Основы проведения горноспасательных работ

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ КАФЕДРА ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА И ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ Авторы составители: Л. В. Пихконен, Г. В. Овчаренко, А. Н. Сергиенко, С. Г. Ивахнюк, Л. Н. Ванюшева, В. А. Родионов САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2015 1 ББК 33н:33.18 УДК 622.8 П 60 Авторы составители: Л. В. Пихконен, Г. В. Овчаренко, А. Н. Сергиенко, С. Г. Ивахнюк, Л. Н. Ванюшева, В. А. Родионов, «Основы проведения горноспасательных работ»: Курс лекций; Учебно-методическое пособие. для обучающихся по специальности 280104.65 - «Пожарная безопасность»и 130400 «Горное дело»/ Под общей ред. О. М. Латышева. - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2015 – 284 с. Рецензенты: доктор технических наук, профессор Г.А. Холодняков (Национальный минерально-сырьевой университет «Горный») доктор технических наук, профессор Г.П. Парамонов (Национальный минерально-сырьевой университет «Горный») В пособии приведены краткие исторические сведения о возникновении горноспасательного дела и формированию военизированных горноспасательных частей, содержатся данные о структуре ВГСЧ России ее функциях и задачах, в адаптированном варианте приводятся сведения о материально-техническом обеспечении горноспасателей применяемом при ликвидации аварий, рассмотрены основные виды аварий методы и способы профилактики и их ликвидации, кратко приведены основные методы обнаружения пожаров приведена их классификация и способы тушения, кратко изложены основы определения готовности шахты к ликвидации аварии, системы обеспечения безопасности и план ликвидации аварий. Предназначено для студентов вузов, обучающихся по пожарным и горным специальностям 280104.65 «пожарная безопасность» и 130400 «Горное дело». . Для курсантов студентов и слушателей обучающихся по специальности 280104.65 «Пожарная безопасность» (для всех специализаций: ГПН, ПТ, РСООЧС и т.д), Специальности 130400 «Горное дело»,Специализация № 12 «Технологическая безопасность и горноспасательное дело» © Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2015 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 7 1. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ КОМПЛЕКС РОССИИ................................ 11 1.1 Структура и характеристика основных составляющих МСК РФ .......... 11 1.2 Базовые понятия и профессиональная терминология ............................ 14 1.3 Мониторинг критически опасных объектов минерально-сырьевого комплекса России............................................................................................... 32 1.3.1 Мониторинг геологических процессов .................................................. 36 1.3.2 Мониторинг месторождений твѐрдых полезных ископаемых ............ 39 1.4 Прогнозирование ЧС на объектах ведения горных работ ....................... 49 2. ОСНОВНЫЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ И СТАНОВЛЕНИИ ГОРНОГО И ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА................ 53 2.1 Горное дело .................................................................................................. 53 2.2 Горноспасательное дело. Создание горноспасательных станций. ......... 70 2.3 Реформирование горноспасательных станций и создание военизированных горноспасательных частей ................................................ 83 3. ВОЕНИЗИРОВАННЫЕ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНЫЕ ЧАСТИ ....................... 88 3.1 Становление структуры ВГСЧ в Российской Федерации ....................... 88 3.2 Реализация единой государственной политики в области развития, подготовки и применения военизированных горноспасательных частей ... 98 3.3 Руководство деятельностью военизированных горноспасательных частей .................................................................................................................. 99 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЙ СЛУЖБЫ: ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ, СТРУКТУРА, СОСТАВ И ОБЯЗАННОСТИ ЛИЧНОГО СОСТАВА ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ВГСЧ И ВГС...................................................................... 104 4.1 Горноспасательная служба ВГСЧ МЧС РФ............................................ 104 4.2 Обязанности работников ВГСЧ при ликвидации аварий ...................... 113 4.2.1 Обязанности респираторщика ............................................................ 113 4.2.2 Обязанности командира отделения ................................................... 114 4.2.3 Обязанности помощника командира взвода по оперативнотехнической работе ....................................................................................... 115 4.2.4 Обязанности командира взвода .......................................................... 116 3 4.2.5 Обязанности заместителя (помощника) командира отряда по оперативно-технической работе .................................................................. 116 4.2.6 Обязанности командира отряда.......................................................... 117 4.3 Вспомогательная горноспасательная служба на шахтах: характеристика, задачи и функции. ............................................................................................ 118 5. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА ............ 126 5.1 История научно-технической деятельности ВГСЧ ............................... 126 5.1.1 Состояние научно-технической деятельности ВГСЧ ..................... 129 5.2 Перспективные технические средства в области горноспасательного дела .................................................................................................................... 141 5.2.1 Средства защиты органов дыхания ...................................................... 142 5.2.2 Средства связи и сигнализации ............................................................. 143 5.2.3 Противотепловые средства .................................................................... 144 5.2.4 Оборудование для активного тушения и локализации подземных пожаров ............................................................................................................. 146 5.2.5 Оборудование применяемое для тушения подземных пожаров........ 148 5.2.6 Средства инертизации рудничного воздуха и изоляции подземных пожаров ............................................................................................................. 151 5.2.7. Средства доставки и газификации жидкого азота.............................. 154 5.2.8 Средства контроля рудничного воздуха .............................................. 157 5.2.9 Аналитическое оборудование ............................................................... 159 5.2.9 Аварийно-спасательный инструмент и оборудование ....................... 162 5.2.10. Средства медицинской помощи ...................................................... 163 Аппарат искусственной вентиляции легких "Горноспасатель-10" ............ 165 5.3 Водолазные поисково-спасательные подразделения ............................. 166 5.4 Новые технологии в области горноспасательного дела ........................ 168 5.4.1 Технологии тушения подземных пожаров. .......................................... 168 5.4.2 Технологии по подаче инертной пены для тушения подземных пожаров. ............................................................................................................ 171 5.5 Современные материалы для возведения изолирующих сооружений в шахте. ................................................................................................................ 173 5.5 Применение современных приборов газового контроля «Военизированными горноспасательными, аварийно-спасательными службами» (ВГСЧ) .......................................................................................... 177 5.5.1 История и современные методы контроля и анализа рудничного воздуха и стадии самовозгорания угля. ......................................................... 179 5.5.2 Передвижные лаборатории ................................................................. 183 4 6 ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ/ВЗРЫВОВ И СПОБЫ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ................................................................... 187 6.1 Классификация пожаров по месту и причине возникновения .............. 187 6.1.1 Причины возникновения горения ...................................................... 187 6.2 Особенности экзогенных пожаров на объектах МСК России .............. 189 6.2.1 Развитие пожара в горизонтальных выработках с горючей крепью ......................................................................................................................... 190 6.2.2 Особенности пожара в выработках, оборудованных ленточными конвейерами................................................................................................... 191 6.3 Причины и особенности воспламенения и взрыва горючих газов и угольной пыли .................................................................................................. 192 6.3.1 Взрывы горючих газов ........................................................................ 192 6.3.2 Взрывы угольной пыли ....................................................................... 194 6.3.3 Причины образования взрывоопасных газопылевоздушных смесей ......................................................................................................................... 196 6.3.4 Определение взрываемости воздушно-метановой смеси. «Треугольник взрываемости» ...................................................................... 197 6.4 Предотвращение взрывов газов и пыли в шахтах .................................. 198 6.4.1 Контроль за состоянием рудничной атмосферы .............................. 199 6.4.2 Проветривание шахт ............................................................................ 201 6.4.3 Дегазация .............................................................................................. 202 6.4.4 Предотвращение и локализация взрывов. Сланцевые и водяные заслоны. .......................................................................................................... 204 6.5 Методы обнаружения и предупреждения рудничных пожаров ........... 205 6.5.1 Методы обнаружения .......................................................................... 206 6.5.2 Предупреждение рудничных пожаров ............................................. 208 7. ВИДЫ АВАРИЙ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ, РУДНИКАХ, КАРЬЕРАХ И РАЗРЕЗАХ: МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ИХ ЛИКВИДАЦИИ ........................... 211 7.1 Категорийность шахт и источники выделения горючих газов в шахтах ............................................................................................................................ 211 7.2 Первичные средства пожаротушения в шахте ....................................... 212 7.3 Основные направления предупреждения эндогенных пожаров ........... 214 7.4 Тушение рудничных пожаров .................................................................. 215 7.4.1 Вентиляционные режимы при тушении подземных пожаров ........ 216 7.4.2 Активное тушение экзогенных пожаров ........................................... 217 7.4.3 Схемы активного тушения пожаров в выработках .......................... 222 5 7.4.4 Пожары в горизонтальных выработках ............................................. 222 7.4.5 Изоляция пожарных участков ............................................................ 227 7.4.6 Комбинированное тушение пожаров ................................................. 232 7.5 Ликвидация последствий взрывов метано-воздушной смеси и угольной пыли................................................................................................................... 234 7.6 Ликвидация последствий внезапных выбросов угля и газа. ................. 237 7.7 Ликвидация последствий проникновения в шахту ядовитых химических веществ.............................................................................................................. 240 7.8 Ликвидация последствий при прорыве воды.......................................... 240 7.9 Ликвидация последствий прорыва плывунов и заиловочной пульпы. 242 8. ПЛАН ЛИКВИДАЦИИ АВАРИИ ЕГО СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. .................................................................................................... 244 8.1 Система управления безопасностью работ на шахте(руднике). ........... 244 8.1.1 Системы, связанные с безопасностью ............................................... 248 8.2 Готовность шахты к ликвидации аварий ................................................ 251 8.3 План ликвидации аварий в угольной шахте ........................................... 253 8.4 Организация аварийно-спасательных работ. ......................................... 269 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 279 ЛИТЕРАТУРА ...................................................................................................... 280 6 ВВЕДЕНИЕ Дисциплина "Основы проведения горноспасательных работ " базируется как на общеобразовательных (физика, химия, математика), так и на общетехнических материалов, и специальных дисциплинах (сопротивление электротехника, разрушение горных пород, технология разработки месторождений полезных ископаемых, горные машины, транспортные системы горных предприятий и др.). В особенности тесно дисциплина " Основы проведения горноспасательных работ " связана с основами горноспасательного дела, безопасностью жизнедеятельности, основами охраны труда, охраной труда в отрасли и аэрологией горных предприятий. В российской Федерации горноспасательные работы проводятся силами МЧС России, а именно сотрудниками подразделений военизированных горноспасательных отрядов и частей. В сферу деятельности горноспасательных служб попадают все объекты минерально-сырьевого комплекса России. Минерально-сырьевой комплекс России обеспечивает около 1/3 ВВП и 60% доходов федерального бюджета. Примерно 70% российского экспорта приходится на минерально-сырьевой комплекс. Продукция добывающей промышленности лежит в основе 96% получаемой электрической и тепловой энергии. При этом запасы открытых полезных ископаемых на территории РФ интенсивно истощаются. Уже сегодня актуальна проблема разработки труднодоступных месторождений, месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, а также месторождений континентального шельфа и исключительной экономической зоны Анализ обобщенных причин несчастных случаев и аварий с тяжелыми последствиями показывает, что наибольшее их число происходит вследствие неправильных действий исполнителей опасных работ. Это нарушением технологии производства работ, технических 7 устройств, связано с умышленным отключением обеспечивающих безопасность, недисциплинированностью, неосторожностью действиями что исполнителей, и свидетельствует неправомочными о слабой работе руководителей горных предприятий по организации производственного контроля за промышленной безопасностью. В сложившейся экономической ситуации в России на фоне все еще сохраняющихся негативных тенденций в области промышленной безопасности на опасных производственных объектах Госгортехнадзор России рассматривал, рассматривает вопросы а его создания правопреемник эффективно Ростехнадзор России действующих систем управления промышленной безопасностью как приоритетную задачу, которая должна решаться в неразрывной связи с инновационным развитием экономики, модернизацией ее технологической базы. Одним из вариантов повышения эффективности систем обеспечение безопасности и как следствие, снижения аварий на объектах МСК РФ стало объединение в единое структурное подразделение всех подразделений военизированных горноспасательных частей. Таким единым структурным подразделением стало управление ВГСЧ вошедшее в состав МЧС России. С целью повышения уровня знаний специалистов МЧС привлекаемых на ЧС техногенного характера, применительно к МСК РФ, стало обязательное изучение специфики наземных и подземных объектов, а также основ проведения горноспасательных работ. При этом ликвидацию аварий под землей выполняют только сотрудники ВГСЧ имеющие специализированное базовое высшее горное образование, а также обладающие соответствующими умениями и навыками для работы в подземных условиях. Остальные оперативные сотрудники МЧС могут привлекаться, в качестве вспомогательных сил осуществляющих борьбу с той или иной ЧС только на поверхности Земли. Горноспасательные работы – это работы, направленные на поиск, спасение и защиту людей (в том числе предоставления им неотложной медпомощи), а также материальных и культурных ценностей и защиту 8 окружающей среды во время возникновения чрезвычайных ситуаций, которые нуждаются в привлечения работников, имеющих специальную подготовку, средства индивидуальной защиты и оснащение. Горноспасательные работы производят в соответствии с планом ликвидации аварий. Если выполнение мероприятий, предусмотренных в нѐм, не приводит к ликвидации аварии, ответственным руководителем работ и руководителем горноспасательных работ разрабатывается генеральный план ликвидации аварий. В особо сложных ситуациях для этих целей привлекают также других специалистов. Горноспасательные работы выполняются, как правило, в специальных кислородных дыхательных аппаратах с использованием различного горноспасательного оборудования. При горноспасательных работах во всех случаях принимаются меры, обеспечивающие безопасные условия ведения работ (усиление крепи, осланцевание или орошение запылѐнных выработок, выставление резерва, обеспечение связи, недопущение работ по тушению пожара при взрывоопасных концентрациях горючих газов). Риск допускается только в случае спасения людей, застигнутых аварией. Поэтому главной целью курса является - дать будущим специалистам знания в специфической области горноспасательного дела, реализация которых на практике будет способствовать предотвращению аварий, аварийных ситуаций и травматизма, повышению эффективности борьбы с ними, умению специалистов проводить оказывать помощь пострадавшим, аварийно-спасательные работы и застигнутых аварией на горнодобывающих(шахтах, рудниках разрезах) и горно-перерабатывающих (обогатительных фабриках и углесортировках) предприятиях. Задачи дисциплины: - раскрытие причинно-следственных связей формирования и проявления опасностей в производственных условиях; - изучение теории риска и оценки риска травматизма в условиях ведения открытых горных работ; 9 - изучение методов оценки травматизма в горнодобывающих отраслях, его прогноза и управления риском; - изучение механизма проявления опасностей, физических моделей процесса развития аварий и поражающих факторов; - изучение основных способов и средств профилактики аварий; - разработка планов ликвидации аварий и генеральных планов оперативных действий специальных подразделений при авариях; - моделирование управления процессами ликвидации аварий и их последствий; - знакомство с законодательной и нормативной базой в условиях опасного производства. 10 1. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ КОМПЛЕКС РОССИИ. 1.1 Структура и характеристика основных составляющих МСК РФ Промышленность России состоит из двух больших групп отраслей добывающей и обрабатывающей. К добывающей промышленности России относятся предприятия по добыче горно-химического сырья, руд черных и цветных металлов и нерудного сырья для металлургии, неметаллических руд, нефти, газа, угля, сланцев, солей, нерудных строительных материалов, легких природных заполнителей и известняка, а также ГЭС. К обрабатывающей промышленности относятся предприятия по производству черных и цветных металлов, проката, химических и нефтехимических продуктов, машин и оборудования, продуктов деревообработки и целлюлозно-бумажной промышленности, цемента и других строительных материалов, продуктов легкой и пищевой промышленности, а также предприятия по ремонту промышленных изделий. Добывающая промышленность является важнейшей составной частью природопользования, обеспечивающей потребности общества в минеральном сырье. Минеральное цивилизации; сырье постоянно остается главным совершенствуется источником только умение развития находить, добывать и использовать полезные ископаемые. Научно-технический прогресс не только не уменьшает зависимость человечества от природных минеральных ресурсов, но напротив, усиливает ее. Минеральные ресурсы относятся к числу не возобновляемых ресурсов, а месторождения полезных ископаемых являются исчерпаемыми. Разведанные месторождения полезных ископаемых служат минеральносырьевой базой добывающей промышленности; ее развитие определяется уровнем производительных сил, потребностью в минеральном сырье и размерами инвестиций на освоение новых месторождений. 11 Ежегодно в мире из горных пород извлекаются десятки млрд. тонн различного минерального сырья и топлива. Топливная составляющая добычи приблизительно достигает 50%. Полнота извлечения из недр полезных ископаемых такова: уголь – 60-70%; нефть и природный газ – 40-45%; руды черных и цветных металлов - 70-75%. По составу и особенностям использования обычно различают горючие, рудные и нерудные полезные ископаемые. Выделяют также две основные группы минеральных ресурсов: металлические - руды черных металлов (железо, марганец, хром, ванадий), цветных металлов (медь, алюминий, олово, цинк, вольфрам, молибден, свинец, кобальт, никель), благородных металлов (золото, платина, серебро) и радиоактивных металлов (радий, уран, торий); неметаллические - строительные материалы (песок, гравий, глина, мел, известняк, мрамор), горно-химическое сырье (сера, апатиты, фосфориты, калийные и поваренная соль), металлургическое сырье (асбест, кварц, огнеупорные глины), драгоценные и поделочные камни (алмаз, рубин, яшма, малахит, хрусталь и др.) и т. п. Россия является самой обеспеченной минерально-сырьевыми ресурсами страной в мире: стоимость разведанных запасов составляет 28-30 трлн долл., а прогнозных ресурсов - 130 трлн долл. В расчете на душу населения минерально-сырьевой потенциал нашей страны в 2-2,5 раза превышает потенциал США, Германии - в 6 раз, Японии - в 22 раза. При этом на долю угля и сланца приходится 23,3%, газа - 32,2%, нефти - 15,7%, нерудных полезных ископаемых - 14,7%. На территории России расположен ряд уникальных месторождений полезных ископаемых мирового класса по своим запасам и качеству сырья, в том числе: Самотлор - нефть и газ, Кузнецкий бассейн - уголь; Курская магнитная аномалия - железные руды; Удоканское, Уральские - медь; Норильское - никель, медь, кобальт. В то же время промышленность России испытывает дефицит высококачественных бокситов, руд хрома, марганца из- 12 за отсутствия собственных месторождений. Дефицит восполняется поставками, в основном из стран СНГ. В горнодобывающей промышленности России занято всего лишь около 3% экономически активного населения (менее 2 млн. человек), тем не менее в ней производится четверть валового внутреннего продукта страны. В доходной части федерального бюджета более 16% составляют прямые поступления от добычи полезных ископаемых. Россия является крупнейшим производителем и экспортером продукции минерально-сырьевого комплекса. В 2004 г. его объем производства превысил 150 млрд. долларов США. Всего в 2004 г. доходы федерального бюджета составили 3,5 трлн. рублей (около 120 млрд. долларов). При этом более 1,8 трлн. рублей пришлось на поступления от полезных ископаемых. Около 70% российского экспорта приходится на минеральносырьевой комплекс. При этом в структуре ресурсного экспорта углеводородное сырье составляет 77%, остальное занимают твердые полезные ископаемые, среди которых наибольший доход приносят алюминий, никель, уран, платиноиды, железные руды. Постоянный рост потребления минерального сырья, подстегиваемый его востребованностью в экономически развитых, но относительно бедных по его запасам странах, сопровождается увеличением объемов извлекаемой горной массы, но одновременно снижением качественных характеристик сырья. По мнению специалистов, в перспективе будет происходить увеличение глубин разведки и добычи полезных ископаемых. Обычные глубины добычи твердых полезных минеральных ресурсов сейчас составляют 500-600 м, реже – 1000-1500 м, отдельные шахты и единичные рудники достигли глубин свыше 3000 м. Нефть в большинстве нефтеносных районов добывается с глубин 2000-4000 м, но на отдельных промыслах - с глубины более 5000 м. Резко возрастает разведка и добыча полезных ископаемых на шельфе и дне Мирового океана. Это становится возможным при использовании современной техники и новейшей технологии добычи. 13 Опасные производственные объекты угольной промышленности по состоянию на 01.01.2014 101 шахта 231 разрез 69 обогатительных фабрик Общая добыча угля за 2014 г. составила 357,33 млн. т., это 101,5 % к 2013г. подземным способом –105,5 млн. т. (рост к 2013 на 4.4%) открытым способом – 251.8 млн. т. (рост к 2013 на 0.4%) Следует отметить еще одну весьма важную особенность природопользования в добывающей промышленности России. Основная масса населения и энергопотребляющих производств располагается в ее западных районах, а ресурсы минерального топлива, в том числе и угля - в восточных районах. Транспортировка значительных объемов угля с востока на запад при отсутствии водных путей ограничивает развитие угольной энергетики, хотя запасы угля огромны. Имеет место все более усиливающийся крен в сторону добычи и экспорта газа и нефти, исчерпание которых не за горами. 1.2 Базовые понятия и профессиональная терминология Горное предприятие (mining works) - это обособленная производственно-хозяйственная единица, которая осуществляет разработку месторождений, а при необходимости переработку полезных ископаемых. К горным предприятиям относятся шахты, карьеры, нефтяные промыслы, газовые промыслы, обогатительные фабрики и др. Совокупность добывающего предприятия, обогатительной фабрики и обслуживающих цехов в горнорудной промышленности называется комбинатом. Горные предприятия с однотипным характером производства, расположенные в пределах определенного региона, группируются в производственные объединения (ПО) — основное звено управления в 14 горнодобывающих отраслях. В зависимости от формы собственности такие объединения могут носить название Открытых Акционерных обществ (ОАО), Закрытых Акционерных обществ (ЗАО) или Обществ с Ограниченной ответственностью (ОООШахта (mine) - горное предприятие, предназначенное для добычи полезного ископаемого подземным способом с помощью системы подземных горных выработок. Рис.1.Поверхностный комплекс шахты. До середины 20 века под термином «Шахта» понималась вертикальная или наклонная горная выработка, пройденная с поверхности Земли по полезным ископаемым для разведки или вскрытия месторождений. В зависимости от назначения различали разновидности шахт: кунстшахта (оборудованная рихтшахта водоотливными (разведочная), машинами трейбшахта, — т.н. фердершахта водяная и шахта), циехшахта (оборудованные подъѐмными машинами), форшахта (для входа и выхода горняков из шахты). 15 Рис.2 Cхема шахты, разрабатывающей пологие угольные пласты, вскрытые вертикальными стволами и капитальным квершлагом при наличии третьего (вентиляционного) ствола: 1 - вентиляционный штрек; 2 - очистной забой; 3 – конвейерный штрек; 4 -5 - бремсберги; 6 – здание клетевого ствола ; 7 - здание техкомплекса; 8 – здание главного ствола; 9 - административное здание; 10 электроподстанция; 11 - лесной и противопожарный склады; 12 - породный отвал; 13 - склад угля; 14 – здание главной вентиляционной установки; 15 – дегазационные скважины; 16 – главный водоотлив; 17 – подготовительные забои; 18 – околоствольный двор; 19- главная дегазационная установка; 20место перегрузки угля с ленточного конвейера в вагонетки. Прототипы шахты впервые появились в неолите в 8-7-м тысячелетии до н.э., когда с помощью горных орудий из рога, камня и дерева (кайла, мотыги, кирки и др.) при добыче кремня в земле стали прокладывать довольно сложные сети ходов-выработок вначале с естественно устойчивыми сводами, а затем сохраняемыми с помощью крепи или целиков. К 17-18 вв. сети горных выработок начинают складываться в чѐткие пространственные 16 системы со своими функциональными звеньями (вскрытия, подготовки, выемки), взаимосвязанные с технологическими процессами выемки, транспорта, проветривания и водоотлива, близкими к современной шахте. К концу 18 — началу 19 вв. глубины шахт в Европе в среднем достигают 400 (Фрайбергские рудники, Германия) — 600 м (рудники Гарца, Германия), максимально 1000 м (каменноугольные копи Камберленда, Великобритания), в России — около 200 м (Змеиногорский рудник). Глубины угольных шахт уходят к отметкам 1,3-1,5 км, рудных — до 4 км. Суммарные объѐмы подземных выработок шахт достигают десятков тысяч м3, длина — десятков километров, в шахтах подаѐтся от нескольких сотен до нескольких тысяч м3 воздуха в минуту. На шахтах занято до нескольких тысяч человек. Каждая шахта (горное предприятие) имеет земельный и горный отводы, вскрытые и подготовленные к выемке кондиционные запасы, обеспечивающие нормальное развитие горных работ. Современная шахта представляет собой взаимосвязанную производственную систему подземного хозяйства и технологического комплекса поверхности шахты. Срок существования шахт устанавливается технико-экономическим расчѐтом, который зависит от обеспеченности соответствующими запасами полезных ископаемых, вида добываемого сырья, производственной мощности предприятия и других факторов. Обычно этот срок составляет 1540 лет. Минимальные сроки существования шахт 15-20 лет. Иногда золоторудные шахты, а при небольшой мощности также другие предприятия, эксплуатирующие богатые месторождения некоторых металлов, ценных видов неметаллического сырья, действуют 5-10 лет. Максимальные сроки 100 лет и более (в редких случаях), но обычно 40-50 лет у крупных угольных (сланцевых), а также рудных шахтах. При значительных запасах полезных ископаемых, определяющих длительную службу шахт, на предприятии производится реконструкция или техническое перевооружение. В случае изменения 17 горно-геологических, гидрогеологических или технико- экономических условий разработки месторождения может производиться консервация шахт, а после полной отработки или списания балансовых запасов месторождения и при отсутствии перспектив их прироста — ликвидация шахт (порядок и условия их проведения регламентируются специальной инструкцией). Рудник – горное предприятие, служащее для подземной добычи руд. В зависимости от вида добываемого полезного ископаемого различают железный рудник, медный рудник, бокситовый, соляной и пр. рудники. Карьер – совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом. Рис.3.Карьер. 18 Рис.4.Угольный разрез (Карьер) Рис.5.1.Угольный разрез 19 Угольный карьер называется угольным разрезом. По аналогии с выделением шахте шахтного поля, за карьером/разрезом закрепляется горный отвод. Рис.5.2.Угольный разрез. Рис.5.3 Угольный разрез. 20 Рис.5.4.Угольный разрез. Рис.6. Добыча угля экскаватором в угольном разрезе. 21 Прииск – горное предприятие по добыче россыпных полезных ископаемых (золото, платина, драгоценные камни и пр.). Промысел – горное предприятие по добыче жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, газ, минеральная и питьевая вода и пр.). На основании вышеперечисленных трѐх этапов месторождения горные выработки классифицируют разработки на: капитальные, подготовительные и очистные. К капитальным выработкам относятся выработки, которые обеспечивают доступ к месторождению. Капитальные выработки делятся на вертикальные, горизонтальные и наклонные. Вертикальные выработки Ствол — вертикальная (или наклонная) горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность и предназначенная для обслуживания горных работ: подъема полезного ископаемого и пустой породы, спуска и подъема людей, материалов и оборудования, подачи свежего воздуха и выдачи загрязненного, спуска закладочных материалов, откачки воды и др. Стволы являются вскрывающими горными выработками. Слепой ствол — вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ: подъема полезного ископаемого и пустой породы, спуска и подъема людей, материалов и оборудования, подачи свежего воздуха и выдачи загрязненного, спуска закладочных материалов, откачки воды и др. Также является вскрывающей горной выработкой, обеспечивая доступ к полезному ископаемому на глубоких горизонтах. Восстающий — вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и имеющая выход на один и более этажей (горизонтов). Восстающий проходят по восстанию рудной залежи, он предназначен для обслуживания подземных горных работ: доставки материалов и оборудования, перемещения людей, проветривания, подачи энергии и воды, а также для разведочных целей, в редких случаях – 22 для спуска руды. Основное отличие восстающего от слепого ствола в том, что по нему не поднимают руду. Восстающие могут иметь одно, два или более отделений, причем одно - лестничное. Гезенк — вертикальная (или наклонная) горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность. Гезенки служат для спуска полезного ископаемого и материалов, вентиляции, а также для прокладки по ним электрических кабелей и разного рода трубопроводов и в качестве запасных выходов. Отличается от восстающего меньшими размерами. Гезенк часто используется для транспортировки полезного ископаемого и грузов с вышележащего пласта (горизонта) на нижележащий. Шурф - вертикальная горная выработка, имеющая небольшую глубину и площадь поперечного сечения, пройденная с поверхности и предназначенная для доразведки, проветривания отдельных участков, доставки материалов, а также в качестве запасного или аварийного выхода. Рудоспуск (Скат) — вертикальная или наклонная горная выработка, или ограниченная крепью часть выработанного пространства для перепуска рудной 23 массы под действием собственного веса. Дневная поверхность Полезное ископаемое Вертикальная горная выработка Выработка проведенная вкрест простирания пласта Выработка проведенная по восстанию пласта Направление ведения горных работ Выработка проведенная по простиранию пласта Выработка проведенная по падению пласта Рис.7.Горные выработки 24 Горизонтальные выработки Штольня — горизонтальная горная выработка, пройденная к месторождению с поверхности и предназначенная для обслуживания подземных горных работ: выдачи полезного ископаемого и пустой породы на поверхность, перемещения людей, материалов и оборудования, подачи свежего воздуха и выдачи загрязненного, подачи закладочных материалов, откачки воды и др. Штольни проходят в гористой местности в качестве вскрывающих выработок. Направление штольни по отношению к простиранию рудного тела может быть любым. Квершлаг — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проведенная по породам вкрест (перпендикулярно) простирания месторождения от ствола до рудной залежи. Используется для транспорта полезного ископаемого и породы, вентиляции, передвижения людей, водоотлива, прокладки кабелей, труб и линий связи. Квершлаги также относят к вскрывающим выработкам. Штрек — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проведенная по простиранию (параллельно) пласта или наклонного рудного тела, а также в любом направлении при горизонтальном залегании полезного ископаемого. Штрек служит для транспортирования грузов, передвижения людей, вентиляции. Орт — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проведенная вкрест простирания пласта, рудного тела по полезному ископаемому. Если орт соединяется с полевым штреком, то часть его может проходиться по породам. Орты применяют, как правило, при разработке мощных крутых и наклонных пластов (залежей). Просек — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проведенная по простиранию месторождения в толще полезного ископаемого без подрывки боковых пород. 25 Лава — длинный очистной забой: подземная очистная выработка значительной протяженности (300 м и более), расположенная по падению (или простиранию) пласта между двумя штреками – откаточным и вентиляционным. Ширина лавы 2-3 м, высота равна мощности пласта. Лава перемещается по мере выемки полезного ископаемого в забое, а образовавшееся выработанное пространство заполняют породой или обрушают. Лава имеет прямоугольную форму поперечного сечения. Камера сравнительно — капитальная больших горная поперечных выработка, размерах имеющая небольшую длину при и предназначенная либо для размещения оборудования (насосная камера, вентиляторная камера, подземная подстанция), либо для хозяйственных и санитарных целей (камера ожидания, диспетчерская, медицинский пункт). Различают также камеры дробления, смесительную и т.д. Камерой (очистной или коротким очистным забоем) называют также очистную горную выработку с забоем небольшой протяженности ограниченную со всех сторон массивом полезного ископаемого и вмещающими породами. Наклонные выработки. Бремсберг — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная, как правило, по направлению падения пласта или залежи полезного ископаемого и предназначенная для спуска полезного ископаемого на откаточный горизонт шахты. Бремсберг чаще всего оснащается конвейерной установкой (реже канатной откаткой в вагонетках или скипах). На разведочных шахтах бремсберги проходят крайне редко. Уклон — наклонная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для подъема полезного ископаемого и вспомогательных нужд. Ходок — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная по пласту полезного 26 ископаемого параллельно бремсбергу или уклону и служит для передвижения людей и для других целей. Спиральный съезд (заезд) — наклонная горная выработка (может иметь или не иметь непосредственный выход на поверхность), предназначенная для заезда бурового, доставочного и другого горного оборудования на горизонты, доставки крупногабаритных грузов, подъема горной массы на поверхность при помощи самоходного оборудования. Сбойка — проводится по полезному ископаемому или по породе после вскрытия месторождения и служит для вентиляции и сообщения между соседними стволами или горизонтами. Печь — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проводимая по пласту полезного ископаемого в пределах его мощности, служит для передвижения людей, транспортировка полезного ископаемого, грузов, материалов и др. Печь, в которой начинается развитие работ по выемке полезного ископаемого, называется разрезной. Она же - в период монтажа очистного оборудования называется монтажной камерой. Наклонный ствол — наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность, относится к вскрывающим выработкам. Его могут проводить и по полезному ископаемому (аналогично уклону). Околоствольные дворы Околоствольным двором - называют совокупность капитальных горных выработок, примыкающих к шахтным стволам и соединяющих их с главными откаточными и вентиляционными выработками. В околоствольном дворе размещаются различные камеры, предназначенные для обслуживания подземного хозяйства, транспортные ветви и вспомогательные выработки. В околоствольном дворе сооружают: насосную камеру, водосборник, склад. Транспортная ветвь главного ствола называется скиповой, вспомогательного — клетевой. Часть ветви, по которой производят откатку порожних 27 вагонеток, называется порожняковой. Ветвь, по которой осуществляется транспортирование 28 угля, называется главной ветвью. Рис.8 Схема кругового околоствольного двора для шахт производственной мощностью до 6000 т угля в сутки: 1 - скиповой ствол; 2 - клетевой ствол; 3 - угольная разгрузочная яма; 4 - породная разгрузочная яма; 5 — камера ожидания; 6 - камера медпункта; 7 - камера центральной электроподстанции; 8 - камера главного водоотлива; 9 - водотрубный ходок; 10 - водосборник; 11 - камера осветляющих резервуаров; 12 - камера обезвоживающей установки; 13 - депо противопожарного поезда; 14 - гараж-зарядная; 15 - ремонтная мастерская; 16 - камера выпрямительной подстанции; 11 склад ВМ; 18 путь для стоянки пассажирского состава; 19 санузел 29 Рис.9 Аксонометрическое изображение околоствольного двора 1 — главный ствол; 2 — вспомогательный ствол 2 1 15 4 14 13 17 16 6 18 19 12 11 10 5 9 7 8 3 Рис.10.Схема околоствольного двора: 1 – скиповой ствол; 2 – клетевой ствол; 3 – породный опрокидыватель; 4 – угольный опрокидыватель; 5 – камера ожидания; 6 – камера медпункта; 7 – водотрубный ходок; 8 – камера центральной электроподстанции; 9 – камера главного водоотлива; 10 – водосборник; 11 – камера осветляющих резервуаров; 12 – камера обезвоживающей установки; 13 – депо противопожарного поезда; 14 – гараж-зарядная; 15 ремонтная мастерская; 16 – 30 выпрямительная подстанция; 17 – склад ВМ; 18 – посадочная станция; 19 – санузел. Если к скиповому стволу груз поступает с двух сторон, то такой околоствольный двор является двусторонним, с одной стороны - односторонним. Односторонние околоствольные дворы применяют при их расположении за пределами свиты угольных пластов, двусторонние — при расположении между пластами. По характеру движения груженых и порожних вагонеток различают круговые и челноковые околоствольные дворы. В круговом околоствольном дворе вагонетки поступают во двор и выходят из него одним и тем же торцом. Круговой околоствольный двор с односторонним поступлением грузов называется петлевым. В челноковых околоствольных дворах груженые вагонетки поступают во двор и выходят порожними из него противоположными торцами. Наиболее распространены круговые околоствольные дворы. Их достоинствами являются: компактное расположение выработок; простые маневры с составами; простая привязка к конкретным горно-геологическим условиям. Недостатки: большое количество криволинейных выработок и закруглений пути; сложность проведения и эксплуатации криволинейных выработок; недостаточное использование главной откаточной выработки. Камеры Камерой – называют (помимо очистной выработки) капитальную горную выработку, имеющую при сравнительно больших поперечных размерах небольшую длину, предназначенную для размещения оборудования (насосная камера, вентиляторная камера, подземная подстанция и т.п.), либо хозяйственных и санитарных целей (камера ожидания, диспетчерская, медицинский пункт, мойка). Различают также камеры дробления, смесительную и т.д. Насосную камеру обычно располагают вблизи ствола. Водосборник устраивают у насосной камеры на 3-4 метра ниже уровня околоствольного 31 двора. Назначение водосборника – собирать стекающую из горных выработок шахты воду. Склад противопожарных материалов служит для хранения аварийного запаса материалов и инструмента, необходимы для борьбы с подземными пожарами. Материалы для тушения пожаров хранятся в специальном поезде (автотранспорте), состоящим из нескольких вагонеток. Диспетчерскую располагают вблизи главной откаточной выработки. В диспетчерской обычно устанавливают подземный телефонный коммутатор и осуществляют все управление подземной сигнализацией и движением составов в околоствольном дворе и в других выработках. Электровозное депо (гараж) служит для ремонта, осмотра и стоянки электровозов (автотранспорта). В случае применения аккумуляторных электровозов в депо производят также зарядку аккумуляторных батарей. В подземном медпункте оказывают первую медицинскую помощь заболевшим рабочим или получившим травму во время работы. Электрическая подстанция предназначена для установки трансформаторов, служащих для понижения напряжения электрического тока. 1.3 Мониторинг критически опасных объектов минеральносырьевого комплекса России Мировой спрос на минерально-сырьевые ресурсы растѐт из года в год. Вместе с тем, добыча полезных ископаемых сопровождается огромными капиталовложениями, большими энергетическими затратами на добычу, длительными сроками разработки, изменчивыми и, зачастую, труднопредсказуемыми условиями работы и значительной, а, иногда, и необратимой, нагрузкой на окружающую среду. Для современной промышленности требуется энергия - газ, нефтепродукты, уголь, торф; различный металл, извлекаемый из руд (железные, медные, марганцевые, хромовые, никелевые и другие руды, глинозѐм), редкоземельные элементы (17 элементов – лантан, церий и др.), 32 благородные металлы (золото, серебро, платина, палладий, иридий, рутений, родий, осмий), драгоценные и полудрагоценные камни и минералы. Для строительства необходимо сырьѐ (песок, щебень, цемент, отделочные и теплоизоляционные материалы, керамические изделия). Это сырьѐ называют нерудными полезными ископаемыми. Нерудные полезные ископаемые (НПИ) не имеют общепринятой классификации и под НПИ часто понимают горные породы, не содержащие руду, добываемые открытым способом. Практически ни одна цивилизованная страна без вышеперечисленных ископаемых не может существовать. Страны либо импортируют полезные ископаемые, либо их экспортируют. Добыча полезных ископаемых определяет влияние на экономику не только добывающей страны, но и на экономику и даже политику других стран. Как только мы приступили к добыче любого полезного ископаемого мы сразу же коснулись понятия «горное дело». Горное дело (mining engineering) – это область человеческой деятельности, связанная с освоением и использованием недр Земли с целью извлечения полезных ископаемых. Горное дело включает в себя горные науки и горные производства (горную промышленность). Несмотря на совершенствование технологий горного производства добыча полезных ископаемых связана с большими рисками как для окружающей среды, так и для работающего персонала. Ситуация усугубляется ещѐ и труднопредсказуемостью природных опасных факторов, таких как землетрясение, внезапные выбросы угля и газа, карстовые провалы и пр. Вследствие этого большая часть горных предприятий считаются объектами повышенной опасности. Поэтому мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций (ЧС) на объектах ведения горных работ является важнейшей составляющей предупреждения аварий техногенного характера. Для согласованного понимания темы лекции введѐм некоторые термины. Из общего понятия «мониторинг» выделим понятие «мониторинг критически опасных объектов». 33 Мониторинг критически опасных объектов - процесс инструментального автоматизированного круглосуточного наблюдения за отдельными параметрами объектов. Целью мониторинга является предупреждение чрезвычайных ситуаций, повреждения или разрушения потенциально опасных объектов. Под мониторингом состояния недр (геологической среды) понимается система регулярных наблюдений, сбора, накопления, обработки и анализа информации, оценки состояния геологической среды и прогноза еѐ изменений под влиянием естественных природных факторов, пользования недрами и другой антропогенной деятельности. Основным отличием этого вида мониторинга является то, что в процессе мониторинга отслеживаются деформации и сдвиги объекта и отдельных его элементов, что позволяет предотвратить наступление негативного события и проинформировать экстренные службы о случившемся чрезвычайном происшествии. Мониторинг осуществляется с помощью оптических, лазерных и геофизических методов и инструментов. Работы по мониторингу и прогнозированию проводятся в соответствии с Государственным Стандартом Российской Федерации (ГОСТ Р 22.1.01-95), законами РФ «О недрах», «Об охране окружающей среды», «Водным кодексом» и другими нормативными документами. Из всего обширного перечня критически опасных объектов в качестве примера применения мониторинга рассмотрим горнопромышленный комплекс по добыче твѐрдых полезных ископаемых (Рис11). 34 Рис. 11. Объекты мониторинга горнодобывающих предприятий. Мониторинг месторождений твѐрдых полезных ископаемых является подсистемой представляет мониторинга собой состояния объектный недр уровень (геологической среды) и мониторинга. Разработка месторождений твѐрдых полезных ископаемых может осуществляться только на основании лицензии на пользование недрами. В условиях лицензии по согласованию с органами Ростехнадзора должны быть установлены основные требования к мониторингу месторождения, выполнение которых является обязательным для владельцев лицензии. В качестве объектов мониторинга состояния недр рассматриваются геологические, гидрогеологические, инженерно-геологические образования, а также приуроченные к ним проявления экзогенных геологических процессов, находящиеся в сфере жизненных интересов человека: - мониторинг подземных вод; - мониторинг опасных экзогенных геологических процессов; - мониторинг месторождений твѐрдых полезных ископаемых; 35 - мониторинг участков недр, не связанных с добычей полезных ископаемых; - мониторинг участков недр, испытывающих воздействие хозяйственной деятельности, не связанной с недропользованием. Каждый из перечисленных объектов мониторинга требует отдельного рассмотрения, так как, в той или иной степени объект мониторинга может быть источником возникновения ЧС. В рамках лекции рассмотрим цели и задачи мониторингов наиболее опасных с точки зрения возникновения ЧС природно-техногенных систем - геологических процессов и месторождений твѐрдых полезных ископаемых. 