погибших, то выяснится, что прямой зависимости между объёмом добычи и количеством жертв нет.

Так, по данным Ростехнадзора и ЦДУ ТЭК, всплески гибели людей отмечены в 2007 году.


Напомним, для угольной отрасли это был урожайный год, шахтёры добыли 316 млн тонн угля, при этом произошла 21 авария, в которой погибло 232 человека. На следующий год количество смертей упало вчетверо, до 53 человек в 12 авариях, в 2009 году упали объёмы добычи до 302 млн тонн, а вместе с ними и аварийность: произошло 9 чрезвычайных происшествий, в которых погибло 48 человек. Следующий пик смертности пришёлся на 2010 год — объёмы добычи угля превысили 2008 год, на-гора горняки подняли 323 млн тонн, а в 22 авариях погибло 135 шахтёров и горноспасателей. После этого количество смертных случаев пошло на убыль, несколько увеличившись, правда, в 2013 году до 63 погибших шахтеров и спасателей в 11 авариях. В 2014 году и 2015 году произошло по 8 аварий, в которых погибло 25 и 20 человек соответственно. В 2016 году в 8 авариях погибло 56 человек.


Справедливости ради стоит отметить, что крупные аварии случались на шахтах и в советское время. Так, даже сегодня впечатляет масштабами чрезвычайное происшествие на шахте «Капитальная» г. Копейска в Челябинской области 20 февраля 1964 года — взрыв метана унёс жизни 59 рабочих. Именно «Капитальной» долгое время принадлежал печальный рекорд, который держался до 1997 года, когда на шахте «Зыряновская» в Новокузнецке в результате взрыва метана под завалом оказалось около 100 шахтёров, 67 из них погибли.
Долгосрочная программа развития угольной промышленности России предполагает снижение уровня смертности до 0,05 человек на 1 млн тонн к 2030 году. Такой показатель для нашей отрасли достижим, что показал пример 2015 года. Но в целом заявленный показатель в 3–4 раза хуже: на каждый 19–20 млн тонн угля у нас гибнет 3-4 человека.

Горноспасатели рискуют

Помимо шахтёров, есть и ещё одна категория работников, чья деятельность связана со смертельным риском — это спасатели. Если взять данные статистики, то практически каждая крупная авария уносит жизни не только горняков, но и сотрудников военизированных горноспасательных частей. Больше всего, по данным МЧС РФ, спасателям военизированных горноспасательных частей приходится иметь дело с подземными пожарами. По официальным данным МЧС, за период 2010-2016 (более свежих данных не обнародовано, — прим. ред.), в 2010 году из 13 пожаров подземных было 8, в 2013 году, который стал пиковым по количеству чрезвычайных происшествий, где принимали участие военизированные части МЧС, под землёй полыхали 14 пожаров из 20, в 2015 — 14 из 18, в 2016 году части МЧС ликвидировали 11 пожаров, из них подземных — 4. В течение 2016 года работники ВГСЧ выполнили 18 791 профилактическое обследование горных выработок, 3 166 обслуживаний массовых взрывов, 184 технические работы, при которых разгазировано более 44 км горных выработок.


«Осознание необходимости защиты техники от возгорания приходит к собственникам уже после печального опыта, но даже тогда находятся желающие обойтись минимальными затратами — несопоставимыми с возможными рисками», — констатирует старший менеджер ООО «Фаст Инжиниринг Системы Пожарной безопасности» Андрей Матьков.


По его словам, наземную и подземную технику зачастую эксплуатируют 24 часа в сутки, в суровых климатических условиях и агрессивных средах, и несмотря на строгие требования регламентного ТО, в процессе эксплуатации могут сложиться обстоятельства, способствующие возгоранию: тяжёлая среда эксплуатации (испарения, скопления пыли, горячий цех), посторонние легковоспламеняющиеся предметы в непосредственной близости от агрегатов с повышенной температурой (двигатель, турбонагнетатели, выпускной коллектор и т. д.), а также человеческий фактор.

