CC BY
124
АВАРИИ, СВЯЗАННЫЕ С ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЯВЛЕНИЯМИ НА ШАХТАХ, И УРОВЕНЬ КВАЛИФИКАЦИИ ИТР УГОЛЬНЫХ ШАХТ КУЗБАССА
Геннадий Иванович Кулаков
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им.
Н.А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, ул. Красный проспект, 54, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, тел. (383)217-06-07, e-mail: admin@misd.nsc.ru
На основе анализа аварий на шахтах Кузбасса за последние 20 лет, связанных с газодинамическими проявлениями, включая взрывы метана и угольной пыли, внезапные выбросы угля и газа, загазирование горных выработок, рассматриваются объективные и субъективные причины таких аварий, в общем случае связанные с уровнем квалификации ИТР угольных шахт по современным проблемам шахтного метана и вопросам безопасности ведения горных работ.
Ключевые слова: метан, газодинамические проявления, аварии, травматизм.
MINE ACCIDENTS RELATED TO GAS-DYNAMIC MANIFESTATIONS AND THE ENGINEERING PERSONNEL SKILL LEVEL AT KUZBASS COAL MINES
Gennady I. Kulakov
N.A. Chinakal Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Krasny Prospect 54, 630091, Russia, Novosibirsk, Dr. Tech. Sci., Professor, Senior researcher, Laboratory for Rock Mecanics, Phone: (383)217-06-07, e-mail: admin@misd.nsc.ru
Based on the analysis of mine accidents related to gas-dynamic manifestations in the Kuznetsky Coal Basin for last 20 years, including methane and coal dust explosions, coal and gas outbursts, mine working gasification, the author considers the subjective and objective reasons for mine accidents in terms of the skill level of the engineering personnel on the modern mine methane problems and the mine safety.
Key words: methane, gas-dynamic manifestation, accidents, traumatism
В последние два десятилетия существенно усложнились вопросы обеспечения безопасности на угольных шахтах Кузбасса. Неизбежное углубление горных работ на всех месторождениях бассейна ведет, хотя и к медленному, но непрерывному возрастанию горного давления и увеличению содержания метана в угольных пластах и вмещающих породах. Увеличивались мощности угледобывающей техники и производительность очистных забоев, скорости подви-гания подготовительных выработок. Возрастало количество выделившегося метана и масса образующейся угольной пыли. Все эти процессы сопровождались нарастанием частоты импульсных вбросов метана и угольной пыли в вентиляционную сеть горных выработок, участков и шахты в целом. Причины здесь разнообразные. Это загазирование забоев и отдельных выработок, а затем организация разгазирования их. Вброс метана при подвигании забоя штрека составляет несколько кубометров. Но в очистных забоях стружка шириной 0,5^0,8 м
снимается вдоль забоя лавы в течение 2-3 часов. Столько времени длится и значительный вброс метана.
При внезапных выбросах угля и газа в вентиляционную сеть вбрасываются тысячи м газа. Иногда наблюдается опрокидывание вентиляции шахты. В других случаях залповый выброс метана движется со скоростью вентиляционной струи, пока не наткнется на случайную искру или открытый огонь. ( Шахта № 12 ОАО «Киселевскуголь». При внезапном выбросе угля и газа, произошедшего 22.08.1997 г. при вскрытии квершлагом № 5 на гор. ± 0,0 м пласта «Проводник Горелого» было выброшено 67 т угля и 1200 м газа метана. Пробка из метана и угольной пыли была унесена силой выброса по квершлагу на расстояние более 80 м на полевой штрек и далее продвигалась за счет шахтной депрессии 60-70 м, пока не произошел взрыв от искры в электрической цепи аккумуляторного электровоза. Погибло 5 горняков).
Нарастание объемов извлекаемого угля сопровождается вовлечением потенциальных запасов метана из соседних пластов и более глубоких горизонтов в зону ведения горных работ. Накопленные за десятилетия методы и технологии ведения горных работ стали не справляться с притоком метана. Сложились условия к развитию случайных газодинамических процессов.