1.3.1 Мониторинг геологических процессов Выявление закономерностей развития опасных геологических процессов в естественных условиях и при недропользовании являются одним из элементов определения состояния недр и оценки риска чрезвычайных ситуаций. Значительная доля в недооценке горно-геологических условий при недропользовании лежит в плоскости разобщѐнности мониторинговых информационных ресурсов и использовании приборно-аналитической базы на локальном (объектном) и региональном уровне. Хотя оба эти уровня являются подсистемами единой системы государственного мониторинга состояния геологической среды (ГМСН), их информационная связь разделена ведомственной принадлежностью. Информационный ресурс, получаемый от объектного мониторинга необходимо объединять в единую базу данных ГМСН, что улучшит достоверность прогноза возникновения ЧС, связанных с горно-геологическими условиями залегания месторождений полезных ископаемых. Целью мониторинга геологической среды является информационное обеспечение управления государственным фондом недр и недропользователей для своевременного принятия управленческих решений и организации эффективной и безопасной системы отработки месторождений, а также 36 выявление и прогнозирование негативных процессов, влияющих на состояние геологической среды и водных объектов, разработка мер по предотвращению опасных последствий. Достижение целей объектного мониторинга может быть реализовано путѐм создания единых баз данных, экспертной оценки геологической продукции и технических проектов на разработку месторождений, а также путѐм разработки и актуализации нормативно-правовых, методических и иных документов по вопросам ведения регионального и локального (объектного) мониторинга состояния недр, в том числе для объектов горнодобывающей промышленности (шахт, карьеров и т.д.). Конечной целью геологического мониторинга является прогноз изменения геологической среды и развития опасных геологических процессов и принятие превентивных мер по снижению уровня риска при производстве горных работ. Объектный мониторинг состояния недр при недропользовании включает: - оценку текущего состояния геологической среды на месторождении, включая зону существенного влияния его эксплуатации, а также связанных с ним других компонентов окружающей природной среды, и соответствия этого состояния требованиям нормативов, стандартов и условий лицензий на пользование недрами для геологического изучения недр и добычи полезного ископаемого; - составление текущих, оперативных и долгосрочных прогнозов изменения состояния геологической среды на месторождении и в зоне существенного влияния его отработки; - экономическую оценку ущерба с определением затрат на предупреждение отрицательного воздействия разработки месторождения на окружающую природную среду (осуществление природоохранных мероприятий и компенсационных выплат); - разработку мероприятий по рационализации способов добычи полезного ископаемого, предотвращению аварийных ситуаций и ослаблению негативных последствий эксплуатационных работ на массивы горных пород, 37 подземные воды, связанные с ними физические поля, геологические процессы и другие компоненты окружающей природной среды; - предоставление органам Госгортехнадзора России и другим государственным органам власти информации о состоянии геологической среды на месторождении полезного ископаемого и в зоне существенного влияния его отработки, а также взаимосвязанных с ней компонентов окружающей природной среды; - предоставление территориальным государственным фондом недр данных органам объектного управления мониторинга для включения в систему государственного мониторинга состояния недр; - контроль и оценку эффективности мероприятий по рациональному способу добычи полезного ископаемого, обеспечивающему геоэкологическую безопасность и полноту его выемки и сокращение нерациональных потерь. Разрабатываемое месторождение полезного ископаемого и другие, связанные с его разработкой объекты хозяйственной деятельности, представляют собой сложную природно-техногенную систему, содержащую, как правило, ряд источников антропогенного воздействия на окружающую среду в широком смысле – это природные богатства, геологические структуры, биологические системы и т. п. (Рис.12). 38 Рис. 12. Наблюдения за качественными и количественными показателями состояния природно-техногенной системы. 1.3.2 Мониторинг месторождений твѐрдых полезных ископаемых Мониторинг месторождений твѐрдых полезных ископаемых также является подсистемой ГМСН и представляет собой локальный (объектный) уровень мониторинга. Этот объектный мониторинг проводится на площади как собственно месторождения полезного ископаемого и техногенных объектов горного 39 производства, так и в зоне существенного влияния недропользования на состояние недр и другие компоненты окружающей природной среды, изменения которых связаны с изменением геологической среды под влиянием вскрытия и разработки месторождения полезного ископаемого и иной хозяйственной деятельности горнодобывающего предприятия. Требования, устанавливаемые законодательством при производстве горных работ, подразделяются на две группы, с одной стороны – порядок использования недр, с другой – охрана окружающей природной среды. Надзор за выполнением плана мероприятий и контроль за ведением горного производства и состоянием геологической среды осуществляется региональными службами Управления по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора и региональными службами Управления природнадзора (Росприроднадзор). Конкретные задачи мониторинга месторождений твѐрдых полезных ископаемых определяются условиями лицензий на пользование недрами и геологическими заданиями на выполнение работ. Основными задачами объектного мониторинга являются: - получение, обработка и анализ данных о состоянии недр; - оценка состояния недр и прогнозирование его изменений; - своевременное выявление и прогнозирование развития природных и техногенных процессов, влияющих на состояние недр; - учѐт состояния недр по объектам недропользования, запасов подземных вод и их движения; - разработка, обеспечение реализации и анализ эффективности мероприятий по обеспечению экологически безопасного недропользования и охраны недр, а также по предотвращению или снижению негативного воздействия опасных геологических процессов; - регулярное информирование органов государственной власти, организаций, недропользователей и других субъектов хозяйственной деятельности об изменениях состояния недр в установленном порядке. 40 Мониторингом контролируется изменения естественного и нарушенного напряжѐнно-деформированного состояния геологической среды куда входят: - образование подземной или открытой выемки, сопровождаемое перераспределением напряжений в окружающем горном массиве; - извлечение горной массы, вызывающее разгрузку массива; - складирование вскрышных пород и отходов обогащения в отвалы, отстойники, хвостохранилища и т.д., вызывающие перераспределение напряжений в геологической среде. Выемка полезного ископаемого создаѐт неуравновешенную систему сил, влияние которой, охватывает ограниченную область с размерами примерно 2-3 средних радиусов горного отвода в плане, перераспределение напряжений в этой области. Образование зон концентрации напряжений может послужить причиной нарушения устойчивости подземных горных выработок и откосов бортов карьера, сдвижения массивов горных пород в подработанном пространстве, истощения и загрязнения подземных и поверхностных вод и т.д. С учѐтом близости расположения жилых комплексов такие нарушения устойчивости следует предусматривать в технических проектах на разработку месторождений в качестве возможных сценариев развития опасных геологических процессов. Разгрузка земной поверхности и нагрузка от отвала осуществляется перераспределением напряжений в поверхностном слое, наносах, грунтах и пр. Их влияние практически фиксируется на удалении первых десятков километров. Это все должно быть учтено при организации сети объектного мониторинга. Отсюда следует также перечень фиксируемых показателей на объектном уровне и видов приборно-аналитической базы ведения мониторинга. К объектам мониторинга состояния недр, связанным с добычей полезного ископаемого относятся: 41 - открытые (карьеры, разрезы, разрезные траншеи) и подземные горные выработки (стволы, штреки, штольни и др.), выработанные полости, а также технологические скважины при разработке месторождений твѐрдых полезных ископаемых методом подземного выщелачивания; - сооружения шахтного или карьерного водоотлива (системы водопонизительных и дренажные скважин, подземных горных выработок); - сооружения по закачке в недра извлечѐнных при добыче полезных ископаемых подземных вод; системы захоронения шахтных вод; - фильтрационные завесы, связанные с закачкой в недра специальных растворов; - газо-аэрозольные и пылевые выбросы; - сооружения по инженерной защите горных выработок от негативного воздействия опасных геологических процессов; - автономные водозаборы подземные вод, расположенные на площади месторождения и используемые для добычи подземных вод с целью хозяйственно-питьевого или технического водоснабжения. В зависимости от условий лицензий на пользование недрами такие водозаборы могут быть как объектом мониторинга, выполняемого геолого-маркшейдерской службой, так и объектом мониторинга подземных вод или экологического мониторинга (Рис.13, Рис. 14). 42 Рис.13. Виды и источники антропогенного воздействия 43 Рис. 14. Объекты мониторинга, связанные с добычей полезного ископаемого Мониторинг должен охватывать как непосредственно площадь ведения горных работ, так и зону существенного влияния разработки месторождения и сопутствующих ей процессов на состояние недр. Поэтому в общем случае на площади проведения мониторинговых мероприятий может быть выделено 3 зоны: зона I – зона непосредственного ведения горных работ и размещения других технологических объектов, влияющих на изменение состояния недр, в пределах границ горного отвода; 44 зона II – зона существенного влияния разработки месторождения на различные компоненты геологической среды; зона III – периферийная зона, примыкающая к зоне существенного влияния разработки месторождения (зона сочленения с областью регионального мониторинга состояния недр). Границы площади ведения горных работ (зона I) определяются лицензионными соглашениями на право проведения горных работ. Во всех случаях верхней границей месторождения принимается поверхность земли, а нижней – подошва балансовых запасов полезного ископаемого. Обычно границы зоны I – это границы зоны горного отвода. Напряженнодеформированное состояния этой зоны контролируется топогеодезическими профилями и другими способами, закреплѐнными техническими проектами, лицензионными соглашениями и инструкциями. Здесь необходимо отдавать предпочтение прямым или дистанционным уровенным и деформометрическим измерениям или газгидрогеохимическим измерениям объемного содержания легко растворимых в воде и грунтах солей и газов. Размеры зоны существенного влияния разработки месторождения (зона II) устанавливаются по распространению участков (площадей) активизации опасных геологических процессов под влиянием добычи полезного ископаемого и существенного нарушения гидродинамического режима и структуры потоков подземных вод в пределах депрессионной воронки. По имеющимся представлениям за зону существенного техногенного влияния инженерно-геологического характера следует принимать площадь в 3-5 раз больше площади, на которой осуществляется производственная деятельность при разработке месторождения. Наибольшие размеры территорий, подверженных влиянию разработки месторождения, связаны с развитием депрессионных воронок подземных вод при проведении водопонизительных и дренажных мероприятий. Они определяются гидрогеологическими условиями и особенностями системы отбора подземных вол, а также наличием или отсутствием системы обратной 45 закачки дренажных вод. Депрессионная воронка расширяется во времени и может достичь весьма существенных размеров, особенно в напорных пластах, имеющих широкое площадное распространение. В то же время радиусы зоны существенного влияния, где понижение уровня составляет около 10-20% от понижения в центре депрессии, обычно не превышают 10-20 км в напорных пластах и первых километров в безнапорных. Этими цифрами следует руководствоваться при определении размеров зоны существенного влияния разработки. Основная сеть мониторинга должна быть сформирована в пределах этой зоны. Границы III зоны и ее площадь принимаются таким образом, чтобы в процессе мониторинга можно было проследить региональные изменения состояния геологической среды, сравнить их с ее изменениями в зоне II и выделить те из них, которые связаны с разработкой месторождения и те, которые определяются другими факторами. Поэтому площадь зоны III должна охватывать участки с геолого-гидрогеологическими условиями, поставленными под контроль региональным мониторингом состояния недр. Сеть локального мониторинга должна быть состыкована с региональной сетью. В тех случаях, когда при разработке месторождения, сопровождаемой водоотливом, рассматриваемого происходит месторождения гидродинамическое на другие взаимовлияние месторождения и эксплуатируемые месторождения подземных вод, формируется общая зона влияния группы месторождений и водозаборов. В этих случаях границы зоны существенного влияния каждого месторождения принимаются в радиусе 1015км от участка горных работ и/или водоотбора, а на остальной площади влияния всей группы месторождений осуществляется мониторинг уровня подземных вод. В связи с тем, что зона существенного влияния расширяется во времени, размеры контролируемой в процессе мониторинга территории, должны уточняться по результатам его ведения. 46 В соответствии с действующим законодательством о недрах, организация и ведение мониторинга в пределах зон I и II осуществляется недропользователем. Необходимость и порядок организации и ведения мониторинга в зоне III определяется соглашением между недропользователем и органом управления государственным фондом недр. Изменение горно-геологических и геотектонических условий, в т.ч. протекание опасных геологических процессов, происходит в следующих основных направлениях: а) развитие деформаций в массиве горных пород и на земной поверхности вследствие изменения напряжѐнного состояния, трещиноватости и физико-механических свойств пород, а также в результате сдвижения пород в подработанном пространстве и образования мульд оседания и сдвижения; б) деформация массивов горных пород и грунтов в при бортовых и при бровочных частях карьеров, склонах терриконов и откосах отвалов, активизация природных и возникновение техногенных экзогенных геологических процессов на прилегающих территориях в связи с нарушением статического положения горных пород; в) оседание земной поверхности в результате уплотнения пород при их вторичной консолидации в процессе водопонижения, осушения или подземных пожаров; г) возникновение или активизация карстово-суффозионных процессов в связи с увеличением градиента фильтрации потока, интенсификацией растворения карбонатных пород и выноса рыхлого заполнителя открытых полостей; д) деформация почвы или днища горных выработок в результате разгрузки напряжений при подработке массива вышележащих горных пород и в результате набухания при увлажнении; е) активизация эндогенных процессов (техногенные землетрясения, горные удары). 47 Мониторинг в зоне III осуществляются территориaльной службой ГМСН. Однако, данные этого мониторинга следует учитывать при ведении объектного мониторинга при недропользовании. На основе получаемой в процессе объектного мониторинга информации принимаются решения по управлению добычей минерального сырья, обеспечению условий полноты выемки запасов полезного ископаемого, предотвращению аварийных ситуаций, оценке натуральных показателей для назначения величины компенсационных выплат за причинѐнный вред, снижению негативных последствий эксплуатационных работ на окружающую природную среду, а также контроль за соблюдением требований, установленных при предоставлении недр в пользование. На предприятиях горнодобывающей промышленности мониторинг состояния недр ведѐт геолого-маркшейдерская служба. Значение мониторинга связано с необходимостью контроля и за изменением природно-климатических условий, активизацией сейсмичности (в том числе «наведенной», вызванной подработкой геологического пространства), растущей техногенной нагрузкой на геологическую среду. Это требует комплексности принятия новых, более жѐстких нормативных требований и регламентов к их оценке. Изменения состояния недр, вызванные разработкой месторождений полезных ископаемых, сопоставимы с величинами природных катастроф, даже с землетрясениями высоких магнитуд. В целях своевременного реагирования и принятия соответствующих управленческих решений, обеспечивающих заблаговременное предупреждение, локализацию и ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций в МЧС России создан Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (ВЦМП) МЧС России – Центр «Антистихия». Центр был образован 1 июля 1999 года и стал правопреемником Всероссийского центра наблюдения и лабораторного контроля МЧС России. Многие из вышеперечисленных задач могут решаться с привлечением специалистов Центра. 48 1.4 Прогнозирование ЧС на объектах ведения горных работ Как уже отмечалось, конечной целью объектного мониторинга является прогноз развития опасных процессов на предприятиях горнодобывающего комплекса и принятие превентивных мер по снижению уровня риска работ по добыче полезного ископаемого. Учитывая многообразие систем разработки месторождений твѐрдых полезных ископаемых и горно-геологических условий прогнозирование ЧС представляет собой многоуровневую сложную задачу, учитывающую ряд направлений по обеспечению безопасности на объектах горнодобывающей промышленности, а также технологические схемы разработки месторождений. Приведѐм общие сведения о системах разработки месторождений. Технологические схемы разработки месторождений твѐрдых полезных ископаемых определяются совокупностью решений вопросов строения полезного ископаемого вскрытия, подготовки горного отвода, выбранной системы разработки и способов ведения очистных работ (включая транспортировку грузов, подъем, вентиляцию, энергоснабжение, водоотлив и т.д.). Системы разработки бывают открытые, подземные, гидравлические и скважинные (добыча ведѐтся методом выщелачивания). Подземные системы бывают одноступенчатые (одногоризонтные), а с ростом вертикальной составляющей они приобретают многоступенчатость (многогоризонтность). По наклону пластов и рудных тел – горизонтальные, пологие, наклонные, крутопадающие и вертикальные. По типу разработки – сплошной выемки, камерно-столбовой, ленточной (с закладкой выработанного пространства и без закладки), с разделением шахтного поля на блоки и без разделения. Решающая роль в выборе технологических схем характеристикам геологической среды. 49 принадлежит геомеханическим Для месторождений, разрабатываемых открытым способом, схемы разработки регламентируются безопасностью, экономической составляющей добычи всех полезных ископаемых, полнотой извлечения и охраной окружающей среды. Гидравлические способы добычи полезного ископаемого используются преимущественно в угольных разрезах и россыпных месторождений. Скважинные полезного методы ископаемого в добычи, основанные естественном на залегании, выщелачивании относятся к геотехнологическим методам. Это метод добычи полезного ископаемого избирательным растворением химическими реагентами в рудном теле на месте залегания с извлечением на поверхность. Применяется для добычи урана, цветных металлов и редких элементов. Имеются предпосылки использования его для разработки фосфатов, боратов и др. Все многообразие технологических схем разработки твѐрдых полезных ископаемых показывает невозможность универсальных рекомендаций по прогнозированию ЧС на объектах ведения горных работ. Также как и количество пунктов наблюдения, схема их расположения, частота и методика наблюдений определяются многими геолого-технологическими и природными факторами и должны устанавливаться индивидуально в каждом конкретном случае, так и на каждом горнодобывающем объекте, в зависимости от его специфики, необходим индивидуальный подход к разработке методов прогнозирования и средств предотвращения аварийных ситуаций. В то же время могут быть сформулированы некоторые общие принципы, к основным из которых относятся: - прогнозирование на горных объектах должно проводиться на основе геолого-тектонического и сейсмологического районирования территории; - прогноз должен учитывать особенности горно-геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий, принятой системы вскрытия и разработки месторождения, системы размещения сооружений по хранению переработке и транспортировке полезных ископаемых и отходов горнодобывающего производства и т.д. 50 Прогноз должен учитывать и некоторые частные задачи. Это, прежде всего, определение изменчивости фиксируемых по мониторингу показателей, их характер, интенсивность и векторная направленность. Прогноз строится на основании обработки данных мониторинга заключается в подготовке материалов для анализа наблюдений за изучаемыми показателями состояния недр и других компонентов окружающей природной среды, в построении необходимых карт и разрезов, графиков и таблиц, статистической обработке данных наблюдений, включая использование статистических методов анализа временных рядов, а также корреляционный анализ. Прогнозирование можно подразделить на три вида: текущее, оперативное и долгосрочное (Рис.15). Рис.15. Текущее, оперативное и долгосрочное прогнозирование. 51 Например, для некоторых угольных предприятий прогнозирование строится с учѐтом: - нормативно-правовой и нормативно-технической базы обеспечения безопасности ведения горных работ; - риск-анализа видов аварий на угольных шахтах; - геомеханическим, газо- и геодинамическим признакам; - готовности горнодобывающих предприятий к локализации аварий и ликвидации их последствий; - определения границ опасных зон по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа; - границ зон повышенного горного давления от целиков и краевых частей, оставленных при разработке смежных пластов и опасных зон у геологических нарушений. Только при учѐте всех влияющих на безопасность ведения горных работ факторов можно строить прогноз по предупреждению ЧС. 52 2. ОСНОВНЫЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ И СТАНОВЛЕНИИ ГОРНОГО И ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА 2.1 Горное дело Горное дело, как вид полезной деятельности по извлечению полезных ископаемых, имеет длительную историю, начинающую свой отсчѐт от древних времѐн начала человеческой цивилизации. Эта деятельность начиналась с собирательства и обработки каменных материалов. По мере эволюции древний человек переходил от стадии собирательства камней к стадии выкапывания необходимых материалов с помощью ям и уступов. «Камнями» называли часть природных твердых минералов первые исследователи (Аристотель, Авиценна (Ибн Сина), доминиканский монах Альберт Великий, Георгий Агрикола и др. С началом осознанного применения огня древний человек впервые встретился с проблемой топлива. Первыми видами топлива были растительные смеси, высушенные экскременты животных, древесина и полученный из нее древесный уголь. В таком примитивном виде горное дело с зачатками энергетики сохранялось сотни тысяч лет. С зарождением основ производительной экономики в эпоху неолита берет начало процесс осознания практической пользы полезных ископаемых. От естественных человеческих потребностей в добывании пищи с помощью охоты, освоения каменных материалов, плодородной почвы, леса, каменной соли и других использования веществ, глины, потребности металлов, стекла, человека для эволюционируют приготовления до которых требовались полезные ископаемые. Арсенал орудий человека пополнялся режущими, колющими, скребковыми и другими полезными инструментами. Совершенствуются технологии горных и строительных работ. Например, древние египтяне при строительстве пирамид были хорошо знакомы с технологией добычи каменных плит и приемами их обработки. В процессе проб и ошибок, человек находит наиболее рациональные формы и приемы, отбрасывая худшие и закрепляя наиболее удачные. Так, 53 например, большинство вертикальных выработок в эпоху неолита имели круглое сечение, которое было наиболее рациональным в условиях, когда техника крепления горных выработок, только зарождалась. Принципиальный переворот в истории человеческой цивилизации связан с открытием и использованием металлов, в частности меди и ее сплава – бронзы. С момента вытеснения каменных орудий металлическими зарождается кузнечное дело. С началом добычи металлических руд рождается процесс металлургии и появляется техника обработки металлов. Следующим значительным этапом в развитии горного дела было открытие железа. Одновременно с добычей возникает новая отрасль горного дела – обогащение полезных ископаемых, которое сводилось к ручному отбору из пустой породы ценных минералов. Кроме благородных металлов — золота и серебра в сколько-нибудь значительном количестве использовались только следующие металлы: медь, железо и сталь, сплавы меди с оловом и цинком, свинец. Например, свинец использовался для изготовления водопроводных труб, остатки которых найдены при раскопках Помпеи (около 30 г. до н.э.). Ртуть была известна древним, но потреблялась в крайне ограниченном количестве, как цинк и сурьма. С медного, бронзового и железного веков горное дело получает развитие по всему миру. Начиная с этих веков производство не только открытых, но и подземных горных работ. В античную эпоху (Древняя Греция, Римская империя) горное дело становится устойчивым и прибыльным занятием. Во многих провинциях Римской империи были уже сложившиеся традиции горного дела и те, кто работал в рудниках, были опытными рудокопами. В период железного века (начало I тыс. до н.э.) начали применять искусственные способы проветривания подземных горных выработок; получает применение колодезная добыча нефти; появляются первые научные 54 обобщения о свойствах минералов и горных пород (труды Аристотеля, Теофраста, Плиния Старшего). Известен пример развития горных работ в Римской империи для предотвращения затопления месторождения от близлежащего озера. В течение 11 лет было пройдено до 40 вертикальных стволов глубиной 80-120 м и еще большее число наклонных стволов под углом в 16-20°. Штольня проходилась 3-х метровой высоты и 1,8 м ширины. После проведения штольни это сооружение предохраняло в течение многих столетий окрестных жителей от наводнений. В начале VIII в. в Европе начали производить добычу железных и полиметаллических руд, начинается подземная добыча каменной соли методом растворения. С XI-XII веков в странах Европы стали формироваться крупные города - центры ремесленной деятельности горняков (в Чехии, Саксонии, Франции и др.). Значительное развитие горный промысел получил на юге Европы, особенно в некоторых частях Германии. Из Германии горный промысел подвигается к северу и востоку. Получают развитие новации в горном и горнозаводском деле - доменные печи и оборудование для них, горные выработки и крепление, вентиляционные системы, шахтные подъемные машины и насосы для водоотлива. С одной стороны, доходность горного промысла была стимулом к занятию им большого числа людей, с другой, недостаток в водоотливных средствах, сравнительная редкость нахождения богатых руд, неумение обогащать бедные руды не создавали потребности для усовершенствования горнозаводской техники. Орудия и способы добычи полезных ископаемых оставались те же, что и в древности и производительность работ - такой же ничтожной, как и ранее. В руках рудокопов по-прежнему имелись только кирка, молоток и огонь. Важным успехом металлургии в то время (XV в.) следует признать изобретение чугуна, тогда впервые появились чугунные пушечные ядра и каминные решетки. 55 Применение конного ворота для подъема грузов и изобретение машин для подъема воды из шахт значительно облегчили выполнение рудничных работ, заменив часть ручной работы машинной. Изобретение книгопечатания отозвалось довольно быстро и на горном деле. В 1530 г. Георгий Агрикола выпустил первое научное сочинение под заглавием «Bermannus sive de re metallica» («Берман о горнорудном деле»), а в 1556 г. - сочинение по горному делу: «De re metallica» («О горном деле и металлургии», перевод которого на немецкий язык и издание было осуществлено в 1557 г.). По сути дела, с этого периода зарождается горная наука и обмен научно-практическим опытом между специалистами горняками. Технический прогресс в области горного дела активизировал европейскую экономику. В Германии, других странах получает развитие металлургическое производство (изготовление жести, железной проволоки и др.), шерстяная промышленность, выделка кож, бумажная промышленность, оружейная и др. Оживились перевозки и коммерция. Коммерция создавала значительные сети кредита, организовывались крупные международные товарищества, например «Великое общество» («Magna Societus»). С этого времени начинается экспорт железа и меди из Швеции и Норвегии; вскоре экспортером железа стала Россия. Золото, серебро и медь ввозили из Америки, Китая и Японии, олово - из Сиама, месторождения ртути и серебра в Перу и Бразилии и др. Появляется потребность в квалифицированных горнорабочих, обладающих определенными знаниями и навыками, необходимыми при производстве горных работ. Это привело к возникновению начальных форм обучения горнозаводскому делу. В Европе в г. Яхимов (Чехия) в XVI в. монах И. Матезиус (1504 - 1565 гг.) начинает впервые читать проповеди по горнозаводскому производству. Большую роль сыграли для развития горнозаводской промышленности специальные учебные заведения. Первой в мире была образована горная академия во Фрайберге (1766 г.). 56 Значение горного дела в этот период характеризует тот факт, что первым в истории международным научным обществом было «Общество горного дела», которое объединило многих знаменитых учѐных и специалистов того времени. Общество было основано по инициативе учѐногоминеролога, высокопоставленного чиновника горного ведомства Австрийской империи Игнаца фон Борна во время встречи ведущих металлургов и горняков Европы в г. Склене-Теплице в 1786 г. В него входили: А. Лавуазье, Дж. Уатт, П.С. Паллас, И.В. Гѐте и др. В 1789-90 гг. был издан двухтомный сборник трудов общества «Горное дело», в котором обстоятельно освещались все наиболее ценные научные достижения того времени. С XVIII в. начинается промышленная добыча ископаемого угля, до тех пор развитая весьма слабо по причине обилия лесов и небольшой потребности в топливе. Потребность в обильном ископаемом твердом топливе начала быстро увеличиваться после изобретения паровой машины - величайшего изобретения на пути индустриализации мировой экономики. В 1570 году в Америке был изобретен процесс амальгамации, который значительно облегчил извлечение серебра из бедных руд. Амальгамация – это процесс избирательного извлечения металлов (главным образом благородных) из руд, основанный на способности металлов при смачивании их ртутью образовывать с ней сплавы (амальгамы). В 1570 году было изобретено мокрое толчение и обогащение бедных руд промывкой получающегося шлама. Для облегчения ручного труда стали применять конный ворот для подъема грузов, так же были изобретены машины для подъема воды из шахт. В 1530 году в швейцарском Базеле появляется первое научное сочинение под заглавием «Берман или о горнорудном деле», его автор Георгий Агрикола, а в 1557 году – сочинение по горному делу на немецком языке «О горном деле и металлургии». Период промышленной добычи и использования ископаемого угля в мире, начался с индустриальной революции и составляет не более 200-300 лет. 57 К концу VII в. до н.э. относится упоминание о добычных колодцах и скважинах. В Китае для добычи соляных растворов бурили скважины глубинной до 90 м и диаметром 12-15 см. Но до промышленной добычи дело не дошло, так как не было еще потребности в этом. Роль ископаемого угля выполнял более дешевый древесный уголь. В начале второго тысячелетия новой эры в Европе впервые начал ощущаться дефицит леса. Начиная с XVI-XVII вв. спрос на лес в Европе увеличивался семимильными шагами, особенно для получения железа. Одна плавильная печь, построенная в лесу, за месяц уничтожала всю растительность в радиусе километра. Потребность в производстве железа все более возрастала. Первой «обезлесела» Англия и Голландия в конце XVI века. По мере того, как на протяжении средних веков в Европе цены на дрова росли, ископаемый уголь находил все более широкое применение, одновременно росла его добыча. Центром индустриальной революции и промышленной добычи угля стала Англия, зарождается производство, для которого уголь стал главным ресурсом. Возникает потребность в механических двигателях в 1711 году паровую машину создает англичанин Т. Ньюкомен, а в 1784г. шотландец Дж. Уатт совершенствует ее, в 1807 г. американец Р. Фултон применяет паровую машину на пароходе, в 1825 году англичанин Д. Стефенсон использует ее для паровоза. В начале 18 века выплавка железа стала осуществляться с помощью кокса, полученного из каменного угля. Однако горючие свойства углей были известны еще древнем и позже античном мирах. В своих трудах Аристотель и его ученик Теофраст, называли ископаемый уголь «антраксом», т.е. «горючим камнем». В Китае ископаемый уголь использовался уже за 2000 лет до н.э. Природа в изобилии подарила один из мощных источников энергии – ископаемый уголь, который оказался наиболее эффективным видом топлива на протяжении 200-250 лет. 58 С началом массовой добычи угля появляются первые чертежи – схемы шахт. Проветривание в шахтах осуществлялось с помощью специальных дополнительных вертикальных выработок, освещение горных выработок осуществлялось сжиганием сухого хвороста или лучин, позже – с помощью масляных ламп. Главными потребителем каменного угля стали железные дороги. К 3040 гг. XIX века в Англии имелась самая развитая сеть железных дорог в мире. В конце XVIII в. – начале XIX в. к промышленной разработке угольных месторождений приступила Франция и Германия, которые добыли в 1800 г. соответственно 800,0 и 300,0 тыс. тонн. Англия к этому времени добывала уже 14 млн. тонн. С 1814 года промышленная добыча каменного угля начинается в США. В 1899 году США обогнали Англию (230,2 млн. т. по сравнению с 223,6 млн. т. соответственно). В России добывалось чуть больше 16 млн. т. Самой глубокой шахтой в 1875 году была «Розбридж» - горные работы велись на глубине 745 метров. В 70-х годах XIX века в Англии, Германии, США, России зарождается горное машиностроение. Появляются первые серьезные изобретения, которые стали прототипом современных технических средств добычи угля. Отбойка угля в угольных шахтах Европы и США в конце XIX в. начале XX в. начинает осуществляться с помощью цепных врубовых машин. Первая врубовая машина появилась в Великобритании на шахте «Нормантон» в г. Йоркшир. В 1903 году на английских шахтах работало уже 150 врубовых машин, в России в 1904 году эксплуатировалось всего две английские дисковые врубовые машины. К концу XIX века ископаемый уголь приобрел роль самого значимого для мировой экономики топливно-энергетического ресурса. Он был основой машинного производства, сырьевой базой черной металлургии, железнодорожного и морского транспорта, массового передвижения людей и товаров. 59 Россия значительно позже европейских стран приступила к промышленному освоению кладовых своих недр. До XVI-XVIII веков горный промысел был развит слабо. Еще в древние времена племена, проживающие на территории современной России, владели искусством горного и металлургического дела. Восточные славяне владели железоделательным ремеслом. Сырьем служила болотная руда, которая откладывается на корнях болотных. Развитие горный промысел получает во время усиления русской государственности в XIV-XV вв., когда происходило объединение русских княжеств вокруг Москвы. В 1491-1492 году в России, во время княжения Ивана III (1450-1505 гг.) была осуществлена первая геолого-разведочная экспедиция. Совместно с германскими рудознатцами была отправлена группа в Печорский край для поиска серебряной и медной залежи. В 1492 году была открыта медная залежь и заложен рудник. В дальнейшем царь Иван IV (1530-1584 гг.), отдал земли в верховьях реки Камы (территория Республики Коми) братьям Строгановым, где они намеривались добывать соль, и обязал их вести поиски и добычу медных и серебряных руд. В XVI веке создается все больше горных промыслов, появляются русские рудознатцы. В XVII веке колонизируются все большие пространства Сибири и Дальнего Востока. На новых землях начинают разведку рудных месторождений. Были открыты месторождения железной руды, слюды, серебра, свинца и т.д. Официальное свое летоисчисление горная промышленность России ведет с эпохи царствования Петра I (1672 – 1725 гг.), когда была создана первая горная администрация – Рудный приказ (1700 г.). В этот период развитие металлургия и горное дело получает мощный импульс: на берегу Онежского озера (Карелия), были построены чугунолитейный и железоделательный заводы. На Урале было построено 16 металлургических заводов. Всего же к 40-ым годам XVIII века на среднем Урале действовало около 30 металлургических заводов. 60 Рудный приказ просуществовал до 1711 года, в 1715 году была организована Канцелярия рудных дел, а в 1719 году образована БергКоллегия. На смену прежнему хаотичному приказному управлению пришли новые центральные учреждения отраслевого типа. Берг-Коллегия действовала в 1719-1731, 1742-1784, 1796-1806 гг. Главным целью Берг-коллегии было упорядочивание всех финансовых, имущественных и прочих отношений и централизованный контроль. В период правления императрицы Елизаветы Петровны фактически зарождается российская наука, в том числе горная. Для развития горнозаводских наук большое влияние оказало создание в 1773 году Петербургского горного училища (позднее горного института). Оно было создано исходя из все более возрастающей необходимости в квалифицированных специалистах. Выпускники Горного училища получали звание горного офицера до 1834 года, когда Николаем I было установлено звание горного инженера. Эпоха царствования Екатерины II (годы правления 1762-1796) была отмечена высокими темпами роста промышленности. Так, если в 1760 г. насчитывалось около 600 крупных промышленных предприятий, то к концу века – не менее 1200, а всех заводов и фабрик было около 2300. Россия занимала первое место по выплавке чугуна, произведя в 1800 году 9,9 млн. пудов. При Александре I (годы правления 1801 – 1825 гг.) окончательно упраздняется Берг-Коллегия и образован Горный Департамент (1806 г.), в 1811 году он был преобразован в Департамент Горных и Соляных дел. В период царствования императора Николая I (годы правления 1825 – 1855 гг.) при Горном Департаменте в 1825 году был учрежден Ученый Комитет, имевший целью издание «Горного журнала», рассмотрение различных проектов по совершенствованию горного дела. В 1834 году указом императора Николая I административное и техническое руководство горнозаводским промыслом было возложено на Корпус горных инженеров во главе с министром финансов. 61 Одной из причин отставания России в развитии промышленности в тот период от западных стран являлось недостаточное внимание к геологоразведочным работам. Только в 1882 году был создан Геологический комитет при горном департаменте Министерства земледелия и государственных имуществ. С этим началась государственная координация геологической деятельностью. Начало добычи ископаемого угля в промышленных объемах началось в России с 1855 года и было связано со стремительным ростом в этот период железнодорожного строительства. В начале царствования Александра II длина железных дорог в России составляла немного более 1000 км, к концу 1880г. – почти 23 тыс. км, а к 1899г. протяженность железных дорог составила уже 58 тыс. км. По протяженности железных дорог Россия вышла на второе место после США. Новая промышленность и железные дороги требовали все больше металла и топлива, увеличение производства которых было невозможно без ускорения темпов минерализации топливно-энергетического баланса. В период с 1885 по 1900 гг. характеризуется завершением промышленного переворота, а так же фундаментальными преобразованиями в области экономики и промышленности. Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1886-1900гг. 62 К концу XIX века Россия значительно сократила отставание от основных мировых угледобывающих стран. В 1900 году она занимала уже 8 е место в рейтинге этих стран, уступая место только Великобритании, США, Германии, Франции, Австро-Венгрии, Бельгии и территории Верхней Силезии (Польша). Угольная промышленность России в конце XIX века концентрировалась в основном на шахтах Донецкого угольного бассейна и Польского (Домбровского) бассейна. При этом в России, без учета Домбровского бассейна, 1900 году было добыто 12,3 млн. тонн угля 90 % из которых приходилось на Донецкий бассейн. Постепенное увеличение добычи ископаемого угля на них и глубины горных работ в 1878 году привели к первым вспышкам рудничного газа в Донбассе, а затем в начале 1880 года – на Егоринских копях Урала. К 70-80 гг. в России возникает горноспасательное дело. С этого времени на угольных шахтах Донбасса начинают создаваться первые добровольные спасательные дружины. Создавали дружины и руководили ими горные инженеры работавшие на шахтах. Еще в начале девятнадцатого столетия было известно, что гремучий газ взрывается от открытого пламени, а так же, что после взрыва в рудничном воздухе некоторое время его нет. Поэтому меры борьбы с ним сводились к его выжиганию. Начало 20 века характеризуется устойчивом ростом добычи угля за счѐт развития угольных месторождений Сибири и открытия новых шахт Донбасса. Все больше возрастала добыча угля в восточных регионах страны (Урал, Сибирь), что было связано с началом эксплуатации транссибирской магистрали, которая стала главным потребителем кузнецких углей. 63 Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1900-1908гг. В 1913 году было добыто 36 млн. тонн угля. По объему промышленного производства Россия в 1913 году занимала 5-е место в мире, уступая лишь США, Германии, Англии и Франции. Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1909-1914гг. 64 В 1907 году создана первая специализированная горноспасательная станция в городе Макеевка (Донбасс), а также горноспасательные станции на Урале (город Кизел) и в Сибири (город Анжеро-Судженск). С началом Первой мировой войны и приходом к власти большевиков начался спад добычи угля. После большевистской революции и во время гражданской войны экономическая жизнь в России практически замерла. К 1918 году по сравнению с 1913 годом достаточно мощная промышленность страны превратилась в руины. Динамика годовых объемов добычи ископаемого угля по Российской империи за период 1915-1921гг. Рост угледобычи, в 1915 – 1916 гг., в сибирских угольных бассейнах обеспечивался за счет благоприятных горно-геологических условий большого количества мощных пластов, залегающих на небольших глубинах и легко поддающихся разработке. К концу 1922 году поверхностные комплексы большинства угольных шахт в Донецком и подмосковном бассейнах, на Урале и на дальнем Востоке были почти полностью разрушены. Горные выработки были затоплены водой, большая часть из них пришла в негодность из-за самообрушения горных пород и разрушения крепи. С 1922 года в СССР начали заключаться концессионные договоры с иностранными предприятиями, чтобы привлечь их капитал в отечественную 65 промышленность. предпринимателем, (Договор, заключаемый монополией, государством иностранной фирмой с о частным передаче в эксплуатацию на определенных условиях предприятий, земельных угодий с правом строительства сооружений, добычи полезных ископаемых и т.п.) В 1924 году в Донбассе было организовано Управление шахтным строительством (УШС), и создана первая в СССР специализированная организация по проектированию угольных шахт. За 1922 – 1928 гг. было построено 56 новых шахт со средней годовой мощностью 110 тыс. тонн. Шахты строили по новым проектам, в которые закладывалось большее сечение горных выработок, более прогрессивные параметры горных работ, более совершенная техника и технология добычи угля. 23 апреля 1929 года было принято постановление СНК СССР «О пятилетнем народнохозяйственном плане на период 1929 – 1932 гг.». Это был первый в СССР перспективный план развития народного хозяйства. В отношении угольной промышленности форсированная индустриализация предусматривала техническое перевооружение действующих угледобывающих предприятий и освоение новых угольных месторождений в Сибири, на Крайнем Севере и Дальнем Востоке. В этот период начинает создаваться база отечественного горного машиностроения. Советскими учеными и конструкторами было создано много новых машин и механизмов. Появились отечественные мощные врубовые машины, бурильные и отбойные молотки, угле- и породопогрузочные машины. Были разработаны конструкции первых очистных и проходческих угольных комбайнов и сконструированы и испытаны первые отечественные образцы скребковых и ленточных конвейеров другого шахтного оборудования. Все это позволило существенно повысить уровень механизации основных производственных процессов. В предвоенные годы получил заметное развитие открытый способ добычи угля. 66 В целом к середине 30-х годов не смотря на повышение механизации работ на угольных шахтах производительность угольной промышленности труда горнорабочего оставалась не высокой. Достижения в ее техническом перевооружении и совершенствовании организации производства и труда обеспечили высокие темпы наращивания объемов добычи угля. В течении 1929 – 1940 гг. объем добычи угля в стране увеличился с 40,1 млн. т до 165,9 млн. т. В этот период уголь добывался в основном подземным способом (96%). Нападение Германии на СССР 22 июня 1941 года и временная оккупация значительной части европейской территории страны, в том числе Донецкого и Подмосковного угольных бассейнов, привели к потере более 60% действующих мощностей по добычи угля. Перед угольной промышленностью была поставлена задача – максимально – короткие сроки обеспечить добычу необходимого количества угля за счет ускоренного развития угледобычи в восточных районах. Ускоренными темпами сооружались шахты в Печорском бассейне, чему способствовало завершение строительства железной дорог. Наряду с освоением новых угольных месторождений в восточных районах страны во время войны, сразу после освобождения Подмосковного и Донецкого бассейнов началось восстановление разрушенных в этих бассейнах угольных предприятий, шахтерских городов и поселков. В годы войны и в первые послевоенные годы в новых угольных районах строились преимущественно небольшие шахты с наклонными стволами. Это было вызвано необходимостью скорейшего ввода их в эксплуатацию. Уже в ходе строительства на таких шахтах можно было добывать уголь. Широкое распространение в годы войны и послевоенное годы получил открытый способ добычи угля, позволяющий быстро наращивать объемы добычи. В 1950 году добыча угля открытым способом достигла 27,1 млн. тонн, что составило 10,4 % общей добычи. 67 Угольная отрасль была полностью восстановлена к 1950 году. Объем добычи угля достиг 261,1 млн. т. С 50-х годов XX века в СССР благодаря работам А.