Цифровая шахта

«Мировой опыт показывает, что обеспечить бесперебойную работу предприятия и минимизировать случаи с возгоранием дорогостоящего имущества-возможно», — подчёркивает г-н Матьков.


На сегодняшний день, уточняет он, есть производители с многолетней историей и опытом по созданию и производству надёжных решений, обеспечивающих пожарную безопасность на передвижной технике. Такая защита, по его мнению, даёт возможность обнаружить возгорание на ранней стадии, дать оператору возможность увести технику от скопления людей, других технических средств, горючих материалов и быстро потушить возгорание.

Оперативная ликвидация возгорания позволяет в кратчайшие сроки ввести технику обратно в строй и исключить дорогостоящий простой и ремонт. При выборе систем пожаротушения, продолжает инженер, важно обращать внимание на опыт производителя и поставщика таких систем, как на территории РФ, так и в мире, соответствие мировым стандартам (FM, UL, NFPA и др.). Защита ведущих производителей техники поможет составить понимание о надёжности и доверии к системе пожаротушения.

Одной из первых компаний, зарекомендовавших себя на рынке пожарной безопасности надёжным партнёром и по сей день удерживающей планку лидера, является компания Ansul. Более 100 лет её системы пожаротушения защищают технику и жизни людей по всему миру. На заводах крупнейших производителей техники её устанавливают на различные средства — от подземных погрузчиков до карьерных экскаваторов, подытоживает эксперт.


Среди причин аварий и смертей основное место занимает человеческий фактор, в том числе низкая культура производства работ, несоблюдение различных правил и технологии производства, это факт, который открыто признали как контролирующие органы, так и эксперты.


В качестве средства борьбы с совокупностью природных катаклизмов и человеческого фактора инженерная мысль предлагает комплексы оборудования, предназначение которых можно определить одним словом — «цифровая шахта».


«Избежать на 100% возможности возникновения нештатных ситуаций нельзя, но есть возможность в режиме реального времени «видеть» обстановку в шахте и в случае ЧП оперативно принимать решение», — объясняет представитель ООО «Альфа-Сейфети» Игорь Калабан.


Он рассказывает, что уже сейчас работают комплексы, в том числе, которые решают задачу передачи огромного массива данных — о показаниях приборов, местоположении и действии каждого из шахтёров, состоянии атмосферы, уровне нагрева и состоянии используемого оборудования.


«Оператор, который находится на поверхности, может принимать решение не с опозданием, основываясь на противоречивых показаниях свидетелей, а исходя из объективных показателей процесса. Более того, применение подобных комплексов может решить проблему поиска людей и оборудования, и значит, исключить инциденты, подобные тому, что произошли на шахте «Мир», когда восемь шахтёров так и не было найдены», — подчеркивает он.

Тренировки для спасателей

Чтобы снизить потери при ликвидации пожаров, в МЧС создают центры подготовки спасателей. Один из них, а именно Национальный центр подготовки горноспасателей МЧС, недавно открыли под Новокузнецком. Благодаря сочетанию различных технических новинок он представляется шагом вперёд, инновацией, правда, необходимость создания таких специальных центров уже прописана законодательно. Предусмотрено, что на каждом предприятии добывающей промышленности должны быть вспомогательные горноспасательные команды, которые тренируются на своей шахте и на базе ближайшей горноспасательной части.


Подготовка в таких центрах предусматривает не только тренировку на местности, с выездом на работающие в регионе шахты, но также моделирование возможных аварийных событий с применением технологий виртуальной реальности. Отдалённо такие тренажёры напоминают съёмочные павильоны: это один или нескольких грузовых контейнеров морского типа, изнутри оборудованных для моделирования условий в аварийной шахте. Каждый контейнер представляет собой определённую «полосу препятствий», где спасатели отрабатывают не только навыки использования аварийно-спасательного инструмента, тактику тушения пожара или ликвидации прочих аварий, но и получают психологическую подготовку, привыкают к световым и шумовым эффектам, и тренируются в задымлении вплоть до полной потери видимости.