Последние два десятилетия в угольной отрасли проводилась реструктуризация. Задача - резко снизить уровень аварийности и травматизма на угольных шахтах. Способ решения - закрыть наиболее травмоопасные шахты России. Было закрыто 170 шахт. Заметим: в периоды, предшествующие реструктуризации происходили аварии, было травмирование горняков, были и смертельные случаи. При этом общее количество пострадавших при авариях на шахтах измерялось обычно однозначными числами (в большинстве случаев не выше 3-х), а потеря добычи составляла до сотни тонн на аварию [1].
Приведем несколько примеров:
- шахта «Аларда», «Кузнецкуголь», 04.11.92 г., вспышка метана, 4 пострадавших (тяжелые травмы);
- шахта «Калинина», 16.09.88 г., вспышка метана, двое травмированных;
- шахта «Красный углекоп», 18.12.88 г., взрыв метана, 1 погибший;
- шахта «Ярославского», 14.03.89 г., вспышка метана, один травмирован;
- шахта «Тырганская», 18.05.90 г., вспышка метана, двое травмированы;
- шахта «Тайбинская», 10.12.91 г., вспышка метана, трое травмированы.
В годы реструктуризации и в последующие годы на шахтах в Кузбассе стали регулярными аварии, количество погибших и пострадавших при которых характеризуется двухзначными числами [1].
Чем дальше от 90-х годов, тем тяжелее аварии на угольных шахтах (приблизились к рубежу 50 пострадавших к началу нового века):
- шахта «Тайжина», 10.04.2004 г., взрыв метана, погибло 47 горняков;
- шахта «Зыряновская», 02.12.1997 г., взрыв метана, погибли 67 шахтеров.
По-видимому, назрела необходимость ввести дополнительную классификацию аварий по числу смертельно травмированных и пострадавших. Целесообразно выделить категории А, Ві, В2, С: А - до 5 пострадавших и смертель-
ных, В1 - до 25 пострадавших и смертельных, В2 - до 50 пострадавших и смертельных, С - трехзначное число пострадавших и погибших.
В послевоенные годы практически почти все шахты Донбасса были опасны по внезапным выбросам. Но они не закрывались, успешно работали и находили дополнительные меры безопасности с широким привлечением научных организаций, в том числе в 30-е и 50-е годы [2].
Необходимо всем ИТР угольной отрасли Кузбасса (инженерам шахт, специалистам и руководителям угольных компаний, научным работникам и преподавателям институтов и техникумов) иметь в виду, что с глубины 500-600 м практически все шахты Кузбасса перейдут в категорию опасных по внезапным выбросам угля и газа, а с глубины 700-800 м в категорию опасных по внезапным выбросам породы и газа. Потребуется более широкое привлечение научных организаций. Опасность представляет и загазирование выработок и забоев в связи с возросшей метаноопасностью.
Однако, в Кузбассе за последние 20 лет практически ликвидирована часть отраслевых НИИ горного профиля. А в эти же годы ряд угольных шахт Кузбасса на отрабатываемых месторождениях вышли на глубины, с которых происходят внезапные выбросы угля и газа.
В свое время министерство угольной промышленности СССР, помня о проблемах Донбасса, в первые послевоенные годы создало в Кузбассе ряд крупных отраслевых угольных институтов: КузНИУИ, ВостНИИ, филиал ВНИМИ, ВНИИГидроуголь, позднее филиал ИГД им. А.А. Скочинского, заботилось о формировании угольных направлений в учебных институтах Сибири: в КузПИ, СМИ, ТПИ. Сегодня отраслевого института со штатом в 1000 человек и большими площадями для ведения научных исследований - КузНИУИ просто нет. Даже единственный в России отраслевой институт по вопросам безопасности в горной промышленности - ВостНИИ испытывает трудности, а его служебные площади постепенно передаются другим ведомствам.