А. Скочинского получила развитие дегазация отрабатываемых угольных пластов, позволившая значительно снизить загазованность горных выработок и повысить производительность труда. К 1983 году дегазация осуществлялась на 218 шахтах Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печорского и ЛьвовскоВолынского угольных бассейнов, на шахтах месторождений Урала, Дальнего Востока и о. Сахалин. Дегазация шахт – совокупность мероприятий, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников с изолированным отводом его на поверхность или в горные выработки, где он разбавляется до безопасных концентраций. Создание и внедрение угледобывающих комбайнов явилось первым после внедрения врубовых машин этапом технического перевооружения очистных работ. В результате применения комбайновой выемки угля к 1965 году в основном была завершена механизация навалки угля. Главным образом за счет внедрения комбайнов среднесуточная нагрузка на очистной забой за 1951 – 1965 гг. была увеличена в 2 раза. Развитие комбайновой выемки ускорило замену деревянных крепей на металлические. Так же конец 50-х – середина 60-х гг. характеризовалась быстрым развитием конвейерного транспорта по горизонтальным и наклонным выработкам. В этот период началось вытеснение ископаемого угля из топливноэнергетического баланса промышленности и транспорта. К примеру, в 50-60 е годы XX века завершилась история использования каменного угля на железнодорожном транспорте – паровозная тяга была вытеснена тепловозной и электровозной. При этом железнодорожники перешли на более современное топливо и увеличили объемы перевозок угля. Во второй половине 60-х гг. XX в. начался массовый переход от чисто комбайновой технологии очистных работ к принципиально новой технологии, базирующейся 68 на использовании механизированных комплексов, включающих узкозахватные комбайны или струги, мощные забойные скребковые конвейеры и гидрофицированные передвижные крепи различных конструкций. Внедрение очистных механизированных комплексов началось в Подмосковном бассейне, затем они появились в Донбассе, Кузбассе, в Карагандинском и Печорском бассейнах. В этот период большое развитие получила добыча угля открытым способом. На открытых горных работах начали внедрять более мощную технику: высокопроизводительные роторные экскаваторы; драглайны с ковшами вместимостью 10-15-20 м3; комплексы горно-шахтного оборудования непрерывного действия производительностью до 5000 м3/час; автосамосвалы грузоподъемностью 75 т и более и другое оборудование. В конце 80-х гг. угольная промышленность разрослась до огромных размеров со множеством под отраслей, убыточных предприятий угледобычи, большим количеством непрофильных предприятий и организаций, рассредоточенных в десятках регионах СССР и сотнях шахтерских городов и поселков. В это время начался постепенный спад промышленности всей страны, в связи с началом перестроечного времени, что привело к первой шахтерской забастовке в 1989 году. Период наращивания объемов добычи угля в СССР закончился в 1988 году когда был достигнут максимальный за всю историю страны уровень добычи угля – 771,8 млн. т., из них в РСФСР – 425,4 млн.т., Украинской ССР – 191,7 млн. т., в Казахской ССР 143,1 млн. т. и т.д. Истоки кризиса в угольной промышленности СССР связаны со сменой приоритетов основных видов топлива в топливно-энергетическом балансе: «эра угля» ( 1913 – 1965 гг.), «эра нефти» (1965 – 1985 гг.), «эра газа» (с 1985 г. по настоящее время). Особенно негативно на эффективность работы отрасли в целом повлияло стремление любой ценой продолжать количественное наращивание объемов добычи угля в ущерб качественным показателям. Нарастание негативных количественных и качественных тенденций в угольной промышленности сопровождалось ухудшением горно-геологических 69 условий работы в шахтах. Средняя глубина подземных работ в Донецком бассейне превысила 600 м, в Печорском – 550 м, Кузнецком – 260 м. Развитие угольной промышленности в период 1922 – 1991 гг. было самым значительным в ее истории, как по темпам роста объемов добычи угля, так и по освоению новых угольных бассейнов и месторождений. Удельный вес открытого способа добычи в общем объеме в 1991 г. в первые за всю историю составил 50,8%. 2.2 Горноспасательное дело. Создание горноспасательных станций. Возникновение горноспасательного дела в России относится к 18701880 годам. С этого времени на угольных шахтах Донбасса начинают создаваться первые добровольные спасательные дружины из наиболее опытных и физически выносливых шахтеров. Создавали дружины и руководили ими горные инженеры-энтузиасты, работавшие на шахтах. Необходимость создания таких дружин обуславливалась возрастающим аварий и все количеством катастроф, происходящих на шахтах. Первые вспышки рудничного газа в Донбассе датируются 1878 годом, а в начале Гравюра. Горноспасатель ХVIII века 1880 года – на Егоринских копях Урала. О рудничном газе как о «горючих парах», выделяющихся из рудников Цвикоу (Саксония), впервые упоминается в 1545 году в сочинениях Георгия Агриколы. Сто лет спустя, в 1686 году, английский писатель Роберт Пиот в 70 сочинении «Естественная история Стаффордшира» уже совершенно определенно указывает в числе семи, как он выражается, родов рудничного воздуха - гремучий газ. В начале девятнадцатого столетия было известно, что гремучий газ взрывается от открытого пламени и что после взрыва в рудничном воздухе некоторое время его не наблюдается. Поэтому меры борьбы с ним сводились к его выжиганию. Фотография Диорамы «Выжигальщики метана» «Выжигальщик» надевал кожух и факелом из пакли, навернутой на палку и смоченной в мазуте, поджигал метан, скапливающийся обычно в тупиковом забое. Единственной защитой при этом от возможного взрыва у «выжигальщика» был кожух. По существовавшим тогда Правилам безопасности, надзор шахты должен был привлекаться к ответственности за допущение на работу шахтеров без предварительного выжигания газа в забоях. Такая борьба с газом проводилась обычно между сменами, когда в забоях не было шахтеров. 71 В 1815 году, спустя сто лет после первого крупного взрыва гремучего газа на шахте возле Ньюкестля, английский предложил химик и предохранительную физик Дэви лампу для освещения мест работы шахтеров, с помощью которой можно было определять наличие гремучего газа в атмосфере горных выработок. Лампа Дэви Впоследствии, шахтерская лампа предохранительная была несколько усовершенствована немецким инженером Вольфом и широко применялась в России. Лампа Вольфа послужила прототипом предохранительной бензиновой лампы «Свет шахтера», применявшейся у нас в стране для замера концентраций метана Лампа Вольфа вплоть до 60-х годов ХХ века. В 1888 году Д.И. Менделеев сделал первый анализ газа суфляра из шахты «Капитальная» (Макеевка). В 1890 году адъютант-профессором Н.Д. Коцовским и академиком Н.С. Курнаковым, обследовавшими шахты Донбасса, было установлено наличие значительного выделения газа и отмечено неудовлетворительное проветривание шахт. Несмотря на то, что через полгода после этого обследования, 4 января 1891 года произошел первый крупный взрыв на шахте № 14 Рыковских копий (г. Донецк), в результате которого погибло 55 шахтеров, серьезного внимания на борьбу с рудничным газом обращено не было. В 1898 году 3 января на шахте «Иван» (Макеевка) произошел взрыв газа, при котором погибло 74 шахтера. Вопрос о необходимости создания горноспасательной службы возник не случайно. В период с 1887 по 1913 год, промышленность России бурно 72 развивалась, добыча каменного угля в этот период увеличилась в 8 раз, с 4,5 млн. тонн до 37 млн. тонн угля в год. Вследствие увеличения добычи угля и развития горных работ, опасность возникновения аварий на угольных шахтах тоже росла. В 1899 году профессор Петербургского горного института И.А. Тимме опубликовал статью «Спасательные артели при каменноугольных рудниках», в которой указывал на несовершенство правил ведения горных работ, и неудовлетворительную организацию работ в области техники безопасности. И.А. Тимме детально изучил состояние техники безопасности и пришел к выводу, что при взрывах гремучего газа или угольной пыли большинство пострадавших умирает вследствие несвоевременного оказания помощи, из-за отсутствия специальных спасательных приборов, позволяющих вести работы в непригодной для дыхания атмосфере. И.А. Тимме в своих статьях требовал создания на шахтах горноспасательных команд, которые должны проходить специальное обучение и снабжаться необходимыми дыхательными аппаратами. В начале ХХ века в русской технической литературе публикуется восемь статей профессора А.А. Скочинского, посвященных анализу взрывов гремучего газа и мерам по их предупреждению, пропаганде идей создания горноспасательной службы. Горным инженером И.О. Кржижановским публикуются две статьи по подземным пожарам: в 1896 году «О подземных пожарах» и в 1903 году «Краткий очерк рудничных пожаров вместе с изложением рациональных систем рудничной противопожарной обороны». В 1907 году появилась книга профессора А.М. Терпигорева «Рудничные пожары и борьба с ними» – учебник по горноспасательному делу для студентов Екатеринославского высшего горного училища. Впервые вопрос об организации горноспасательной службы в России под давлением общественности был рассмотрен на 17-м съезде горнопромышленников Юга России в 1902 году. Постановлением этого съезда была установлена необходимость организации нескольких спасательных 73 станций на наиболее опасных рудниках Донбасса. Съезд избрал комиссию, которой было поручено собрать данные о борьбе с авариями и об устройстве зарубежных горноспасательных станций. Комиссия в течение нескольких лет изучала и собирала материалы, готовя обоснования для решения этого важного вопроса. Только в 1907 году, после крупных катастроф на шахтах, одной из которых был взрыв газа на шахте № 4 бис в Юзовке, который унес жизнь 273 шахтеров, на 32-м съезде горнопромышленников Юга России было принято решение об организации спасательных станций на наиболее опасных шахтах. Три первые спасательные станции были созданы в Макеевке (Донбасс), Кизеле (Урал) и Анжеро-Судженске (Кузбасс). Отдача созданных спасательных станций сказалась немедленно: после взрыва угольной пыли на Рыковских копях (Донбасс) в 1908 году были приведены в чувство и спасены более 50 горняков. Горный журнал в 1906 году по этому поводу писал: «Выходящий в шахту с аппаратом для спасения своих сотоварищей, выполняет не менее благородную задачу, чем солдат, выходящий с оружием в руках защищать свое Отечество». Отделение Макеевской станции 74 Первая в России горноспасательная станция начала функционировать с ноября 1907 года в Макеевке. В небольшом здании было размещено наблюдательное помещение, конторка, русская печь и котел для подогрева воды. К станции были подведены железнодорожные пути и телефон. Учебный штрек был устроен в отвале пустой породы шахты «Капитальная». Штат станции состоял из начальника станции – горного инженера, заместителя начальника, команды из десяти человек и нескольких разнорабочих. Отделение Макеевской станции В первые годы существования, Макеевская спасательная станция имела восемь респираторов, два аппарата для производства искусственного дыхания, три транспортных баллона для кислорода и один дожимающий кислородный насос. Для выезда спасательной дружины на шахты в случае аварии имелись четыре лошади и фургон. Все имеющееся горноспасательное оборудование было иностранным. В России такое оборудование не производилось. 75 Первым начальником Центральной Макеевской горноспасательной станции был горный инженер Федорович Иосиф Иосифович. Несмотря на то, что в старой России спасательное оборудование не изготовлялось, русская техническая конструирования его мысль не в области отставала от иностранной, а в ряде вопросов значительно еѐ опережала. Федорович И.И. Горный инженер Дмитрий Гаврилович Левицкий, бывший с 1908 по 1916 г.г. заведующим Макеевской спасательной станцией, еще в 1911 году сконструировал и изготовил новый по идее респиратор, назвав его «Макеевка», заграничных физической отличавшийся резервуарных регенерацией от аппаратов используемого воздуха. Под влиянием Левицкого, Вид первого противогаза английском критической опубликованной журнале, статьи им в германская Д.Г. одном фирма «Дрѐгер», специализировавшаяся на горноспасательном оборудовании, переконструировала свой аппарат с учетом замечаний Д.Г. Левицкого. Для борьбы с огнем, русским химиком А.В. Лораном еще в 1904 году впервые был предложен пенообразующий состав. Пена, при этом была получена химическим путем, в результате взаимодействия кислотного и щелочного растворов. Химическая пена, получаемая с помощью огнетушителей, для тушения очагов пожаров, применяется во всем мире до настоящего времени. 76 Первый противогаз для защиты органов дыхания от ядовитых газов, основанный на адсорбции этих газов, был предложен русским ученым Н.Д. Зелинским. Он стал прототипом для создания самоспасателей для горнорабочих. Противогаз был создан в 1915 году после того, как на русскогерманском фронте, в мае 1915 года, немцы внезапно произвели газовую атаку против русских войск. С 1910 года в Макеевской центральной спасательной станции под руководством Дмитрия Гавриловича Левицкого и Николая Николаевича Черницына было положено начало изучения рудничного газа и угольной пыли. В начале двадцатого столетия в России мало было известно о свойствах угольной пыли. Работами Д.Г. Левицкого и Н.Н. Черницына, проведенными в 1914-1915 годах, были признаны опасными по взрываемости угольной пыли 24 пласта на шахтах Донбасса. Н.Н. Черницын, помощник заведующего Центральной Макеевской горноспасательной станцией с 1911 года и руководивший ею с 1916 года после Д.Г. Левицкого, был крупным теоретиком и автором исследований в области изучения взрывчатых свойств рудничного газа и угольной пыли. Помимо исследовательских работ Н.Н. Черницын глубоко изучал горноспасательное дело. В 1914 году печатается его работа «Спасательное дело на рудниках», в которой наряду с описанием и критической оценкой применявшихся в то время аппаратов для горноспасателей, опубликован ряд теоретических и практических соображений по этому вопросу. Работы, проводимые инженерно-техническим составом станции и еѐ первыми руководителями И.И. Федоровичем, Д.Г. Левицким и Н.Н. Черницыным по безопасности работ на шахтах, определили и ее дальнейшее направление. В 1927 году на ее базе был создан Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (МакНИИ). 77 В 1908 году в Донбассе организуется Мариупольская станция, в 1909 году – Голубовская и Орлово-Еленевская, в 1910 году – Щербиновская, в 1911 – Грушевская и Боково-Хрустальная, в 1912 – Берестовская. К этому времени во всем Донбассе было 49 спасательных дружин, имеющих 395 респираторов различных систем. При этом, число обученных спасательному делу шахтеров - добровольцев было 600 человек. В 1914 году в Донбассе были организованы Рыковская, Веровская и Екатерининская спасательные станции, а в 1915 году – Чистяковская и Кардовская. Спасательное дело на шахтах европейских стран было организовано раньше, чем в России. К тому же, за рубежом производилось довольно разнообразное горноспасательное оборудование. Однако сама постановка горноспасательного дела была не на много лучше, чем в России. Так, на Международном конгрессе по горноспасательному делу в Вене в 1913 году, в одном из докладов, охватывающем данные нескольких европейских стран, были приведены данные: «…погибло спасателей во время спасательных работ 67 человек, при этом спасено горнорабочих 28 человек». Одиночки - горноспасательного дела энтузиасты и техники безопасности в России, такие как И.И. Федорович, Д.Г. Левицкий, Н.Н. Черницын и другие, не могли добиться решительного улучшения в этой области. Именно в результате плохой постановки горноспасательного дела в марте 1917 года при спасательных работах в шахте № 1 «Горловка» погиб весь Н. Н. Черницын командный состав Макеевской спасательной станции во главе с еѐ начальником Николаем Николаевичем Черницыным. 78 центральной Примерно так же, как и в Донбассе, развивалось горноспасательное дело и на востоке страны. Как уже говорилось, первая спасательная станция на востоке России была открыта в1907 году на Анжерских «казенных» копях. Основателем и первым начальником был Ушаков Анисим Афанасьевич. В основном спасательная станция состояла из совместителей, именовавшихся «вспомогателями», т.е. работников, которые в свободное, но заранее определенное время, являлись для несения дежурства и учебы в служебное здание спасстанции. Штатным был один инструктор, который и проводил обучение спасателей. На оснащении станции были иностранные респираторы образца 1904-1909 годов и шланговые аппараты для дыхания «Вестфалия». Транспортом станция не располагала, точнее, при станции был фургон с оборудованием с перестановкой на летний и зимний хода в зависимости от времени года, а в случае аварии пожарная команда высылала лошадей, их впрягали в имеющийся фургон и выезжали к месту аварии. Кроме Донбасса и Кузбасса, горноспасательная служба в других регионах России также постепенно зарождалась и развивалась. Горноспасательная служба Подмосковного угольного бассейна началась в 1930 году, когда была открыта первая Бобриковская районная горноспасательная станция в г. Донском. Бобринская горноспасательная команда 79 На Дону первая центральная спасательная станция Грушевская начала работать с ноября 1911 года. Первая горноспасательная команда в Воркуте была создана в мае 1937 года, что положило начало горноспасательной службе Печорского угольного бассейна. Горноспасательная служба Урала началась с создания в 1911 году первой групповой горноспасательной станции на Кизеловских шахтах. Организация горноспасательной службы на Дальнем Востоке связана с созданием в 1913 году первой спасательной артели на шахте № 2, Сучанских каменноугольных копей. Горноспасательная команда о.Сахалин В феврале 1932 года на севере о. Сахалин был организован первый горноспасательный пункт на шахте «Октябрьская», положивший начало горноспасательной службе Сахалина. 80 После гражданской войны вместе с восстановлением разрушенных шахт и рудников начало возрождаться горноспасательное дело. К 1917 году были организованы более 40 станций без постоянного штата. Их возглавляли начальники, работающие по совместительству. В постоянном штате были только слесари и сторожа. Оперативный состав комплектовался из горнорабочих шахты, обучающихся по воскресеньям горноспасательному делу за небольшое дополнительное вознаграждение. Прибыв на аварию, спасательная команда поступала в распоряжение администрации шахты. Однако непосредственное подчинение станций администрации рудников часто негативно отражалось на их работе. Отсутствие опыта борьбы с подземными авариями, неудовлетворительная оснащенность и разобщенность горноспасательных команд и станций, а также продолжающаяся гибель шахтеров остро поставили вопрос о централизации и передаче всех горноспасательных станций под контроль государственных органов. Началом организации государственной горноспасательной службы России считается 1922 год, когда 6 июля Всероссийским Центральным Исполнительным Комитетом и Советом Народных Комиссаров было принято постановление «О горноспасательном деле в РСФСР». Этим постановлением было положено начало организации профессиональной горноспасательной службы, построенной на принципах централизованного управления. Все горноспасательные станции были переданы в ведение Всероссийского Совета Народного Хозяйства и на них были возложены задачи по "...борьбе со стихийными бедствиями во всех без исключения горнопромышленных предприятиях (борьба с газами, обвалами, взрывами, пожарами и затоплениями)". Оснащенность неудовлетворительной. 81 горноспасательных команд была Аппараты для защиты органов дыхания, приборы искусственной вентиляции легких, компрессоры для наполнения Аппарат РДА баллонов сжатым кислородом закупались в Германии и были устаревших конструкций. Выезд на аварию по вызову с шахты осуществлялся конными экипажами. В 1923 году горноспасательная организуется станция на Щегловском руднике (г.Кемерово), а в 1924 году – в Кольчугине (г. ЛенинскКузнецкий). В действовало 1924 33 году в стране горноспасательных станции, из них: в Донбассе – 22, на Урале – 4, в Кузбассе – 3, в Средней Азии – 2, на Дальнем Востоке – 1 и в Криворожском бассейне – 1. Эти станции организовывались не только на угольных шахтах, но и на рудниках по добыче железных и полиметаллических руд. Горноспасательные станции в это время создавались четырех типов: центральные, районные, групповые и рудничные. 18 июня 1927 года организуется профессиональная горноспасательная команда на Прокопьевском руднике. В 1928 году Правительство принимает решение о создании в Сибирском крае Центральной горноспасательной станции (ЦГСС) в г. Ленинске-Кузнецком – географическом центре будущего индустриального Кузбасса. 82 Консультацию осуществлял проекта Болеслав ЦГСС Фридрихович Гриндлер, прибывший из Донбасса. Горный инженер Гриндлер был грамотным по тому времени специалистом горноспасательного дела. Он имел ценный опыт организации оперативных работ при ликвидации аварий. Большое внимание организации Гриндлер уделял горноспасательной науки. Опубликованные его работы использовались для Гриндлер Б.Ф. рудников. Наряду с этим повышения уровня горноспасателей и Гриндлер, крупным был работников знаний шахт и организатором- хозяйственником. В 1934 году была сдана в эксплуатацию Сибирская ЦГСС, которая по своим масштабам и техническим возможностям была одной из лучших в России и за рубежом. 2.3 Реформирование горноспасательных станций и создание военизированных горноспасательных частей В 1931 году Народный Комиссариат Труда СССР утвердил список первоочередного строительства горноспасательных станций, выделил на эти цели кредит в сумме 15 млн. рублей и 60 автомобилей. Руководство оперативной деятельностью горноспасательных формирований, оснащение их спасательной аппаратурой, профессиональная подготовка спасателей осуществлялись на принципе централизованного управления. В 1932 году все горноспасательные станции, а их насчитывалось уже 52, были переданы Наркомтяжпрому, создаѐтся Управление военспецчастей и противовоздушной обороны. Большая роль в создании новой структуры управления горноспасательными станциями принадлежит горному инженеру Евсею Ефимовичу Шубу, который в течение многих лет, начиная с 1934 года, 83 плодотворно трудился в должности начальника горноспасательного отдела УПВО и ВСЧ Наркомтяжпрома СССР. Учитывая характер работы горноспасательных команд в непригодной для дыхания атмосфере, особенности профессиональной подготовки спасателей и неукоснительной исполнительности при выполнении приказов, Совет Труда и Обороны, по инициативе секретариата Всесоюзного Центрального Совета Профессиональных Союзов, постановил «…Спасательные команды перевести на военизированное положение по образцу военизированной охраны предприятий», Совнаркома СССР от 7 января 1934 года а постановлением № 25 на горноспасателей и членов их семей был распространен порядок государственного обеспечения и льгот, установленный для военизированной охраны. На военизированные горноспасательные части (ВГСЧ) был возложен комплекс задач по профилактике аварий, контролю противоаварийной подготовленности шахт и рудников. Военизация личного состава и централизация управления горноспасательными частями сыграли существенную роль в повышении боеспособности подразделений. Если в 1933 г. на сбор, выезд и подготовку к спуску в шахту по аварийному вызову команде горноспасателей требовалось от 5 до 15 мин., то с 1936 г. сбор и выезд отделения горноспасателей укладывается в 60 сек, подготовка к спуску в шахту – в 120 сек. В течение 1933-1934 гг. во всех крупных горнодобывающих районах были организованы пять региональных инспекций по управлению горноспасательными частями: Инспекция ВГСЧ Донбасса и Криворожья, Инспекция ВГСЧ Урала, Башкирии и Карагандинского бассейна, Инспекция ВГСЧ Сибири и Дальнего Востока, Инспекция ВГСЧ Средней Азии и Инспекция ВГСЧ подразделениями Закавказья. и сыграли Они руководили решающую роль горноспасательными в становлении профессиональной горноспасательной службы. Позже инспекции были реорганизованы в штабы ВГСЧ промышленных районов, которые руководили деятельностью горноспасательных отрядов. 84 Горноспасательная команда 1927 Это явилось мощным стимулом к бурному развитию всех служб горноспасательного дела в стране, значительно расширена сеть подразделений ВГСЧ. С военизацией в ВГСЧ вводится «Дисциплинарный устав», «Устав внутренней службы ВГСЧ», Положение о вещевом довольствии личного состава ВГСЧ», «Инструкция по организации и ведению горноспасательных работ» и другие документы, регламентирующие деятельность ВГСЧ. Организуется регулярный выпуск «Сборника трудов и материалов по горноспасательному делу», в котором сотрудничают видные деятели горноспасательного дела: Б.Ф. Гриндлер, С.К. Трапезников, Б.Н. Левенец, Е.Е. Шуб и другие. Вся оперативная работа стала строиться по разработанным Уставам, Положениям и Инструкциям, были установлены квалификационные наименования должностей рядового, младшего, среднего, старшего и высшего комсостава: боец - респираторщик, командир отделения, командир взвода и др. Установлена форма одежды и знаки различия. Личному составу спасательных станций военная форменная одежда выдавалась бесплатно. 85 Анжерские горноспасатели Старшему командному составу было выдано личное оружие. Кроме этого, личному составу вменялось в обязанность изучать и уметь пользоваться стрелковым оружием. В горноспасательные части стали направлять в плановом порядке необходимое количество дипломированных специалистов (горных инженеров и техников), окончивших ВУЗы и техникумы. Центральные станции стали называться инспекциями. Районные горноспасательные станции были реорганизованы в отряды, а групповые и рудничные – в номерные горноспасательные взвода, респираторные команды – в отделения. Военизация личного состава ВГСЧ и реорганизация горноспасательных станций, укомплектование штатов молодыми инженерами дали возможность устранить отставание горноспасательного дела от темпов развития угольной промышленности. Повышается качество профессиональной подготовки спасателей, при этом большое внимание уделяется разбору организации и проведению горноспасательных работ при ликвидации наиболее сложных аварий и 86 катастроф. Вводится порядок разработки, согласования и утверждения планов ликвидации аварий в шахте. Так, в Кузбассе возникли Кемеровский, Анжерский, Прокопьевский и Особый Ленинский отряды. Особый Ленинский отряд к этому времени помимо конного выезда имел оперативные автомобили ГАЗ-АА, два железнодорожных пассажирских вагона, один почтовый вагон с горноспасательной аппаратурой, один товарный с противопожарным Железнодорожный состав оборудованием вагонов и две предназначался автодрезины. для выезда горноспасателей на помощь другим отрядам Сибири и Дальнего Востока при крупных авариях. Для подготовки младшего и среднего командного состава при Особом Ленинском отряде были организованы два учебных взвода, личный состав которых, помимо учебы, принимал участие в ликвидации аварий на шахтах. Первыми командирами этих взводов были Николай Ермолаевич Кивлев и пришедший в ВГСЧ в 1934 году молодой горный инженер Алексей Никифорович Белопол, впоследствии ставший начальником ВГСЧ Кузбасса. Большое внимание в это время уделялось горноспасательному делу академиком Александром Александровичем Скочинским. 87 3. ВОЕНИЗИРОВАННЫЕ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНЫЕ ЧАСТИ 3.1 Становление структуры ВГСЧ в Российской Федерации (с 1991 г. до 06.05.2010 г.) В различных отраслях экономики действуют несколько отраслевых профессиональных горноспасательных служб, в целом решающих одинаковые профессиональные задачи – спасение людей, ликвидацию и локализацию аварий при ведении горных работ (в угольной, горнорудной и других горнодобывающих отраслях и при строительстве подземных объектов). Профессиональные горноспасательные службы создавались на основании статьи 24 закона Российской Федерации от 3 марта 1995 года «О недрах» в целях обеспечения безопасности при ведении работ в подземных условиях. Горноспасательное обеспечивалось силами и обслуживание объектов горных средствами отраслевых работ военизированных горноспасательных служб ФГУ «Управление ВГСЧ в строительстве», ОАО «ВГСЧ», ФГУП «СПО «Металлургбезопасность», горноспасательными службами в составе горнодобывающих предприятий, горноспасательными частями акционерных обществ фирмы «Агрохимбезопасность» в составе «Агрохиминвест», ЗАО «Промышленная безопасность», ООО «Противоаварийная служба ВГСЧ Сибири» и др. Строящиеся объекты подземных сооружений, на которых ведутся горные работы или работы в подземных условиях, законодательством РФ отнесены к категории опасных (Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 Июля 1997 г. № 116-ФЗ). На подземном строительстве метрополитенов, тоннелей различного назначения и других подземных сооружений современная профессиональная горноспасательная служба была создана по распоряжению Совета Министров СССР от 29 ноября 1979 г. № 25-99р* и приказом по Минтрансстрою СССР с 88 1 февраля 1980 года, когда было создано Управление горного надзора и военизированных горноспасательных частей, преобразованное в дальнейшем в Федеральное государственное учреждение «Управление военизированных горноспасательных частей в строительстве» (ФГКУ «УВГСЧ в действовали в строительстве»). Подразделения ФГКУ «УВГСЧ в строительстве» соответствии с Положением, утверждѐнным постановлением Правительства России от 8 июня 1993 года № 540 «Об утверждении Положения о горноспасательной службе в транспортном строительстве» и Уставом ФГКУ «УВГСЧ в строительстве», утверждѐнным приказом Ростехнадзора от 11.03.2007 г. № 141. ФГКУ «УВГСЧ в строительстве» осуществляло горноспасательное обслуживание 210 опасных производственных объектов, в том числе строящихся метрополитенов, транспортных и коммунальных тоннелей, других подземных сооружений, иных производственных объектов, находящихся в 6 федеральных округах Российской Федерации, имело в своем составе 3 военизированные горноспасательные части (ВГСЧ) и 3 военизированных горноспасательных отряда (ВГСО), учебный взвод и канатно-испытательную станцию. Общая численность по штату 580 единиц. В 1991 промышленности году создан Минтопэнерго Центральный РФ, штаб который ВГСЧ руководил угольной всеми направлениями деятельности горноспасательных частей. Структура, статус и функциональные обязанности ВГСЧ были определены Постановлением Правительства РФ от 25 июня 1992 года № 432 «О военизированных горноспасательных частях угольной промышленности Министерства топлива и энергетики Российской Федерации» и от 30 декабря 2004 года № 883 «Об утверждении Положения о функционировании аварийно-спасательной службы для организаций по добыче (переработке) угля (горючих сланцев)». С 1997 года ликвидированы штабы ВГСЧ областей и бассейнов, произошла реструктуризация ВГСЧ, сокращение части взводов и укрупнение горноспасательных отрядов, которые стали называться отдельными. 89 С этого времени в угольной промышленности функционировало девять горноспасательных отрядов: Отряд быстрого реагирования г. Новомосковск, ОВГСО Печорского бассейна, ОВГСО Ростовской области, ОВГСО Урала, Кемеровский ОВГСО, Прокопьевский ОВГСО, Новокузнецкий ОВГСО, ОВГСО Дальнего Востока и Сахалинский ОВГСО. В 2002 году Центральный штаб ВГСЧ стал именоваться Федеральным Государственным Унитарным Предприятием. В 2010 г. горноспасательное обслуживание организаций по добыче (переработке) угля горноспасательная, (сланца) осуществляло аварийно-спасательная ОАО часть» «Военизированная (далее - Общество). Общество было создано в соответствии с федеральными законами от 21.12.2001 № 178-ФЗ «О приватизации государственного и муниципального имущества», от 26.12.1995 № 208-ФЗ «Об акционерных обществах» путем преобразования федерального государственного унитарного предприятия «Военизированная горноспасательная, аварийно-спасательная часть» на основании распоряжения Правительства Российской Федерации от 29.04.2007 № 543-р, приказа Федерального агентства по управлению федеральным имуществом от 24.05.2007 № 95, распоряжения Территориального управления Федерального агентства по управлению государственным имуществом по городу Москве от 31.12.2008 № 2055 и распоряжения Территориального управления Федерального агентства по управлению государственным имуществом в городе Москве от 07.07.2009 № 1158 и являлось его правопреемником. Учредителем Общества являлась Российская Федерация в лице Федерального агентства по управлению государственным имуществом. В отношениях с обслуживаемыми предприятиями ОАО «ВГСЧ» руководствовалось федеральными законами Российской Федерации от 03.03.1995 № 27-ФЗ «О недрах», от 20.06.1996 № 81-ФЗ «О государственном регулировании в области добычи и использования угля», от 21.07.1997 № 116ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», Положением о функционировании аварийно-спасательной службы для организаций по добыче (переработке) угля (горючих сланцев), утвержденным 90 постановлением Правительства Российской Федерации от 30.12.2004 № 883, Уставом военизированной горноспасательной части (ВГСЧ) по организации и ведению горноспасательных работ на предприятиях угольной и сланцевой промышленности, утвержденным Минтопэнерго России и Госгортехнадзором России 27.06.1997 № 175/107, Правилами безопасности в угольных шахтах (ПБ), другими нормативными документами, регламентирующими деятельность военизированных горноспасательных частей, и заключаемыми договорами с обслуживаемыми предприятиями. Горноспасательное обеспечение угледобывающих организаций входит в технологию добычи угля. Основной задачей ОАО «ВГСЧ» являлось осуществление экстренных и неотложных мер на предприятиях угольной промышленности по спасению людей, тушению пожаров, ликвидации последствий взрывов, внезапных выбросов угля и газа, обрушения горных пород. Для выполнения поставленных задач ОАО «ВГСЧ» имело в своем составе десять филиалов - отдельных военизированных горноспасательных отрядов угольных регионов (ОВГСО). Отряды и их структурные подразделения располагались в угледобывающих регионах по месту нахождения обслуживаемых угольных предприятий: Кемеровский ОВГСО, Прокопьевский ОВГСО, Новокузнецкий ОВГСО, ОВГСО Восточной Сибири, ВГСО Дальнего Востока, ОВГСО Урала, ОВГСО Печорского бассейна, ОВГСО Ростовской области, Сахалинский ОВГСО, Отряд быстрого реагирования ВГСЧ г. Новомосковска (ОБР ВГСЧ). Также в состав ОАО «ВГСЧ» входил филиал - Учебный Центр ВГСЧ по подготовке и переподготовке работников ВГСЧ и обслуживаемых предприятий (г. Новомосковск). В состав ОАО «ВГСЧ» входили: - военизированные горноспасательные взвода (далее - ВГСВ), количество которых определялось исходя из показателей опасности возникновения аварий и территориального расположения обслуживаемых 91 организаций по добыче и переработке угля, эксплуатирующих опасные производственные объекты (в настоящее время - 27 взводов, в составе которых насчитывается 152 горноспасательных отделения); - контрольно-испытательные лаборатории (КИЛ) для выполнения анализов проб шахтного воздуха, испытания материалов и других видов деятельности (10 лабораторий); - группы аэрологической безопасности (ГАБ) для оценки состояния вентиляции шахт и разработки мер, обеспечивающих устойчивость вентиляционных режимов при ликвидации аварий на этих шахтах (9 групп); - реанимационно-противошоковые группы (РПГ) (14 групп); - учебные центры и взвода для обучения работников ВГСЧ и предприятий (10 учебных центров). Фактическая численность личного состава ОАО «ВГСЧ» на 01.01.2011 составляла 2465 человек, в том числе 1413 человек оперативного состава, участвующих в аварийно-спасательных и других неотложных работах в чрезвычайных ситуациях. Подразделения ОАО «ВГСЧ» обслуживали 289 угольных организаций, из них 117 шахт, 102 разреза, 47 углеобогатительных предприятий и 23 прочих объекта угольной промышленности. Техническая оснащенность подразделений необходимым горноспасательным оборудованием для ликвидации подземных аварий определена «Табелем минимального оснащения ВГСЧ угольной промышленности», утвержденным Минэнерго России. По мнению специалистов, эти спасательные части являлись наиболее профессиональными среди всех ВГСЧ, что обусловлено повышенной опасностью обслуживаемых ими объектов. В 1989 году организовано «Специализированное производственное объединение (СПО) «Металлургбезопасность», которое осуществляло свою деятельность по обеспечению противоаварийной защиты предприятий в рамках законов «О недрах», «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей», «О промышленной безопасности опасных производственных 92 объектов», постановления Правительства Российской Федерации № 47 от 16.01.1995 «О военизированных горноспасательных частях по обслуживанию горнодобывающих предприятий металлургической промышленности и Дисциплинарном Уставе военизированных горноспасательных частей по обслуживанию горнодобывающих предприятий металлургической промышленности». СПО «Металлургбезопасность» было федеральным государственным унитарным предприятием, которое объединяло военизированные горноспасательные части, дислоцированные в промышленных районах и организовывало обслуживание этими частями горнодобывающих рудников, шахт, карьеров и других горных предприятий металлургической промышленности, предприятий и приисков по добыче драгоценных металлов, драгоценных камней, строительных материалов и поваренной соли. Горноспасательное обслуживание указанных предприятий и организаций осуществляется и в настоящее время на договорной основе и предусматривает следующее: - выполнение в удушливой атмосфере экстренных мер по оказанию людям первой помощи в подземных горных выработках и камерах, в загазованных служебных помещениях на дневной поверхности, по спасению и эвакуации их из опасных зон; - тушение подземных пожаров, ликвидацию последствий взрывов и внезапных выбросов газов, горных ударов и других рудничных пожаров и катастроф; - обслуживание массовых взрывов в рудниках и шахтах и осуществление других плановых аварийно-спасательных работ, которые технологически необходимы в ходе добычи полезного ископаемого и для выполнения которых требуется применение газозащитных респираторов или специальной техники; - профилактическое обследование горных выработок в целях контроля за их проветриванием и запылѐнностью, за состоянием запасных выходов и 93 средств противопожарной защиты, за выполнением мероприятий, предусмотренных в планах ликвидации аварий. Деятельность ВГСЧ согласно закону «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей» основывается на принципах гуманизма, милосердия, приоритетности задач спасения людей и не должна быть источником прибыли. Финансирование горноспасательной службы осуществляется за счет единственного источника – себестоимости продукции горных предприятий, обогатительных фабрик, приисков и других обслуживаемых ВГСЧ предприятий, по хозяйственным договорам в пределах согласованных смет расходов. СПО «Металлургбезопасность» объединяло 8 ВГСЧ промышленных районов и 1 отдельный ВГСО. В их состав входило 11 горноспасательных отрядов, 50 взводов, объединяющих 229 отделений и 13 пунктов. При подразделениях функционировало 52 газоаналитических лаборатории, 8 групп воздушно-депрессионной съѐмки и 7 канатно-испытательных станций. На обслуживаемых ВГСЧ объектах была организована 31 вспомогательная команда (ВГК), при 5-ти из них функционировали газоаналитические лаборатории. Фирма «Агрохимбезопасность» имеет два военизированных горноспасательных отряда (ВГСО) общей численностью около 350 человек, дислоцированных в г. Березняки Пермской области и г. Кировске Мурманской области. Эта обслуживание небольшая предприятий структура по осуществляет добыче минеральных горноспасательное солей. Отряды Агрохимбезопасности не имеют нормативной базы, утвержденной на уровне Правительства РФ. Они функционируют в соответствии с «Положением о военизированной горноспасательной службе Российской агрохимической компании» (правопреемника Министерства удобрений СССР), утвержденным приказом Российской агрохимической компании от 23.09.1992 № 50. Шахты по добыче минеральных удобрений – наиболее безопасные. В отличие от других подобных объектов, для них самым страшным бедствием является не пожар, а прорыв воды, которая растворяет соляные пласты. 94 ООО "ПАСС ВГСЧ Сибири" создано в соответствии с решением учредителя ОАО "Бамтоннельстрой" от 20.05.2004. Приступило к работе с 10.06.2004. В 2004 году ООО "ПАСС ВГСЧ Сибири" было укомплектовано необходимым оборудованием, профессиональными кадрами. оснащением Проведена и обученными аттестация региональной аттестационной комиссией Сибирского регионального центра МЧС России и получено Свидетельство № 001232 от 23 декабря 2004 г. на следующие виды работ: - поисково-спасательные работы в зоне чрезвычайной ситуации; - эвакуация пострадавших и материальных ценностей из зоны чрезвычайной ситуации; - горноспасательные работы (комплекс аварийно-спасательных и технических работ по спасению людей, оказанию помощи пострадавшим, локализации аварий и ликвидации последствий при взрывах взрывчатых материалов и рудничных газов, пожарах, загазованиях, обвалах, выбросах горной массы в результатах гидродинамических процессов, затоплениях и других видах аварий в условиях подземных горных выработок, а также открытых горных работ) в подземных условиях. В 2004 году созданы подразделения по горноспасательному обслуживанию объектов подземного строительства Северо-Муйского, ЛагарАульского, Крольского, Джебского железнодорожных тоннелей. В 2005 году дополнительно созданы подразделения по обслуживанию объектов подземного строительства Красноярского и Новосибирского метрополитенов, Коршуновского, Нанхчульского железнодорожных тоннелей, объектов водосброса Саяно-Шушенской ГЭС. В 2006 году приступили к созданию подразделений для обслуживания объектов подземного строительства на территории Краснодарского края. Все подразделения укомплектованы горноспасательной аппаратурой и оснащением, что позволяет вести весь комплекс аварийно-спасательных работ при ликвидации всех видов чрезвычайных ситуаций в подземных выработках. Все подразделения имеют специальный автотранспорт для доставки личного 95 состава к месту возможных чрезвычайных ситуаций, оборудованный специальной звуковой и световой сигнализацией. В 2010 году в соответствии с поручением Аппарата Правительства Российской Федерации исх. № П-16-29880 от 07.09.2009, ФГКУ «УВГСЧ в строительстве», ФГУП «СПО «Металлургбезопасность» переданы в ведение МЧС России. Решается вопрос передачи ОАО «ВГСЧ» в ведение МЧС России. В настоящее время профессиональными горноспасательными частями обслуживается 978 опасных производственных объектов. В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 6 мая 2010 года № 554 «О совершенствовании единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций», распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 июня 2010 г. № 1050-р в составе центрального аппарата МЧС России приказом № 376 от 06.08 2010 создано Управление военизированных горноспасательных частей Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. С 1 сентября 2010 года этим же приказом в структуру центрального аппарата МЧС России, утверждѐнную приказом МЧС России от 01.11.2007 № 575 внесены изменения, которыми предусмотрено размещение и назначение на должности работников созданного Управления военизированных горноспасательных частей. Приказом МЧС России № 677 от 23.12.2010 «О мероприятиях по совершенствованию деятельности военизированных горноспасательных частей МЧС России»: - утверждена и введена в действие схема организации управления МЧС России; - утверждена организационная структура ВГСЧ МЧС России; - утверждѐн план мероприятий по совершенствованию деятельности ВГСЧ МЧС России. 96 Организационная структура ВГСЧ МЧС России В настоящее время Федеральное государственное унитарное предприятие «Военизированная горноспасательная часть» (ФГУП «ВГСЧ») МЧС России объединяет: «Московский ВГСО», «Ордена Трудового Красного Знамени ВГСО Ростовской области», «ВГСО Юга и Центра», «ВГСО Урала», «Копейский ВГСО», «ВГСО Печорского бассейна», «Кемеровский ВГСО», «Новокузнецкий ВГСО», «Прокопьевский Ордена Трудового Красного Знамени ВГСО», «ВГСО Сибири и Алтая», «ВГСО Восточной Сибири», «ВГСО Дальнего Востока», «Якутский ВГСО», «ВГСО Северо-Востока», «Сахалинский ВГСО», «ВГСО Красноярского края», «Приморский ВГСО». 97 Горноспасатели ООО «Противоаварийная служба ВГСЧ Сибири», фирмы «Агрохимбезопасность», ЗАО «Промышленная безопасность» и ведомственные горноспасательные подразделения остались за бортом стройной системы горноспасательных частей Российской Федерации. 3.2 Реализация единой государственной политики в области развития, подготовки и применения военизированных горноспасательных частей В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 6 мая 2010 года № 554 «О совершенствовании единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» и распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 июня 2010 года № 1050-р на МЧС России возложена функция по руководству деятельностью находившихся в ведении Минпромторга России, Ростехнадзора и Минэнерго России военизированных горноспасательных частей (далее ВГСЧ). ВГСЧ осуществляют на договорной основе работы по спасению людей, предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и катастроф на опасных производственных объектах угольной, горнодобывающей, металлургической промышленности и подземного строительства. На момент указанных преобразований, ВГСЧ состояли из следующих организаций различной формы собственности: Открытое акционерное общество «Военизированная горноспасательная, аварийно-спасательная часть» (далее ОАО «ВГСЧ»); Федеральное государственное «Специализированное противоаварийной производственное унитарное объединение предприятие по обеспечению защиты «Металлургбезопасность» (далее ФГУП «СПО «Металлургбезопасность»); Федеральное государственное учреждение «Управление горноспасательных частей в строительстве» (далее ФГУ «УВГСЧ в строительстве»). 98 В составе указанных организаций действовали 26 филиалов, в том числе 25 военизированных горноспасательных отрядов (далее отряды) и региональных ВГСЧ и 1 учебный центр. В их составе осуществляли горноспасательное обслуживание опасных производственных объектов 87 оперативных подразделений – военизированных горноспасательных взводов (далее взводов) и военизированных горноспасательных пунктов (далее пунктов), подготовку личного состава - 1 учебный центр и 1 учебный взвод. Общая численность личного состава ВГСЧ составляла 4780 человек. Таким образом, на 01.01.2011 ВГСЧ были представлены тремя организациями различной организационно-правовой формы со своей нормативной правовой базой, особенностями обслуживания, требованиями к укомплектованности и подходами к профессиональной подготовке горноспасателей, технической оснащенностью, позволяющей выполнять работы на объектах соответствующей отрасли. Для решения вышеизложенных задач, приоритетными направлениями совершенствования деятельности ВГСЧ в системе МЧС России в период 20112015 годов будут являться: 1. Разработка и формирование нормативной правовой базы. 2. Повышение уровня реагирования на ЧС: оптимизация организационной структуры; модернизации материально-технической базы; совершенствование профессиональной подготовки горноспасателей и шахтѐров. 3. Создание и развитие научной базы. 3.3 Руководство деятельностью военизированных горноспасательных частей Череда крупных аварий в угольной и горнорудной промышленности унесших сотни жизней шахтеров и горноспасателей (10.04.2004 на ш. Тайжина погибло 47 человек, 09.02.2005 на ш. Есаульская погибло 25 человек, 99 07.09.2006 на Вершино-Дарасунском руднике погибло 25 человек, 19.03.2007 на ш. Юбилейная погибло 110 человек, 24.05.2007 на ш. Юбилейная погибло 39 человек, 09.05.2010 на ш. Распадской погибло 90 человек) повлекла за собой своевременное предложение Правительства Российской Федерации, МЧС России, Ростехнадзора об объединении всех горноспасателей в единую службу, находящуюся в ведении МЧС России. Инициатором организации ВГСЧ МЧС России выступил председатель Правительства Российской Федерации Путин В.В. и Министр МЧС России Шойгу С.К. Указом Президента Российской Федерации от 6 мая 2010 года № 554 «О совершенствовании единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» и распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 июня 2010 г. № 1050-р на МЧС России возложена функция по руководству деятельностью находившихся в ведении Минпромторга России, Ростехнадзора и Минэнерго России военизированных горноспасательных частей (далее ВГСЧ). С передачей горноспасательных подразделений в ведение МЧС России в состав ВГСЧ вошли: - Федеральное «Специализированное государственное производственное унитарное объединение по предприятие обеспечению противоаварийной защиты «Металлургбезопасность (далее ФГУП «СПО «Металлургбезопасность»), осуществляющее обслуживание подземных объектов горнорудной промышленности, объектов подземного строительства, прочих опасных объектов; - Открытое акционерное общество «Военизированная горноспасательная, аварийно-спасательная часть» (далее ОАО «ВГСЧ») осуществляет обслуживание объектов угольных шахт и горнорудной промышленности, подземного строительства, прочих опасных объектов; -Федеральное государственное учреждение «Управление военизированных горноспасательных частей в строительстве» (далее ФГУ «УВГСЧ в строительстве») осуществляет обслуживание объектов подземного строительства и иных опасных объектов. 