Тренировки в таких условиях — экстремальны, поэтому руководитель подразделения посредством системы видеосвязи с инфракрасными камерами наблюдает за происходящим, и в том случае, если нагрузки окажутся чрезмерными, есть возможность прекратить тренировку. Технически это будет выглядеть как возвращение к нормально действующей шахте: загорится свет, вентиляторы удалят дым, сотруднику окажут помощь. Таким образом, горноспасатель проходит тренировку в условиях, схожих с теми, что складываются в случае аварии в подземных горных выработках. Несмотря на предельные перегрузки, уровень профессионального мастерства с каждым разом возрастает.
К слову, новокузнецкий комплекс — не единственный. Так, в горноспасательном подразделении МЧС в городе Губкин Белгородской области уже действует многофункциональный тренажёрный комплекс, имитирующий подземное рабочее пространство добывающих предприятий, расположенных на юге страны.


Помимо спасателей в структуре МЧС, собственные спасатели действуют и в составе каждого добывающего предприятия. Всего на предприятиях горнодобывающей промышленности действует 315 вспомогательных горноспасательных команд общей численностью более 11 000 человек. Задача вновь создаваемых комплексов — подготовить, в том числе, и непрофессиональных спасателей. Прошедший соответствующую подготовку шахтёр может правильно оценить нештатную ситуацию и принять решение, а в некоторых случаях — даже ликвидировать аварию.

На сегодняшний день, судя по материалам расследований ЧП, уровень подготовки в нештатных ситуациях низкий даже у инженерного состава. Опасность работы на конкретных шахтах часто недооценивают, а специалисты порой неверно анализируют связи технологии ведения работ с состоянием подземной среды.


Помимо практических мер, таких, как новое оборудование, тренировочные центры, снижению аварийности может помочь элементарное наведение порядка в организации спасательных работ. По данным МЧС, в ряде добывающих предприятий спасательные работы организуются частными предприятиями, численность личного состава в которых недостаточна для борьбы с серьезными авариями. Чтобы исправить эту ситуацию, МЧС России в 2017 году внесло в законодательство ряд изменений, регламентирующих деятельность аварийно-спасательных служб.

Роботы — спасатели и разведчики

Высокие показатели смертности как шахтёров, так и спасателей, обнажили давнюю проблему освоения недр, а именно — недостаточный уровень автоматизации горных и спасательных работ.

Сейчас, несмотря на очевидное развитие технологий, робототехнические комплексы для проведения поисковых и ремонтно-восстановительных работ в аварийных шахтах находятся в лучшем случае только в стадии разработки, команды учёных дальше опытных образцов не продвинулись. Для затруднений есть объективные причины: робот, который способен оказать реальную помощь при внештатных ситуациях, должен уметь продвигаться не просто по неровной поверхности, а преодолевать значительные разрушения, находить выход в завалах, двигаться в огне, задымлении, при этом быть настолько надёжным, чтобы передавать данные и сохранять работоспособность.


Авария на шахте «Северная» в Воркуте заставила учёных Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны (ВНИИПО) МЧС России всерьёз подойти к проблеме и начать работу над созданием робота–спасателя.

Это автоматизированный мобильный комплекс, который способен заметить людей при обследовании чрезвычайно загазованных и аварийно-опасных горизонтов угольных шахт. Опытный образец оснащён системой видеокамер и датчиками, позволяющими получать информацию о концентрации в воздухе взрывоопасного метана и других вредных веществ. Передвигаясь по забою, робот передаёт информацию из аварийных угольных шахт и их горизонтов об уровне взрывоопасности и состоянии попавших в чрезвычайную ситуацию шахтёрах. Но полезные функции робота этим не ограничиваются, он также способен доставлять пострадавшим при авариях средства индивидуальной защиты, включая изолирующие противогазы, позволяющие поддерживать жизнеобеспечение в условиях повышенной загазованности.