В конце 70-х годов Минуглепром СССР, понимая и учитывая возрастающую роль Кузбасса, начал создавать при особо крупных шахтах, где обострились проблемы горного давления, в частности, завалы механизированных комплексов и другие аварии, специализированные научно-производственные подразделения - геомеханические службы (группы горного давления) со штатом 2-5 ИТР (Приказ Министра угольной промышленности СССР № 315 от 24 июня 1980 г.). Намечено было подготовить непосредственно в коллективах шахт опытных специалистов, способных решать проблемы аварийности и травматизма угольной промышленности.
Анализируя аварии на угольных шахтах [3, 4, 5], руководители Минугле-прома СССР видели и четко представляли, что во всех случаях аварии связаны с низким уровнем квалификации специалистов на местах. Требовалась новая концепция борьбы с аварийностью на основе резкого повышения грамотности и профессионализма персонала. Приказ Министра угольной промышленности СССР № 315 от 24 июня 1980 г. был направлен на решение этой задачи. Заложенная в Приказе концепция позволяла накопить непосредственно в коллективах ИТР шахт опытных специалистов, способных грамотно решать проблемы
аварийности и травматизма, горного давления, горных ударов, внезапных выбросов угля (породы) и газа, взрывов метана, дегазации угольных пластов, уметь предвидеть возможные последствия принимаемых на действующих шахтах решений на далекую перспективу. Группы горного давления обеспечивались, согласно Приказа № 315, комплектом приборов и методик. Одна из их задач - ведение инструментальных измерений как составного элемента технологического процесса. Все это должно было способствовать повышению уровня грамотности всех ИТР шахт.
В соответствии с Приказом № 315 от 24.06.1980 г. опытные группы горного давления были созданы в Кузбассе (4 группы), в Карагандинском бассейне (1 группа), в ПО «Воркутауголь» (1 группа). Позднее 3 группы горного давления были созданы в Донбассе. Прорабатывался вопрос о создании группы горного давления на шахтах «Инская», им. Ленина, «Усинская» в Кузбассе, а также на Дальнем Востоке.
Каждая группа горного давления, структурно подчиненная техническому директору объединения, отслеживала ситуацию на ряде шахт объединения.
Обратимся к мнению авторитетных специалистов Ростехнадзора по Кузбассу. Руководитель Южно-Сибирского управления Ростехнадзора Е. Резников [6] выделяет ряд проблем, которые нужно решить на угледобывающих предприятиях Кузбасса в целях повышения безопасности:
- несоответствие нормативной базы современному уровню развития техники и технологии угледобычи, недостаточны уровень квалификации специалистов;
- отсутствие готовых технологий интенсивной отработки запасов высокогазоносных угольных месторождений, учитывающих закономерности функционирования производства, эффективности и безопасности горных работ.
Произошедшие аварии (шахта «Зыряновская» и др.) поставили вопрос о новой конструкции изолирующего самоспасателя для шахтеров. За 15 лет не определились на уровне региона и страны: кому поручить эту работу. Идут дискуссии, возможно ли вообще создать такой самоспасатель, чтобы он был пригоден шахтерам во время выхода из подземного пожара или взрыва метана и угольной пыли. При наличии Министерства угольной промышленности подобные дискуссии были просто невозможны.
В Кузбассе резко заявила о себе проблема, обусловленная высокими объемами газовыделения в комплексно механизированных забоях в связи с высокой их производительностью. И эту опасность необходимо выделить в самостоятельную категорию. Для ее изучения создать специализированные лаборатории при СО РАН или ВостНИИ. Научным организациям необходимо выполнить комплекс исследований по рассмотрению и изучению этой проблемы.