100 В ноябре-декабре 2010 года в центральном аппарате МЧС России организуется Управление военизированных горноспасательных частей для осуществления руководства деятельностью ВГСЧ. Начальником Управления военизированных горноспасательных частей становится опытный руководитель, горноспасатель Син Александр Филиппович. Перед Управлением ВГСЧ поставлены задачи: - разработка основ единой государственной политики в области развития, подготовки, и применения ВГСЧ; - осуществление нормативного регулирования в целях предупреждения, прогнозирования и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций на объектах по добыче (переработке) угля, горючих сланцев, рудных, нерудных, россыпных месторождений полезных ископаемых и подземного строительства (далее – объекты ведения горных работ), а так же работ в подземных условиях; - организационно-методическое обеспечение противоаварийной готовности объектов ведения горных работ, а так же работ в подземных условиях, в пределах компетенции Управления; - обеспечение руководства деятельностью ВГСЧ, находящихся в ведении МЧС России, а так же координация деятельности ВГСЧ других отраслей; - обеспечение взаимодействия подразделений ВГСЧ, находящихся в ведении МЧС России, с территориальными органами МЧС России. Функции Управления ВГСЧ: - обеспечивает руководство деятельностью ВГСЧ, находящихся в ведении МЧС России, и органов их управления; - обеспечивает координацию деятельности по оказанию помощи, поиску и спасению людей на объектах ведения горных работ, а так же работ в подземных условиях; - разрабатывает проекты нормативных правовых актов в области горноспасательного дела; 101 - разрабатывает порядок создания нештатных аварийно-спасательных формирований на объектах ведения горных работ, а так же работ в подземных условиях, и порядок их аттестации; - осуществляет методическое руководство проведением учений и тренировок по ликвидации возможных аварий на объектах ведения горных работ, а так же работ в подземных условиях; - разрабатывает и согласовывает проекты нормативных правовых актов по реализации норм федеральных законов по вопросам, отнесенным к компетенции Управления; - согласовывает дислокацию ВГСЧ, находящихся в ведении МЧС России, совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти готовит предложения по организации новых и реорганизации существующих подразделений ВГСЧ; - участвует в проведении научно-исследовательских и опытноконструкторских работ в области оснащения ВГСЧ, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности на объектах ведения горных работ, а так же работ в подземных условиях; - организует изучение достижений отечественной и зарубежной науки и техники в области горноспасательного дела и готовит предложения по внедрению в ВГСЧ новых технических средств и методов ликвидации аварий; - подготавливает предложения по разработке целевых программ в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, пожарной безопасности; - осуществляет методическое руководство подготовкой горноспасателей; - разрабатывает порядок аттестации ВГСЧ; - разрабатывает предложения по перспективному развитию учебнотренировочной базы и техническому перевооружению ВГСЧ, находящихся в ведении МЧС России; На базе ФГУП «СПО «Металлургбезопасность» 7 апреля 2011 года создается принципиально новое, объединяющие все выше перечисленные 102 горноспасательные структуры предприятие - ФГУП «ВГСЧ». ФГУП «ВГСЧ» осуществляет руководство деятельностью своих филиалов - военизированных горноспасательных отрядов (ВГСО) которые имеют в своем составе: горноспасательные взвода и пункты с пылегазоаналитическими лабораториями, службы воздушно-депрессионных съемок, реанимационнопротивошоковые группы, канатно-испытательные станции, учебные взводе, мастерские по обслуживанию горноспасательной техники и др. На период 2011 года организовано 17 филиалов: ВГСО Урала – в г. Екатеринбурге, ВГСО Юга и Центра – в г. Губкине, ВГСО Красноярского края – в г. Красноярске, ВГСО Северо-Востока – в г. Магадане, Московский ВГСО - в г. Москве, Приморский ВГСО - в г. Дальногорске, Якутский ВГСО – в г. Мирном, ВГСО Сибири и Алтая – в г. Таштаголе, ВГСО Ростовской области в г. Шахты, Копейский ВГСО - в г. Копейске, ВГСО Печерского бассейна – в г. Воркута, Кемеровский ВГСО - в г. Кемерово, Новокузнецкий ВГСО – в г. Новокузнецке, Прокопьевский ВГСО - в г. Прокопьевске, ВГСО Восточной Сибири – в г. Черногорске, ВГСО Дальнего Востока – в г. Хабаровске, Сахалинский ВГСО - в г. Шахтерске. Таким образом, в 2011 году все горноспасательные службы России были объединены Управление ВГСЧ в одно министерство, при министерстве создано и организовано прямое, централизованное управление всеми военизированными горноспасательными подразделениями, не зависимо от отраслевой и территориальной принадлежности. 103 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЙ СЛУЖБЫ: ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ, СТРУКТУРА, СОСТАВ И ОБЯЗАННОСТИ ЛИЧНОГО СОСТАВА ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ВГСЧ И ВГС В настоящее время существует две горноспасательные службы принимающих участие в ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах МСК России. Одна из них это личный состав подразделений ВГСЧ МЧС, а другая является нештатным аварийно-спасательным формированием того или иного объекта МСК РФ и носит название вспомогательной горноспасательной службы (ВГС). ВНИМАНИЕ: только сотрудники ВГСЧ МЧС имеют право, поскольку обладают соответствующими дополнительными специальными знаниями, умениями, навыками и подготовкой работать в шахтах по ликвидации последствий той или иной чрезвычайной ситуации. 4.1 Горноспасательная служба ВГСЧ МЧС РФ В соответствии с законами Российской Федерации «О недрах» от 03.03.95 г. № 27-Ф36, «Об аварийно-спасательных службах и статусе спасателей» от 22.08.95 г. № 151-Ф3, постановлением Правительства Российской Федерации «О военизированных горноспасательных частях угольной промышленности Министерства топлива и энергетики Российской Федерации» от 25.06.92 г. № 432 и «Правилами безопасности в угольных шахтах», военизированные промышленности являются горноспасательные государственными части угольной специализированными организациями, призванными осуществлять горноспасательное обслуживание подземных горных работ. Главными целями и задачами ВГСЧ являются: выполнение экстренных и неотложных мер по спасению и эвакуации застигнутых аварией людей и оказание травмированным медицинской помощи; локализация и ликвидация аварий, в том числе тушение подземных пожаров и ликвидация последствий взрывов метана и угольной пыли, 104 внезапных выбросов угля и газа, загазирований, обрушений и затоплений (водой, глинистой пульпой и др.) горных выработок; осуществление на обслуживаемых объектах профилактического контроля за готовностью шахт к ликвидации аварий и выполнение технических работ (разгазирование горных выработок и др.) неаварийного характера, требующих защиты органов дыхания и применения специального снаряжения; участие в работах, вытекающих из задач системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях. В соответствии с возложенными задачами ВГСЧ дополнительно осуществляют: научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по проблемам горноспасательного дела и противоаварийной защиты шахт; производство, ремонт и техническое обслуживание изолирующих дыхательных аппаратов, контрольных приборов, средств аварийной связи и борьбы с подземными пожарами, а также другие виды специального оборудования; Развитие социальной сферы для личного состава. Военизированные горноспасательные части угольной промышленности Министерства энергетики РФ возглавляет ФГУП «ЦШ ВГСЧ», в структуру которой входят оперативные подразделения: отдельные военизированные горноспасательные отряды (ОВГСО), отдельные военизированные горноспасательные взводы (ОВГСВ), военизированные горноспасательные взводы (ВГСВ), пункты (ВГСП), реанимационно-противошоковые а группы также службы (РПГ), обеспечения: газоаналитические лаборатории (ГАЛ), группы воздушно-депрессионных съемок (ДГС), цеха и мастерские по производству и ремонту горноспасательного оснащения, заводы, Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела и др. Структура ВГСЧ угольной промышленности Минэнерго РФ приведена на рисунке 16. 105 Отдельный военизированный горноспасательный отряд состоит из трех и более взводов и обеспечивает выполнение на обслуживаемых объектах всего комплекса горноспасательных, профилактических и других инженернотехнических работ. ОВГСО способен самостоятельно ликвидировать сложную или длительно действующую аварию в шахте, требующую применения мощных средств и многосменной работы горноспасательных отделений. Горноспасательный отряд может иметь в своем составе реанимационно-противошоковые группы, газоаналитические лаборатории, механические мастерские, учебные взводы, службу воздушно-депрессионных съемок, водолазную службу и другие инженерные подразделения. Военизированный горноспасательный взвод создается для обслуживания нескольких шахт и дислоцируется от каждой на расстоянии не далее 20 км, если они отнесены к первой степени по аварийной опасности; не далее 40 км, если они отнесены ко второй степени опасности и не далее 60 км, если они третьей степени аварийной опасности. Взвод является оперативным подразделением ВГСЧ, способным выполнять горноспасательные работы в пределах лавы, тупикового забоя и других объектов. В его состав могут входить РПГ и ГАЛ. В случае аварии на обслуживаемом объекте взвод обеспечивает немедленный выезд не менее двух отделений, а также вызов дополнительного количества отделений, РПГ, ГАЛ, ДГС из других взводов и отрядов, для чего взвод должен состоять не менее чем из пяти горноспасательных отделений. Наиболее крупный, имеющий мощное техническое оснащение, горноспасательный взвод называется оперативным, остальным взводам отряда присваивается порядковый номер. В том случае, если взвод находится на значительном расстоянии от ОВГСО и обслуживает шахты обособленного района, он может называться отдельным горноспасательным взводом и наделяться необходимыми правами юридического лица. 106 107 Военизированный горноспасательный пункт создается для обслуживания одного удаленно расположенного предприятия, состоит из двух-трех отделений, выполняет горноспасательные работы в первоначальный период совместно с членами вспомогательной горноспасательной службы обслуживаемого объекта и обеспечивает выезд одного отделения. Горноспасательное отделение является первичной оперативной единицей ВГСЧ, способной оказать помощь пострадавшему и выполнить отдельное задание по ликвидации аварии, а в ряде случаев и ликвидировать ее. Для выполнения этих функций отделение должно состоять не менее чем из шести человек (четыре респираторщика, командир отделения и шофер оперативного автобуса). В непригодную для дыхания атмосферу отделение должно направляться в составе не менее пяти человек. Горноспасательный пункт, взвод и отряд должны иметь прямую телефонную и радиосвязь с диспетчером обслуживаемого предприятия для беспрепятственного вызова по сигналу «Тревога». Взводы должны иметь устройства немедленного оповещения личного состава по сигналу «Тревога», а также надежную телефонную или радиосвязь с горноспасательным отрядом и между собой для оповещения о возникшей аварии и вызова дополнительных отделений. Структура оперативных подразделений ВГСЧ для обслуживания конкретной группы шахт, количество оперативных отделений и служб в каждом подразделении, их размещение определяется дислокацией ВГСЧ. Дислокация ВГСЧ – это наиболее целесообразное и экономически оправданное размещение подразделений ВГСЧ в угольном районе, бассейне или в масштабе отрасли промышленности. Дислокация разрабатывается командиром ОВГСО (самостоятельных совместно предприятий) с руководством и угольных территориальных компаний органов горнотехнического надзора на срок не более трех лет, согласовывается с руководством ФУГП «Центральный штаб ВГСЧ» и утверждается Минэнерго России и Госгортехнадзором России. 108 Дислокация ОВГСО определяется в зависимости от взрыво пожароопасности обслуживаемых шахт, специфики и трудоемкости ликвидации возможных аварий, а также с учетом количества шахт в районе, их производственной мощности, горнотехнических условий и удаленности от действующих в данном регионе подразделений ВГСЧ. Порядок выезда на аварию горноспасательных подразделений ОВГСО, перечень специального оснащения по роду аварии определяется диспозицией выездов ОВГСО. Диспозиция выездов ОВГСО – это заранее разработанный план взаимопомощи обслуживаемых подразделений объектах. отряда при Диспозиция возникновении разрабатывается в аварии на ОВГСО и утверждается его командиром. Она предусматривает порядок и количество выезжающих на ликвидацию различного рода аварий оперативных отделений, вспомогательных служб и специальных технических средств борьбы с авариями со всех взводов отряда. Выезд подразделений ВГСЧ на ликвидацию аварий на объектах, обслуживаемых различными ОВГСО, определяется межотрядной диспозицией, утверждаемой руководством ФГУП «Центральный штаб ВГСЧ». Для ликвидации аварий подразделение ВГСЧ (отряд, взвод) должно иметь следующее табельное оснащение: аппараты защиты органов дыхания (респираторы) для выполнения работ в непригодной для дыхания атмосфере; приборы искусственной вентиляции легких и средства для оказания первой медицинской помощи пострадавшим и эвакуации их на поверхность; приборы для экспресс-определения состава шахтного воздуха и других параметров аварийной ситуации; средства связи и сигнализации для управления работами на аварийном участке, в том числе и в непригодной для дыхания атмосфере; оборудование и технические средства для ликвидации аварий в обслуживаемом регионе; 109 транспортные средства для выезда отделений и командного состава ВГСЧ и доставки их табельного оснащения на объект аварии. Табельное оснащение и приборы ВГСЧ должны находиться в состоянии постоянной готовности к применению в условиях обслуживаемых предприятий и систематически модернизироваться и обновляться. Личный состав горноспасательных частей согласно ст.14 «Положения о ВГСЧ угольной промышленности Минтопэнерго РФ» военизирован. Военизация обуславливает: единоначалие при проведении операций по спасению людей и ликвидации аварий и обеспечении профессиональной готовности к выполнению этих операций; допустимость риска в ходе спасения людей; воинскую дисциплину и ответственность за исполнение служебного долга; привлечение на дежурство или аварийные работы в выходные дни; ношение форменной одежды при исполнении должностных обязанностей. Прием на службу работников ВГСЧ осуществляется по срочному трудовому договору (контракту). Договор заключается сроком на два года, а в районах Крайнего Севера – на три года. Личный состав ВГСЧ комплектуется из числа квалифицированных рабочих и специалистов обслуживаемых объектов. Должности респираторщиков укомплектовываются из числа горнорабочих очистного забоя, проходчиков, машинистов горных выемочных машин, горнорабочих по ремонту горных выработок, взрывников (подземных), достигших 20-летнего возраста, имеющих подземный стаж работы не менее одного года и пригодных по состоянию здоровья, физическим и психофизиологическим возможностям к работе в газозащитном дыхательном аппарате. 110 Допускается прием на должности респираторщика выпускников горных училищ и техникумов, достигших 20-летнего возраста. Должности младшего командного состава, связанные с необходимостью работать в газозащитных аппаратах, комплектуются горными техниками или окончившими специальные учебные заведения ВГСЧ, а также опытными респираторщиками, имеющими стаж оперативной работы в ВГСЧ не менее двух лет. Должности средней группы, комплектуются, командно-начальствующего состава связанные газозащитных как с правило, работой горными в и инженерами специалистов или аппаратах, техниками. Назначаемые на должность помощника командира взвода по оперативной или медицинской работе должны иметь высшее или среднее специальное техническое или медицинское образование и стаж оперативной работы в ВГСЧ не менее одного года. Реанимационно-противошоковые группы ВГСЧ комплектуются врачами, имеющими специальности анастезиолога-реаниматолога, хирургатравматолога, терапевта, со стажем работы по специальности не менее двух лет и прошедшими специальную подготовку при ВГСЧ для работы в подземных условиях с использованием газозащитных аппаратах. Должности оперативного командного состава старшей и высшей группы комплектуются, как правило, из горных инженеров, прослуживших в ВГСЧ не менее двух лет. Предельный возраст службы на должности респираторщика, командира отделения, командира взвода или отряда и их помощников, обязанных работать в загазированной атмосфере в дыхательных аппаратах, не может превышать 50 лет. Комплектование этой категории работников производится специалистами, имеющими возраст не более 40 лет. Под несением службы в ВГСЧ понимается такой порядок (регламент) исполнения военизированным составом своих трудовых функций, который обеспечивает оперативность выезда горноспасательных работ в шахте. 111 на аварию и эффективность Несение определяется службы графиком в подразделении несения службы в и межаварийный специальной период подготовки, диспозицией выездов подразделения на аварии, расписанием занятий и специальной подготовки, текущими планами работ и другими нормативнораспорядительными документами. График несения службы и специальной подготовки личного состава составляется для обеспечения готовности подразделения и предусматривает очередность дежурства лиц рядового и командного состава в режиме постоянной готовности к выезду, продолжительность и порядок использования их рабочего времени и времени отдыха. График несения службы разрабатывается с учетом количества отделений в подразделении, обслуживаемых объектов и расположения должен и аварийной обеспечивать выезд опасности требуемого количества отделений на объект аварии в установленное нормативное время. График несения службы специальной подготовки личного состава утверждается руководством ФУГП «Центральный штаб военизированных горноспасательных частей». Для взвода из пяти (десяти) отделений график несения службы предусматривает следующий режим работы: дежурный, резервный, свободный, выходной, выходной. Военизированный состав, осуществляющий свою деятельность в режиме круглосуточной готовности к выезду, приступает к исполнению своих обязанностей с приема дежурства в подразделении. При этом устанавливается готовность заступающего на дежурство личного состава к выезду по сигналу «тревога», наличие и исправность аварийной связи с обслуживаемыми объектами, технического оснащения и оперативного автотранспорта, чистота и порядок в помещениях и на территории подразделения, исправность аварийной сигнализации и оповещения. Для совершенствования профессионального мастерства и натренированности разрабатывается расписание занятий по специальной подготовке. 112 Расписание занятий устанавливает: количество лиц рядового и командного состава, привлекаемых для ведения занятий, тренировок и учебных работ; время, место и тему занятий и тренировок; лиц, ответственных за проведение занятий и работ. В расписании занятий предусматривается упражнения в газозащитных аппаратах в обслуживаемых и учебных шахтах, тепловые и физические тренировки, тактические занятия, практическое изучение оснащения, новостей горноспасательного и горного дела, изучение планов ликвидации аварий и горных выработок обслуживаемых объектов, проверка горноспасательного оснащения. Обязанностью каждого работника ВГСЧ является поддержание высокого уровня своей квалификации и специальных знаний, профессиональной, физической и тепловой натренированности, готовности максимально использовать свое мастерство в аварийной обстановке. На период ликвидации аварии, при необходимости, в подразделении вводится особый режим работы и отдыха, определяемый приказом командира ОВГСО, исходя из имеющихся сил и средств. 4.2 Обязанности работников ВГСЧ при ликвидации аварий Обязанностью каждого работника ВГСЧ является поддержание высокого уровня своей квалификации и специальных знаний, профессиональной, физической и тепловой натренированности, готовности максимально использовать свое мастерство в аварийной обстановке. На период ликвидации аварии, при необходимости, в подразделении вводится особый режим работы и отдыха, определяемый приказом командира ОВГСО, исходя из имеющихся сил и средств. 4.2.1 Обязанности респираторщика Респираторщик должен быть физически выносливым и мужественным, быстро и четко выполнять приказания командиров, не щадить своих сил при спасении людей. При ликвидации аварий он обязан: 113 знать оперативную задачу своего отделения и приемы ее выполнения, запоминать пройденный путь в шахте и местонахождение подземной базы; уметь ориентироваться в шахте, оказывать экстренную помощь пострадавшим, профессионально применять горноспасательную технику; самовольно не оставлять отделение, следить за состоянием рабочего места и помогать товарищам в их работе; включаться в респиратор и выключаться из него в загазованной атмосфере только по команде, следить за расходом кислорода в баллоне и не разговаривать через мундштук респиратора; немедленно оповещать товарищей о замеченных на месте работ угрозах, плохом самочувствии или обнаруженных неисправностях респиратора; по выезде из шахты и прибытии в подразделение подготовить к дальнейшему применению свой респиратор, закрепленное оснащение и спецодежду. Замыкающий отделения должен быть наиболее опытным респираторщиком, способным в случае необходимости заменить командира отделения. При движении по шахте он обязан контролировать установленный порядок движения отделения, следить за состоянием респираторщиков и окружающей обстановкой, дублировать сигналы командира. При возвращении на базу или из шахты на поверхность замыкающий должен следовать первым. 4.2.2 Обязанности командира отделения Командир отделения руководит всеми действиями и отдыхом личного состава отделения и во время ликвидации аварии обязан: знать общий план аварийно-спасательных работ, маршрут движения по шахте и организовать выполнение поставленной задачи; перед спуском отделения в шахту проверить соответствие снаряжения полученному заданию и объявить респираторщикам порядок его выполнения и возвращения на подземную базу; проверять правильность включения в респираторы и следить за самочувствием респираторщиков и расходом кислорода, в условиях высокой 114 температуры окружающей среды контролировать допустимое время пребывания и возвращения отделения назад; при обнаружении пострадавшего организовать включение его во вспомогательный респиратор, оказание ему первой помощи и вынос на свежую струю воздуха; вывести отделение на базу при плохом самочувствии кого-либо или при неисправности респиратора: постоянно информировать руководителя горноспасательных работ (подземную базу) об аварийной обстановке, действиях отделения и выполнении задания; по выезде из шахты доложить руководителю горноспасательных работ о выполнении задания и аварийной обстановке в шахте; по прибытии в подразделение организовать проверку респираторов, пополнить минимальное оснащение взамен использованного и проверить готовность отделения к выезду на аварию. 4.2.3 Обязанности помощника командира взвода по оперативнотехнической работе Помощник командира взвода по оперативно-технической работе должен знать задачу взвода, поставленную руководителем ликвидации аварии, общий план аварийно-спасательных работ и обязан: исполнять обязанности руководителя горноспасательных работ до прибытия на шахту командира взвода; руководить горноспасательными работами в шахте, возглавляя одно или несколько отделений; следить за обстановкой на аварийном участке, безопасностью условий работы отделений и при необходимости принимать по согласованию с КП экстренные меры; организовать оперативную связь руководителя горноспасательных работ с отделениями в шахте; постоянно информировать руководителя горноспасательных работ об обстановке и действиях отделений на аварийном участке; 115 по выезде из шахты доложить на КП результаты выполненной работы и обстановку; по прибытии в подразделение оказать помощь отделениям (службам) в приведении в готовность горноспасательной техники, автотранспорта, организовать дежурство и отдых отделений. 4.2.4 Обязанности командира взвода Командир взвода, обслуживающего аварийную шахту является до прибытия командира отряда руководителем горноспасательных работ и в этот период исполняет соответствующие обязанности. Он должен знать аварийную обстановку в шахте и прогноз ее развития, план аварийно-спасательных работ, количество и местонахождение горноспасательной техники и аварийных материалов в шахте и их состояние. В ходе ликвидации аварии командир взвода обязан: руководить горноспасательными работами в шахте и обеспечивать их эффективное и безопасное выполнение; организовать выполнение мероприятий оперативных планов ликвидации аварии и контролировать качество работы исполнителей; вместе с руководителем ликвидации аварии и директором шахты обеспечивать работу командного пункта и специальных служб ликвидации аварии; обеспечивать дежурство и несение службы во взводе при выезде по сигналу «Тревога» на другую шахту. При необходимости командир взвода обязан принять меры по своевременному привлечению других подразделений для ликвидации аварии. 4.2.5 Обязанности заместителя (помощника) командира отряда по оперативно-технической работе Заместитель (помощник) командира отряда по оперативно-технической работе оказывает помощь руководителю горноспасательных работ в организации аварийно-спасательных работ, деятельности КП и несет 116 ответственность за эффективность и четкость действий руководимых им служб. Он обязан: осуществлять подготовку проектов оперативных планов дальнейшей ликвидации аварии и руководить горноспасательными работами в шахте и на КП, обеспечивать их эффективное и безопасное выполнение; организовать на КП ведение анализа аварийной обстановки и условий безопасного выполнения работ в шахте, а также выполнение инженерных расчетов, необходимых для осуществления принятых решений по ликвидации аварии; обеспечить выполнение графиков работы на аварии командного состава и отделений ВГСЧ, готовность подразделений к выезду по сигналу «Тревога» на другие шахты; контролировать наличие и состояние горноспасательной техники и аварийных материалов в подразделениях, на подземных и наземных базах и региональных складах, принимать меры по их пополнению. 4.2.6 Обязанности командира отряда Командир горноспасательного отряда должен организовать прибытие на аварийную шахту оперативных подразделений, горноспасательной техники, командиров и специалистов ВГСЧ для ведения аварийноспасательных работ и, прибыв на КП, обязан: контролировать действия командира взвода – руководителя горноспасательных работ, других командиров и отделений в шахте и на КП и при необходимости оказывать командиру взвода помощь или взять руководство горноспасательными работами на себя; анализировать аварийную обстановку в шахте (проветривание, концентрацию горючих газов, соблюдение мер безопасности и др.) и эффективность выполнения горноспасательных работ; участвовать в разработке оперативных планов ликвидации аварии и другой оперативной документации; 117 спускаться в шахту для ознакомления с аварийной обстановкой на месте работ. 4.3 Вспомогательная горноспасательная служба на шахтах: характеристика, задачи и функции. В соответствии с Федеральным законом РФ «Об аварийно- спасательных службах и статусе спасателей» № 153-ФЗ и «Правилами безопасности в угольных шахтах» на действующих, строящихся, реконструируемых и погашаемых предприятиях угольной промышленности должна быть организована и функционировать вспомогательная горноспасательная служба (ВГС). Вспомогательная горноспасательная служба создается для выполнения работ по спасению людей и локализации аварий в начальный период их возникновения, оказания содействия ВГСЧ. ВГС состоит на балансе шахты и является нештатным аварийно спасательным формированием, включаемым в дислокацию ВГСЧ. Главными задачами ВГС являются: спасение людей, застигнутых аварией в шахте, оказание первой медицинской помощи пострадавшим и их эвакуация с аварийного участка; ликвидация пожаров и других подземных аварий в начале их возникновения; участие совместно с ВГСЧ в работе по ликвидации подземных аварий и их последствий, а также в технических работах, требующих применения респираторов; повышение противоаварийной подготовленности шахт. ВГС осуществляет следующие функции: обеспечивает ежесменное присутствие на рабочих местах в шахте установленного числа членов ВГС и привлечение их к выполнению аварийно – спасательных работ; 118 осуществляет сбор и привлечение к горноспасательным работам членов ВГС в их свободное от работы время; обеспечивает наличие подземных пунктов ВГС с комплектом оснащения, постоянно готовым к применению в аварийных условиях; осуществляет подбор и подготовку членов ВГС к выполнению возложенных на них задач; обеспечивает дежурство членов ВГС при ведении огневых работ в подземных выработках и надшахтных зданиях; выполняет работы по профилактике аварий и улучшению подготовленности шахт к их ликвидации и спасению людей с требованиями «Правил безопасности в угольных шахтах». Работу ВГС возглавляет первый руководитель угольного предприятия (начальник ВГС). ВГС включает в себя участковые горноспасательные команды (УГК), которые подготовительных участках, организуются участках на эксплуатационных конвейерного и и электровозного транспорта, вентиляции и дегазации, в энергомеханической службе и др. Руководство УГК осуществляется начальниками участков (начальники УГК). Численность и расстановка членов ВГС определяется из расчета наличия двух членов ВГС в смену в очистном забое, одного члена ВГС – в подготовительном забое (протяженностью 500 м и более) и на участках конвейерного транспорта. Расстановка членов ВГС должна обеспечивать прибытие к месту аварии со стороны свежей струи воздуха не менее двух человек с респираторами и другим оснащением не более чем через 30 минут с момента получения задания. Для осуществления повседневной деятельности ВГС приказом по шахте назначается старшее должностное лицо (подземной группы) с высшим или средним техническим горным образованием, имеющее стаж работы в подземных условиях не менее двух лет, пригодное к работе в изолирующем респираторе, имеющее опыт оперативной работы в ВГСЧ или прошедшее специальную подготовку в региональном учебном центре ВГСЧ по программе специалиста в должности командира взвода. 119 Для организации и проведения плановых проверок, ремонта и технического обслуживания горноспасательной аппаратуры и оборудования, используемого членами ВГС на авариях и тренировках, участия в процессе переподготовки членов ВГС на шахте вводится должность механика ВГС. На эту должность назначается специалист со среднетехническим горным образованием, пригодный к работе в изолирующем респираторе, имеющий опыт оперативной работы в ВГСЧ или прошедший специальную подготовку в учебном центре ВГСЧ. Для проверки и ремонта горноспасательного оснащения, обеспечения исправного их содержания, замены респираторов в подземных пунктах ВГС на шахте вводится должность подземный слесарь ВГС. Комплектование ВГС осуществляется на добровольной (контрактной) основе из числа квалифицированных горнорабочих ведущих горных специальностей (ГРОЗ, проходчик, машинист горно-выемочных машин, электрослесарь и др.) и инженерно-технических работников в возрасте от 21 до 50 лет, имеющих подземный стаж работы не менее 2 лет, пригодных по состоянию здоровья к работе в газозащитных респираторах и обученных горноспасательному делу. На членов ВГС и их семьи распространяются все виды и нормы социальной защиты и льготы, предусмотренные Федеральным Законом «Об аварийно спасательных службах и статусе спасателей», а также все льготы и компенсационные выплаты, предусмотренные для работников ВГСЧ. Вся деятельность ВГС регламентируется «Положением о вспомогательной горноспасательной службе на предприятиях по добыче угля». Оперативные действия ВГС при возникновении аварий в шахте должны быть предусмотрены планом ликвидации аварий и до прибытия ВГСЧ должны быть направлены на спасение людей и ликвидацию аварии в начальный период ее возникновения. Горный диспетчер шахты, получив сообщение об аварии, обязан выдать по телефону предусмотренные в плане ликвидации аварий задания 120 членам ВГС аварийного и смежных с ним участков и способствовать их эффективным действиям в зоне аварии до прибытия ВГСЧ. Руководство действиями членов ВГС в зоне аварии до прибытия ВГСЧ осуществляет сменный инженерно-технический работник участка или шахты. При отсутствии инженерно-технического работника члены ВГС участка, на котором произошла авария, в начальный период должны действовать самостоятельно, направляя свои усилия на спасение людей и ликвидацию аварии. Если члены ВГС в момент возникновения пожара, взрыва, внезапного выброса угля или газа оказались за очагом, они обязаны: включиться в респиратор или самоспасатель и выводить людей из аварийного участка по маршруту, предусмотренному планом ликвидации аварий шахты; в случае обнаружения людей, потерявших сознание, принять меры по включению их в самоспасатели, выносу пострадавших на свежую струю воздуха и оказанию им первой помощи; сообщить горному диспетчеру шахты об аварии, местонахождении рабочих участка и действовать по его указанию или указанию ответственного руководителя работ по ликвидации аварии. Члены ВГС аварийного участка, находящиеся на свежей струе до очага пожара, взрыва, внезапного выброса, обязаны: лично или через посыльного сообщить об аварии горному диспетчеру; при пожаре немедленно приступить к его тушению первичными средствами и водой, привлекая к этому находящихся поблизости горняков; при пожаре в тупиковой выработке – включиться в респираторы, организовать вывод людей на свежую струю воздуха, обеспечить нормальную работу вентилятора местного проветривания и тушить пожар имеющимися средствами; при взрыве – включиться в респираторы или изолирующий самоспасатель и следовать к месту аварии для вывода пострадавших на свежую струю воздуха и ликвидации возможных очагов горения; 121 при внезапном выбросе угля и газа – включиться в респиратор или изолирующий самоспасатель, оказать необходимую помощь пострадавшим, используя для этого пункты группового хранения самоспасателей и резервные изолирующие самоспасатели. Члены ВГС смежных с аварийным участков согласно плану ликвидации аварий направляются ответственным руководителем по ликвидации аварии кратчайшим путем по свежей струе воздуха для оказания помощи членам ВГС аварийного участка. По прибытию к месту работы отделений ВГСЧ члены ВГС информируют старшего командира об обстановке и состоянии работ и поступают в его распоряжение. В ходе дальнейшей ликвидации аварии члены ВГС могут привлекаться в составе отделений ВГСЧ для выполнения работ в загазированной среде по доставке аварийных материалов, управлению механизмами, монтажу и демонтажу оборудования, возведения изоляционных сооружений, отбору проб воздуха и др. При этом численный состав ВГС не должен превышать двух человек на отделение ВГСЧ. Оперативные действия ВГС организуются в соответствии с «Планом ликвидации аварий», горноспасательных «Уставом работ на ВГСЧ по предприятиях организации угольной и и ведению сланцевой промышленности», «Правилами безопасности в угольных шахтах» и «Положением о ВГС на предприятиях по добыче угля». Техническим оснащением ВГС укомплектовывается согласно «Табелю технического оснащения ВГС шахты», который разрабатывается применительно к специфике местных условий в соответствии с «Типовым табелем» (см. приложение) и утверждается первым руководителем шахты. В поверхностном помещении ВГС размещается дыхательная и оживляющая контроля, аппаратура, необходимые горноспасательное для проверки, оборудование, перезарядки и приборы технического обслуживания дыхательных аппаратов, выполнения горноспасательных работ членами ВГС. 122 На подземных пунктах ВГС респираторы содержатся в контейнерах, окрашенных в красный цвет с отличительным знаком ВГС и опломбированных в присутствии начальника участка. Подземные пункты ВГС должны быть освещены и оборудованы телефонным аппаратом. Места расположения подземных пунктов определяются первым техническим руководителем шахты с командиром ВГСЧ при составлении плана ликвидации аварий и устанавливаются: в очистных забоях: а) пологих и наклонных – по одному на забой в начале воздухоподающей выработки лавы; б) крутого падения – по одному на забой у передовой воздухоподающей печи на откаточном штреке. в подготовительных выработках: а) протяженностью от 200 до 500 метров – по одному вблизи забоя; б) в подготовительных выработках протяженностью более 500 метров – по два (один – вблизи от ее устья, в прилегающей к ней выработке, со стороны свежей струи воздуха, другой – у забоя). в конвейерных выработках: по одному в начале движения воздушной струи. Для шахт, удаленных от подразделений ВГСЧ более 15 км, а также находящихся в сложных климатических условиях, кроме указанных подземных пунктов ВГС, создаются центральные подземные пункты ВГС. Типовой табель технического оснащения ВГС № Наименование оснащения 1 Респираторы, шт. 4-х часового действия 2-х часового действия Аппараты ИВЛ, шт. Носилки медициские,шт. Индпакет, шт. Шины медицинские,ком. Настойка йода, мл 2 3 4 5 6 123 на подземном пункте 2 1 4 1 10 Количество на на центр.подз. поверхности пункте 5 1 4 2 10 10 10 1 - 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Жгут эластичный, шт. Рукава пожарные 66 мм, м Ствол пожарный, шт. Разветвление РТ-70, шт. Рукавные головки, компл. Огнетушители порошк.шт. Пики пожарные, компл. Сумка ком. отделения,ком. Горный инструмент,комп. Спецодежда шахт. компл. Компрессор кислородн.шт. Весы ВНЦ компл. Индикатор ИР, шт. Транспортные баллоны с кислородом, шт. Контрольный прибор типа УКП, шт. ХПИ, кг. Наглядные пособия, учебники, плакаты и стенды для обучения чл. ВГС, ком. 1 40 1 2 - 2 100 2 1 2 5 1 1 1 - 100 5 1 2 5 3 1 2 10-20 1 1 1 6 - - 1 - - 160 1 ВГС должна размещаться в специально оборудованных служебных помещениях, которые должны обеспечивать возможность: проведения учебных занятий с членами ВГС; проведение проверок и ремонта кислородно-дыхательной аппаратуры и оборудования; хранения рабочих и запасных респираторов, запчастей к ним и другого минимального оснащения ВГСЧ; мойки, сушки и переоснащения респираторов; проведения практических занятий по приемам тушения горящей крепи, конвейерных лент, электрооборудования, угля, масел и других горючих материалов, имеющихся в шахте, различными средствами пожаротушения (водой, пенными и порошковыми огнетушителями и т.д.); проведения упражнений в дыхательных аппаратах и обучения приемам и действиям по спасению людей в задымленной атмосфере; выполнения физических и тепловых тренировок для повышения физической выносливости и тепловой устойчивости членов ВГС. 124 Принятые в члены ВГС рабочие и ИТР должны пройти первичную подготовку по 32-х часовой программе обучения, с последующей сдачей экзаменов. Для поддержания боеготовности члены ВГС должны один раз в полугодие проходить переподготовку по программе повторного обучения, включающую 2-х часовую тренировку в респираторе и 6 часов теоретических и практических занятий по горноспасательному делу. 125 5. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА 5.1 История научно-технической деятельности ВГСЧ История научно-технической деятельности в горноспасательном деле России берет истоки с начала 20 века прошлого столетия. Непрекращающиеся аварии и катастрофы на угольных шахтах России с большим количеством жертв заставили прогрессивную общественность и ученых поставить вопрос об организации горноспасательной службы на XXVII съезде горнопромышленников Юга России в 1902 году. В 1907 году были созданы три первые спасательные станции: в Макеевке (Украина), Кизеле (Урал) и Анжеро-Судженске (Кузбасс). В то время на вооружении горноспасателей не было отечественной горноспасательной аппаратуры, вся она ввозилась из-за границы (в основном из Германии). И только после революции и гражданской войны стало возможным вернуться к вопросу создания научной базы помогающей в реализации целей и задач созданной молодой структуре ВГСЧ и ее личному составу. Так, например, в 1932 году, при районных спасательных станциях городов Анжеро-Судженска, Прокопьевска и Ленинска-Кузнецкого, были организованы специальные лаборатории. Тематикой этих лабораторий предусматривалось изучение явлений окисляемости углей и определение степени самовозгораемости мощных пластов Кузбасса. Работы этих лабораторий координировались работниками химической части, которая была организована при ЦГСС. В 1933 году, при районных горноспасательных станциях Сибири и Дальнего Востока, были организованы специальные психотехнические, физиологические и эргометрические лаборатории, которые проверяли состояние здоровья поступающих в ВГСЧ и в последствии постоянно следили за ним. Руководил научно-исследовательской работой Б.Ф. Гриндлер. 126 В 1934 году все лаборатории, в том числе и специальные, объединяются в научно-исследовательский отдел при инспекции Сибири и Дальнего Востока. Руководителем научно - исследовательского отдела был назначен доцент Московского горного института Б.Н. Левенец. В 1935 году научно-исследовательский отдел был переименован в научно-исследовательскую лабораторию. Основным направлением в тематике НИЛ продолжала оставаться разработка способов определения самовозгорания угля. Научно-исследовательские отделы были созданы также при Инспекциях ВГСЧ Донбасса, Урала, Башкирии и Караганды, впоследствии они были переименованы в научно-исследовательские лаборатории (НИЛ ВГСЧ). Основной тематикой исследований этих отделов и лабораторий была разработка технических требований к респираторам многочасового действия, исследования тепловых импульсов, возникающих в шахтах, и воздействие их на горючие материалы (НИЛ Донбасса); ВГСЧ разработка методов и средств борьбы с эндогенными условиях пожарами шахт в Кузбасса, Караганды и Урала (НИЛы ВГСЧ Кузбасса и ВГСЧ Урала); разработка ребований к газоаналитической аппаратуре, исследование особенностей труда горноспасателей (НИЛ ВГСЧ Кузбасса). Работа проводилась и по определению поглотительных свойств известковых поглотителей углекислого газа (НИЛ ВГСЧ Донбасса). 127 В этот период НИЛами были разработаны тактико-технические требования на ряд газоаналитических приборов, на фильтрующие самоспасатели для рабочих шахт и рудников, осуществлены исследования различных сорбентов для дыхательных аппаратов, начаты разработки по созданию изолирующих самоспасателей на химически связанном кислороде. Для совершенствования горноспасательного дела требовались учебные пособия по всем вопросам и в первую очередь по тактике борьбы с авариями. Имевшийся небольшой опыт по этому вопросу также нигде не был зафиксирован. Первыми учебными пособиями по тактике ВГСЧ были «Боевой устав ВГСЧ», написанный коллективом авторов, написанная Г.Г. Соболевым и Я.М. Мещеряковым книга «Тактика ВГСЧ при ведении горноспасательных работ в шахтах» (1958г.) и написанная книга Г.Г. Соболевым «Организация горноспасательных работ в шахтах» (1952г.). Нерешенной проблемой оставалось обеспечение ВГСЧ горноспасательной аппаратурой и оборудованием, т.к. ВГСЧ были оснащены в основном аппаратурой фирмы «DragerVerk-AG», моделей 1924 года. С 1931 года было положено начало производству отечественных кислородных респираторов (РКР-1 и КИП-3), разработанных группой конструкторов под руководством А.И. Гармаша. В 1948 году конструкторами Александром Родионовичем Ковшовым и Николаем Николаевичем Кузьменко были созданы новые отечественные респираторы РКК-2 (четырехчасового действия) и РКК-1 (двухчасового действия). Это были самые легкие аппараты данного типа в мировой практике. Эти респираторы выпускались серийно почти 20 лет и ими были оснащены все ВГСЧ угольной промышленности страны. К началу шестидесятых годов к серийному выпуску был допущен респиратор Р-12, а позднее Р-12м, Р-30, Р-34 и Р-35. Таким образом, горноспасатели получили отечественные совершенные в мире респираторы. 128 самые легкие и наиболее Н.С. Хрущѐв в знакомится с отечественными респираторами В 1968 году для разработки научных основ горноспасательного дела, конструирования и изготовления горноспасательной аппаратуры и оборудования на базе научно-исследовательских лабораторий ВГСЧ Донбасса и ВГСЧ Кузбасса в г. Донецке был создан Всесоюзный научноисследовательский институт горноспасательного дела (ВНИИГД) , в последствии были созданы его отделения в г. Прокопьевске Кемеровской области (Восточное отделение ВНИИГД), в. г. Караганде (Карагандинское отделение ВНИИГД), в г. Днепропетровске (Днепропетровское отделение ВНИИГД). Были построены заводы горноспасательной аппаратуры и оборудования в городах Донецке (ДЗГА), в Ворошиловграде (ВОЗГАО), в Свердловске, Ленинске-Кузнецком. После распада СССР в 1991 году создается Российский научноисследовательский институт горноспасательного дела (РосНИИГД). 5.1.1 Состояние научно-технической деятельности ВГСЧ С распадом Советского Союза и развалом угольной промышленности России в 90-х годах прошлого столетия претерпели изменения, и не в лучшую сторону, горноспасательная наука и производство. 129 В «добрые советские времена» страны имели до развала СССР горноспасатели мощную научно-производственную базу. Было научно- производственное объединение НПО «Респиратор», включавшее в себя всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела ВНИИГД (г. Донецк), 2 завода по изготовлению горноспасательного оборудования и аппаратуры (г. Донецк, г. Луганск), научно-производственные отделения ВНИИГД по регионам в городах Днепропетровске, Караганде, Прокопьевске. Соответственно, в то современные, по тем время разрабатывались и временам, горноспасательное изготовлялись оборудование и аппаратура, и они не уступали зарубежным аналогам, а в некоторых случаях превосходили их. НПО «Респиратор» «работал» и на оборонку и космос. Всем известные надувные полевые госпитальные модули МЧС, - это из разработок бывшего НПО «Респиратор», а аналог для горноспасателей – подземная боксбаза. Блок жизнеобеспечения костюмов космонавтов, предназначенных для выхода в открытый космос, – это тоже бывшие разработки горноспасательной науки. Установка «Монолит» В настоящее время мы пока еще используем остатки оснащения из технического вооружения тех времен: установки «Буря», ПШ, «Монолит», «Темп-2», «Зима»», противотепловые куртки ТК-50, «Дон» и др. 130 Из средств контроля и анализа шахтной атмосферы испытательные используют лаборатории физически объемно-оптические ООГ-2, контрольновзводов изношенные газоанализаторы хроматографы «Поиск-2», «Эндотестер», Газохром-2000», «Газохром 31-01». Газоанализатор ООГ-2 Списаны и ушли в былое (разве что остались в проспектах и технической литературе) трубопрокладчики горноспасательные ТГ, порошковые установки ОП -250, ОП-500, ОПШ-100, АПК-750, эксплозиметры ЭГ-2, пирометры «Радан», быстровозводимые воздушные перемычки и многое другое. Порошковая установка ОП-500 В настоящее время для обеспечения технической оснащенности взводов до табельных норм и в связи с отсутствием собственной научнопроизводственной базы для разработки горноспасательного оборудования и приобретать оборудование и приборы можно применить, адаптировав к оборудования и изготовления отдельных видов средств измерений, зарубежного производства, которые условиям ВГСЧ. Из современного и приборов - это аварийно-спасательные инструменты «Holmatro», «Enerpac», насосные агрегаты PREMIUM-PARTS S30-E401, переносные мультигазоанализаторы МХ-2000, МХ-2100, М02. 131 приходится Уже в течение 20 лет не издавалось какой-либо «существенной» технической литературы в области горноспасательного дела, рекомендации которой можно было бы применить при ведении горноспасательных работ. В настоящее время в России нет единого научно-производственного центра, который бы занимался разработкой тактики и правил ведение аварийно-восстановительных и спасательно-поисковых работ в современных угольных шахтах, разработкой современной дыхательной аппаратуры, средствами связи и спасения, специального оборудования и оснащения для применения в подземных условиях шахт. Нет и собственных заводов по изготовлению дыхательной аппаратуры и горноспасательного оборудования. Традиционно сложилось так, что после преобразования горноспасательной службы в Кузбассе ВГСЧ (ликвидация штаба Кузбасса, горноспасательных преобразование сокращение отрядов в и филиалы), их многие вопросы научно-технической и научнопроизводственной Мультигазоанализатор МХ-2000 деятельности ВГСЧ перешли к «компетенции» Кемеровского ВГСО филиала ФГУП «ВГСЧ». В середине 90-х годов, после распада СССР, неопределенности и финансовой нестабильности в стране, Кузбасса в период штаб ВГСЧ самостоятельно изыскивал возможности научно-технического сотрудничества с научно-исследовательскими и научно-производственными организациями, горноспасателей. точнее Среди они, организации, них: НПО сами «Алтай» (г. находили Бийск), нас, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Сибирский Физико-Технический институт (Томск), Сибирский физико- технический институт СО РАСХН (Новосибирск), ООО «Токемпластик» 132 (Кемерово), Барнаульский аппаратно-механический завод, Кемеровский опытно-экспериментальный завод средств безопасности и др. К сожалению, по ряду причин, в т.