Справедливости ради стоит отметить, что уже сейчас в активе горноспасателей есть технические новинки. Так, задействованы специальные зонды, которые позволяют исследовать труднодоступные места, и некоторые из них использовали при ликвидации аварии на шахте «Северная». Принцип действия этого робота-исследователя основан на инфракрасных датчиках, которые позволяют устройствам работать при сильном дыме в полной темноте. Они смогут передать изображение с установленных на них видеокамер и взять пробы воздуха.


Ещё одна из перспективных разработок — робот-разведчик. Согласно задумке учёных, он должен будет передавать видеосигнал и проводить анализ воздуха на наличие взрывоопасных газов. От аналогов, которые используют на поверхности, его будет отличать особо надёжная конструкция, исключающая возникновение искр от электрооборудования.

Нет предела совершенству

Помимо роботов, для автоматизации спасательных работ отраслевые институты совершенствуют уже применяющееся оборудование. Так, ряд ноу-хау внедрены в дыхательные аппараты нового поколения. Если при тушении пожара на поверхности в большинстве случаев у спасателя всё-таки имеется возможность «глотнуть» свежего воздуха, то при ликвидации аварии в замкнутой горной выработке это невозможно, вся атмосфера непригодна для дыхания. Новый дыхательный аппарат обеспечивает такую возможность.


На базе дизелевозов, которые сейчас используют для доставки людей и грузов, создали специальную мобильную установку, позволяющуюя автономно применять аварийно-спасательный инструмент различной модификации. Её доставляют к месту аварии в шахте в составе поезда, в неё можно включить необходимый инструмент — гидравлический или пневматический. Также там есть насос, которым можно откачать воду, правда, в небольших объёмах. Ещё на этой установке есть электрогенератор, но при использовании электричества в зоне аварии есть свой нюанс — не должно быть взрывоопасных веществ в воздухе.


Ещё одно техническое новшество — представленный на одной из последних специализированных выставок мобильный подземный реаниматологический комплекс, предназначенный для работы в непригодной для дыхания среде. В подземном реанимобиле создаётся избыточное давление, которое препятствует попаданию воздуха извне.


Он может передвигаться как за локомотивом по подвесной монорельсовой дороге, так и по рельсовому пути. По сути, это салон автомобиля медицинской скорой помощи, который размещён в подземной горной выработке. Запаса сжатого воздуха в баллонах, расположенных в модуле, в среднем хватит на 12 часов потребления. В оснащении мобильного комплекса предусмотрен аппарат искусственной вентиляции лёгких, портативный бронхоскоп. В арсенале медицинских препаратов — уникальный кровезаменитель «Перфторан», способный насыщать человеческий организм кислородом. Благодаря ему можно спасти шахтёров при поражении органов дыхания.


«Несмотря на ужесточение требований безопасности исключить возгорания на шахтах не удаётся, поэтому инженеры продолжают разрабатывать новое оборудование для тушения пожаров и усовершенствовать уже действующие образцы техники. Мы разработали новый модуль пожаротушения распылённой водной струёй», — рассказал главный конструктор НПК ЗАО «Источник Плюс» Александр Грузев.


Он уточнил, что образец уже изготовлен, прошёл сертификации, признан соответствующим ГОСТу. Его особенность в том, что он может применяться как на шахтах и рудниках, так и на других объектах повышенной пожароопасности, где опасность представляют пыль, газ и другие вещества. Г-н Груздев уточнил, что разработанный модуль пока не запущен в серийное производство, но проведённые испытания показали, что его можно задействовать даже на пожарах, подобных недавней резонансной катастрофе в торговом комплексе «Зимняя Вишня» в Кемерове.


Несмотря на все техническое разнообразие средств ликвидации аварий и их профилактики, а также вспомогательных инструментов, вроде тренажёров и учебных центров, добиться значимого снижения смертности под землёй можно только, если кардинально изменить подходы к безопасности.