Вопросы внезапных выбросов угля, породы, газа остаются на перспективу важнейшими в угольной промышленности. Важность их для страны и роль государства в их решении академик А.В. Докукин (директор ИГД им. А.А. Скочинского в 70-80 годы) охарактеризовал на примере проблемы внезапных выбросов применительно к Донбассу следующим образом [7]: «К участию в создании теории внезапных выбросов, методов прогноза внезапных выбросов, эф-
фективных способов борьбы с внезапными выбросами, технологий и техники были привлечены научные и проектно-конструкторские организации АН СССР и АН УССР, Минуглепрома СССР, Минтяжмаша, Министерства высшего образования, Министерства геологии СССР». Это было в Донбассе. Понятно, что без Министерства угольной промышленности и правительства все это организовать было невозможно.
Уровень ИТР шахт должен быть таким, чтобы руководители шахт и их структур могли понимать, что произойдет на шахте при той или иной их команде. На это был направлен приказ № 315 от 24.06.1980 г. Министерства угольной промышленности. Необходимо научной и инженерной общественности угольной промышленности определиться: в каком виде необходимо в огромной угольной отрасли восстанавливать Министерство. Для этого нужна специальная комиссия при губернаторе Кемеровской области. Одна из её задач - разобраться, почему группа ИТР шахты «Ульяновская» пошла в шахту, чтобы погибнуть?
На необходимость подготовки и переподготовки квалифицированных кадров для угольной промышленности говорят все чаше и озабоченнее. Так заместитель губернатора Кемеровской области В.Д. Ковалев пишет: «Реалии сейчас таковы, что регион испытывает кадровый голод на высококвалифицированных специалистов» [8]; В Келлер: «Есть проблемы с переподготовкой профессиональных кадров» [9].
Аварии на угольных шахтах высветили целый ряд других проблем безопасности в отрасли: включение резервного вентилятора на шахте «Ульяновская» с нарушением п. 256 ПБ [4], несрабатывание защиты электрических сетей (п. 476, п. 528 [4]), вспышки и взрывы метана и угольной пыли [п. 201 [4], вентиляционные устройства (п.п.247, 256, 268, 269, 307, 309) [4]), электроустановки (п.п. 476, 510, 528 [4]).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Ьйр:// www.rian.ru/spavka/20100508/232155471.html.
2. Карагодин Л.И. Задачи научно-исследовательских организаций в области проблемы прогноза и борьбы с внезапными выбросами угля и газа // Вопросы теории выбросов угля, породы и газа (материалы семинара (Днепропетровск, июнь 1970 г.). Киев : «Наукова Думка». - 1973 г. - С. 18-22.
3. Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах. Сборник документов. Выпуск 2. 3-е издание, исправленное. (Серия 5. Нормативные документы по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в угольной промышленности. М.: Федер. го-суд. унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Г осгортехнадзора России» - 2004г.
4. Правила безопасности в угольных шахтах. ПБ 05-618-03. Серия 05. Нормативные документы по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в угольной промышленности. Выпуск 11. М.: / ФГУП. НТЦ «Промышленная безопасность». - 2005. - 296 с.
5. Правила безопасности в угольных щахтах. (РД 05-94-95), Утверждены Постановлением Гостехнадзора России № 67 от 30 декабря 1994 г. // М.: - 1995. - Самара: Дом печати, 1995. - 242 с. / п. 226, п. 34.
6. Резников Е. Уголь на крови не нужен. // Уголь Сибири - № 6 (018), - 2011. -С. 52-54./ Подготовил Александр Пономарев.
7. Ковалев В.М.. Будем поднимать рейтинг. // Уголь Сибири - № 5 (017). - 2011. -С. 32-33. Подготовил Александр Пономарев.
8. Келлер В. Шахта «Распадская»: Восстановление в разумном балансе. // Уголь Сибири. - № 5 (017). - 2011.
9. А.В. Докукин. Основные проблемы горной науки. М., Недра, 1979.
© Г.И. Кулаков, 2013