ч. финансовым, с некоторыми из выше названных организаций мы не вышли на конечный продукт. В настоящее время Кемеровский ВГСО имеет деловые партнерские контакты: 1. ООО «Элипс» (создано на базе СФТИ СО РАСХН г. Новосибирск). Сотрудничество с данным научно-производственным обществом осуществляется более 10 лет. Им были разработаны и выпущены по заявкам и техническим заданиям ВГСЧ электротермометры для горноспасателей ТГО-1, ТГО-2, ТГО2МП, лазерные дальномеры «Даль-2», измерители абсолютного и дифференциального давления газа МБГО-2. Особо следует отметить прогрессивную разработку ООО «Элипс» - прибор МБГО-2, не имеющий аналога в мире, предназначенный для служб аэрологической безопасности угольных шахт и ВГСЧ. 2. ОАО «Кемеровский экспериментальный завод средств безопасности» (ОАО «КЭЗСБ»). Сотрудничество с ним осуществляется более 15 лет. Им для ВГСЧ были разработаны и изготовлены установки «Монолит», проемные трубы для взрывоустойчивых перемычек, водозаборные соединения типа ГП-3, СШУ, малогабаритные пеногенераторные установки МГППУ и др. 3. ОАО «Барнаульский аппаратно-механический завод» (ОАО «БАМЗ»). Сотрудничество с ним осуществляется более 16 лет. По заявке штаба ВГСЧ Кузбасса заводом были разработаны и изготовлены для ВГСЧ запорные вентили малолитражных кислородных баллонов ВКМ-95 и ВКМУ-95. В настоящее время данные вентиля выпускаются серийно для всей страны. 4. ЗАО Научно-Внедренческий Инженерный Центр «Радиус» (г. Красноярск). Сотрудничество Кемеровского ВГСО с ЗАО «Радиус» осуществляется около 3 лет. Им разработан 133 прибор по обнаружению пострадавших под завалом – шахтный радиопеленгатор «Радиус ШРП» (действующие образцы испытывались в учебной шахте оперативного взвода Кемеровского ВГСО и действующей шахте «Заречная» г. Ленинск- Кузнецкий, в учебной шахте оперативного взвода ОВГСО Восточной Сибири г. Черногорск). ЗАО «Радиус» разрабатывается проводная подземная горноспасательная связь «Радиук ПГСС» на базе существующей проводной горноспасательной связи «Уголѐк». 5. Научно-образовательный центр «Физика и электроника сложных полупроводников» Сотрудничество с ОСП «СФТИ ТГУ», ООО НПП «Сенсерия». вышеназванной организацией представляет особый повышенный интерес по созданию приборов газового контроля для шахтеров и горноспасателей. Институт уже много лет ведет разработку приборов на основе полупроводниковых газовых сенсоров. Это новое направление в науке и основано на использовании современных НАНОтехнологий. Разработки института уникальны и практически не имеют аналогов в мире. Значимость института, говорит о том, что его разработки используются в системе контроля для Большого андронного коллайдера, Швейцария. В качестве датчиков используются полупроводниковые элементы – новое направление науки в России и за рубежом. Принцип работы датчика основан на адсорбции-десорбции с разложением молекул измеряемого горючего газа на поверхности полупроводникового элемента, имеющего размер 1,5х1,5 мм и толщиной менее микрона. Срок эксплуатации датчиков более 10 лет. 134 Данные датчики могут найти широкое применение в стационарных и переносных газоанализаторах для определения концентраций газов в газовоздушных смесях рудничного воздуха угольных шахт. Проведенный анализ показывает, что настоящая себестоимость сенсорных датчиков на горючие газы будет на два порядка ниже стоимости термокаталитических и электрохимических датчиков, себестоимость самих приборов в промышленном соответственно, и производстве и обслуживании будет в десятки раз дешевле. Одними из причин недостаточно быстрого развития исследований и опытно-конструкторских работ являются: - слабое информирование угольных предприятий и ВГСЧ о разработках института в области создания газовых сенсоров и приборов на их основе; - отсутствие финансирования на разработку и изготовление приборов в рудничном искробезопасном исполнении и их сертификацию. 135 Созданный Минуглепромом Всесоюзный научно-исследовательский институт не решал специфические вопросы горнорудных предприятий и горноспасательных частей, обслуживающих эти предприятия, возникла необходимость в организации отраслевой научно-исследовательской лаборатории. Приказом Министра цветной металлургии П.Ф. Ломако от 23 марта 1967 года № 170 «О мерах по улучшению горноспасательных частей» была организована Центральная научно-исследовательская лаборатория военизированных горноспасательных частей (ЦНИЛ). В настоящее время ЦНИЛ ВГСО Урала состоит из пяти отделов, в том числе: отдел разработки средств противопожарной защиты, отдел информационных технологий, отдел метрологии и химического анализа, отдел радиосвязи, региональный учебный центр. В качестве научных руководителей ряда работ принимали участие ведущие специалисты – доктора наук Дьяков В.В., Чеховских А.М., Носырев Б.А., Филатов С.С., доктор медицинских наук Николаев Э.К. и другие. Значительная заслуга в создании горноспасательной науки и организации выпуска горноспасательной аппаратуры и техники, средств охраны труда в металлургической отрасли принадлежит руководителю филиала «ВГСЧ Подвысоцкому Урала», К.С. Под доктору его технических научным наук, руководством профессору была создана авторитетная научно-исследовательская организация, которая могла на достаточно высоком научно-техническом уровне решать сложные вопросы горноспасательного дела. В разное время были разработаны, изготовлены, испытаны и поставлены в подразделения ВГСЧ и на предприятия системы аварийного вызова горноспасателей и аварийного оповещения в шахтах, рабочие респираторы, изолирующие самоспасатели, подземные и наземные пожарные машины, системы пожаротушения самоходной дизельной техники. Наиболее значимые работы: 136 Беспроводная система оповещения горнорабочих об аварии (СУБР), в дальнейшем она использовалась в качестве беспроводной технологической связи. Система защищена восемью авторскими свидетельствами и золотой медалью ВДНХ. Внедрена была на 17 предприятиях Союза. Индикатор проверки респираторов ИПР. Выпущена опытна партия, которая успешно эксплуатируется в подразделениях ВГСО Урала. Прибор контроля рабочих параметров аппарата ИВЛ «Горноспасатель» КП-7. Аварийно-спасательная установка АСУ-1, 29 экземпляров которой эксплуатируется в подразделениях ВГСЧ. Респиратор «Урал-7» Респиратор «Урал-7». Выпускался совместно со Свердловским заводом горноспасательного оборудования. Им в 70-80-х годах были обеспечены все горноспасательные части цветной и чѐрной металлургии. Конструкция кислородно- дожимающего компрессора КД-4-250. Разрабатывалась и выпускалась в содружестве со Свердловским заводом ГСО. В дальнейшем был разработан и организован выпуск новых моделей компрессоров КД-4-250, КДК-10. Был разработан целый параметрический ряд систем автоматического автономного комбинированного пожаротушения (12 разновидностей). Этими установками была оборудована, начиная с 80-х годов почти вся самоходная погрузочно-доставочная техника, как на подземных, так и на открытых работах; они были поставлены на вооружение всех ВГСЧ. На их базе были разработаны и изготовлены мощные пеногенераторные установки на шасси автомобилей БелАЗ. 137 К концу 80-х годов были разработаны конструкции дыхательных аппаратов ИВЛ «Уктус» и «ИВА». Выпуск их осуществлялся в содружестве со Свердловским заводом ГСО. На Гайском заводе «ОЗОН» освоен выпуск огнетушителей ОП-8Г, затем ОП-10Г, ОП-6Г, изолирующих самоспасателей ШСС-1М и респираторов Р-30М. Организован выпуск индикаторных трубок для экспрессного определения газов в рудничной атмосфере. Разработана компьютерная программа «Электронная версия ПЛА» состоящая из трех отдельных программных модулей: непосредственно плана ликвидации аварии, модуля фиксирования всех мероприятий и команд на командном пункте ликвидации аварии и модуля вентиляционной модели шахты. В настоящее время проходит этап доработки и внедрения компьютерной программы на предприятиях, обслуживаемых филиалом «ВГСЧ Урала». Отделом метрологии и химического анализа ЦНИЛ ВГСО Урала разработано более 50 методик, руководств, пособий и других нормативных документов, используемые в работе ПГАЛ ВГСЧ. 5.1.2 Перспективы научно-технической деятельности ВГСЧ Ныне существующая научно-техническая деятельность ВГСЧ требует коренного пересмотра и совершенствования. Она в первую очередь должна быть направлена на разработку и применение средств контроля цифрового с использованием кодирования, адаптированных к существующим телеметрическим системам шахт, разработку робототехники и средств малой 138 механизации, совершенствование тактики ведения горноспасательных работ и способов ликвидации аварий. Тактика и способы ликвидации аварий, спасения людей, должны быть привязаны к современным реалиям и технологиям современных угольных шахт. Предлагается организационные на ближайшую мероприятия по перспективу улучшению следующие научно-технической деятельности: 1. Создание научно-исследовательского центра горноспасательного дела в Кузбассе (НИЦГД), который бы осуществлял научно- исследовательскую, проектно-конструкторскую и иную деятельность в области горноспасательного дела, а также осуществлял научно-техническое и методическое кураторство над горноспасательными отрядами. 2. Реанимирование научно-технического совета (НТС) при Управлении ВГСЧ МЧС России. Включить в состав НТС технических работников Управления ВГСЧ, ФГУП «ВГСЧ», заместителей командиров отрядов в оперативной службе (начальников оперативно-технических отделов отрядов), сотрудников НИЦГД. Заседания НТС проводить не реже 1 раза в квартал с привлечением ведущих специалистов в области горного, горноспасательного дела, а также в смежных отраслях, связанных с приборостроением. 3. Восстановление на отраслевом уровне рационализаторской работы в подразделениях и службах ВГСЧ. В настоящее время рационализаторская деятельность, и еѐ структура как таковая, в России отсутствует вообще. 4. Привлечение внимания Сибирской науки (города Новосибирск, Томск, Бийск, Красноярск) к проблемам ВГСЧ. 5. Изучение вопроса возможного участия горноспасательной службы Кузбасса в деятельности Технопарка в сфере высоких технологий на территории Кемеровской области, для осуществления перспективных разработок по всем направлениям горноспасательного дела. 6. Целевое выделение денежных средств на НИОКР для НИЦГД и ВГСО по разработке и внедрению перспективных технологий и современных технических средств. 139 Считать перспективными на ближайшие 4-5 лет следующие технические и методические (программные) разработки: 1. Создание стационарных и переносных приборов газового контроля шахтной атмосферы на основе полупроводниковых газовых сенсоров (нанотехнологии). 2. Модернизация сигнализаторов температуры и времени ТОН-2 на основе цифровой передачи информации. 3. Разработку аппаратуры и интерфейса для тепловых камер по тренировке и определению работоспособности и тепловой устойчивости горноспасателей и членов ВГС шахт на основе цифровой передачи информации. 4. Разработка робототехники для выполнения определенных видов работ при ликвидации подземных аварий. 5. Разработка средств малой механизации при ведении горноспасательных работ с автономным источником питания (типа «Спин»). 6. Создание многофункциональной подземной горноспасательной связи с использованием цифрового кодирования, адаптированной к современным телеметрическим системам угольных шахт. 7. Проведение полной инвентаризации и ревизии всей нормативнотехнической, методической документации, технической литературы на предмет их актуальности и возможности использования при ведении горноспасательных работ и в текущей деятельности ВГСЧ. 8. Обновление содержания и переиздание для всех ВГСЧ Бассейнов Блокнота руководителя группы инженерного обеспечения, который включает описание практически всех инженерных расчетов, тактических действий, необходимых при ликвидации аварий и спасении людей. Компьютеризация всех инженерных расчетов, заложенных в Блокноте руководителя группы инженерного обеспечения. 9. Разработка компьютерной программы по тактико-технологическим схемам ликвидации аварий с составлением прогнозов: 140 - изменение состава атмосферы в аварийном участке в период ведения горноспасательных работ; - пути развития аварии и возможные последствия; - способы и возможности предотвращения развития аварии; - оценка эффективности применения тех или иных средств ликвидации аварий в конкретных условиях. 5.2 Перспективные технические средства в области горноспасательного дела Разработка полезных ископаемых подземным способом связана с выполнением сложных и трудоемких работ по проведению горных выработок в условиях все возрастающего горного давления и по выемке полезных ископаемых с помощью современных, различного рода машин и механизмов, а также взрывчатых материалов. Подземная добыча полезного ископаемого требует выполнение комплекса мер, обеспечивающего людей, связанных с подземными работами, свежим воздухом, подавление вредной для здоровья человека пыли. Выделение при выемке полезных ископаемых различных вредных газов, способных в смеси с воздухом гореть и взрываться, склонность некоторых полезных ископаемых к самовозгоранию делают горнодобывающие отрасли потенциально опасными. Наиболее потенциально опасной является угольная отрасль, так как в угольных шахтах, кроме перечисленных опасностей, имеют место такие грозные явления как внезапные выбросы угля, породы и газа, горные удары, образование взрывчатой угольной пыли, неоднократно являвшиеся причинами аварий и катастроф. Успех ликвидации подземных аварий зависит от качественного выполнения комплекса мероприятий по современной противоаварийной подготовке горных выработок, обученности рабочих, членов вспомогательных горноспасательных команд и инженерно-технических работников шахт 141 правилам поведения в аварийной ситуации, а также уровня боеготовности подразделений ВГСЧ. Современные горноспасательные части оснащены сложной и разнообразной горноспасательной техникой и оборудованием для быстрейшей ликвидации различного рода аварий и их последствий. Эффективность ее использования, во многом определяется уровнем знаний условий ее применения работниками ВГСЧ. Командиры ВГСЧ обязаны уметь правильно оценить обстановку и выбрать наиболее эффективный метод ликвидации аварии, определить силы и средства, которые следует оперативно ввести в действие для решения поставленной задачи. Для выполнения этого, необходимо решать ряд существующих проблем. Это, прежде всего, создание современной аппаратуры и оборудования, позволяющих безопасно выполнять работы в условиях сильной задымленности и высокой температуры, создания различного рода техники для выполнения наиболее сложных аварийных работ при ликвидации различного рода аварийных ситуаций в шахтах. Далее находящиеся рассмотрим на уже оснащении существующие технические Военизированных средства, горноспасательных подразделений и которые необходимо модернизировать. 5.2.1 Средства защиты органов дыхания Для защиты органов дыхания человека от такой атмосферы служат специальные аппараты – изолирующие регенеративные респираторы. Регенеративные изолирующие респираторы используются личным составом военизированных горноспасательных частей и вспомогательных служб при ведении в шахтах аварийно-спасательных работ. От надежности и стабильности работы респираторов зависят жизнь и здоровье людей, а также эффективность и комфортность выполнения 142 горноспасательных работ в условиях не пригодной для дыхания человека атмосферы. Поэтому дыхательные в первую аппараты, в очередь необходимо которых будут разработать учтены все новые недостатки существующих респираторов и созданы комфортные условия для дыхания человека при выполнении аварийно-спасательных работ в непригодной для дыхания атмосферы. В настоящее время на оснащении ВГСЧ находятся изолирующие регенеративные респираторы на сжатом кислороде Р-30, срок защитного действия которого – 4 часа, масса – 11,8 кг и Р-34, со сроком защитного действия – 2 часа и массой – 9,8 кг 5.2.2 Средства связи и сигнализации Успех управления действиями ВГСЧ во время аварий в значительной степени зависит от организации службы связи. Особенно важны условия организации связи и проведения работ по ликвидации аварий в шахтах, когда в течение незначительного отрезка времени может резко измениться обстановка (из-за обрушений в выработках, по которым должны двигаться горноспасатели к месту аварии, скопления газа в районе пожара до опасной концентрации, изменения направления движения 143 струи воздуха и т. д.). Поэтому, организуя оперативные работы, необходимо уделять серьезное внимание налаживанию надежной связи между командным пунктом и подземной базой, а также между подземной базой и отделениями, ушедшими на выполнение оперативных заданий. Общее руководство службой связи входит в обязанности руководителя горноспасательных работ. Связь организуется сверху вниз – от руководителя горноспасательных работ к работающим отделениям. Однако это не означает, что отделения сами не должны заботиться об установлении связи с руководителями горноспасательных работ. До настоящего времени, при ликвидации аварии в подземных условиях, горноспасательными частями используется проводная связь типа «Уголѐк». Данная связь, имеет ряд недостатков, например ограничения по длине провода на катушке связи (800м), что не совпадает с протяжѐнностью современных горных выработок. Катушки связи приходится соединять в каскад, что ещѐ больше снижает еѐ надѐжность. Повысить надѐжность и эффективность связи с отделениями в шахте можно с помощью новых методов радиосвязи в подземных условиях. Так сегодня, для обеспечения радиосвязи под землѐй, на шахтах все чаще встречается беспроводная связь типа FLEXCOM и ТАЛНАХ. Но для работы таких типов связи необходимы проводники, которые при взрывах в шахтах выходят из строя. Поэтому для горноспасательных подразделений необходима новая беспроводная связь. 5.2.3 Противотепловые средства В настоящее время на многих угольных предприятиях технологические схемы находятся в противоречии с современными методами отбойки угля. Применяется высокопроизводительное оборудование, которое практически не требует присутствия человека. 144 Новые угольные комбайны в процессе работы ведут к выделению очень больших объемов метана, с которыми не может справиться рассчитанная на совсем другие объемы газа система вентиляции. Объемы такие, что проветрить их тем количеством воздуха, который позволяет подавать старая технологическая схема, невозможно. Протяженность подземных горных выработок на многих производственных объектах достигает более 100 км, что создает трудности по проветриванию. Усложняется контроль за изолированным выработанным пространством, особенно актуально это на предприятиях, отрабатывающих пласты склонные к самовозгоранию. В результате вышесказанного, на угольных предприятиях существует опасность возникновения таких видов чрезвычайных ситуаций, как: - взрывы (вспышки) метано-воздушной струи; - взрывы угольной пыли; - взрывы метана и угольной пыли. Наряду со взрывами, сложными и распространенными ЧС на опасных производственных объектах являются пожары. При этом основными поражающими факторами для людей, застигнутых аварией и горноспасателей, являются: ядовитые продукты взрыва и без кислородная среда в исходящей струе воздуха, ударная волна, и, как правило, высокая температура атмосферы. При работе человека в условиях высокой температуры на его тело действуют различные источника нагрева, например, тепло, развиваемое в рассматриваемом случае пожаром и передаваемое путем теплопроводности и теплоизлучения от нагретых стенок выработок, а иногда непосредственно от очага пожара. В условиях шахты опасность перегрева организма усугубляется высокой влажностью рудничного воздуха, которая еще больше возрастает при тушении пожара водой. При этом практически исключается отвод тепла испарением пота, а остальные пути теплопередачи – при температуре 145 окружающей среды выше 34 С становятся путями нагрева. Это обстоятельство коренным образом меняет обычное представление о верхних границах температуры, при которой обеспечивается безопасное пребывание человека в шахте. Так, температура +28 С при интенсивной работе в шахте является опасной, и пребывание в ней не может длиться более 2,5 часов. Для защиты горноспасателей от воздействия высокой температуры окружающей среды при ведении работ по ликвидации подземных пожаров в не пригодной для дыхания атмосфере на вооружении военизированных горноспасательных отрядов находятся индивидуальные газотеплозащитные средства. Теплозащитный комплект Дон-2 и охлаждающие элементы к нему АХ15 (аккумуляторы холода). Предназначен для защиты человеческого организма от высокой температуры и теплового излучения в подземных выработках угольных шахт при выполнении всех видов горноспасательных работ в диапазоне температур +27оС до +60оС с максимальной влажностью воздуха. 5.2.4 Оборудование для активного тушения и локализации подземных пожаров Подземные пожары возникают в подземных выработках шахт (рудников) и в массиве полезного ископаемого. Они возникают как от внешних тепловых импульсов (экзогенные подземные пожары) — от неосторожного обращения с огнем, неисправности электрооборудования, трения механизмов и т.п., так и в результате самовозгорания угля, углистых пород и сульфидных руд (эндогенные подземные пожары). Особо опасными подземные пожары становятся при наличии в шахте метана, взрывчатой угольной или сульфидной пыли. Подземные пожары могут продолжаться длительные периоды времени. Они могут распространяться на значительные площади по шахтным выработкам и трещинам в массиве горных пород. Поскольку они подземные, 146 их чрезвычайно трудно погасить, что не в последнюю очередь связано с трудностью либо невозможностью доступа к очагу горения. Интенсивность развития подземного пожара в горных выработках зависит от вида крепи, влажности горючих элементов крепи, сечения горной выработки, скорости движения вентиляционного потока, величины первоначального теплового импульса и др. По мере полного развития подземного пожара, характеризующегося достижением максимальных температур (1400-1500°С), в зависимости от скорости вентиляционного потока и вида горючих материалов в выработке устанавливается определѐнная скорость перемещения огня (до 100 м/ч). Горящая горная выработка условно разделяется на участок выгоревшей крепи, зону горения (состоящую из участка беспламенного горения и участка интенсивного пламенного горения) и зоны термической подготовки древесины и подсушки древесины. Особенность подземного пожара — способность заметно перемещаться навстречу вентиляционному потоку, если скорость последнего не превышает 1 м/с. В очаге подземного пожара интенсивно генерируются ядовитые и удушливые газы, которые, попадая в вентиляционной поток, создают определѐнную опасность для жизни рабочих, находящихся в шахте. В начальной стадии развития экзогенные подземные пожары тушат непосредственным воздействием на очаг водой, огнетушащими средствами и т.п. Эндогенные подземные пожары, очаги которых находятся, как правило, в труднодоступных местах, а также принявшие большие размеры экзогенные пожары тушат способом изоляции (в выработках устанавливают специальные изолирующие сооружения, прекращающие доступ воздуха в район пожара). В некоторых случаях приходится прибегать к затоплению пожарных участков водой. Для успешного тушения пожара необходимо ввести в действие наиболее эффективные в сложившейся пожарной техники. 147 пожарной обстановке средства Успех тушения развившегося пожара, охватившего определенную длину выработки и распространяющего с определенной скоростью, может быть достигнут в том случае, если параметры тушения будут соответствовать параметрам пожара на начало его тушения. В связи с этим, решение задачи сводится к определению параметров пожара и выбору таких средств пожаротушения, применение которых обеспечит параметры тушения, превышающие параметры пожара. Начало тушения в свою очередь зависит от продолжительности, доставки, подготовки и ввода в действия средств пожаротушения, т.е. вопросы определения параметров пожара и выбора средств пожаротушения взаимосвязаны. Для тушения подземных пожаров шахты и подразделения ВГСЧ оснащены пожаротушащей техникой с широким диапазоном тактикотехнических возможностей. 5.2.5 Оборудование применяемое для тушения подземных пожаров Малогабаритная порошково-пенная установка МГППУ Малогабаритная порошково-пенная установка МГППУ предназначена для дистанционного комбинированного тушения развившихся подземных пожаров порошком и воздушно-механической пеной в горизонтальных, наклонных и вертикальных выработках, в том числе тупиковых горных 148 выработках, проветриваемых вентилятором местного проветривания, угольных и сланцевых шахт. Установка порошково-пенного пожаротушения ППУ. Порошково-пенная установка ППУ предназначена для дистанционного комбинированного тушения развившихся подземных пожаров порошком и воздушно-механической пеной в горизонтальных, наклонных и вертикальных выработках, а также в выработках, проветриваемых вентилятором местного проветривания. Смонтированная на шасси шахтной вагонетки установка быстро может быть доставлена к месту пожара. Надежность и эффективность работ ППУ обеспечиваются 149 наличием высоконапорного вентилятора ВМЦ-8 и высокопроизводительного пеногенератора, позволяющих нагнетать пену по выработкам на расстояние до 500м. Тактика применения установки ППУ заключается в следующем. Первоначально огнетушащим порошком дистанционно гасится пламя, затем тушение оставшихся очагов и охлаждение выработки производится воздушномеханической пеной. При этом тонкодисперсный порошок подается в течении 15-20 мин с расходом не менее 4-5 кг/с, а воздушно-механическая пена до окончательного охлаждения выработки. Для заполнения горящей выработки расчетным объемом пены устанавливаются тесовые или парусные перемычки. Прочность перемычек зависит от ожидаемого напора пены. После заполнения выработки пеной необходимо поддерживать ее оптимальный объем, периодически включая в работу генератор до полного исчезновения признаков горения. Пеногенераторная установка «Экран» Установка напорная пеногенераторная «Экран» (в дальнейшем именуемая установка «Экран») предназначена для получения пены и нагнетания ее под давлением для локализации и тушения подземных пожаров, возникающих в труднодоступных местах: в пустотах за бетонной крепью капитальных горных выработок и камер, куполах в кровле выработок, выработанном пространстве угольных пластов и т. п. Установка «Экран» относится к изделиям климатического, исполнения V категории по ГОСТ 1515069, но для работы от -5 до 40 С. Обязательным условием ее применения, является наличие чистой от механических примесей воды и сжатого воздуха. При этом вода в систему установки может подаваться как от пожарнооросительного трубопровода, так и насосом из промежуточной емкости. В качестве источника сжатого воздуха могут применяться стационарные и передвижные компрессоры. Пенобразователь к месту производства работ доставляется в таре любой емкости. 150 5.2.6 Средства инертизации рудничного воздуха и изоляции подземных пожаров Подземные пожары относятся к наиболее тяжелым авариям в угольных шахтах. Последствия, связанные с их возникновением, приводят к консервации огромных запасов угля, подготовленных к выемке, сдерживают развитие горных работ, наносят большой материальный ущерб, а в ряде случаев создают угрозу здоровью и жизни горнорабочих. Проведение горноспасательных работ при их ликвидации сопряжено с опасностью для жизни горноспасателей. Если абсолютное количество ежегодно возникающих аварий имеет тенденцию к снижению, то степень тяжести аварий, а вместе с этим и процесс ведения горноспасательных работ осложняется. Анализ аварий за последние годы показывает, что почти каждый второй эндогенный пожар осложняется или пламенным горением или взрывоопасной ситуацией. Осложнения, возникающие в ходе ликвидации пожаров, увеличивают время ведения горноспасательных работ; приводят к несчастным случаям с горноспасателями, в связи с чем, усовершенствование способа тушения подземных, в том числе и эндогенных, пожаров, основанного на инертизации атмосферы аварийного участка парогазовой смесью, является задачей весьма актуальной. Одним из наиболее перспективных способов предупреждения, локализации и тушения пожаров в шахтах является инертизация атмосферы аварийного участка, т.е. искусственное снижение концентрации кислорода в атмосфере горных выработок путем подачи расчетного объема инертного газа в пожарный участок. Для решения такого рода задач, как правило, необходимо изолировать пожарный участок с последующей инертизацией атмосферы в изолированные выработки. Поэтому изоляция пожарных участков, проветриваемых за счет общешахтной депрессии, в основном производится взрывоустойчивыми перемычками, возводимыми из гипсовых и цементных вяжущих с помощью 151 установок «Темп», «Монолит» с применением парогазовой смеси, вырабатываемой генераторами инертных газов (ГИГ). Генераторы инертных газов применяются для предотвращения взрывов при изоляции подземных пожаров на пластах угля, характеризующихся высокой метаноносностью и для инертизации атмосферы в тупиковых и действующих выработках для подавления пламенного горения. Генератор инертного газа ГИГ представляет собой установку, состоящую из авиационного турбореактивного двигателя, а также агрегатов, обеспечивающих работу генератора. В настоящее время предприятие «Авиакон», производившее генераторы инертных газов, прекратило свое существование, поэтому вопрос о ремонте и покупке запасных частей для генераторов инертных газов стоит сегодня очень остро. В связи с этим необходима разработка генераторов нового типа. ГИГ-1500 Инертные газы в генераторе получают при сжигании жидкого топлива (керосина) в выхлопных газах турбореактивного двигателя с последующим охлаждением продуктов сгорания водой. Производительность генератора регулируется в широком диапазоне. Генератор автономен, может доставляться шахтным транспортом по горным выработкам. ВГИГ – 300 Высоконапорный генератор инертных газов ВГИГ – 300 предназначен для получения парогазовой смеси и подачи ее по шахтным трубопроводам и скважинам в выработанное пространство, тупиковые выработки и другие труднодоступные места с поверхности шахты или непосредственно из выработок. Оборудование для закачки цементной смеси Текбленд и MONO WT Насосный агрегат типа MONO WT.820 представляет собой одночервячный объемный насос и предназначен для подачи в установленных пропорциях гидратированной смеси Текбленд. 152 Применение: Применяется в подземных горных предприятиях при типовых профилактических работах, включающих, в частности: Заполнение пустот; Сооружение изолирующих и взрывоустойчивых перемычек; Тампонаж выработанного пространства и горного массива; Создание предохранительных полос для штреков, прилегающих к лаве и др. Достоинства: Насос качает до 15 м3 цементной пены в час Подача смеси по горизонтали до 300 м, по вертикали до 80 м Насос обслуживается двумя людьми Установка Монолит 1-М. Установка смесительно-нагнетательная «Монолит-1М» предназначена для дозированной подачи растворов, полученных из цементных смесей типа «Тэкбленд», при возведении взрывоустойчивых и изолирующих шахтных перемычек, а также для заполнения куполов и других пустот за крепью горных выработок угольных шахт. 153 5.2.7. Средства доставки и газификации жидкого азота Криогенная азотная техника нашла широкое применение для тушения подземных пожаров в угольных шахтах, на газовых скважинах и нефтехранилищах. Использование жидкого азота приводит к резкому понижению температуры в зоне горения, ниже любой «температуры вспышки» паров органических веществ. При испарении жидкого азота происходит поглощение тепловой энергии, образуется газовое облако холодного нейтрального азота. Один литр жидкого азота при испарении до нормальной температуры 200С образует газовое облако в 250 литров, которое накрывает зону горения, разрушает вертикальный тепловой поток - «тепловую трубу», засасывающую воздух в зону горения и таким образом прекращает поступление кислорода в эту область. Выполнение этих условий приводит к мгновенному прекращению процессов горения. В отличие от существующих систем газового пожаротушения азотное пожаротушение не требует обязательной эвакуации людей из помещений, куда подается газообразный азот. Концентрация газообразного азота и остаточного кислорода, при которой не происходит горения, позволяет людям, находящимся в помещении, дышать этой газовой смесью и безопасно покинуть его. Остаточная концентрация кислорода в этом случае соответствует концентрации кислорода на высоте 2500 метров над уровнем моря. Тушение пожаров в труднодоступных местах, таких как выработанные пространства, деформированные угольные целики, бункера и тому подобное, является наиболее трудоемким, продолжительным, опасным и дорогостоящим видом подземных горноспасательных операций в современной мировой практике угледобычи. Из-за сложности проникновения к фронту горения, угрозы осложнения таких аварий взрывами пылегазовоздушных смесей, обрушениями горных пород в выработки, не стабильности режимов проветривания и повышенных 154 температур в местах ведения аварийных работ непосредственное воздействие на очаг горения огнетушащими средствами, как правило, невозможно. Наиболее перспективным, а нередко единственно возможным, представляется дистанционное тушение с помощью газообразных средств. На оснащении горноспасательных частей основных угледобывающих стран, наряду с генераторами инертных газов на основе турбореактивных двигателей, находятся криогенные азотные и баллонные углекислотные газификационные установки, а также другая техника газового пожаротушения. В силу технической сложности, отсутствия конструкторского опыта и четких требований заказчиков современные установки изготовлены в наземном, а не подземном исполнении. Они, имея высокую мобильность, в сравнительно короткое время могут быть доставлены на аварийную шахту, развернуты в рабочее состояние и подключены к трубопроводу или к скважине для подачи азота в шахту. Поэтому разработка безопасных и надежных способов тушения эндогенных пожаров и предотвращение взрывов при этом является актуальной задачей, имеющей важное народнохозяйственное и социальное значение. Решение этой задачи может быть достигнуто созданием средств инертизации взрывоопасной среды с применением азота и новых средств подачи флегматизаторов в зону очага пожара. Автомобильная газификационная установка АГУ-8к Автомобильная газификационная установка АГУ-8к предназначена для хранения и транспортировки жидкого кислорода, азота и аргона, а также газификации их на месте потребления и наполнения баллонов или других емкостей газообразным продуктом до давления 200 ат и для заправки жидким продуктом холодных криогенных газификаторов до давления 25 атмосфер. 155 Автомобильная газификационная установка АГУ-2м Автомобильная газификационная установка АГУ-2М предназначена для хранения и транспортировки жидкого кислорода ГОСТ 6331-78, азота ГОСТ 9293-74, аргона ГОСТ 10157-79, газификации на месте потребления с последующим наполнения баллонов или других емкостей газообразным продуктом до давления 22 МПа (220 кгс/см2), или нагнетанием в линию потребления. Конструкцией установок типа АГУ предусмотрена заправка сжиженным газом холодных криогенных газификаторов под давлением 2,45 МПа (25 кг/см2) емкостью не менее 300 л. Из 1 тонны жидкого кислорода получается 650 м3 газа (или 108 стандартных баллонов емкостью 40 л). Установка выдает с одной заправки емкости до 730 баллонов. Установки по наполнению баллонов АГУ-2М снабжены насосом 12НСГ погружного типа. Насос погружного типа обеспечивает простую эксплуатацию установки: отсутствие необходимости захолаживания насоса экономит время запуска захолаживание насоса. 156 установки и исключает потерю сырья на АГУ-2М может быть смонтирована в кузове ГАЗ 3309 или ГАЗ 3307, эти автомобили удобны для передвижения с плотном городском потоке транспортных средств. Газификационная установка ГАС-100 Установка газификационная производительностью до автомобильная азотная 6000 м3 /ч предназначена для газификации жидкого азота в полевых условиях. Область применения - в угледобывающей промышленности с целью предупреждения, локализации и тушения подземных пожаров в шахтах на пластах угля, склонных к самовозгоранию, с помощью инертизации атмосферы горных выработок, обработки аварийного участка инертной пеной или инертной вспененной суспензией. Установка работоспособна в любое время года и суток, в любых метеорологических условиях. 5.2.8 Средства контроля рудничного воздуха При проведении действующих шахтах, и эксплуатации выработок в строящихся и контролируются содержание в их атмосфере кислорода, углекислого газа, вредных веществ, в том числе пыли, а также скорость воздуха, его температура и влажность, которые не должны превышать предельно допустимых концентраций и норм. 157 Применяются два метода контроля состава воздуха - химикоаналитический, и экспресс-метод. Химико-аналитический метод основан на отборе проб воздуха и последующем их анализе в химической лаборатории. Экспресс-метод позволяет быстро определять содержание газов в воздухе непосредственно во время измерения с помощью переносных приборов. Отбор проб воздуха производится в резиновые мешки или камеры путем заполнения их воздухом с помощью ручного насоса. В экспресс-методе применяются два типа газоанализаторов - химические газоопределители и интерференционные. Действие первых основано на непосредственной реакции взаимодействия между определяемым газом и специальным индикаторным веществом, которое меняет при этом свою окраску. Относительная гигрометров, влажность гигрографов и воздуха контролируется психрометров. Нормы с на помощью допустимую относительную влажность воздуха в горных выработках в Правилах безопасности не содержатся, однако этот параметр воздуха горных выработок учитывается и влияет на величину максимально допускаемой температуры. Измерение температуры производят спиртовыми или ртутными термометрами, а также термографами - приборами для измерения температуры с записью ее значений на ленте в виде графической зависимости от времени. В современных условиях производства добычи полезных ископаемых, в профилактической работе и для предупреждения различных аварийных ситуаций на угледобывающих предприятиях, а также для выполнения комплекса аналитических исследований при выполнении работ, связанных с ликвидацией аварийных работ созданы контрольно-испытательные лаборатории военизированных горноспасательных частей. Для этого используются различные аппараты и оборудование, позволяющие производить анализ состава рудничной атмосферы, качества 158 осланцевания угольной пыли, определять запыленность рудничного воздуха и т.д. Так же очень важен постоянный контроль состояния рудничной атмосферы на шахтах, при возникновении аварийных ситуаций. Для этого организуется аварийная лаборатория, основной обязанностью которой является: - организация своевременного анализа проб шахтного воздуха и представление руководителям аварийно-спасательных работ сведений о результатах этих анализов. Для этого существует аппаратура контроля параметров шахтного воздуха, предназначенная для определения газового состава, температуры, влажности, скорости воздуха в горных выработках шахт. 5.2.9 Аналитическое оборудование Автоматизированный газовый хроматограф "Кристалл-2000" Газовый хроматограф «Кристалл-2000» универсальный - измерительный прибор для определения состава анализируемых веществ. В зависимости от примененных в нем детекторов, подготовки и ввода хроматографических условий устройств колонок проведения хроматограф пробы, может и анализа, решать конкретные аналитические задачи в различных отраслях промышленности. Автоматизированный анализ атмосферного воздуха, промышленных выбросов, сточных и поверхностных вод; определение состава природного газа, продуктов химической и нефтехимической промышленности, качества пищевых продуктов, медицинских препаратов; 159 диагностика высоковольтного маслонаполненного оборудования. Для обработки хроматографической информации используются IBM- совместимый компьютер с процессором Pentium Intel 100 (минимальная конфигурация), программа "Аналитика Chrom". Программа "Аналитика - Chrom" выполнена в среде Windows и позволяет управлять работой хроматографа, обрабатывать хроматограммы, идентифицировать компоненты анализируемого вещества, распечатывать отчеты о проведении измерений. Хроматограф «Кристалл-5000» Хроматографы Кристалл 5000 в унифицированном исполнении открывают новый этап развития серии газовых хроматографов. Эти приборы сочетают в себе лучшие разработки прежних моделей, новые современные решения и современный дизайн Хроматэк-Кристалл 5000 - хроматографы с широкими аналитическими возможностями. Благодаря большему объему аналитической части и термостата колонок хроматограф одинаково удобен в работе как в простой, так и в сложной комплектации. Детекторы, испарители, колонки и другие узлы прибора доступны и 160 удобны для технического обслуживания. Хроматограф подходит для решения задач различного уровня сложности. Прибор предназначен для качественного обнаружения и количественного определения нефтепродуктов и ГСМ, наркотических средств, спиртов и спиртосодержащих жидкостей, лекарственных препаратов, отравляющих веществ раздражающего действия, жиров, масел растительного и животного (пестициды, происхождения, инсектициды) препаратов контроля биологического качества парфюмерных действия изделий промышленного изготовления (духи, одеколон), эфирных масел, хмеля и других растений. Возможность использования полного набора детекторов. Возможность одновременной работы с двумя колонками различных типов: капиллярными и насадочными. Одновременное четырехканальное детектирование с автоматическим перераспределением потока элюата между детекторами. Возможность использования полного набора детекторов. Полная автоматизация: от ввода пробы, контроля параметров работы до обработки получаемой информации и результатов анализа в виде документов. Совершенная система управления. Газоанализатор М 02-01 Газоанализатор серии М 02 представляет собой автономный портативный прибор для оперативного автоматического непрерывного измерения степени взрывоопасности контролируемой среды, содержащей горючие газы (СхНy), довзрывоопасных концентраций метана (СН4), концентраций кислорода (О2), концентраций оксида углерода (СО) в атмосфере объектов общепромышленного назначения, включая объекты нефтяной, газовой промышленности, коммунального хозяйства, а также в подземных выработках шахт и рудников, в том числе 161 опасных по газу или пыли и внезапным выбросам. Газоанализатор позволяет одновременно определять присутствие в атмосфере до трех компонентов и в случае превышения допустимой концентрации (порога) выдавать предупредительный и аварийный сигналы. Прибор имеет индикацию температуры окружающей среды. 5.2.9 Аварийно-спасательный инструмент и оборудование Аварийно-спасательное оборудование используется при различных видах аварий: на железнодорожном транспорте, при автокатастрофах, промышленных катастрофах, разрушениях зданий, а также в горнорудной промышленности. Одно из довольно распространенных опасностей в шахтах является обрушения горных выработок. Как правило, обрушения являются причиной травматизма, а порой и смерти людей. Данный тип аварии, так же как горный удар, характеризуются быстрым обрушением больших объемов горной массы, в результате чего горная выработка выходит из строя, а под завалом или за ним могут оказаться люди. При этом для людей, оказавшихся застигнутыми обрушением, а также ведущих спасательные работы, появляются дополнительные опасности: повторные завалы и обрушения. Обрушения обычно носят локальный характер, однако, эти аварии на крутых пластах наиболее опасны, а ведение спасательных работ при этом связано с большими трудностями. Для этих целей в горноспасательных подразделениях существует гидравлический и пневматический инструмент и приспособления, для различных операций. Каждый вид инструмента, необходимого для горноспасательных работ, может транспортироваться и обслуживаться одним рабочим. Инструмент, пригодный в шахтных условиях, может приводиться в действие с помощью гидронасосов с ручным или электрическим приводом, а также с помощью пневмоприводов. 162 На сегодняшний день возникает вопрос о выпуске Российского качественного гидравлического инструмента для ликвидации различного рода аварийных ситуаций как в шахте, так и на поверхности по типу «Холматро». Аварийно-спасательный инструмент «Холматро» Главное преимущество инструмента Холматро - единственная в мире одно-шланговая система CORE. Суть ее в следующем. Традиционно для соединения насосной станции и инструмента используется скрепленный пакет из двух шлангов: высокого давления (прямой) и обратного (низкого давления). До недавнего времени подобное решение было единственным и использовалось всеми производителями гидравлического инструмента. Аварийно-спасательный инструмент «Энерпак» – ENERPAC высококачественное гидравлическое оборудование мирового класса. Гидроинструмент «ENERPAC» – это гидроцилиндры (высокотоннажные, стягивающие, разжимные, полые, плоские и т. д.), съемники (механические, гидравлические с усилием до 100 тонн), комплекты для технического гидравлические обслуживания, насосы, гайкорезы, гидравлические гайковерты, ножи, разгонщики трубогибы, фланцев, гидравлические цилиндры, насосы, гидростанции, маслостанции, прессы. 5.2.10. Средства медицинской помощи Специфика ведения горноспасательных работ и сложность оказания медицинской помощи при ликвидации аварий различного вида в угольных шахтах потребовали создания медицинской службы ВГСЧ, основными задачами которой являются: - выезд по сигналу «Тревога» для оказания медицинской помощи пострадавшим в шахте непосредственно на месте аварии или несчастного случая и на этапах эвакуации в лечебно-профилактическое учреждение; - оказание неотложной медицинской помощи личному составу ВГСЧ, участие в лечении работников ВГСЧ; - обучение респираторщиков и командиров подразделений ВГСЧ методам оказания первой помощи пострадавшим при авариях в шахте; 163 - контроль физического состояния личного состава ВГСЧ при тренировках, упражнениях в респираторах, занятиях по тактической и физической подготовке и т. д. Медицинские работники находятся в составе оперативных подразделений ВГСЧ. Для оказания квалифицированной помощи пострадавшим образованы реанимационно-противошоковые группы (РПГ). В последние годы на предприятиях угольных бассейнов значимую направленность получила реструктуризация производства, что сопровождается закрытием малопродуктивных и высокотравматичных шахт с одновременным укрупнением высокодебитных производств. Это обусловило необходимость изменения организации медицинской службы с последующей ее реорганизацией и повышением значимости работы реанимационнопротивошоковых групп. Оптимизация деятельности РПГ позволяет, минуя промежуточные этапы оказания первой медицинской помощи, оказывать пострадавшим высококвалифицированную и частично специализированную медицинскую помощь на месте происшествия. Созданная модель оптимизации организации медицинской помощи работающим в подземных условиях реанимационно-противошоковых групп посредством (РПГ) в повышении оказании роли помощи пострадавшим в шахтах, является одной из основных возможностей улучшения здоровья работающих и снижения последствий травматизма на шахтах. Для оказания квалифицированной помощи пострадавшим непосредственно на месте возникновении различного рода аварий или несчастного случая, реанимационно-противошоковые группы должны быть оснащены современным медицинским оборудованием. В настоящее время на оснащении ВГСЧ находятся аппараты искусственной вентиляции легких типа «Горноспасатель». 164 Аппарат для дыхательной реанимации "Горноспасатель-11с" ГС – 11с предназначен для восстановления функции внешнего дыхания и газообмена у пострадавших. Он рассчитан на применение в нормальной и непригодной для дыхания атмосфере использоваться в и может шахте, в полевых условиях и подвижных медицинских установках. Достаточно надежный и неприхотливый в использовании медицинским работником прибор. По причине отсутствия электрических схем – взрывобезопасен. Возможно использование в атмосфере непригодной для дыхания. Аппарат выполнен в достаточно прочном металлическом корпусе. Имеется возможность подсоединения баллонов без прекращения работы аппарата. Все преимущества делают ГС-11 и ГС-10 незаменимыми аппаратами для дыхательной реанимации в подземных условиях. Среди недостатков следует отметить ограниченные возможности аппарата из-за фиксированных настроек. Аппарат искусственной вентиляции легких "Горноспасатель-10" предназначен для искусственной проведения вентиляции легких (ИВЛ) пострадавшим при авариях и несчастных случаях в шахте. ИВЛ может проводиться в пригодной (автономная работа аппарата) и непригодной для дыхания атмосфере. В непригодной для дыхания атмосфере аппарат применяется совместно с любым газозащитным 165 аппаратом, используемым в горноспасательной практике в атмосфере, соответствующей их защитной способности ГС-10 обладает основными преимуществами и недостатками ГС-11. Если блок для проведения ИВЛ в ГС-11 имеет фиксированные значения минутной вентиляции и частоты дыхания, то в ГС-10 переключение вдоха – выдоха происходит по давлению, поэтому аппарат ГС-10 значительно снижает вероятность аспирации или повреждения органов дыхания высоким давлением 5.3 Водолазные поисково-спасательные подразделения Подразделения подразделения водолазной (водолазные) службы входят в (поисково-спасательные состав военизированных горноспасательных частей и предназначены для производства и обеспечения подводных поисково-спасательных, аварийно-спасательных и подводнотехнических работ с использованием водолазных технологий. С каждым годом растет количество проводимых водолазных работ, требующих применения сложных технологий. Поисково-спасательные подразделения оперативно реагируют на чрезвычайные ситуации, выполняя весь комплекс аварийно-спасательных водолазных работ. Но, несмотря на возросшее качество подготовки водолазного состава, она еще не в полной мере удовлетворяет требованиям современности из-за недостаточной оснащенности. Подразделения должны быть оснащены необходимым инструментом для ведения подводно-технических работ. В настоящее время необходимо развивать водолазное дело. Это позволит повысить эффективность применения поисково-спасательных подразделений, повысит степень боевой готовности по реагированию на необходимость проведения водолазных работ при возникновении аварий, позволит организовать систему медицинского состава. 166 Наличие барокомплексов может обеспечения водолазного обеспечить проведение профилактических и лечебных мероприятий методами кислородной баротерапии не только для спасателей-водолазов, но и для пострадавших. Аппарат на сжатом воздухе FABER Автономное водолазное снаряжение — это комплект водолазного снаряжения, обеспечивающий свободное передвижение под водой способом хождения и плавания. Основной частью снаряжения является дыхательный аппарат, обеспечивающий подачу воздуха для дыхания водолаза от баллонов аппарата. Водолазное снаряжение предназначено для обеспечения жизнедеятельности водолаза при выполнении им подводно-технических, аварийно-спасательных и других видов водолазных работ. Полнолицевая маска AGA Полнолицевая водолазная маска AGA (MK II) предназначена для защиты лицевой части водолаза и обеспечения его дыхания при подаче воздуха по шлангу с поверхности или от редуктора воздушного баллона. Легочный имеет автомат сбалансированную конструкцию. Сопротивление вдоху-выдоху весьма низкое, что обеспечивает легкость дыхания. Маска выпускается в двух исполнениях: обычная и с 167 подпором в подмасочном пространстве. У маски с подпором независимо от расхода воздуха на дыхание в подмасочном пространстве поддерживается некоторое избыточное давление - подпор приблизительно на 200 мПа (20 мм вод. ст.) выше давления окружающей среды. Это избыточное давление устанавливается автоматически при первом вдохе. Если вода все же проникла в маску, то ее можно удалить при помощи осушительной кнопки на дыхательном автомате. Маска изготавливается из трех видов материала: натуральной резины, бесцветного и желтого силикона. 5.4 Новые технологии в области горноспасательного дела 5.4.1 Технологии тушения подземных пожаров. Проблема повышения эффективности борьбы с подземными пожарами приобретает особую актуальность в связи с усложнившимися горногеологическими и горнотехническими условиями, с ведением очистных и подготовительных работ на глубоких горизонтах. Значительное увеличение газовыделения, горного давления, скорости вентиляционной струи и температуры затрудняли тушение пожаров. Все подземные пожары, возникающие в угольных шахтах, условно можно разделить на две группы: простые, которые тушат за несколько суток, и сложные, длительность тушения которых может достигать нескольких месяцев, а иногда и лет. Пожары первой группы ликвидируются активным способом, т.е. непосредственным воздействием на очаг огнегасительными средствами. Пожары второй группы гасят методом их изоляции, к нему прибегают обычно в тех случаях, когда пожар находится в недоступном месте (например, в выработанном пространстве) или существует угроза взрыва, которую невозможно предотвратить. Удельный вес сложных развившихся пожаров составляет примерно 10%, однако они дают до 95% всех убытков от аварий. Поэтому проблема 168 сводится в первую очередь к повышению эффективности тушения пожаров второй группы. Профилактика подземных пожаров и предупреждение их последствий заключается в том, что наряду с общими пожарно-профилактическими мероприятиями (использование негорючих материалов для крепления горных выработок, трудновоспламеняемых конвейерных лент и электрических кабелей в негорючих оболочках, устройство разветвленной сети пожарного водопровода и др.), предусматривается применение специальных схем вскрытия и подготовки месторождений. Они позволяют локализовать участок в случае пожара и отвести пожарные газы в общешахтную исходящую струю воздуха, минуя остальные участки, на которых находятся люди. Все подземные рабочие обеспечиваются самоспасателями, позволяющими выйти в безопасное место из выработок, заполненных пожарными газами. В начальной стадии развития подземные пожары тушат непосредственным воздействием на очаг водой, огнетушащими средствами и т.п. Эндогенные подземные пожары, очаги которых находятся, как правило, в труднодоступных местах, а также принявшие большие размеры экзогенные пожары тушат способом изоляции (в выработках устанавливают специальные изолирующие сооружения, прекращающие доступ воздуха в район пожара). В некоторых случаях приходится прибегать к затоплению пожарных участков водой. При изоляции пожарных участков, опасных по выделению метана, для предупреждения взрыва в район пожара нагнетают негорючие газы (CO2, N2) или парогазовую смесь, образуемую выхлопными газами газотурбинного двигателя, охлажденными диспергированной водой, что снижает концентрацию кислорода в воздухе пожарного участка до пределов, исключающих возможность взрыва метана (комбинированный способ). Во всем мире ведется разработка новых технологий борьбы с огнем в целях сокращения затрат и уменьшения времени тушения пожаров. Внедрение новых технологий в пожаротушении предполагает применение современных высокоэффективных огнетушащих составов и средств их подачи в очаг пожара. 169 В качестве новых огнетушащих составов широко применяются для тушения пожаров горючих жидкостей фторсодержащие пленкообразующие пенообразователи, предназначенные для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов пеной низкой и средней кратности, имеются также пенообразователи, позволяющие получать пену высокой кратности. Для тушения твердых горючих веществ в качестве огнетушащего средства применяется в основном вода, подаваемая компактными или распыленными струями. В целях повышения огнетушащей эффективности воды применяются смачиватели, представляющие собой раствор пенообразователя с его рабочей концентрацией в воде 1–1,5%. В последние годы появились полимерные добавки к воде, позволяющие получать гелевые структуры полимера с водой. Одной из таких добавок является добавка на основе полиакриламида «Фаерсорб»1. Применение таких добавок дает возможность снизить расходы воды, подаваемой на тушение, в 2 раза и более. Высокая адгезионная способность этих растворов позволяет получать устойчивую пленку геля на поверхностях таких материалов, как резина, изделия из каучука, древесины и других материалов растительного происхождения, использовать эти растворы для тушения подземных пожаров. Как показали исследования, использование гелевых добавок не требует дополнительных усилий по организации их удаления, так как они разлагаются на экологически безвредные составляющие. Для подачи воды с гелевыми добавками в очаги горения, создания огнепреградительных полос или охлаждения горных выработок и технологического оборудования могут быть использованы обычные пожарные стволы, как ручные, так и лафетные. Применение гелевых добавок к воде существенно повышает эффективность использования огнетушителей с водяным зарядом, которыми целесообразно оснащать помещения, в которых основной горючей нагрузкой являются твердые материалы. Для подачи воды, включая воду с добавками, и пены низкой кратности, получаемой с использованием фторированных пенообразователей, наиболее эффективно применение водопенных лафетных стволов (мониторов) с 170 изменяемой геометрией струи. Тушение пожаров проливов нефти и нефтепродуктов эффективно установками комбинированного пожаротушения УКТП «Пурга». Тушение небольших очагов пожаров достаточно эффективно с помощью, например, ранцевого устройства пожаротушения многоразового использования «РУПТВ-ГАРАНТ». Этими установками можно потушить струей тонкораспыленной воды (дальность подачи до 10 м) площадь горения до 40 м2. Такие же установки выпускаются для тушения пожаров порошковыми составами. предприятиях, которые Ими могут целесообразно использовать их оснастить в ВГС начальной на стадии возникновения и развития пожара до прибытия ВГСЧ. 5.4.2 Технологии по подаче инертной пены для тушения подземных пожаров. При возникновении подземных пожаров или процессов самонагреваний угольных пластов в отработанных пространствах лав, нередко возникает потребность в оперативной подаче инертной пены с поверхности шахтного поля через пробуренные скважины. Имеющиеся на сегодняшний день передвижные установки для подачи инертной пены типа АГУ-8К, ГУ-5/20-С имеют большое потребление электрической энергии до 120 к Вт. Прокладка электрической сети в нужную точку шахтного поля требует значительного времени и денежных средств, это делает невозможным быструю организацию воздействия на очаг пожара. Для этих целей Прокопьевским ВГСО модернизирована газификационная установка ГАС-30. На неѐ дополнительно был установлен буровой насос НБ-4 и генератор инертной пены ГПА. Это дополнительное оборудования позволило установкой ГАС-30 производить подачу не только газообразного азота но и инертной пены с производительностью до 10 м /мин. Имеющийся на установке дизельный электрический генератор позволил выполнять работы по подаче инертной пены автономно, независимо от внешних источников электрической энергии. 171 Установка расположена на автомобильном полуприцепе, что позволяет осуществлять быструю еѐ доставку в нужную точку шахтного поля. Подготовка установки к запуску составляет не более 30 минут. Для еѐ обслуживания требуются два человека (оператора). На шахте им. Ворошилова в сентябре 2011 г. были проведены успешные испытания установки. Подача инертной пены производилась по скважинам с поверхности в отработанное пространство пл. Мощного с квершлага № 108. непрерывно в течение трѐх суток. Испытания показали, что применение данной установки в аварийных условиях значительно сокращает время на подготовительные работы для подачи инертной пены. Позволяет производить подачу инертной пены с любого участка шахтного поля независимо от внешних источников электрической энергии. Быстрое развѐртывание и выход на рабочий режим позволил делать быстрый переезд к разным скважинам, что исключает затрату времени на прокладку трубопроводов. В последнее время для тушения подземных пожаров и выполнения профилактических работ на шахтах Кузбасса активно используются новые установки мембранного типа для подачи с поверхности по скважинам и профилактическим трубопроводам в выработанное пространство и выработки пожарных участков газообразного азота и инертных газов. Установки предназначены для получения азота из атмосферного воздуха с помощью полимерной селективной мембраны на основе полых волокон. Побочным является воздух обогащенный кислородом (пермеат). Основными элементами установки являются двенадцать мембранных газоразделительных модуля на основе полых волокон. Модули работают по методу мембранного разделения. Суть этого метода заключается в различной скорости проницания газов через полимерную мембрану за счет перепада парциальных давлений. При использовании установки совместно с дизельным генератором, подачу азота в шахту по скважинам возможно осуществить практически с 172 любой точки горного отвода без монтажа электрической линии для запитывания установки. Объемная производительность установки 900±90м3/ч. 5.5 Современные материалы для возведения изолирующих сооружений в шахте. Условия добычи угля со временем усложняются, в том числе и за счет увеличения глубины выработок. Анализ аварийных ситуаций на предприятиях угольной промышленности показывает, что шахтные пожары продолжают составлять значительную долю от общего числа аварий и оставаться реальным источником угрозы здоровью и жизни горняков и горноспасателей. Часть пожаров можно только изолировать. В 80-х годах ХХ в. была разработана нормативная база возведения изолирующих взрывоустойчивых сооружений. По этим документам работают и сейчас, хотя произошло много изменений. Сегодня изолирующие и взрывоустойчивые сооружения делают из разных материалов и с применением оборудования, которое гарантирует качество и нужные параметры изолирующих сооружений. История развития этого направления технической деятельности при решении вопросов изоляции горных выработок во время ликвидации аварий насчитывает много лет. Сначала существовали немеханизированные способы ведения работ. Потом появились первые успешные исследования по возведению шахтных изолирующих сооружений в выработках угольных шахт из разных строительных материалов, которые были проведены в конце 60-х годов ХХ в. в связи с разработкой оборудования беспрерывного действия для приготовления и перекачивания строительных растворов, в том числе и быстротвердеющих. гидромеханического Положительные способа возведения результаты шахтных применения взрывоустойчивых изолирующих сооружений положили начало усовершенствованию технологии их возведения. 173 В связи с необходимостью дистанционного возведения шахтных взрывоустойчивых соответствующие изолирующих материалы с сооружений разными разрабатывали физико-механическими характеристиками, которые обеспечивают необходимую дальность подачи приготовленных растворов, быстрый рост прочности сооружений, возведенных из приготовленных растворов, и высокую конечную прочность, которая обеспечивает изоляцию выработанного пространства. Одновременно начались разработки и производство оборудования для приготовления и нагнетания быстротвердеющих растворов, которое позволит возводить в шахтах несущие и изолирующие сооружения с минимальными сроками введения их в эксплуатацию. Это оборудование начали применять для возведения изолирующих взрывоустойчивых сооружений на шахтах. Пожары в шахтах изолировали перемычками. Широкому в основном гипсовыми применению этого взрывоустойчивыми содействовали скорость твердения гипса и простота технологии приготовления раствора. Однако гипсовые вяжущие имеют недостатки: быстрое схватывание раствора ограничивает дальность транспортирования его гидромеханическим способом и затрудняет эксплуатацию оборудования, слабая водостойкость материала снижает надежность работы конструкции и исключает возможность его применения в обводненных выработках и при затоплении изолированного участка. Поэтому НИИГД разработана технология и оборудование для возведения шахтных взрывоустойчивых сооружений из быстротвердеющих смесей с бетоном. В то же время, для возведения шахтных изолирующих взрывоустойчивых сооружений из гипсового вяжущего (марок Г-5, Г-7 и гипсового вяжущего из фосфогипса), применялось оборудование типа агрегатов «Монолит» и комплексов «Темп». В последние годы на предприятия угольной промышленности Российской Федерации стал поступать фосфогипс, являющийся отходом производства фосфорных удобрений. По своим качествам (скорость твердения, механическая прочность, перекачиваемость насосами) фосфогипс лучше, чем гипс. Учитывая, что фосфогипс отход производства, его цена 174 значительно ниже, чем цемента. Исследован фосфогипс в качестве заменителя цемента при создании противофильтрационных завес при проходке горных выработок в обводненных условиях для упрочения породных массивов и обеспечения устойчивости горных выработок в зонах геологических нарушений, а также для возведения перемычек различного назначения. С учетом изложенного, фосфогипс, а также гипс как быстротвердеющие вяжущие рекомендуются для возведения перемычек в необводненных горных выработках с относительной влажностью шахтного воздуха не более 75 % или на срок не более 30 суток. За последние годы развернуто промышленное производство смесей для возведения шахтных сооружений в России. Например, Российско-Германское ООО «Минова ТПС» совместно с РосНИИГД специально для горной промышленности разработали и изготовляют из отечественного сырья цементные смеси «Текленд», «Текформ», «Текхард». «Текбленд» представляет собой быстросхватывающееся, однокомпонентное, гидравлическое минерально-цементное вяжущее, которое после смешивания с соответствующим количеством воды по месту использования схватывается до образования прочного минерального материала. Приготовление легкого бетона и подача его за опалубку осуществляется при помощи насосного агрегата MONO WT 820, КПС-01 Преимущества «Текбленда»: высокая производительность; устойчивость к воздействию агрессивных факторов; низкие расходы на транспортировку; легкость и безопасность применения; негорючесть. Госгортехнадзор России на основании актов и протоколов эксплуатационных испытаний и заключения промышленной безопасности выдал разрешение на применение цементной смеси «Текбленд» для возведения взрывоустойчивых перемычек. Дальность транспортирования смеси по рукавам 25…32 мм достигает 360 м, расход на перемычку по сравнению с гипсом уменьшается в 4 раза, срок возведения перемычки сокращается до 3-4 ч, утечки воздуха через перемычку снижаются до нуля. 175 Кроме того, РосНИИГД и ВостНИИ в разработана «Инструкция по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса» с методикой расчета безврубовых взрывоустойчивых перемычек. Кроме вышеуказанных материалов, известны и другие промышленно производимые смеси. В России разработаны и внедряются цементные смеси «Распор» и «Барьер». Сухая смесь СШЗ № 21 «Распор» разработана для ликвидации источников воздуха и заполнения пространства между двумя изолирующими перемычками. Смесь является гидравлическим, самотвердеющим легким бетоном. Сухую смесь СШП № 22 «Барьер» поставляют в виде сухого серого порошка, который является гидравлическим, самотвердеющим легким бетоном. Материал не горючий, взрывобезопасный, не токсичный (класс опасности 4). Смесь готовят на месте применения путем смешивания порошка СШП № 22 с водой. Проанализировав информационные материалы, можно сделать следующие выводы. Для возведения изолирующих сооружений в шахтах наиболее известны материалы на основе гипсовых вяжущих «Текбленд». В то же время надо отметить, что в силу разных причин, в том числе и ввиду новизны некоторых материалов, зависимости характеристик прочности от условий применения, необходим учет конкретных горно-геологических условий. Широкому применению гипсовых вяжущих содействовали скорость твердения и простота технологии приготовления раствора. В то же время они имеют важный недостаток – быстрое схватывание раствора ограничивает дальность транспортирования его гидромеханическим способом и затрудняет эксплуатацию оборудования. С учетом ряда факторов возможность возведения изолирующих сооружений с применением гипсовых вяжущих, особенно на длительный период и в обводненных условиях, можно считать ограниченной. Однако гипсовые перемычки прошли испытание на стойкость к взрыву на моделях в ударной трубе и в штольне в натурных условиях. Испытания показали, что сооружения достаточно крепкие и выдерживают нагрузку детонационной волны от взрыва метановоздушной смеси, герметичны, что 176 послужило основанием для применения гипса при сооружении взрывоустойчивых перемычек. Материалы на основе минеральных вяжущих типа «Текбленд» обеспечивают необходимую прочность сооружения. Перемычки, которые сооружены с применением этого материала, прошли испытание на стойкость к взрыву. Более широкое внедрение существующих промышленно освоенных материалов и нового оборудования позволит, применяя современные технологии возведения шахтных сооружений и нормативную документацию, возводить сооружения высокого качества, эффективно и при минимальных затратах. 5.5 Применение современных приборов газового контроля «Военизированными горноспасательными, аварийно-спасательными службами» (ВГСЧ) При выполнении аварийных и технических работ на шахтах подразделениями ВГСЧ постоянно возникают ситуации, при которых нужно иметь полную и постоянную информацию по изменению газового состава рудничной атмосферы аварийного участка (шахты) непосредственно на месте работы горноспасателей. От правильной и быстрой оценки газовой атмосферы зависит успех, быстрота ликвидации аварии и жизнь самих спасателей. Для газового контроля рудничной атмосферы аварийного участка, аварийно-спасательными службами применяются новые современные прибор производства приборы газового контроля типа МХ-2100 и М 02-01. Мультигазоанализатор INDUSTRIAL SCIENTIFIK датчиками, которые МХ-2100 (Франция) это оснащѐн интеллектуальными позволяют одновременно контролировать до четырѐх газов, таких как СО, СН4, О2, СО2 и многих других. Все полученные показания одновременно выводятся на дисплей прибора. При превышении концентрации измеряемых газов выше предельно допустимых норм на 177 приборе срабатывает аварийная звуковая и световая сигнализация. Все измерения газовой атмосферы, которые происходили в течение всего рабочего времени, автоматически записываются в память прибора. Полученные показания с помощью инфракрасного порта можно вывести на компьютере в виде табличных значений или цветной гистограммы. Это позволяет производить анализ малейшего изменения газовой атмосферы на аварийном участке в нужный период времени. При работе спасателей в горных выработках, где могут скапливаться взрывоопасные газы, прибор имеет функцию измерения суммы горючих газов, это позволяет вовремя определить степень опасности взрыва газовой атмосферы в аварийной выработке, своевременно принять мероприятия по не допущению взрыва и вывести всех людей, находящихся в опасной зоне, на безопасное от взрыва расстояние. Газоанализатор М 02-01 производство ООО « Научно производственный центр автоматизации техники безопасности» (ООО «НПЦ АТБ») Россия. Это новый современный прибор Российского производства поставлен в этом году на оснащение подразделений ВГСЧ. Позволяет одновременно контролировать три газа, таких как СО, СН4, О2. Все полученные показания одновременно выводятся на дисплей прибора. Дополнительно прибор обеспечивает индикацию температуры окружающей среды и индикацию атмосферного давления, что позволяет в полной мере производить, непосредственно на месте, анализ аварийной обстановки и принимать правильное решение по способу ликвидации сложных подземных аварий. В этом приборе реализована функция «чѐрного ящика» позволяющая независимо от времени и степени заряда батареи сохранять все записанные данные о газовом составе рудничной атмосферы. Литиевый аккумулятор прибора обеспечивает бесперебойность его в работе в течение 100 часов. Применение перечисленных приборов газового контроля позволило аварийно-спасательным службам своевременно и точно определять место возникновения аварий, производить полный мониторинг над изменением 178 газовой обстановки на аварийном участке, тем самым поднять безопасность горноспасателей на новый уровень. Занимаясь углубленным изучением вопросов в области газового контроля и анализируя проблемы, которые возникают при ликвидации различных видов аварий Прокопьевским ВГСО совместно с представителями Научно Производственного Центра Автоматизации и Техники Безопасности (НПЦ АТБ), расположенного в г. Москва ул. Басовская 6, разработана малогабаритная система газового контроля (патент на полезную модель № 103 135). Эта система позволяет сделать большой прорыв в области безопасности горноспасателей при выполнении аварийно спасательных и технических работ, позволит выйти на новый современный уровень ликвидации сложных поземных аварий. Система будет иметь совместимость с имеющимися на шахтах стационарными системами газового контроля (типа Микон и др.), что позволит вести непрерывный контроль газовой атмосферы аварийного участка у оператора АГЗ или на командном пункте. Вся поступающая информация в режиме текущего времени будет высвечиваться на дисплее компьютера (или контроллера) и записываться в память. В случае превышения установленного газового порога или образования взрывчатой газовой смеси система выдаѐт световой и звуковой сигнал тревоги. В системе впервые предусмотрен дистанционный контроль изменения колебаний температуры и давления в аварийной выработке, позволяющий дистанционно контролировать за газодинамические явления в аварийных выработках. На сегодняшний день предложенных аналогичных систем для аварийно-спасательных формирований в мире нет. 5.5.1 История и современные методы контроля и анализа рудничного воздуха и стадии самовозгорания угля. В начале 40-х годов при горноспасательных станциях России начали организовываться аналитические лаборатории для осуществления контроля 179 пылегазового режима в шахтах. В г. Прокопьевске лаборатория была создана в 1933 г. на базе горноспасательной станции III разряда, реорганизованной в 1934 г. в 15 горноспасательный отряд. До этого года пробы рудничного воздуха доставлялись для анализа в г. Ленинск – Кузнецкий, бывший в то время центром горноспасательного дела в Кузбассе. При штабах ВГСЧ в Кузбассе, Донбассе, Караганде, на Урале и Дальнем Востоке были организованы научно-исследовательские лаборатории для разработки методов и средств борьбы с эндогенными пожарами, а также приборного оснащения. На базе ЦНИЛ ВГСЧ Донбасса в 1968 г. был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела. ЦНИЛ ВГСЧ Кузбасса в 1969 году реорганизована в Восточное отделение института (впоследствии, в 1991 году - в Российский исследовательский институт горноспасательного дела), а научно- в Караганде и Днепропетровске были открыты отделы, причем Днепропетровский отдел занимался непосредственно разработкой аппаратуры контроля состава рудничной атмосферы. В основе обнаружения и контроля хода развития и тушения эндогенных пожаров лежит газоаналитический метод, заключающийся в периодическом обследовании состава рудничной атмосферы на индикаторные компоненты. Он является единственно освоенным методом обнаружения пожаров в ранней стадии, имеет практически вековой опыт и неизменно останется самым важным и необходимым при оценке пожарной ситуации и принятии тактических решений в процессе профилактики или ликвидации пожаров. По мере развития отечественного и зарубежного приборостроения, расширения инструментальных возможностей хроматографов, увеличения чувствительности определения, совершенствования компьютерных программ обработки данных, необходимо постоянно обновлять приборную базу хроматографами и другими анализаторами нового поколения. Это актуально и при появлении перед лабораториями ВГСЧ новых задач, возникающих в результате развития горноспасательной науки как, например, 180 в процессе исследований были установлены новые показатели для обнаружения и распознавания стадий эндогенного пожара; было изучено фоновое содержание индикаторных газов и в бассейновые Инструкции по предупреждению и тушению подземных пожаров… и др. была включена паспортизация выемочных полей по фоновым концентрациям индикаторных газов; определение ранних стадий самовозгорания по выделению радона и т. д. Хронология применяемых контрольно-измерительных приборов в практике аналитических лабораториях ВГСЧ следующая. В 50-е годы XX столетия анализ проб рудничного воздуха осуществлялся на аппаратах ВГСЧ – 1 на три компонента: диоксид углерода (СО2), кислород (О2) и метан (СН4). Оксид углерода (СО) определялся хлористопалладиевым методом. Это грубо ориентировочное определение содержания СО, основанное на качественной реакции между оксидом углерода и водным раствором хлористого палладия в результате которой металлический палладий выпадает в осадок. В 1953 г. работниками газоаналитических лабораторий был создан аппарат ВГСЧ – 2. Он позволил расширить круг определяемых компонентов: диоксид углерода, кислород, предельные и непредельные углеводороды (суммарное содержание), оксид углерода (СО), водород (Н2) и метан с точностью 0,1%. Существенным недостатком аппаратов ВГСЧ являлось продолжительное время анализа (более 2-х часов) и губительное воздействие ртути, использовавшейся в качестве затворной жидкости, и ее паров на работников лаборатории, несмотря на соблюдение всех мер предосторожности и правил техники безопасности. Для определения оксидов азота применялся фотоколориметр ФЭК – М. В 1958 г. был разработан первый безртутный объемно-оптический газоанализатор ООГ-1 (определение СО2 и О2 объемным методом, СН4 – оптическим, при помощи лабораторного интерферометра ЛИ-4М). В это же время выполняются работы по разработке индикаторных трубок для определения оксида углерода в рудничной атмосфере. 181 В 70-е и 80-е годы основными средствами контроля рудничного воздуха, выполняемого лабораториями ВГСЧ, являлись приборы целевого назначения разработок Восточного отделения и Днепропетровского отдела ВНИИГД: объемно-оптические газоанализаторы постоянных газов (СО2, О2, СО, Н2 и СН4) - ООГ-2, ООГ-2М; для определения СО - кондуктометрические установки "Кузбасс", газоанализаторы СО-метр, СО – 1001, Сигма- СО – 602; для определения микроконцентраций Н2 и СО – Эндотестер; хроматографы " Поиск 1" и " Поиск 2". Кроме вышеперечисленных приборов, на оснащении лабораторий имеются фотоэлектроколориметры КФК – 2 и КФК –3 для определения оксидов азота. В начале 80-х годов лабораториями стали активно применяться серийно выпускаемые хроматографы отечественного производства следующих моделей: "ЛХМ-8МД", "ЛХМ-80", "3700", (завод-изготовитель "Хроматограф"); "ЦВЕТ" (Дзержинское ОКБА) – в основном для определения предельных и непредельных углеводородов (С2 – С4) с высокой чувствительностью (10-5 % об.) и "Газохром – 3101" для определения СО2, О2, СО, Н2 и СН4. Обусловлено это было прежде всего необходимостью выполнения требований "Руководств…", разработок составленных института индикаторных нормативных газов на документов основе горноспасательного с высокой ("Инструкций..", научно-исследовательских дела)- определение чувствительностью, фона определение микроконцентраций СО, Н2 и непредельных углеводородов для обнаружения и распознавания стадий эндогенного пожара. Газоаналитическая лаборатория Прокопьевского ОВГСО (15 ВГСО) была ведущей лабораторией среди лабораторий ВГСЧ не только в Кузбассе, но и во всех угольных бассейнах бывшего СССР. Здесь внедрялись методики выполнения измерений (МВИ) на серийных хроматографах, разработанные Восточным отделением Днепропетровским и отделом МВИ на института приборах, разработанных горноспасательного дела. В лаборатории также производилось внедрение газоанализаторов "Сигма - СО – 182 602" и др., газодинамических установок ГДУ –3 и ГДУ – 4 для приготовления аттестованных газовых смесей, предназначенных для калибровки приборов. С 2000-го года лаборатория начала производить постепенную замену морально и физически изношенных хроматографов аппаратно-программными комплексами "Кристалл –2000","Кристалл –2000М " разработки СКБ "Хроматэк", что позволило расширить область деятельности в части определения гексафторида серы (SF6), используемого в качестве газа-трассера для определения путей фильтрации в выработанных пространствах шахт. При рассмотрении пожарной ситуации, часто обнаруживается появление пожарных газов в выработках, находящихся на большом удалении от возникшего очага нагревания или пожара. Особенно остро стоит эта проблема в Прокопьевско-Киселевском районе, где при отработке свиты крутых пластов на нескольких горизонтах возникают единые зоны обрушения, связывающие большое количество выемочных полей, а взаимные «прирезки» участков шахтного поля приводят к аэродинамической связи соседних шахт всего района. В таких условиях очень важным является определение путей фильтрации рудничного воздуха пожара и своевременного для уточнения местонахождения очага усиления изоляции горных выработок в необходимых местах, для исключения отравления пожарными газами людей в действующих выработках. 5.5.2 Передвижные лаборатории Учитывая быструю сменяемость газовой обстановки в шахтах и потенциальную возможность возникновения опасных ситуаций, для повышения оперативности оценки газовой обстановки и правильности принятия тактико-технических решений в ходе ликвидации подземных аварий, командованием Прокопьевского ОВГСО – филиалом ФГУП «ЦШ ВГСЧ» была поставлена в 2004 г. задача создания методов и средств измерений, позволяющих выполнять анализ рудничного воздуха на 11 определений: кислород (О2), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), водород (Н2), метан (СН4), предельные и непредельные углеводороды (С2 – С4) непосредственно на обслуживаемом предприятии. 183 Задача была выполнена, и с 2005 г. в Прокопьевском ОВГСО начала функционировать передвижная лаборатория, созданная на базе современных малогабаритных и легко транспортируемых хроматографов "Газохром-2000" с компьютерным и программным обеспечением. ПЕРЕДВИЖНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ находится в постоянной готовности для выезда на аварию. Между тем, существующая система контроля на угольных шахтах, ограничивающаяся газовым анализом рудничной атмосферы в действующих выработках и в выработанном малоэффективной при обнаружении всегда отражает местонахождение. действительное пространстве, нередко оказывается признаков самовозгорания угля, не состояние очага пожара и его Поэтому обнаружение самонагревания в самом начале развития процесса является всегда актуальной задачей в угольной промышленности, так как позволяет своевременно принять меры для предупреждения дальнейшего развития аварии. В связи с этим, в лаборатории был организован контроль за радоновыделением путем создания на базе контрольно-испытательной лаборатории (КИЛ) лаборатории радиационной экологии (ЛРЭ). Лаборатория (ЛРЭ) аккредитована в системе САРК и функционирует с 2002 г., осуществляет контроль содержания естественных радионуклидов в углях и породах, объемной активностью радона в рудничном воздухе и плотностью потока радона с земной поверхности с целью обнаружения очагов нагревания в выработанном пространстве. Для измерения объемной активности радона-222 в рудничном воздухе, а также плотности потока радона* в лаборатории радиационной экологии применяется гамма-спектрометр "Прогресс" с программно-методическим обеспечением «Прогресс-2000» и измерительный комплекс «Камера-01» ("НТЦ НИТОН", г. Москва). для мониторинга радона Контроль за радоновыделением в шахтах играет важную роль в обеспечении безопасности труда подземного персонала не только в части предотвращения очагов возгораний за счет более раннего их обнаружения (радоновые аномалии), но и для определения и учета дозы облучения людей, и является неотъемлемой частью системы 184 обеспечения безопасности труда на угольных объектах. Таким образом, кроме решения такой злободневной задачи радиационного контроля как повышение эффективности методов борьбы с эндогенными пожарами в угольных шахтах при помощи природного радиоактивного индикаторного газа радона, параллельно решается не менее важная задача – обеспечение радиационной безопасности персонала угольных предприятий за счет предотвращения облучения людей в дозах превышающих санитарно-допустимые значения. На оснащении лаборатории радиационной экологии кроме выше перечисленных приборов радиационного "Прогресс", измерительный комплекс контроля (гамма-спектрометр «Камера-01») имеются: дозиметр гамма- излучения ДКГ-02У «Арбитр-М», радиометр радона аэрозольный «АльфаАЭРО», дозиметр индивидуальный ДКС-АТ3509 и поисковый дозиметр-радиометр МКС/СРП-08. Приборная база ЛРЭ позволяет проводить оценку радиационной обстановки на разрезах, карьерах и других угольных объектах по радиационно-опасным факторам. В 2011 г. контрольно-испытательная лаборатория профилактической службы отряда расширила область деятельности в части определения (оценки) склонности шахтопластов к самовозгоранию, качества инертной пыли, пенообразователя (входной контроль) и качества воды питьевого и промышленного назначения, а лаборатория радиационной экологии (ЛРЭ)- в части оценки радиационной обстановки на угольных предприятиях. Лаборатории (КИЛ и ЛРЭ) постоянно совершенствуют свою материально - техническую базу современными средствами измерений, отслеживают информацию о новых разработках отечественных производителей и новых технологиях в процессе развития горноспасательного дела. Высокий уровень профессиональной подготовки и ответственный подход к делу работников лаборатории позволяют решать самые сложные задачи, поставленные перед ВГСЧ. деятельности лабораторий являются: 185 Перспективными направлениями в - оценка склонности шахтопластов к самовозгоранию и определение инкубационного периода; - определение взрывчатых свойств угольной пыли; - оценка радиационной обстановки на угледобывающих предприятиях и аттестация рабочих мест по радиационно-опасным факторам. - разработка новых технологий, методов контроля и средств измерения. Новые технологии, а именно: - разработка способа и технического средства оперативного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок; - разработка приборов дозиметрического и спектрометрического контроля во взрывозащитном исполнении для угольных шахт опасных по пыли и газу; - методы использования шахтных вод в качестве информационного источника, сигнализирующего о состоянии угольного скопления; - методы анализа химического состава воздуха при разложении биологического материала (для облегчения поиска погибших в результате подземных аварий) позволят решить задачи, возникающие в процессе развития горноспасательного дела. В настоящее время контрольно-испытательная лаборатория (КИЛ) и лаборатория радиационной экологии (ЛРЭ) в своем функционировании и развитии перспективны и актуальны. 186 6 ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ/ВЗРЫВОВ И СПОБЫ ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ 6.1 Классификация пожаров по месту и причине возникновения По месту возникновения пожары называются: наземные и рудничные (подземные). Рудничными называют пожары, возникшие непосредственно в горных выработках (подземных и открытых) и массиве полезного ископаемого, а также на поверхности (надшахтных зданиях, складах полезного ископаемого и т.д.), если существует опасность попадания огня или продуктов горения в горные выработки. Подземными являются пожары, действующие в горных выработках. По причине возникновения пожары могут быть экзогенными и эндогенными. Экзогенные пожары возникают от внешних источников тепла, воспламеняющих горючее вещество. Эндогенные пожары медленно развиваются вследствие процесса самовозгорания окисляющегося материала. Самовозгорание – это процесс повышения температуры за счет выделения тепла при реакции окисления горючего материала, заканчивающийся пламенным горением. Горючим материалом на горных предприятиях обычно является разрыхленные массы угля, колчеданных руд. Окислителем этой массы выступает кислород, содержащийся в воздухе. Большая часть эндогенных пожаров в шахтах возникает в скоплениях угля, теряемого в выработанном пространстве. На земной поверхности самовозгораются склады угля и скопления горных пород, содержащих горючие компоненты. 6.1.1 Причины возникновения горения Причинами теплового импульса, инициирующего возникновение экзогенных пожаров на горных предприятиях, могут быть: 187 неисправное электрооборудование и кабельные сети (короткое замыкание или перегрев в токоведущих кабелях и обмотках электродвигателей, контролирующих устройствах); неправильное - ведение взрывных работ и некачественные взрывчатые материалы (выгорание используемых взрывчатых веществ из-за неправильного заряжания скважин и шпуров, некачественно изготовленной или пришедшей в негодность взрывчатки, применение накладных зарядов); трение вращательных и ударных элементов горных машин и - механизмов (конвейерных лент, канатов о шпалы и элементы крепи), трение в подшипниках и редукторах; применение открытого огня и высокотемпературных процессов - (газовая и электросварка, курение и др.); перегрев масла в маслостанциях и гидросистемах; - -воспламенение метана в очаге самовозгорания, возникшего в выработанном пространстве, и передача пламени в атмосферу горной выработки; - трение горных пород при деформации и разрушении. В последние годы на угольных шахтах России сложилось приблизительное равенство пожаров, имеющих экзогенное и эндогенное происхождение. Все горные предприятия (шахты, рудники, разрезы, обогатительные фабрики) содержат в большом количестве различные горючие материалы, которые могут стать объектом пожара в результате небрежности, неправильного ведения работ . В подземных выработках горение даже незначительного количества горючего вещества может вызвать отравление или гибель многих людей. Объектом горения на горных предприятиях прежде всего может быть добываемое или перерабатываемое полезное ископаемое. В наибольшей степени подвержены горению добываемые бурые и каменные угли, торф, углистые сланцы, сернистые и серные руды и другие полезные ископаемые . К наиболее распространенным горючим материалам, используемым в шахтах, относится крепежный лес (стойки, верхняки, распорки, затяжки в кровле и 188 боках и пр.), деревянные перемычки, перегородки, двери, лестницы, шпалы, трапы, настилы, а также образующиеся отходы древесины (кора, стружки, опилки). Крепь может гореть независимо от ее состояния (мокрая, сухая) в действующих выработках и в заложенном или обрушенном пространстве. От соприкосновения с горящей крепью легко воспламеняется угольная мелочь или сульфидные руды. К горючим материалам относится изоляция электропроводов, электрооборудования и силовых кабелей. Причиной их воспламенения обычно является короткое замыкание или другие высокотемпературные источники. Легко воспламеняются выделяющиеся в шахтах горючие газы и пыль. Причиной возникновения и распространения пожара могут быть используемые горючие жидкости (бензин, керосин, нефть) и минеральные масла. В последнее время отмечается много случаев загорания конвейерных лент от трения резиновой ленты о ролики или барабан при их пробуксовке. Причиной пробуксовки обычно является заштыбовка конвейера или его перегрузка. Объектом горения могут быть вентиляционные трубы, обтирочные материалы, старая промасленная спецодежда и др. На поверхности горных предприятий часто горят складированные горючие ископаемые, породные отвалы, содержащие горючие компоненты. В качестве окислителя в процессе горения обычно выступает атмосферный кислород. Некоторые вещества окисляются хлором, фтором, бромом, серой, диоксидом углерода, оксидами азота и др. 6.2 Особенности экзогенных пожаров на объектах МСК России Наличие внешнего теплового импульса приводит к нагреву горючего вещества, которое сопровождается выделением горючих газов или паров вследствие его испарения или разложения на жидкие и газообразные компоненты. В определенный момент внешний источник огня может вызвать вспышку или воспламенение горючего вещества. 189 В состав пожарных газов входит СО, СО2, Н2, Н2О. 6.2.1 Развитие пожара в горизонтальных выработках с горючей крепью Интенсивность развития пожара в горных выработках зависит от вида крепи, влажности ее горючих элементов, сечения горной выработки, скорости движения воздушной струи. Существенно сказывается на скорости развития пожара величина первичного теплового импульса. По мере развития пожара происходит его перемещение по поверхности горных выработок. При достижении температуры пожара в выработке максимальных значений (1000– 1400оС), устанавливается определенная скорость перемещения огня, величина которой зависит только от скорости движения вентиляционной струи и загрузки выработки горючим материалом. Рис. 17. Структура пожара в горной выработке Пожар в горной выработке с горючей крепью (рис. 17) имеет следующую структуру: 0 – участок выгоревшей крепи; 1 – зона горения, перемещающаяся в направлении движения вентиляционной струи и состоящая из участка древесного угля, в котором отсутствует пламенное горение, и участка интенсивного пламенного горения; 1 1 – зона горения, перемещающаяся навстречу вентиляционному потоку; 2 – зона терми-ческой подготовки древесины; 3 – зона подсушки древесины. Таким образом, вентиляционный поток при движении по горящей выработке, прежде всего, нагревается породами на участке выгоревшей крепи. Затем, в зоне древесного угля нагрев продолжается, а часть кислорода расходуется на реакцию с углем. На участке пламенного горения происходит 190 резкое снижение содержания кислорода (до 0–1 %) и отмечается максимальная температура (до 1430оС). Обедненный кислородом разогретый воздух и образовавшиеся газы перемещаются дальше по выработке и охлаждаются, отдавая тепло на подсушку и термическую подготовку древесины. Основными параметрами, характеризуемыми подземный пожар, являются: температура газового потока, окружающих горных пород и горючего материала, концентрация газов в районе пожара, протяженность высоких температур и скорость перемещения очага пожара. Опасность подземных пожаров в значительной степени зависит от интенсивности генерации в очаге ядовитых и удушливых газов, а также скорости поглощения кислорода в воздухе. Пожар в горных выработках может распространяться как по ходу, так и навстречу вентиляционной струе. При сечении горной выработки 6–12 м2 и скорости воздуха менее 1,7 м/с пожар движется навстречу струе, а при большей скорости по ходу движения воздуха. На пути дви-жения раскаленных пожарных газов из-за отсутствия кислорода проис-ходит коксование и возгонка угля и других горючих материалов. С по-вышением температуры очага усиливается тепловая депрессия, направ-ленная вертикально вверх, и способная опрокинуть вентиляционную струю. 6.2.2 Особенности пожара в выработках, оборудованных ленточными конвейерами Пожары, возникающие на ленточных конвейерах, распространя-ются особенно быстро. При этом опасность усугубляется тем, что при горении и термическом разложении лент выделяются токсичные газо-образные продукты (фосген, цианистый водород, окислы азота и др.), в количествах, опасных для людей. Одним из источников воспламенения конвейерных лент является пробуксовка приводных барабанов. При пробуксовке на барабане происходит 191 быстрый нагрев ленты, способный привести к пожару . Эксперименты и результаты исследований случаев загораний в шахтах показали, для возникновения пожара в процессе трения резиновой ленты о ролики или приводной барабан при пробуксовке достаточно от 10 мин до 2 часов. T ,0 С 3 20 2 2 40 1 1 60 8 4 8 12 16 t, мин Рис. 18. Зависимость температуры нагрева приводного барабана при пол-ной пробуксовке от времени вращения: 1 – при скорости вращения 1 м/с; 2 – при скорости вращения 3 м/с 6.3 Причины и особенности воспламенения и взрыва горючих газов и угольной пыли 6.3.1 Взрывы горючих газов Взрывом называется мгновенно протекающий процесс горения, при котором происходит образование фронта ударной волны. Быстрый рост давления во фронте пламени, передаваемого от слоя к слою, рождает ударную волну, распространяющуюся перед фронтом пламени со скоростью 10–330 м/с и более (скорость звука 330 м/с), а давление во фронте взрывной волны возрастает до 0,015–1,0 МПа (0,15–10 атм.). 192 Взрывы горючих газов в шахтах относятся к наиболее опасным авариям и приводят, как правило, к групповому травматизму с тяжелыми последствиями. Наиболее распространенными горючими газами, которые могут выделяться в шахтах и образовывать с воздухом взрывоопасные смеси, являются метан, оксид углерода, водород, этан, ацетилен и др. Пределы взрываемости в воздухе оксида углерода находятся от 12,5 до 75 %; водорода от 4,1 до 74 %; этана от 3,2 до 12,5 %; ацетилена от 3,0 до 65 %. По мере снижения концентрации кислорода в газовой смеси пределы взрываемости этих горючих газов уменьшаются. Наиболее часто встречающаяся в шахтах метано-воздушная смесь взрывается при концентрации метана от 5 до 15 %. Смесь, содержащая до 5 % метана не взрывчата, но может гореть при наличии источника высокой температуры. При концентрации метана более 15 % смесь не взрывчата и не поддерживает горения, а с притоком кислорода извне горит спокойным пламенем . Наибольшей силы взрыв достигает при концентрации метана 9,5 %, так как в этом случае на его сжигание используется весь кислород воздуха. Температура взрыва метано-воздушной смеси может достигать 2650 оС, если взрыв произошел в замкнутом пространстве , и 1850оС, если продукты взрыва могут свободно распространяться. Смесь метана с воздухом при температуре 600оС воспламеняется через 10 с, при 1000оС – через доли секунды, а при 1300оС – взрывается. Экспериментальные взрывы стехиометрических метано- воздушных смесей показали, что в образуемых смесях концентрация углекислого газа может доходить до 8 %, оксида углерода до 8,5 %, водорода до 10 %. Взрывы горючего газа и пыли в шахтах приводят к групповому травматизму с тяжелыми последствиями. Воспламенение газопылевоздушных смесей может вызвать тихое горение, вспышку, тепловой взрыв или детонацию. Характер воспламенения зависит от концентрации газа, начальной температуры и давления смеси, гидравлического сопротивления на пути движения газа и условий теплоотдачи от очага. Так, при тихом горении скорость движения фронта пламени равна 193 0,3–0,6 м/с при незначительном давлении во фронте пламени. При вспышке давление во фронте пламени возрастает до 0,015 МПа (0,15 атм.), а скорость движения фронта пламени 2–10 м/с. Возникающая при взрыве ударная волна распространяется перед фронтом пламени со скоростью звука. Переход вспышки во взрыв происходит при скорости химического превращения менее 1 м/с и требует постоянного притока смеси в очаг, что достигается за счет его быстрого перемещения. Быстрое перемещение очага (фронта пламени) достигается отсутствием поворотов, сужений и расширений горных выработок, малой теплоотдачи из фронта горения, обеспечивающей температуру пламени не ниже 1300оС. Особое место занимает детонация – взрывной процесс, скорость распространения которого в 3–20 раз больше звука (1000–8000 м/с), а давление достигает 2,0 – 5,0 МПа (20–50 атм.). Обычное воспламенение переходит в обычный взрыв постепенно; скорость и давление нарастают плавно. Взрывное горение переходит в детонацию скачкообразно и вызывает разгон фронта пламени до сверхзвуковой скорости. Воспламенение газо-воздушной смеси происходит за счет сжатия в детонационной волне. Для адиабатического воспламенения необходимо давление 20 и более атмосфер. Последствия воспламенения горючих газов зависят от множества факторов (объем смеси горючих газов, их концентрация, начальные давление и температура газов, гидравлическое сопротивление продвижению фронта пламени, условия теплоотдачи из очага). 6.3.2 Взрывы угольной пыли Степень взрываемости горючей пыли зависит от размера пылинок, состава пыли (химического и минерального), выхода летучих продуктов при нагреве, наличия горючих газов в воздухе, влажности пыли и атмосферы, концентрации кислорода. Угольная пыль наиболее взрыв-чата при диаметре частиц 0,1–0,04 мм, для некоторых углей при размере 0,01–0,06 мм, хотя во взрыве участвует и более мелкая пыль , а также частицы размером до 1 мм. 194 Угольная пыль не взрывается при содержа-нии в ней 60–70 % золы или инертных частиц. Степень взрываемости угольной пыли связана с выходом летучих. Пыль становится взрывча-той при выходе летучих 10 % и более. Пылегазовые смеси взрываются легче газовоздушных. Это объясняется тем, что угольная пыль возгорается при температуре 300–365оС, а буроугольная при 200–230оС. Метановоздушная смесь самовоспламе-няется при температуре около 500 С. Теплопередача во фронте горения пылегазовоздушной смеси от слоя к слою ускоряется благодаря излуче-нию. Нижний предел взрывчатости снижается. Величина для пылегазовых взрывоопасной смесей концентрации значитель-но угольной пыли понижается по мере роста содержания метана в воздухе. Объемная доля метана, % 0,5 1 2 3 Концентрация угольной пыли в воздухе, г/м3 30 20 10 5 Наиболее взрывчата сухая угольная пыль ( влажность 2–3 %). При взрыве сгорание угольных частиц происходит на 20–40 %. Нижний пре-дел концентрации кислорода для взрыва пылеугольной-метановоздушной смеси составляет около 16 %. Места взрывов пылегазовых смесей следующие: - очистные забои – около 20 %; - подготовительные забои – 51 %; - прочие действующие выработки – 14 %; - выработанное пространство – более 11 %. Причиной образования взрывоопасной пылевоздушной смеси является высокая твердость и хрупкость горных пород, приводящие к интенсивному пылеобразованию. Увеличивает пылеобразование и то, что угольная пыль обладает высокой витаемостью и низкой смачиваемостью. Интенсивное проветривание также способствует росту запыленности. Взрывы серной и сульфидной пыли происходят только от теплового и механического импульсов, создаваемых взрыванием ВВ. При горении метановоздушной смеси (взрыве) образуется окись углерода – до 8,5 % и водород – до 10 %. Взрывы угольной пыли, как правило, 195 инициируются взрывом метана. По мере увеличения длины пробега фронта пламени наблюдается нарастание давления в ударной волне. Поэтому наибольшие разрушения будут не в местах возникновения воспламенения и взрыва, а на границе очага аварии. Значительные механические повреждения наблюдаются также в местах большого гидравлического сопротивления (повороты, сужения, расширения и т.д.). Результатом взрыва газопылевоздушных смесей является почти полное отсутствие кислорода и заполнение атмосферы токсичными газами, прежде всего оксидом углерода. Оказываются разрушенными вентиляционные сооружения , происходит обрушение горных выработок, возможно возникновение пожара из-за загорания угля и деревянной крепи. Вторичными последствиями могут быть затопление выработок, загазирования, аварии на транспорте и др. Для людей взрыв опасен ожогами, механическими травмами, отравлением и удушьем. При ликвидации последствий взрыва прежде всего необходимо установить масштабы аварии и спасти людей. Для спасения людей следует: восстановить вентиляцию, хотя бы по временной схеме; разборка завалов и загромождений выработок. Затем восстанавливается нормальная вентиляция, и очищаются выработки. Восстановление вентиляции по временной схеме подача свежего воздуха в выработки, где могут быть люди, с использованием надувных перемычек, передвижных вентиляторов, вентиляционных труб. Если возникли пожары, то необходимо их ликвидировать. 6.3.3 Причины образования взрывоопасных газопылевоздушных смесей Причинами образования взрывоопасной метано-воздушной смеси угольных шахтах являются: - прекращение вентиляции по организационным и техническим причинам; - 196 неудовлетворительное состояние вентиляционных трубопроводов; - перевал выработок; - неправильный расчет количества требуемого воздуха; - скопление метана в выработанном пространстве; - скопление метана в куполах, слоевые скопления; - выбросы метана; - неправильность вентиляционных сооружений; - неправильное разгазирование атмосферы горных выработок. Источниками теплового импульса воспламенения метано-воздушной среды могут быть: - взрывные работы при выгорании взрывчатого вещества и применения накладных зарядов; - неисправное электрооборудование и кабельные сети; - трение канатов о дерево и полезное ископаемое, конвейерной ленты о барабаны и роликоопоры; - фрикционное искрение; - курение; - самовозгорание; - эндогенный пожар; - газоэлектросварочные работы и др. 6.3.4 Определение взрываемости воздушно-метановой смеси. «Треугольник взрываемости» Пределы взрываемости смесей метана с воздухом можно определить по «треугольнику взрываемости» (рис. 19). «Треугольники взрываемости» горючих газов строят по экспериментальным данным, полученным на лабораторной установке. Эксперименты, проведенные со смесями газов показали, что взрывоопасные концентрации расположены в области, имеющей форму треугольника (область 2). 197 Рис. 19. Объемные пределы взрываемости метано-воздушных смесей:1 – несуществующая смесь; 2 – взрывчатая смесь; 3 – невзрывчатая смесь; 4 – смесь, могущая стать взрывчатой при добавлении воздуха Из рис. 19 видно, что наблюдается постепенное сужение нижнего и верхнего пределов взрываемости смеси метана с воздухом вплоть до выхода в точку при объемной доле кислорода, равной 12,2 %. Это связано в цепным механизмом передачи теплового импульса зажигания. В области 3 для осуществления цепной реакции окисления недостаточно молекул метана, в области 4 – молекул кислорода. «Треугольник взрываемости» для других горючих газов имеет тот же вид, что и для метана. Взрываемость смеси горючих газов при подземных пожарах также определяется с помощью «треугольника взрываемости». 6.4 Предотвращение взрывов газов и пыли в шахтах Правилами безопасности предусмотрено относить шахты, на которых хотя бы на одном пласте обнаружены горючие газы, к опасным по газу и на них распространяется газовый режим. Пылевой режим распространяется на 198 пласты и залежи, пыль которых взрывается. Под газовым или пылевым режимом понимают совокупность требований, предъявляемых к шахте или руднику, разрабатывающему пласты или залежи, опасные по взрывчатым свойствам газа и пыли. Общими принципами мероприятий газового и пылевого режимов являются предотвращение образования взрывоопасных скоплений газа и пыли, а также появления источников высокой температуры, способных воспламенить взрывчатую среду. Одним из условий предотвращения взрывов газа является контроль за содержанием горючих газов в рудничной атмосфере. Огневые работы (сварку и резку металла) на шахтах, опасных по газу, разрешается проводить в стволах , закрепленных несгораемой крепью, околоствольных дворах, главных квершлагах и откаточных выработках, если там проходит свежая струя воздуха. В особых случаях, с разрешения главного инженера разрешаются огневые работы в вентиляционных стволах с исходящей струей воздуха, если содержание метана в нем не превышает 0,5%. 6.4.1 Контроль за состоянием рудничной атмосферы Для оценки качества воздуха, правильности его распределения по выработкам должны проводиться проверка состава воздуха и замеры его расхода в исходящих струях очистных и тупиковых выработок, выемочных участков, крыльев, пластов и шахты в целом и прочих местах. Проверка состава воздуха и замер его расхода производится на негазовых шахтах, шахтах 1 и 2 категории по газу – один раз в месяц. На шахтах 3 категории – два раза в месяц. На сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам угля и газа шахтах – три раза в месяц. На шахтах, разрабатывающих склонные к самовозгоранию пласты угля – два раза в месяц. В шахтах 3 категории, сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам контроль содержания метана у проходческих и выемочных комбайнов должен производиться автоматическими приборами непрерывного действия. Автоматическая стационарная аппаратура контроля содержания метана должна при недопустимой концентрации метана автоматически 199 отключать электроэнергию с оборудования. У забоев тупиковых выработок, стволов, в исходящих вентиляционных струях тупиковых и очистных выработок и выемочных участков при отсутствии автоматического контроля замеры метана производят в шахтах 1 и 2 категории не менее двух раз в смену. В шахтах 3 категории , сверхкатегорных и опасных по внезапным выбросам – не реже трех раз в смену. Аварийные случаи загазирования выработок независимо от продолжительности загазирования (кроме местных скоплений у комбайнов, врубовых машин и буровых станков) должны расследоваться. Для определения содержания метана и углекислого газа служат переносные приборы интерферометры ШИ-3, ШИ-5, ШИ-7, ШИ-8 ШИ-10 (замеряет до 6 % метана ), ШИ-12 (имеет два диапазона измерений метана – до 5 % и до 100 %). Действие приборов основано на измерении величины смещения интерференционной картины вследствие различных показателей преломления воздуха и его смеси с метаном. Сигнализаторы устанавливаются в содержания метана индивидуальные в рудничной светильники и при атмосфере достижении концентрации метана опасных значений лампы начинают мигать (СМС-4). Световые или звуковые сигналы при достижении заданного уровня содержания метана выдают сигнализаторы СМЗ-1. Для автоматического измерения концентрации оксида углерода, кислорода и метана предназначены шахтные газоанализаторы АГШ. АГШ-01 замеряет оксид углерода в пределах 0–200 ррм. АГШ-02 – ки-слород от 0 до 30 %. АГШ-03 – метан от 0 до 100 %. Автоматизированный комплекс контроля рудничной атмосферы АКМР-М предназначен для непрерывного измерения объемной доли метана, кислорода и оксида углерода в рудничной атмосфере, а также индикации скорости воздуха. Обрабатывает и передает информацию на диспетчерский пункт и отключает электропитание шахтного оборудование при достижении предельно допускаемых значений объемной доли метана. Для индивидуального контроля за содержанием токсичных газов в 200 рудничной атмосфере используют приборы ГХ, "Паспорт", ПГА-СН4, АМТ03, МЭД-01 и др. 6.4.2 Проветривание шахт Эффективной мерой предотвращения образования взрывоопасных скоплений газов в шахтах является проветривание. Проветривание должно быть устойчивым и надежным. Схемы и способы вентиляции шахт должны быть разработаны такими образом, чтобы исключить самопроизвольные опрокидывания и закорачивание вентиляционных струй и было возможно меньше пересечений воздушных струй, дверей и кроссингов. Запрещается использовать один и тот же ствол шахты или штольню для одновременного пропуска свежей и исходящей струй воздуха (кроме времени проходки стволов или штолен и околоствольных выработок до соединения с другим стволом или вентиляционной сбойкой). Проветривание должно быть так организовано, чтобы в горных выработках содержание горючих газов не превышало установленные нормы. В газовых шахтах при угле наклона выработок более 10о движение воздуха в очистных выработках и на всем дальнейшем пути следования за ними (кроме выработок длиной менее 30 м) должны быть восходящими. При обнаружении в выработках и трубопроводах для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов концентраций метана, превышающих допустимые уровни (кроме местных скоплений и буровых станков, комбайнов и врубовых машин), люди должны быть немедленно выведены на свежую струю, выработки закрещены, а с электрооборудования, исключая электрооборудование в исполнении РО, должно быть снято напряжение. Об этом немедленно сообщается горному диспетчеру, и принимаются меры по снижению концентрации газа до установленной нормы. В отдельных случаях, когда техническими средствами (вентиляция и дегазация) не обеспечивается разбавление метана до 1 %, допускается по разрешению территориальных органов Ростехнадзора настройка датчиков стационарной аппаратуры контроля содержания метана в исходящих вентиляционных струях очистных выработок и выемочных участков на 201 автоматическое отключение электроэнергии при концентрации метана 1,3 %. В случае остановки главной или вспомогательной вентиляционной установки или нарушении вентиляции необходимо прекратить работы на выемочных участках и тупиковых выработках, немедленно вывести людей на свежую струю, снять напряжение с электрооборудования. Если остановка вентиляционной установки продолжается более 30 мин, то люди должны выйти к стволу, подающему свежий воздух, или подняться на поверхность. Дальнейшие действия должны определяться планом ликвидации аварии. В газовых шахтах, где средствами вентиляции невозможно обеспечить содержание метана в воздухе в пределах установленных норм, должна осуществляться дегазация. 6.4.3 Дегазация Дегазацией угольных пластов называется совокупность мероприятий, заключающихся в отводе газовоздушных смесей под разряжением по газопроводам на поверхность или в общеисходящую из шахты струю воздуха. Предварительной дегазацией называется дегазация угольного массива и вмещающих пород, не разгруженных от горного давления. Осуществляется при подготовке выемочного участка к очист-ным работам скважинами, пробуренными из подготовительных вырабо-ток. Согласно «Руководству по дегазации угольных шахт» при дегазации разрабатываемых пластов скважины, пройденные из выработок, бурятся в плоскости пласта по восстанию, простиранию, падению или под углом к линии простирания. Основными факторами, влияющими на выбор схем дегазации, являются схемы подготовки выемочных полей, системы разработки, требуемый коэффициент эффективности дегазации пласта, совмещение работ по бурению и эксплуатации скважин с другими технологическими операциями по подготовке и эксплуатации участков. При рассмотрении эффективности различных схем дегазации разрабатываемых пластов следует отметить, что удельное газовыделение восстающих скважин в 1,5–2 раза выше , чем горизонтальных. Расхождение в 202 удельном газовыделении можно объяснить преимуществом восстающих скважин перед горизонтальными с точки зрения процесса осушения угольного массива вокруг дегазационных скважин. Для ускорения дегазации может применяться интенсификация газовыделения – это искусственное повышение фильтрационной способности угля с целью увеличения дебита газа из пробуренных скважин, что должно повысить эффективность дегазации, привести к сокращению срока предварительного каптажа газа, сделать возможным снижение газоносности пластов. С целью повышения эффективности дегазации угольных пластов опробованы торпедирование скважин, солянокислотная обработка и гидроразрыв пласта. Одним из перспективных методов воздействия на неразгруженные угольные пласты с целью интенсификации процесса дегазации является гидроразрыв пласта из подземных выработок. Сущность гидроразрыва заключается в том, что из горных выработок на пласт или по пласту бурят скважины, через которые в угольный массив под высоким давлением закачивают жидкость, в результате чего происходит раскрытие существующих и образование новых трещин, увеличивающих фильтрационные свойства угольного массива. Гидроразрыв должен осуществляться с минимальным обводнением пласта, с удалением как можно быстрей воды из скважины путем ее самоизлияния или за счет вакуума (скважина пробурена с погружением). Обычно гидроразрыв осуществляется в течение 1,5–2 часов под давлением рабочей жидкости 100–150 кгс/ см2, при темпе закачки 30–40 м3/ч и общем расходе рабочей жидкости на одну скважину 50–100 м3. В зависимости от подготовленности горизонта применяются восстающие, нисходящие или горизонтальные скважины гидроразрыва. После осуществления гидроразрыва пласта по угольному массиву в обработанной зоне бурятся пластовые дегазационные скважины и обе группы скважин подключаются к вакуумной линии. После дегазации все скважины можно использовать для увлажнения пласта, как для снижения пылеобразующей способности угля, так и для 203 блокирования водой оставшегося метана в угольных порах. После увлажнения пласта не только снижается обычное метановыделение в выработки, но и устраняются внезапные выбросы угля и газа. Изолируя поверхность микропор от кислорода и повышая теплопроводность угля, увлажнение предотвращает самовозгорание угля. Влажный уголь теряет хрупкость и становится пластичным , он образует меньше пыли при отбойке и транспортировке. Влажный уголь утрачивает способность накапливать потенциальную упругую энергию горного давления и мгновенно разрушаться в виде горного удара. Эффект увлажнения низкоконцентрированных повышается водных растворов при использовании высокомолекулярных соединений, образующих в трещинах и порах гель (студенистую, медленно испаряющуюся массу), например, 1 % водный раствор жидкого стекла или мочевидно-формальдегидной смолы с добавкой 0,5 % хлористого аммония. После нагнетания воды следует выдержать пласт в течение около одного месяца для капиллярного перемешивания воды из трещин в угольные поры, восполняя потерю воды в трещинах из противопожарно-оросительного водопровода. 6.4.4 Предотвращение и локализация взрывов. Сланцевые и водяные заслоны. Для локализации взрывов с целью уменьшения числа жертв взрыва применяют различные виды заслонов. В шахтах используются водяные и сланцевые заслоны, представляющие емкости с водой или инертную пыль, помещаемые у кровли выработки специальных полках. При прохождении взрывной волны полки опрокидываются, и происходит распыление этих составов, что снижает температуру воздуха, сбивает пламя. Заслоны по условию применения делятся на основные и первичные. Количество инертной пыли в заслоне определяется из расчета 400 кг на 1 м2 площади поперечного сечения выработки в свету. Длина заслона должна быть не менее 20 м. Основные сланцевые заслоны устанавливают на расстоянии не менее 60 м и не более 300 м от забоев очистных и подготовительных выработок, 204 сопряжений штреков с квершлагами, уклонами и бремсбергами. Основной водяной заслон устраивают из ряда опрокидывающихся сосудов вместимостью не более 80 л каждый. Общая длина заслона не менее 30 м, количество воды в заслоне из расчета 400 л/м2 площади поперечного сечения выработки. Водяные заслоны устанавливают на расстоянии не менее 75 м и не более 250 м от возможного места взрыва. Первичные заслоны срабатывают принудительно от фотоэлектрических датчиков, улавливающих тепловое излучение. В шахтах получают распространение водяные заслоны, в которых вода находится в водонепроницаемых мешках, разрушающихся при взрыве. В шахтах применяют предохранительные взрывчатые вещества, которые имеют низкую температуру продуктов взрыва. Используются также водораспылительные завесы или водяная забойка. Водораспылительные завесы состоят из полиэтиленовых сосудов, заполненных водой, в которых взрывают 100–200 г зарядов ВВ. Сосуды подвешивают на расстоянии 1–2 м от забоя или укладывают на почве выработки. Общий расход воды в сосудах на предупреждение одного взрыва 5 кг/м2 площади поперечного сечения выработки. Препятствует возникновению взрывов горючих газов и выгоранию ВВ гидрозабойка шпуров. Ампулы длиной 0,3 м заполняют водой и помещают в устье шпура, который запирают песчано-глинистой пробкой длиной 0,15 м. 6.5 Методы обнаружения и предупреждения рудничных пожаров Безопасность горных работ и эффективность тушения рудничных пожаров в значительной степени зависит от своевременности их обнаружения. Своевременное выявление начальных признаков пожара позволяет быстро ликвидировать очаг с минимальными экономическими затратами. Одновременно снижается вероятность воздействия на шахтеров и горноспасателей, занятых ликвидацией аварии, опасных и вредных факторов развитого пожара. Однако своевременное обнаружение пожаров в шахтах зачастую затруднено, т.к. их развитие, особенно пожаров эндогенного происхождения, 205 происходит обычно в недоступных для людей и контрольной аппаратуры местах (в выработанном пространстве). Учитывая особенности возникновения и протекания эндогенных и экзогенных пожаров, некоторые методы обнаружения используются только для обнаружения эндогенных или экзогенных пожаров, другие могут идентифицировать любые пожары. 6.5.1 Методы обнаружения Нагревание полезного ископаемого сопровождается выделением в окружающий воздух влаги как ранее содержащейся в угле, так и образующейся в процессе окисления (при низких температурах, около 50оС, до 40 % прореагировавшего кислорода переходит в воду). Поэтому в начальной стадии самонагревания происходит повышение влажности воздуха. Попадая в область более низких температур, пар конденсируется и образует туман. Часть пара конденсируется на поверхности перемычек, горных выработок. Эти явления используются для раннего обнаружения очагов самовозгорания. Однако иногда образование мелкодисперсных частиц жидкости происходит без пожара, при перемешивании воздушных струй с различной температурой. По выделению пара, особенно после выпадения осадков, можно обнаружить очаги самовозгорания на породных отвалах, бортах разреза, угольных складах. Иногда выделение пара наблюдается на поверхности горных отводов шахт, когда эндогенный пожар находится недалеко от поверхности. Белые налеты на стенках выработок появляются в результате окисления сернистого железа и перехода его в сульфат. Аналогичные налеты появляются на поверхности горящих породных отвалов. Кроме того, конденсируются на поверхности горящих отвалов, складов угля и различные смолы, появляющиеся при разложении угля. Запахи тоже принадлежат к внешним признакам возникновения пожара. Образование в пожарных газах углеводородов предельного и непредельного ряда (пентан, гексан, этилен, бензол и др.) приводят к появлению специфичного запаха, напоминающего нефтяные продукты 206 (керосин и пр.). В случае горения проводов, конвейерной ленты и других изделий может возникнуть запах жженой резины. При нагревании древесины появляются запахи скипидара, муравьиной кислоты, дегтя. Для колчеданных рудников показателем пожара является запах сернистого ангидрида (SO2). Вслед за запахами может появиться дым. Признаком пожара может стать и снижение концентрации кислорода в рудничном воздухе, приводящее к ощущению удушья. К внешним признакам пожара относят и воспринимаемое кожей тепловое излучение, повышение температуры воздуха, рудничной воды, поверхности пород, угля, крепи. Возникновение и развитие пожара сопровождается выделением из окисляющегося материала различных веществ (газы, влага, сажа), а также изменением физических свойств горючего вещества и окружающего пространства, что можно использовать для идентификации процесса горения. Поэтому все методы распознавания пожаров можно разделить на 4 группы: 1 – физиологические методы, основанные на обнаружении внешних признаков органами чувств (зрением, обонянием, ощущением и пр.) без специальных приборов и оборудования; 2 – химико-аналитические методы, устанавливающие признаки пожара путем химического анализа рудничного воздуха, рудничной воды на присутствие в них продуктов горения или термического разложения; 3 – минералого-геохимический метод, изучающий пожары по составу горных пород, путем наблюдения за вторичными минералами, образующимися при развитии окислительных процессов; 4 – физические методы предусматривают обнаружение пожаров с помощью приборов по физическим параметрам, зависящим от теплового состояния среды (температуры рудничного воздуха, воды и горных пород, влажности атмосферы, электрического сопротивления горных пород и пр.). 207 6.5.2 Предупреждение рудничных пожаров Снижение пожарной опасности шахтной деревянной крепи для снижения пожароопасности горных выработок, закрепленных деревянной или комбинированной крепью, применяют специальные огнезащитные составы – антипирогены (соли аммония, бромистый аммоний, хлористый цинк, борная кислота, бура, жидкое стекло и др.). Одни используют для пропитки древесины водными растворами, другие (более перспективные) наносят на поверхность. Исследованиями установлено, что по эффективности, стоимости и технологичности наиболее приемлемыми являются обмазки на основе жидкого стекла. В качестве наполнителей к основным компонентам добавляют асбест, вермикулит, шлаковата, каолин и др. Так, вермикулит увеличивает свой объем в 20–25 раз при нагреве до 300–800о Пожарно-оросительные сети и противопожарные двери. Пожарно-оросительное водоснабжение является основным элементом противопожарной защиты шахт. Опыт ликвидации аварий показывает, что там, где в момент возникновения пожара была обеспечена требуемая водоотдача подземного водопровода, пожар всегда удавалось локализовать и потушить. Для бесперебойной подачи воды к месту поверхности каждой шахты тушения пожара на сооружаются пожарные водоемы и насосные станции, а в действующих горных выработках шахт должен быть проложен пожарно-оросительный трубопровод с автоматическим контролем давления воды, обеспечивающий тушение пожара в любой точке горных выработок шахты. Сеть пожарно-оросительного трубопровода состоит из магистральных и участковых линий. Диаметр трубопровода должен быть не менее 100 мм и постоянно заполнен водой. Магистральные линии прокладываются в вертикальных и наклонных стволах, штольнях, околоствольных дворах, главных и групповых откаточных штреках и квершлагах, уклонах и бремсбергах. При наличии двух и более параллельных наклонных выработок пожарный трубопровод прокладывают по выработке, оборудованной ленточным конвейером, а 208 пожарные краны в параллельные выработки можно выносить по сбойкам или скважинам. Участковые вентиляционных водоснабжения линии и ярусных могут быть прокладываются (промежуточных) в откаточных, штреках. Источником поверхностные водопроводы, реки, озера, трубопровод оборудуется пожарными пруды и др. Пожарно-оросительный кранами, которые должны быть размещены в выработках с ленточными конвейерами через каждые 50 м. При этом дополнительно по обе стороны приводной головки конвейера на расстоянии 10 м от нее устанавливаются 2 пожарных крана. Пожарные краны должны быть установлены по обе стороны всех камер на расстоянии 10 м; у каждого ходка в склад взрывчатых материалов по обе стороны на расстоянии 10 м; с каждой стороны ствола у сопряжения с околоствольным двором; у пересечений и ответвлений подземных выработок. В горизонтальных выработках, не имеющих пересечений и ответвлений, через 200 м; в наклонных выработках, не имеющих пересечений, в околоствольных дворах, где нет камер, пожарные краны устанавливают через 100 м, Рядом с пожарными кранами устанавливают ящик с рукавом длиной 20 м и пожарным стволом. Для отключения отдельных участков пожарно-оросительного трубопровода в случае ремонта магистрали, а также для того, чтобы подавать увеличенное количество воды к месту тушения пожара, на трубопроводе должны быть размещены задвижки. Задвижки устанавливаются на всех ответвлениях водопроводных линий. Важной проблемой для шахт является снижение геодезического давления (за счет разности высот) в пожарно-оросительном трубопроводе до требуемого уровня 1,5 МПа, на которое рассчитано оборудование. В глубоких шахтах применяют давлений ступенчатое редуцирование гидроредукторами, представляющими собой геодезических дроссельное устройство с регулируемой величиной проходного сечения. Используются автономные гидроредукторы, работающие за счет энергии движущейся воды (ПШ-4м, КР-2, КР-3, РКГД). 209 Противопожарные двери в шахтах Для быстрого отключения отдельных участков шахтной сети и их изоляции с целью предотвращения отравления людей продуктами горения и распространения огня на смежные участки выработок, в шахте в наиболее ответственных узлах устанавливаются пожарные двери. Пожарные двери должны быть негорючими или трудногорючими. Пожарные двери камерах, складах ВМ, трансформаторных устанавливаются камерах камерах, селеновых насосных во всех электромашинных выпрямителей, станциях, в участковых выработках, соединяющих воздухоподающие стволы, в верхних и нижних частях наклонных штолен, капитальных уклонов, бремсбергов и ходков при них, на всех горизонтах вблизи стволов и шурфов, подающих свежий воздух 210 7. ВИДЫ АВАРИЙ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ, РУДНИКАХ, КАРЬЕРАХ И РАЗРЕЗАХ: МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ИХ ЛИКВИДАЦИИ 7.1 Категорийность шахт и источники выделения горючих газов в шахтах Метан – горючий газ, почти в два раза легче воздуха, поэтому скапливается в верхней части горных выработок, заполняя пустоты в кровле. Выделение метана бывает обычное, суфлярное и внезапное. Обычное выделение происходит из невидимых пор и трещин в угле по всей обнаженной поверхности. Количество выделяющегося газа зависит от газоносности пластов – количества газа, содержащегося в тонне уг-ля или породы. Газообильность шахт определяется по количеству ме-тана, выделившегося в единицу времени (сутки) . Абсолютная газо-обильность – это объем метана , выделившийся в шахте за сутки. Относительная газообильность – это количество метана, выделившегося в шахте за сутки, отнесенное к 1 т добычи. Суфлярное выделение – это истечение газа, скопившегося в тре-щинах и пустотах угольного пласта или вмещающих пород, через види-мые трещины и отверстия. Суфлярные выделения чаще происходят в районах тектонических нарушений. Продолжительность действия суф-ляра – от нескольких дней до года и более. Внезапное выделение – это одновременное выделение (выброс) большого объема газов, сопровождающееся выбросом угольной мелочи от нескольких до сотен и даже тысяч тонн. К опасным по газу относятся шахты, в которых хотя бы в одной выработке был обнаружен метан. Шахты, в которых выделяется метан, должны быть полностью переведены на газовый режим. В зависимости от величины относительной метанообильности (количество газа, выде-ляемого в шахте за сутки, отнесенное к 1 т среднесуточной добычи) га-зовые шахты 211 делят на пять категорий: - к 1 категории относятся шахты с выделением в сутки на 1 т угля до 5 м3 метана; - в шахтах 2 категории метана выделяется от 5 до 10 м3/т; - шахты 3 категории выделяют метана от 10 до 15 м3/т; - к сверхкатегорным относятся шахты, опасные по суфлярным выделениям метана или при выделении метана более 15 м3/т; и опасными по внезапным выбросам являются шахты, разрабатывающие пласты, опасные или угрожающие по внезапным выбросам угля и газа. Существуют следующие нормы содержания метана в атмосфере подземных выработок: - поступающая струя воздуха в выемочный участок, очистные выработки, к забоям тупиковых выработок ≤ 0,5 %; - исходящая струя крыла, шахты ≤ 0,75 %; -исходящая струя из очистной или тупиковой выработки, выемочного участка ≤ 1 %; - местные скопления метана в очистных, тупиковых и др. выработках, выходе из смесительных камер ≤ 2 %; - трубопроводы для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов ≤ 3,5 %; - дегазационные трубопроводы от 3,5 до 25%. При несоответствии состава воздуха в выработках установленным нормам, работы должны быть остановлены и люди выведены на свежую струю воздуха. Об этом сообщается горному диспетчеру и принимаются меры по улучшению состава воздуха. 7.2 Первичные средства пожаротушения в шахте Первичными средствами пожаротушения в шахте являются: ручные, стационарные напором 212 в и передвижные системе огнетушители; пожарно-оросительного вода, находящаяся под трубопровода; песок или инертная пыль и подручные средства. В надшахтных зданиях и башенных копрах располагаются по семь ручных огнетушителя объемом по 10 л. Первичные средства пожаротушения (ручные огнетушители объемом 10 л, песок или инертная пыль с лопатами) находятся внутри подземных камер у рабочего места дежурного персонала (от 2 до 7 огнетушителей). В камерах с непостоянным располагаются дежурством снаружи камер людей в средства специальной пожаротушения нише со стороны поступления свежей струи воздуха, не далее 10 м от входа в камеру. Если в камерах расположены центральные электроподстанции с масляным заполнением, то их противопожарную защиту осуществляют и автоматическими противопожарными установками (пенными, порошковыми). Околоствольный двор снабжается семью огнетушителями. Семь огнетушителей также находится у сопряжения ствола с выработками горизонта. Электровозные гаражи, лебедочные камеры и силовые стационарные маслоагрегаты в камерах должны иметь по 7 огнетушителей и по 0,2 м3 песка или инертной пыли. Камеры подземных холодильных установок необходимо снабдить 7 огнетушителями и 0,4 м3 песка или инертной пыли. Камеры передвижных компрессоров содержат по 7 огнетушителей и по 0,7 м3 песка или инертной пыли. По 4 огнетушителя и по 0,2 м3 песка или инертной пыли должны иметь центральные электроподстанции и зарядные камеры, камеры подземных ремонтных мастерских, участковые трансформаторные камеры, электрораспределительные пункты, камеры водоотлива. Склады взрывчатых материалов должны содержать по 4 огнетушителя и по 1 м3 песка или инертной пыли. По 2 огнетушителя и по 0,2 м3 песка или инертной пыли необходимо иметь у передвижных электроподстанциях, в распределительных пунктах выработок, оборудованных ленточными конвейерами. По два огнетушителя должны иметь: - проходческие комбайны; - породопогрузочные машины; - дегазационные камеры; 213 - тупиковые горные выработки длиной более 500 м через каждые 50 м; - выработки с горючей крепью через каждые 300 м; - забои подготовительных выработок (не долее 20 м от места работы); - погрузочные пункты лав (на расстоянии 3–5 м со стороны поступающей свежей струи воздуха); - приводные и натяжные секции ленточных конвейеров; - выработки с ленточными конвейерами через каждые 100 м; - электромеханизмы, находящиеся вне камер; - верхние и нижние площадки стволов, шурфов, уклонов бремсбергов и их сопряжений; - подземные инструментальные камеры и здравпункты. Учитывая температурный диапазон работы огнетушителей, надшахтных зданиях и в выработках с отрицательной в температурой применяются только порошковые огнетушители. 7.3 Основные направления предупреждения эндогенных пожаров Все меры, направленные на предотвращение эндогенных пожаров, исходят из условий снижения количества генерируемого тепла и увеличения его потерь из окисляющегося материала. Из них можно выделить три направления: 1 – применение систем разработки, обеспечивающих минимальные потери угля и высокие скорости подвигания очистных забоев; 2 – снижение концентрации кислорода в воздухе в выработанном пространстве за счет сокращения утечек воздуха, накопления метана и нагнетания инертных газов; 3 – использование антипирогенов, снижающих химическую активность угля и повышающих его теплопроводность и теплоемкость. Первое направление – это общетехнические меры, 2 и 3 – это специальные меры профилактики. 214 7.4 Тушение рудничных пожаров Тушение пожаров может осуществляться активным, пассивным или комбинированным способами. Элементом процесса тушения очагов горения может быть и локализация пожара, позволяющая предотвратить его распространение и снизить интенсивность горения. Пожары, возникающие в зданиях, сооружениях, а также экзогенные и экзогенные пожары, возникающие в доступных местах подземных горных выработок и разрезах, обычно тушат активными способами. Активный способ тушения – это непосредственное воздействие на очаг горения огнегасительными веществами (водой, пеной, песком, огнегасительным порошком, инертным газом и пр.) или дистанционная подача в зону горения этих веществ по трубопроводам, скважинам или по подводящим выработкам, а также удаление горящих масс с их охлаждением. Пассивный способ тушения пожаров предусматривает изоляцию пожарного участка и применяется в случаях, когда очаг недоступен, неизвестно его местонахождения, нет достаточных средств для тушения, они неэкономичны или существует угроза взрыва горючих газов (метана более 2 %). Способ изоляции – это прекращение доступа воздуха в пожарный участок путем возведения в выработках перемычек, тампонирования трещин, соединяющих пожарный участок с действующими горными выработками или поверхностью и др. Комбинированный способ тушения – это сочетание непосредственного воздействия на очаг огнегасительными средствами с одновременной изоляцией пожарного участка перемычками для прекращения к нему доступа кислорода. Большая часть эндогенных пожаров ликвидируется пассивным или комбинированным способами. Тушение пожара без предварительной изоляции за счет заполнения пожарного участка пеной, водой (затопление), инертными газами или закладкой относят к дистанционным способам тушения. При выборе способа 215 ликвидации учитывается характер пожара, место его возникновения, размеры, стадия его развития и наличие необходимых средств пожаротушения. Локализация пожара – это проведение мероприятий, которые ограничивают распространение горения и пожарных газов по сети горных выработок, а также способствуют затуханию очага пожара. Меры по локализации подземного пожара необходимо осуществлять на всех стадиях его тушения. В качестве первоочередных мер независимо от способа тушения применяются следующие способы локализации пожара: - сокращение расхода воздуха, поступающего к очагам горения; - установка распространения водяных пожара завес (установка и создание временных преград перемычек, на пути закрытие противопожарных дверей и др.); - местное реверсирование вентиляционной струи; - удаление горючего материала из зоны горения или на пути распространения пожара. 7.4.1 Вентиляционные режимы при тушении подземных пожаров При тушении пожара в шахте должен устанавливаться вентиляционный режим, снижающий активность пожара и создающий условия для его тушения, а также предотвращающий скопление горючих газов до взрывоопасных концентраций и распространение продуктов горения в места нахождения людей. При тушении рекомендуются следующие вентиляционные режимы: – прекращение проветривания горящих выработок пожарного участка; – сохранение режима проветривания, существовавшего до пожара; – увеличение или уменьшение расхода воздуха, поступающего к очагу, при сохранении существовавшего направления вентиляционной струи; – реверсирование (опрокидывание) вентиляционной сохранением, увеличением или уменьшением расхода воздуха; 216 струи с – закорачивание вентиляционной струи в нормальном или реверсивном режиме проветривания. Принятый вентиляционный режим должен быть устойчивым и управляемым. До полного вывода людей из аварийной зоны изменение вентиляционного режима, предусмотренного планом ликвидации аварии, запрещается. При пожарах в надшахтных зданиях воздухоподающих стволов, в стволах со свежей струей, околоствольных дворах и примыкающих к ним главных воздухоподающих выработках наиболее эффективным является реверсирование вентиляционной струи в масштабе всей шахты после вывода людей из аварийной зоны. При пожарах в пределах выемочных полей (панелей) и в выработках с исходящими струями (вентиляционные выработки горизонта, крыла или шахты в целом, шурфы, вентиляционные сбойки, воздуховыдающие стволы и их надшахтные здания) сохраняется существующее направление вентиляционной струи с неизменяемым, уменьшенным или увеличенным расходом воздуха. В ходе тушения пожара должен осуществляться непрерывный контроль за содержанием горючих газов (метан, оксид углерода, водород и пр.), кислорода, других параметров потока воздуха (температура и расход воздуха в выработках пожарного участка). Если содержание метана у места тушения достигнет 2 %, все люди, в том числе горноспасатели, должны быть выведены из опасной зоны, а для тушения использован способ, обеспечивающий безопасность работ. 7.4.2 Активное тушение экзогенных пожаров В применяют зависимости от свойств горящего материала и условий пожара следующие способы, отличающиеся механизмом пожаротушения: 1 – охлаждение очага и объекта горения до температуры, меньшей температуры вспышки горючего вещества (например, водой, песком, пеной и др.); 217 2 – предотвращение выхода горючих летучих веществ из горящей поверхности в окружающий воздух и поступление кислорода к горючим компонентам (например, подача пены, плавящихся огнегасительных порошков и др.); 3 – снижение концентрации кислорода у горящей поверхности до безопасных значений (углекислым газом, азотом, паром); 4 – обрыв и предотвращение цепных реакций горения и (или) взрыва галоидированными углеводородами или огнегасительными порошками ингибирующего действия. На практике в большинстве случаев используется сочетания различных механизмов пожаротушения. Тушение пожаров в шахтах начинают обычно первичными средствами – пенными или порошковыми огнетушителями, песком, водой, а затем по возможности и необходимости вводят более мощные средства. Чтобы в случае развития пожара быстро локализовать его, одновременно с тушением начинают готовить участок к изоляции (подготовка врубов и материалов для сооружения изоляционных перемычек, в первую очередь на путях распространения пожара по выработкам с исходящей струей). Так, после изоляции очага, при снижении концентрации кислорода до 2–5 % горение прекращается. Тушить пожар следует со всех подходов, в горной выработки их два – со стороны поступающей и исходящей струи. Однако часто невозможно подойти к очагу со стороны исходящей струи из-за высокой температуры. Чтобы не допустить распространения пожара, необходимо путем опрокидывания вентиляционной струи снизить температуру в этом районе, а затем активно тушить. Для предотвращения распространения огня по выработкам в направлении движения вентиляционной струи используют водяные завесы. Простейшим средством тушения загораний и пожаров на начальной стадии развития является песок или инертная пыль. Мелкодисперсные частицы охлаждают горючее вещество, снижают доступ кислорода к 218 его поверхности, механически сбивают пламя. Для ликвидации небольших очагов можно применять асбестовое, войлочное или иное полотно, изолирующее зону горения от проникновения свежего воздуха. Наиболее распространенным средством борьбы с пожарами является вода. Однако ее нельзя применять для тушения оборудования и электрических проводов, находящихся под напряжением. Не следует применять воду для тушения бензина, керосина и других горючих жидкостей, плотность которых меньше плотности воды. Нельзя применять воду для тушения веществ, с которыми вода взаимодействует с выделением горючих и токсичных газов. Ручные огнетушители применяются в шахтах для тушения пожаров в начальной стадии развития (тушения твердых веществ и легковоспламеняющихся жидкостей, горения метана). По виду огнетушащих средств огнетушители бывают жидкостными, пенными, порошковыми, углекислотными, аэрозольными и комбинированными. По объему корпуса огнетушители подразделяются на ручные малолитражные с объемом до 5 л, промышленные ручные с объемом 5–10 л, стационарные и передвижные объемом более 10 л. Огнетушители жидкостные (ОЖ-5, ОЖ-10 и тушения загораний твердых горючих др.) применяют материалов. В для качестве огнетушащего вещества в них используют чистую воду, воду с добавками поверхностно-активных веществ. Выброс жидкости в этих огнетушителях осуществляется сжатым газом (воздух, углекислота, азот). Такие огнетушители не пригодны для борьбы с горящими нефтепродуктами, их жидкая фаза замерзает при низких температурах. Пенные огнетушители используют химическую или воздушномеханическую пену. Порошковые ручные огнетушители (ОП) значительно эффективней пенных и получили наибольшее распространение. Попадая на горящую поверхность, порошок расплавляется, и образующаяся пленка препятствует газообмену 219 у горящей поверхности. Предназначены для тушения древесины, конвейерных лент, масел и электрооборудования, находящегося под напряжением до 1140 В. Для удобства доставки к пожару разработан ранцевый порошковый огнетушитель ОР-Ш, имеющий массу порошка 14 кг, дальность выброса около 7 м. С целью тушения пожаров в труднодоступных местах разработана забрасываемая порошковая граната ПООД-1. Используется для тушения древесины, минерального масла, метана, электрооборудования. Состоит из полиэтиленового корпуса с массой порошка 2 кг и рукоятки. При взрыве порохового заряда радиус разлета порошка составляет 2,5 м. Углекислотные огнетушители содержат по давлением диоксид углерода (СО2) в жидком (до 75 %) и газообразном состоянии. Аэрозольные огнетушители хладоновые (ОАХ) прерывают процесс горения. В шахтах применяют огнетушители с ингибирующим составом (ОГС-7), предназначенные для тушения в горных выработках горящего метана, легковоспламеняющихся жидкостей, электрооборудования и других горящих материалов. Их не следует применять для тушения материалов, горение которых протекает без доступа воздуха. Состав БФ-2 содержит 73 % бромистого этила и 27 % тетрафтордибромэтана. употребляемых компонентов, в Учитывая шахтах пользоваться токсичность хладоновыми огнетушителями можно только в изолирующей дыхательной аппаратуре. Для подачи воды от пожарных кранов и насосов в очаг используют всасывающие и выкидные рукава, а также пожарные стволы. Всасывающие рукава предназначены для забора воды и состоят из нескольких слоев прорезиненной ткани со спиралью из проволоки. Диаметр всасывающих рукавов 60–125 мм. Выкидные рукава предназначены для подачи воды от насоса до пожарного ствола или разбрызгивателя. Диаметр выкидных рукавов 66 и 77 мм, они выдерживают давление до 1,6 МПа. Пожарные стволы позволяют подать воду при давлении 4–6 атм. на расстояние до 20 м, а в горных выработках до 10–15 м. Для создания водяных завес применяют водоразбрызгиватели. 220 Так, разбрызгиватель ВВР-1 с двумя насадками обеспечивает расход воды 22–43 м3/ч при давлении 0,2–0,7 МПа Диаметр получаемых капель воды около 100 мк, радиус их разлета до 7 м. Водоразбрызгиватель состоит из трубчатого тройника, соединительной головки и устройства для крепления к вагонетке или телескопической стойке. Расход воды на водяную завесу (для преграждения распространения пожара) не менее 50 м3/ч. Цельноструйное тушение из одного пожарного ствола требует расхода воды около 30 м3/ч. Для подключения выкидных рукавов к водопроводу в местах, где нет пожарных кранов, применяют гидранты пистолеты (например, ГП-2, образующий отверстие диаметром 25 мм в трубах толщиной от 2 до 12 мм). Для пробивания отверстия в трубах используют пороховые заряды. Гидранты пистолеты применяется на свежей струе и в исходящих струях воздуха с содержанием метана не более 1 %. В их состав входит и заглушки для закрытия отверстия после прекращения отбора воды. Установка для локализации подземных пожаров УЛП применяется для быстрой установки противопожарной завесы. Состоит из двух телескопических стоек для крепления в горной выработке и трубыколлектора, в коленчатые штуцера которой ввинчены полидефлекторные насадки, равномерно распыляющие воду по сечению защищаемой выработки. В случае распространения огня по горной выработке на расстояние 20–30 м, для тушения используют передвижные установки порошкового пожаротушения УП-250, УП-500, устанавливаемые на тележки шахтной вагонетки. Масса зарядов установок соответственно 250 и 500 кг, время действия 60 с, дальность выброса струи 15 м, работает от баллонов сжатого воздуха. Для направления и регулирования подачи порошка используется пистолет, соединенный с установкой прорезиненным рукавом длинной 15 м. Установки позволяют ликвидировать пламя в выработке на протяжении 40–50 м. Для автоматического пожаротушения водой на приводной головке ленточного конвейера применяют водоразбрызгивающую установку УАК-2, 221 запускаемую тепловым замком при 47оС с одновременным отключением электродвигателя конвейера. Автоматическая пожаротушащая порошковая установка «Буран» тушит пожары на головках ленточных отключает энергию. Масса тушащего заряда конвейеров до 120 кг, и температура срабатывания 47,5 оС и более. Продолжительность подачи порошка 10 с, защищаемая поверхность конвейерной ленты до 30 м2 Порошковая установка «Север» имеет те же характеристики, но устанавливается в электромашинных камерах, не имеющих постоянного обслуживающего персонала. Объем защищаемой камеры равен 200 м3. 7.4.3 Схемы активного тушения пожаров в выработках Вода является наиболее эффективным средством тушения пожаров при горении твердых веществ. Она может подаваться в виде компактных струй или в распыленном виде (водяные улучшает огнегасительную способность завесы). Распыление намного воды, т.к. из-за большей поверхности она быстрее испаряется, поглощая тепло. Капли воды могут долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии. Дисперсность образующихся капель пропорциональна давлению воды перед насадкой. При давлении 0,4–0,8 МПа дисперсность капель меняется от 0,5 до 0,1 мм. Необходимо помнить, что при попадании воды на раскаленные предметы происходит бурное парообразование, что может привести к ожогам. Поэтому охлаждение очага начинают не с центра, а с периферии. Нельзя тушить водой горящее электрооборудование и кабели под напряжением. 7.4.4 Пожары в горизонтальных выработках Работы по тушению пожара ведут обязательно со стороны движения на очаг свежего воздуха. Одновременно предупреждают распространение пламени в направлении движения продуктов горения установкой водяных завес. Устройство для распыления воды необходимо расположить как можно ближе к очагу. Если из-за высокой температуры установит завесу и удалить деревянную крепь невозможно, 222 то производят реверсирование вентиляционной струи, но при условии, что нет опасности поступления к очагу взрывчатых концентраций метана. Локализация пожара при помощи водяной завесы производится следующим образом. На первом этапе пожар тушат из пожарных стволов со стороны поступления свежего воздуха, которые потом заменяют на разбрызгиватели (рис. 20 а, 20 б). На втором этапе опрокидывают вентиляционную струю и устанавливают разбрызгиватели с другой стороны (рис. 20 в). На третьем этапе восстанавливают нормальное проветривание и тушат пожар струей, продвигаясь по выработке со стороны свежей струи (рис. 20 г). Если завесы на исходящей струе ставят без реверсирования вентиляционной струи, то подачу воды прекращают, чтобы избежать ожога людей паром. Водоразбрызгиватели устанавливают по оси выработки на расстоянии 2/3 высоты от почвы и таком расстоянии друг от друга, чтобы их струи соприкасались. Разбрызгиватели ставят на всех возможных путях распространения пожара, а если доступа нет, то проходят специальные обходные выработки. Рис. 20. Схема тушения пожара в горной выработке водой 223 Пожары в вертикальных выработках очень опасны, т.к. быстро распространяются снизу вверх в результате перемещения пламени под действием развиваемой тепловой депрессии. Огонь при таких пожарах часто выходит на поверхность и уничтожает надшахтные сооружения. Горящие материалы падают вниз, и это может вызвать возникновение новых очагов. Подход к таким пожарам очень опасен, т.к. при нисходящем проветривании при подходе сверху в любой момент может произойти опрокидывание вентиляционной струи под действием тепловой депрессии, а тушение снизу опасно из-за угрозы обрушения горящей крепи и пород. Наиболее простой схемой тушения пожаров в вертикальных выработках является опускание водоразбрызгивателей в район очага на канате при помощи ручной лебедки. Для уменьшения поступления к очагу воздуха, устье вертикальной выработки после вывода людей из шахты следует перекрыть лядами или полками, в которых оставляют отверстия для прохода пожарных рукавов и каната. На 1 м2 площади охраняемой вертикальной выработки в водоразбрызгиватель подают не менее 4 м3/ч воды. При опускании пожарных рукавов следует рассчитать ожидаемый пьезометрический напор воды перед разбрызгивателем. Для тушения пожара в вертикальном стволе следует использовать все имеющиеся к нему подходы: выработки промежуточных горизонтов, трубнокабельные ходки, вентиляционные неэффективности или и калориферные невозможности каналы. применения воды, В случае выработки заполняют пеной с поверхности. Пожары, возникшие в электромашинных камерах тушат подачей воды со стороны поступающей вентиляционной струи при закрытых противопожарных дверях (рис. 21). 224 Рис. 21. Тушение пожара водой в камере при закрытых противопожарных дверях: 1 – камера; 2 – очаг пожара; 3 – подаваемая струя воды Если температура очага высокая и трудно приблизиться к камере, то тушение подачей воды начинают при открытых дверях, что увеличивает вынос тепла из камеры. Однако в этом случае для локализации пожара и охлаждения продуктов горения во втором ходке устанавливается водяная завеса (рис. 22). При очень высокой температуре приблизиться к очагу пожара, для в камере, не позволяющей тушения применяется пена, которой заполняют весь объем камеры. Рис. 22. Тушение пожара в камере водой с постановкой водяной завесы: 1 – камера; 2 – очаг; 3 – подаваемая струя воды; 4 – водяная завеса 225 В уклонах и наклонных стволах с нисходящим движением вентиляционной струи воздуха перед тушением пожара вначале выводят людей из шахты. Затем должно быть проведено реверсирование струи и тушение пожара должно осуществляться снизу. Водоразбрызгиватели для создания водяной завесы опускаются к очагу или устанавливаются в устье наклонной выработки. Для защиты от обрушения горящим материалом работы по тушению ведут под специальными полками. Тушение сверху допускается в исключительных случаях, когда очаг в непосредственной близости от выше расположенной горизонтальной выработки и имеется устойчивая нисходящая струя. Как при всех пожарах, должны приниматься меры по сокращению поступления воздуха к очагу: установка временных перемычек в верхних и нижних частях выработок, закрытие противопожарных дверей. Если не удается потушить водой, выработку заполняют пеной. Выемка пожарных очагов Выемка горящей массы применяется в случаях, когда очаг находится в недоступном месте (в завале после выгорания крепи, в выработанном пространстве вблизи от действующих горных выработок) и обычно комбинируется с тушением водой. Вначале пожар оконтуривают разведочными выработками, проведенными по выработанному пространству или целикам угля, пород. Затем из разведочных выработок проводят пожарные выработки для подступа к очагу пожара. Подойдя к горящему углю, его заливают водой, затем вынимают, грузят в вагонетки и выдают на поверхность. Иногда, для лучшего охлаждения разогретой горной массы, пользуются пожарными пиками, внедренными в обрушенные породы. Вода выходит из просверленных на конце пики отверстий. После тушения все выработки, пройденные по обрушенным породам и целикам угля, а также восстановленные для подхода к очагу старые выработки должны быть изолированы, затампонированы глиной или заилены, т.к. при некачественной изоляции возможны рецидивы пожара. 226 Инертизация рудничной атмосферы при тушении пожаров в горных выработках Нередко тушение пожаров в шахтах осложняется из-за выделения горючих газов, способных взрываться при определенной концентрации и температуре. Наиболее часто таким горючим газом в шахтах является метан. Кроме того, при пожаре могут дополнительно образовываться такие горючие газы, как оксид углерода, водород. Для предотвращения взрывов горючих газов концентрации при пожаре кислорода) осуществляют атмосферы инертизацию в пожарном (снижение участке подачей инертных газов. Снижение концентрации кислорода способствует также более быстрому тушению пожаров. В качестве инертных газов наиболее часто применяют азот, а также углекислый газ, получаемый в генераторах инертных газов при сгорании топлива (ГИГ-4, ГИГ-1500, ГИГ-3000 и др.), данные о них приведены выше в разделе оборудования. В последние годы перспективными становятся мембранные технологии получения газообразного азота. Установки пятого поколения, использующие пористое полимерное волокно с нанесенным газоразделительным слоем, позволяют получить газообразный азот чистотой 95–99,95 % под давлением от 0,5 до 4 МПа с производительностью до 5000 нм3/ч. Для борьбы с пожарами на шахтах можно использовать передвижные азотные мембранные станции серии АМВЦ. 7.4.5 Изоляция пожарных участков Изоляцию пожарных участков применяют в случаях, когда другими способами пожар потушить невозможно. Изоляция участка – это исключение его из общей схемы проветривания с целью прекратить доступ воздуха в очаг пожара и не допустить проникновения токсичных пожарных газов в действующие выработки. Изоляция достигается путем сооружения в горных выработках временных или постоянных перемычек. Рекомендуется изолировать минимальный объем горных выработок, что приведет к быстрому снижению концентрации кислорода. 227 Однако в газовых шахтах при выборе мест возведения перемычек необходимо учитывать опасность взрыва, поэтому их сооружают на безопасном расстоянии от очага пожара. Иногда приходится возводить множество перемычек, постепенно приближаясь к очагу. Изоляция участка считается удовлетворительной, если в районе горения в изолированном пространстве будет достигнута концентрация кислорода, при которой прекращается горение (для угля – 2 % кислорода по объему). Все перемычки для изоляции пожарного участка должны сооружаться, как правило, одновременно. В негазовых шахтах при сильной задымленности и высокой температуре исходящих газов перемычки могут вначале возводить в выработках, по которым воздух поступает к очагу. После их закрытия сооружают перемычки в выработках с исходящей струей. Если есть угроза распространения пожара по выработке с исходящей струей или в другие выработки, то перемычки в первую очередь сооружают в выработке с исходящей струей воздуха. При этом вентиляционная струя реверсируется, а в выработке с поступающей струей осуществляют меры по предотвращению распространения пожара (установка извлечение горючих элементов водяных завес, крепи, оборудования и др.). Затем восстанавливают первоначальное проветривание и перемычки возводят в выработках с поступающей вентиляционной струей. При выборе места возведения перемычки необходимо учитывать: - схему расположения горных выработок в районе пожара; - место пожара, размеры и скорость его распространения; - степень нарушенности боковых пород и угольных целиков; - температуру воздуха на подступах к пожару; - возможность осуществления вентиляционных маневров в период изоляционных работ; - значимость выработок, теряемых при изоляции, для дальнейшей эксплуатации шахты. В главных выработках, по которым воздух поступает в пожарный участок и выходит из него, обычно возводят огнестойкие перемычки 228 (кирпичные, бетонные). В боковых выработках, примыкающих к пожарному участку, можно возводить неогнестойкие перемычки (чураковые, брусчатые), если на них не может распространиться пожар. Перемычки, сооружаемые в главных выработках, должны иметь проемы расчетного сечения, обеспечивающего нормальное проветривание пожарного участка во все время изоляционных работ. Проемы должны герметично закрываться дверями или лядами. В боковых выработках перемычки сооружаются глухими. При изоляции пожарных участков можно сооружать временные и постоянные перемычки. К временным перемычкам относят парусные и дощатые; они газопроницаемы, не обеспечивают полного прекращения доступа воздуха к очагу. Их применяют, когда необходимо быстро сократить количество воздуха, поступающего к пожару (парусные), или задержать его распространение по горным выработкам (дощатые), пока у мест изоляции не будут сосредоточены необходимые материалы для сооружения постоянных перемычек. Временные перемычки применяют и для улучшения условий сооружения постоянных перемычек (прекращают распространение дыма и токсичных газов). Парусные перемычки представляют собой полотна из брезента или парусины, которыми перекрывается сечение выработки. Полотно крепят к стойкам и верхняку крепежной рамы. Постоянные перемычки бывают бетонитовые, кирпичные, бетонные, шлакоблочные, шлаконаливные, чураковые, брусчатые. Для лучшей герметизации их возводят во врубах, глубиной не менее 0,5 м по породе и 1 м по углю. Применяют и безврубовые перемычки. Перемычка должна отстоять от места пересечения выработки не менее чем на 5 м, чтобы в случае необходимости можно было рядом с ней соорудить дополнительную перемычку и чтобы не войти в зону трещиноватых пород. В каждую постоянную перемычку должна закладываться труба диаметром 40–50 мм для отбора проб воздуха на расстоянии от почвы, равном 2/3 высоты выработки. Труба должна выступать не менее 2 м за перемычку и на 20–30 см в сторону действующих выработок и иметь на внешнем кольце 229 резьбу для навинчивания заглушки. В выработках откаточного горизонта через перемычку на расстоянии 0,2–0,3 м от почвы должна проходить труба диаметром 75–100 мм У-образной формы для стока воды из пожарного участка. В горизонтальных выработках для усиления изоляции на расстоянии 3–5 м возводят дополнительные перемычки, а образующееся между ними пространство заиливают. Для замера температуры и отбора проб газа через обе перемычки пропускают трубу диаметром 40–50 мм, а для стока воды трубу диаметром 100–150 мм. Для локализации взрывов при изоляции пожаров возводят взрывоустойчивые перемычки, баррикадные, барьерные, шпренгельные и быстровозводимые гипсовые. Взрывоустойчивая перемычка – это искусственно возводимая из гипса, бетона, кирпича, бруса и других строительных материалов шахтная перемычка для перекрытия поперечного сечения горной выработки в целях предотвращения разрушающего действия воздушной ударной волны взрыва. От других перемычек отличается повышенным сопротивлением к ударным воздействиям и динамическим нагрузкам. Баррикадные перемычки сооружают из мешков с песком, глиной, слоями, каждый слой засыпают инертным материалом для заполнения пустот между мешками. Длина перемычки должна быть не менее 6 м. Барьерные перемычки возводят путем обрушения кровли горных выработок буровзрывным способом. Барьерные и баррикадные перемычки возводят на расстоянии 15–20 м от изоляционных перемычек со стороны очага пожара. Шпренгельные перемычки состоят из двух деревянных (из брусьев), одна из которых со щелями для гашения энергии ударной волны, вторая герметичная. Надежной и легковозводимой взрывоустойчивой перемычкой является гипсовая, возводимая с помощью комплекса оборудования «Темп». В качестве материала применяется пластифицированный гипс, получаемый из строительного гипса и пластифицирующей добавки ССБ (сульфитноспиртовой добавки). Он легко смачивается, образуя растворную смесь, 230 быстро твердеющую до камневидного состояния. Исследования показали, что гипсовые перемычки взрывоустойчивы. «Темп» состоит из смесительно-нагнетательной установки, рукавной линии, пульта управления, проемной трубы с дистанционно управляемым клапаном. Работает комплекс «Темп» следующим образом: к месту возведения перемычки доставляют в вагонетках пластифицированный гипс (в мешках), подводят воду, ставят опалубки и в смеситель подают воду и гипс, а образующийся раствор поступает по рукавам в пространство между опалубками. Раствор растекается, проникая в закрепное пространство и тампонирует щели и пустоты. В тело перемычки (между опалубками) ставят проемную трубу для управления вентиляционным режимом изолируемого участка во время возведения перемычки. Об окончании заливки свидетельствует датчик уровня и через 1,5 ч раствор твердеет. Производительность установки по гипсу 7–9 м3/ч, дальность подачи раствора 200 м, давление нагнетания до 1,0 МПа. Изолированный пожар считается потушенным, если: - содержание кислорода в пожарном участке не превышает 3% и отсутствует повышенная по сравнению с фоном концентрация оксида углерода или в течение 7–10 суток обнаруживаются только следы оксида углерода; - замеренная за перемычками температура воздуха и вытекающей из пожарного участка воды не превышает нормальной; - отсутствуют признаки дыма в выработках, примыкающих к пожарному участку. Однако, несмотря на эти условия, вскрываемые пожары иногда продолжают действовать. Причиной низкой эффективности тушения пожаров методом изоляции является очень медленное остывание разогретого угля, сохраняющиеся прососы воздуха через перемычки, поэтому необходима выдержка изоляции расчетное количество времени. 231 7.4.6 Комбинированное тушение пожаров Ненадежность способа тушения пожаров изоляцией (возможны значительные прососы воздуха), а также возникающие сложности применения прямого тушения (отсутствуют приблизиться способа к очагу) средства способствуют огнетушения, применению тушения. Способ предусматривает на невозможность комбинированного первом этапе изоляцию пожара возведением перемычек, что снижает его активность, а на втором этапе активное тушение подачей в очаг различных хладагентов. Наибольшим охлаждающим эффектом при тушении пожаров обладают вода или смеси воды с глиной, золой и другими мелкодисперсными материалами (пульпы). При подаче пены происходит меньший теплосъем на единицу подаваемого объема хладагента, однако преимуществом пены является ее объемное распространение и изолирующий эффект, позволяющий снизить приток воздуха к очагу и уменьшить генерацию тепла. Тушение может осуществляться через вскрываемые перемычки, через оставленные в перемычках трубы, или через скважины, пробуренные с поверхности или из близлежащих горных выработок. Контроль за эндогенными пожарами, их списание и вскрытие пожарного участка Оценку состояния эндогенного пожара выполняют по изменению температуры, влагосодержания и газового состава атмосферы в изолированном пространстве пожарного участка, а также по результатам приповерхностного замера состава газов. Контроль ведется силами шахты и ВГСЧ путем осмотра перемычек, отбора проб и замера температуры, влагосодержания, количества и перепада давления воздуха через воздуховыдающие контрольные скважины и трубки в перемычках. В первые двое суток после изоляции пожарного участка отбор проб осуществляет ВГСЧ не реже, чем через каждые 6 ч. В последующие 15 суток отбор проб происходит через сутки. После стабилизации атмосферы замеры ведут с периодичностью два раза в месяц. Результаты замеров состава атмосферы заносят в «Книгу наблюдений за пожарным участком…» 232 Признаками потушенного пожара считается отсутствие или снижение до фоновых значений содержания в воздухе изолированного пространства и в приповерхностном слое почвы водорода и окиси углерода, а также уменьшение температуры воды и воздуха до 25 оС. Списание пожара в категорию потушенных производится при получении трехкратного подтверждения отсутствия признаков пожара в пробах, отобранных последовательно через 24 ч во всех контрольных точках шахты, и положительных результатов приповерхностной съемки, выполненной в указанный период. При необходимости получения дополнительных данных производится разведка пожарных участков силами ВГСЧ. Для списания пожара создается комиссия, которая рассматривает: - акт расследования аварии; проект тушения пожара; - результаты анализа проб воздуха и замеров температуры; - акт обследования горных выработок и состояния поверхности; - донесение ОВГСО о разведке пожарного участка; - данные измерения температуры и состава воздуха по контрольным точкам (в том числе в приповерхностном слое почвы); - расчет полного экономического ущерба от пожара. Списание пожара оформляется актом. Вскрытие пожарного участка разрешается не ранее 0,5 месяца после списания пожара в категорию потушенных. В этот период за ним ведется наблюдение как за действующим пожаром. Вскрытие пожарных участков осуществляет ВГСЧ по мероприятиям, разработанным главным инженером шахты и командиром ОВГСО. Ремонтновосстановительные работы на участке с потушенным пожаром разрешены не ранее, чем через сутки после вскрытия. При обнаружении в исходящей струе оксида углерода, водорода, радона и этилена выше фонового значения для данного участка, проветривание прекращают и закрывают проемы в перемычках. 233 7.5 Ликвидация последствий взрывов метано-воздушной смеси и угольной пыли. К взрывчатым газам, которые могут появляться в шахтной атмосфере, относятся метан и его производные, водород, окись углерода и сероводород. Кроме того, взрывается и угольная пыль. Пределы взрываемости смесей горючих газов с воздухом при обычных для шахт температурах и давлениях следующие: 5-16% метана; 3-65% ацетилена; 3,2-12,5% этана; 4-74% водорода; 12,5-75 окиси углерода; 6% сероводорода. Угольная пыль воспламеняется при температуре 700-800°С. Нижний предел запыленности выработки, при котором может произойти взрыв взвешенной угольной пыли, составляет 10-50 грамм в одном кубическом метре воздуха, а верхний предел взрываемости 2000-3000 грамм на кубический метр. Установлено, что присутствие в воздухе угольной пыли снижает нижний предел взрываемости метана, а метан в свою очередь снижает нижний предел взрываемости угольной пыли. Пределы взрываемости смесей горючих газов также могут меняться в широких пределах. При взрыве газов и пыли основными поражающими факторами для людей являются: ядовитые продукты взрыва и бескислородная среда в исходящей струе воздуха, ударная волна и высокая температура атмосферы. Ведение работ по ликвидации последствий взрывов осложняется дополнительными опасностями для людей: нарушением или полным прекращением проветривания аварийного участка, возможными пожарами, повторными взрывами, завалами горных выработок. Взрывы метана в горных выработках могут иметь место при недостаточном проветривании, что приводит к повышенному содержанию его в рудничном воздухе. Взрывы угольной пыли могут происходить и при нормальном проветривании выработок, но при значительном скоплении пыли в выработках во взвешенном состоянии. Причинами, приводящими к взрыву газов и угольной пыли, являются: нарушение правил ведения взрывных работ, нарушение правил эксплуатации электрооборудования, искрообразование при 234 замыкании батарей аккумуляторных ламп, искрообразование при работе различных механизмов, курение и открытый огонь в шахтах. Тактическими особенностями аварий, возникающих при взрывах метанопылевоздушных смесей, являются трудности ведения горноспасательных работ из-за невозможности быстрого проникновения к пострадавшим в связи с разрушением крепи горных выработок и образованием завалов. Характер поражения людей воздушной ударной волной подобен действию ударных волн, возникающих при взрыве ВВ. Однако при взрыве горючих смесей в шахте решающее влияние оказывает высокая температура и движущийся вслед за фронтом ударной волны с большой скоростью поток токсичных газов. Наиболее высокие концентрации окиси углерода возникают при участии во взрыве угольной пыли. Об участии пыли во взрыве можно судить по образовавшемуся отложению коксика на стенках и крепи горных выработок. Первоочередными задачами при ликвидации последствий взрывов в шахтах являются непосредственное спасение людей, застигнутых взрывом, тушение возникших очагов пожара и восстановление проветривания. Восстановление вентиляции участка, пораженного взрывом, необходимо для того, чтобы в наиболее короткие сроки обеспечить максимальную подачу воздуха в выработки, где находятся люди. Это особенно необходимо, когда пострадавшие находятся за обрушениями и к ним невозможно быстро проникнуть. Если в результате взрыва в выработках образовались очаги пожаров, то одна из неотложных задач - их ликвидация. При разработке первого оперативного плана ликвидации последствий взрыва должны предусматриваться следующие основные мероприятия: постоянный контроль за газовой обстановкой в выработках, где нарушено проветривание; восстановление нормального проветривания на аварийном участке и разгазирование пораженных выработок; обеспечение устойчивой оперативной связи со всеми местами 235 ведения работ и командным пунктом; тушение возникших очагов пожаров; обеспечение безопасности при выполнении аварийно- спасательных работ в шахте; и в первую очередь - разведка выработок с целью спасения людей. Для оказания помощи людям, застигнутым взрывом газа или пыли, в шахту, как правило, следует направлять столько отделений ВГСЧ, чтобы была оказана помощь каждому пострадавшему. На участки, куда могут распространиться газообразные продукты взрыва, направляются по два отделения первое - по исходящей струе воздуха, второе - по поступающей. При отсутствии достаточного количества сил ВГСЧ все прибывшие на шахту отделения направляются непосредственно на аварийный участок для спасения людей. Пострадавшим, находящимся на свежей струе, оказывается помощь медицинским персоналом, прибывшим с первым и последующими отделениями, а отделения ВГСЧ, не задерживаясь, должны проникать в глубь аварийного участка, где тоже могут находиться люди. Для оказания медицинской помощи пострадавшим при взрывах в шахту направляются все медицинские работники ВГСЧ, шахты и вызывается необходимое количество работников местных органов здравоохранения. Из опыта ликвидации последствий взрывов известно, что наиболее тяжелые последствия вызывают взрывы, происходящие на участках со сложной схемой проветривания и в тупиковых выработках большой протяженности (500 м и более). Горноспасательные работы по ликвидации последствий взрывов в длинной тупиковой выработке должны осуществляться по оперативному плану, которым необходимо предусматривать: разведку аварийной выработки для обнаружения людей и оказания им помощи; организацию подземной базы с медицинским обеспечением и сосредоточением на ней противотепловых средств; 236 организацию в аварийной выработке баз передового базирования и продолжение работ по проведению разведки и эвакуации пострадавших с использованием ББГ и индивидуальных теплозащитных средств; комплекс работ по интенсивному разгазированию аварийной выработки и снижению в ней температуры средствами вентиляции и искусственного охлаждения воздуха. На тяжелых физических работах, осуществляемых в экстремальных условиях, может быть занято большое количество горноспасательных отделений и членов ВГС шахт. Для обеспечения оперативного управления в таких условиях и качественного выполнения заданий необходимо: комплектовать отделения ВГСЧ для каждого вида выполняемых работ с учетом квалификации, тепловой устойчивости, психофизической выносливости респираторщиков; создавать на командном пункте рабочую группу из двух-трех человек для ведения оперативной документации; возлагать общее руководство работами, выполняемыми в шахте на лиц старшего командного состава 7.6 Ликвидация последствий внезапных выбросов угля и газа. Понятие "внезапный выброс угля, породы и газа" подразумевает сложные и опасные шахтные аварии, происходящие внезапно, при которых в нормальных производственных условиях из разрабатываемого пласта с огромной силой выбрасывается масса измельченного угля и газа, а иногда и боковых пород. При этом горные выработки быстро заполняются выброшенным углем и газом на большом протяжении. Серьезную опасность представляет образование непригодной для дыхания метановоздушной атмосферы. Опасность усугубляется внезапностью и интенсивностью выделения метана, а, следовательно, и быстрым нарастанием его содержания в атмосфере. Образующееся при выбросе метановое облако с низким содержанием 237 кислорода способно распространяться по направлению движения вентиляционной струи и поражать людей на большом расстоянии от места выброса. В первоначальный момент в результате выброса создается непригодная для дыхания атмосфера, как по направлению, так и против движения вентиляционной струи. При обильном выделении метана после выброса удушливая (взрывоопасная) атмосфера на аварийном участке может сохраняться длительное время, даже если выброшенным углем не перекрыло всего сечения выработки. В случае появления в них источника огня (например, от неисправного светильника) возможен взрыв метана и угольной пыли. На крутых пластах при внезапных выбросах угля и газа нижняя часть лавы, как правило, оказывается засыпанной углем, что приводит к полному или частичному нарушению проветривания выемочного участка и затрудняет проникновение отделений ВГСЧ со стороны откаточного штрека к людям, находящимся в зоне выброса. При этом нередко происходят обрушения кровли или почвы пласта, что значительно осложняет выполнение работ. Особенно сложная обстановка создается в тех случаях, когда обрушение происходит в вентиляционном штреке, что наблюдается при выбросах в верхних уступах лав. При внезапных выбросах в подготовительных выработках часто имеется лишь один возможный подход к людям, застигнутым выбросом. Спасение людей в этом случае осложняется, так как сложно быстро убрать выброшенный уголь. Главной задачей при ведении горноспасательных работ по ликвидации последствий внезапных выбросов угля и газа является спасение людей, быстрое включение пострадавших в изолирующие самоспасатели и вывод на свежую струю, обеспечение эффективного проветривания загазированных выработок, извлечение людей из-под выброшенного угля или завалов. Необходимо учитывать возможность повторного (запоздалого) внезапного выброса. Поэтому одновременно с выводом людей должна быть усилена крепь, особенно в местах сопряжений выработок. Следует обеспечить 238 непрерывную подачу свежего воздуха по выработкам и имеющимся пневмопроводам к местам наиболее вероятного нахождения людей. Для спасения людей, застигнутым внезапным выбросом угля и газа, первое отделение ВГСЧ направляется кратчайшим путем к застигнутым аварией людям по выработкам с исходящей с участка струей воздуха, а второе - по выработкам с поступающей струей. При движении отделений проверяются камеры, убежища, спасательные ниши и другие сооружения, в которых могут находиться люди. Если в загазированной метаном выработке оказались люди, нуждающиеся в помощи, поиск и спасение их организуется независимо от концентрации метана в атмосфере этих выработок. В этом случае для предупреждения взрыва метана и угольной пыли в ходе ведения спасательных работ необходимо не допускать: искрообразования в стационарных и переносных светильниках спасателей при работе в атмосфере с опасным содержанием метана; применение электровозов или другого электрооборудования вблизи загазированных метаном выработок; применения горного инструмента, работа с которым может вызвать искрообразование. Кроме того, при необходимости следует организовать осаждение угольной пыли в местах интенсивного пылеобразования, выполнение профилактических мероприятий по предотвращению самовозгорания выброшенного угля и других мер безопасности спасательных работ. В ходе разгазирования выработок в зоне внезапного выброса исходящую струю воздуха необходимо направлять кратчайшим путем в выработки с общей исходящей струей шахты, минуя действующие участки и выработки, в которых находятся люди. При этом должна быть предусмотрена подача максимального количества свежего воздуха на аварийный участок, как за счет других участков, так и путем дополнительной подачи его по шахтному воздухопроводу. 239 7.7 Ликвидация последствий проникновения в шахту ядовитых химических веществ. При проникновении в горные выработки ядовитых химических веществ первоочередные действия отделений ВГСЧ направляются на спасение людей и оказание им помощи, определение состава ядовитых веществ, устранение источника их поступления и предупреждение распространения этих веществ по выработкам. Выполнение горноспасательных работ по ликвидации последствий проникновения в горные выработки ядовитых химических веществ допускается специально подготовленными отделениями ВГСЧ при наличии у них аппаратуры экспресс-определения и контроля ядовитых химических веществ и специальных костюмов и средств для защиты кожного покрова и органов дыхания. На ликвидацию этих аварий составляются специальные мероприятия (проекты), разрабатываемые с привлечением соответствующих специалистов в области ядовитых химических веществ. В мероприятиях необходимо предусмотреть: порядок действия при разгазировании пораженных выработок, способы нейтрализации зараженной зоны специальными веществами или изоляции аварийного участка; меры предосторожности при ведении аварийно-спасательных работ; контроль за составом рудничной атмосферы и порядок отбора проб воздуха и шахтной воды; организацию связи для передачи информации на КП, подземную базу и работающим отделениям. 7.8 Ликвидация последствий при прорыве воды. Затопление выработок водой может произойти в шахтах, имеющих большой приток воды, при остановке насосов главного водоотлива. Но аварии 240 от внезапных прорывах воды, скопившейся в выработках верхних отработанных горизонтов шахт или в естественных резервуарах на поверхности, являются весьма опасными для людей, работающих в нижних горизонтах и наклонных тупиковых выработках. При этом кроме угрозы затопления, возникает еще недостаток воздуха и создается опасность затопления запасных выходов из шахты. Угрожающий приток воды с поверхности (при таянии снега, сильных дождях и т.д.) может поступать в горные выработки через устья стволов, шурфов, буровых скважин, по трещинам и провалам. Большинство прорывов воды из старых выработок сопровождается выделением взрывчатых и ядовитых газов (метана, углекислого газа, сероводорода и др.), а также обвалами пород в выработках. При затоплении горных выработок водой действия отделений ВГСЧ направляются на оказание помощи людям, застигнутым аварией, предохранение выработок от дальнейшего затопления и проветривание при их загазировании. Для спасения людей при прорыве воды в очистные или подготовительные выработки первое отделение ВГСЧ направляется против течения воды по нижнему горизонту, а второе - по верхнему. При этом электроэнергия на всех электропотребителях, за исключением насосных и водоотливных установок, должна быть отключена. Если прорыв воды угрожает насосным установкам, а люди уже удалены в безопасные места, то отделения ВГСЧ направляются в основном на защиту насосных установок от затопления. Чтобы избежать затопления насосных установок в околоствольном дворе основного горизонта, вода отводится по уклонам и другим наклонным выработкам на нижележащий горизонт, с которого предварительно должны быть выведены все люди. При посылке отделения против движения воды по выработкам, не имеющим в пределах маршрута движения запасных выходов на верхний горизонт, необходимо выставлять на базе резервное отделение, которое должно следить за повышением уровня воды в околоствольном дворе и 241 сигнализировать работающему отделению о времени возвращения на базу. Если создается угроза быстрого затопления горных выработок и запасной выход на вышележащий горизонт при этом отсутствует, отделение должно немедленно возвратиться на базу. При угрозе затопления околоствольного двора нижнего горизонта людей следует выводить с угрожаемых участков на вышележащий горизонт к выходам на поверхность. К выполнению горноспасательных работ при затоплении выработок водой и выполнению подводно-технических спусков привлекаются специализированные отделения горноспасателей - водолазов. Выполнение водолазных работ проводится в соответствии с требованиями специальной инструкции. 7.9 Ликвидация последствий прорыва плывунов и заиловочной пульпы. Прорывы в горные выработки шахт заиловочной пульпы, плывунов и глин могут явиться причиной несчастных случаев с людьми и выхода из строя на продолжительное время горных выработок и выемочных участков. Работы по ликвидации последствий этих аварий очень трудоемки и длительны по времени. При угрозе проникновения прорвавшейся массы на нижележащие горизонты шахты всех людей необходимо вывести на верхние горизонты к выходам на поверхность. Все вертикальные и наклонные выработки, ведущие на нижний горизонт, по пути движения прорвавшейся массы должны быть перекрыты. При прорыве глины, пульпы и плывунов в горные выработки верхнего горизонта на крутых пластах горноспасательные работы должны вестись только с верхнего горизонта. Запрещается подходить под заиленные выработки снизу. Уборка прорвавшейся в выработки глинистой массы осуществляется 242 путем размыва ее водой и откачки шламовыми насосами либо погрузкой в шахтные вагонетки. Если горноспасательные работы с верхнего горизонта вести невозможно, то выпуск глинистой массы из вертикальных и наклонных выработок допускается только под защитой барьерных перемычек, установленных в горизонтальных выработках в непосредственной близости от места выпуска и рассчитанных на максимальное динамическое давление пульпы. Выпуск массы в этом случае должен производить один человек. После выпуска массы из восстающей выработки работы по уборке пульпы в горизонтальной выработке во избежание возможного повторного прорыва сверху должны вестись после возведения защитной перемычки в нижней части восстающей выработки. При заторах, за которыми находится глина или пульпа, выпускать ее следует путем проделывания небольших отверстий в образовавшемся заторе. Если пульпа за затором находится под давлением, то разборка затора не производится. Запрещается направлять людей в вертикальные и наклонные выработки снизу для непосредственной разборки заторов, за которыми находится пульпа. Если проветривание не нарушено или уже восстановлено, очистка горных выработок от прорвавшейся массы производится силами рабочих шахты и членами ВГС. 243 8. ПЛАН ЛИКВИДАЦИИ АВАРИИ ЕГО СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. 8.1 Система управления безопасностью работ на шахте(руднике). В качестве научно-практического обоснованной используются стандарты группы ГОСТ Р МЭК 61508. Таким образом для снижения исходного уровня риска, обусловленного горно-геологическими условиями и производственными планами шахты, до приемлемого или допустимого, соответствующего согласию общества на ущерб, применяются проектные решения, технологические и инженерные системы, обученный персонал и методы управления производством, которые принято разделять на три группы: внешние средства снижения риска (внешние средства), противодействующие условиям возникновения аварий и снижающие вероятность возникновения условий для реализации аварий; системы, связанные с безопасностью (системы безопасности), снижающие вероятность реализации аварии при наличии соответствующих условий; другие технологии, предотвращающие развитие аварии и уменьшающие ущерб от ее реализации. Так как уровень риска определяется как произведение вероятности аварии на ущерб от нее, то основные усилия должны быть направлены на уменьшение вероятности аварии, т.е. на внешние средства и системы безопасности. Внешние средства снижения риска Фундаментальный вклад в уменьшение вероятности аварии вносят внешние средства снижения риска, основу которых составляют: проектные решения, призванные исключить условия возникновения электронные и различных программируемые видов опасности; системы (ЭЭПС), электрические, обеспечивающие измерения и оперативный контроль за соблюдением проектных решений, т.е. выявляющие явные отклонения от проектного (эталонного) состояния (поведения) тенденции шахты; и информационные признаки опасных системы, ситуаций, выявляющие состояний и скрытые явлений и прогнозирующие их; технологические и производственные мероприятия, в том числе обеспечивающие непрерывную и качественную реализацию 244 вышеперечисленных мер во всем их многообразии и постоянную высокую готовность систем безопасности и других технологий к функционированию в предаварийных, аварийных и поставарийных ситуациях. К внешним средствам относятся ЭЭПС, обеспечивающие местный и дистанционный ручной, автоматизированный и автоматический контроль и управление, измерительные системы, системы сигнализации и связи, системы противопожарного, сейсмического и геофизического контроля и прогноза и пр., большинство из которых, за исключением систем регионального и локального сейсмического и геофизического контроля и прогноза, серийно выпускаются и повсеместно эксплуатируются на шахтах. Внешние средства в основном предусматривают оперативные управленческие решения технологического и производственного уровня, но не исключают ручную, автоматизированную и автоматическую генерацию управляющих команд, при этом могут использоваться системы передачи данных, наземные технические и программные средства и системы. Эти внешние средства являются по своему назначению технологическими, что проявляется как и в их структуре, которая соответствует классической структуре многоуровневой АСУТП (подземные полевой и контроллерный уровни, развитые средства передачи данных и мощный наземный компьютерный комплекс с автоматизированными рабочими местами) или распределенной системе управления (далее РСУ), так и в их составе (десятки и сотни подземных электронных устройств и километров кабельных линий питания и связи). Из ЭЭПС, перечисленных в п. 41 Правилах безопасности в угольных шахтах , к внешним средствам относятся: 1) системы контроля и управления стационарными вентиляторными установками, вентиляторами местного проветривания, газоотсасывающими установками, дегазационными установками и подземной дегазационной сетью; 2) системы аэрогазового контроля (АГК), контроля пылевых отложений и управления пылеподавлением, обнаружения и локализации 245 ранних признаков эндогенных и экзогенных пожаров и контроля и управления пожарным водоснабжением; 3) система геофизических и сейсмических наблюдений с региональным и локальным прогнозом; система наблюдения и определения местоположения персонала в подземных выработках (технологическое позиционирование); 4) система оперативной, технологической, громкоговорящей подземной связи. Отметим, что гарантированное быстродействие (гарантированное выполнение предписанной функции за требуемое время) не относится к критически важным требованиям с точки зрения обеспечения безопасности, так как ЭЭПС внешних средств работают с данными на промежутках времени от нескольких минут до сотен дней. Однако для этих ЭЭПС, обеспечивающих контроль или измерение параметров различных видов опасности, важными являются возможность и длительность работы в аварийных ситуациях (например, системы АГК и технологического позиционирования должны работать не менее 16 ч после исчезновения сетевого питания) или возможность локального сохранения информации в подземных электронных устройствах при отказе линий связи между ними и наземным оборудованием, что требуется для обеспечения непрерывности контроля и при исследовании развития аварий. 246 Перечисленные системы и средства не являются составными частями МСБ и в общем случае не входят в ее состав, но информация, получаемая от них, применяется в МСБ, поэтому необходимо говорить об информационной интеграции ЭЭПС внешних средств с МСБ. Несмотря на высокую насыщенность шахт различными ЭЭПС и мощный поток информации, который они продуцируют, в большинстве случаев отсутствуют информационные системы МСБ, которые обеспечивают не только сложный многофакторный комплексный анализ получаемых данных, но и их простую обработку, в лучшем случае собираемая информация используется для формирования простых отчетов и при расследовании аварий. Однако именно проводимое в своевременное автоматическом обнаружение или автоматизированном скрытых от прямого режиме наблюдения (непосредственных измерений) признаков опасных ситуаций и выявление тенденций, увеличивающих предотвращающие уровень аварийные риска, ситуации — путем основные меры, своевременного предоставления информации для выработки и осуществления необходимых 247 управляющих воздействий — технологических и производственных мероприятий. Для создания такого информационного и программного обеспечения МСБ надо использовать математические модели всех элементов шахты: геомеханические для горных выработок с вмещающим горным массивом; аэростатические и аэродинамические для вентиляции, энерго- и массопереноса и т.п.; логические, статические и динамические модели технологических процессов и оборудования, инженерных систем и сооружений; физиологические и социальные модели работников. Очевидно, что все эти модели должны быть взаимоувязаны, обеспечивать работу в реальном и ускоренном времени и соответствовать эталонным состоянию и поведению всех элементов шахты. Первостепенная задача, решение которой также должна обеспечивать информационная система МСБ, — ранжирование объектов контроля по разным видам опасности и по степени комплексной опасности для выявления первоочередных мероприятий с обязательным контролем действенности проводимых мероприятий. С учетом того, что внешние средства вносят определяющий вклад в предотвращение аварий, разработка соответствующих методик, математического, алгоритмического, информационного и программного обеспечения и их реализация в информационной системе МСБ — важнейшая научно-практическая задача. 8.1.1 Системы, связанные с безопасностью Если условия для реализации аварии все-таки возникли из-за неверных проектных решений, появления неучтенных природных и техногенных факторов, нарушения технологии, неправильных монтажа, эксплуатации и обслуживания технологических и инженерных систем и пр., что не было своевременно обнаружено с помощью внешних средств снижения риска или было обнаружено, но необходимые мероприятия не были выполнены, то надо противодействовать реализации аварии. Это обеспечивают средства противоаварийного управления и защиты (ПАЗ) — ЭЭПС, относящиеся к системам, связанным с безопасностью (ЭЭПС безопасности). В МСБ 248 угольных шахт к ЭЭПС безопасности относятся средства автоматической газовой защиты (АГЗ), которые блокируют электроснабжение оборудования, находящегося в зоне с недопустимыми концентрациями контролируемых газов, например метаном, и средства противопожарной защиты (ППЗ), которые при обнаружении пожара включают установки пожаротушения. Системы АГЗ и ППЗ обеспечивают прямое противоаварийное управление технологическими и инженерными системами и с помощью сигнализации воздействуют на персонал. Отметим, что алгоритмы работы ПАЗ в явном виде сформулированы в и в других нормативных документах в виде четких ограничений и запретов на измеряемые и контролируемые параметры и состояния, например запрет на ведение проходческих работ при содержании метана, превышающем предаварийные пороговые уровни, установленные для различных мест подготовительного забоя, или при неготовности к работе резервного вентилятора местного проветривания и т.п. К ЭЭПС безопасности также можно отнести технологические блокировки и защиты, которые останавливают горные работы при обнаружении не самой опасности, а возможности ее появления, например, блокируют электроснабжение при выявлении потенциальной возможности образования высокой концентрации метана из-за снижения расхода воздуха, подаваемого для разбавления газа, или закорачивания вентиляционных струй. Сюда же можно отнести при соответствующих изменениях в нормативных документах перспективные средства: непрерывного сейсмического и геофизического контроля ближней зоны, используемые локально в месте и во время ведения горных работ; взрывозащиты горных выработок многократного действия, которые срабатывают не при обнаружении признаков взрыва (вспышка, фронт ударной волны), а при предаварийной концентрации метана (менее 50 % НКПР) и т.п. Электрические, электронные и программируемые системы безопасности должны иметь следующие особенности и характеристики: только автоматический режим работы; высокую защищенность от внешних воздействий (природных, техногенных и со стороны персонала); локальную 249 реализацию (отсутствие в контурах ПАЗ наземных технических и программных средств и средств связи с ними); высокую эксплуатационную надежность, постоянную готовность; полную детерминированность использования и поведения; гарантированное быстродействие. В соответствии с методологией ГОСТ Р МЭК 61508 проведены исследования исходного уровня риска, которые показали, что с учетом следующих условий, которые соответствуют газовым шахтам 3 категории и сверхкатегорным: взрыв метана на шахте уносит жизни более 5 человек; пребывание людей во взрывоопасной зоне превышает 5 мин в сутки; существует возможность избежать взрыва при отказе системы защиты; частота возникновения опасности взрыва превышает 1 раз в год, эти шахты характеризуются недопустимым уровнем риска. В этом случае для уменьшения уровня риска от исходного до допустимого должны применяться ЭЭПС безопасности с уровнем полноты безопасности 81b4, для которых сформулированы следующие требования к вероятности отказа, диагностическому охвату и уровню отказоустойчивости, — проанализируем их. Глубина диагностики характеризуется диагностическим охватом (ОС), являющимся отношением количества обнаруженных опасных отказов ко всем возможным опасным отказам. Для типовых систем АГЗ диагностический охват для газоанализаторов составляет 90 %, для контроллеров — 60 % и для аппаратов электроснабжения — 30 %. Наибольший эффект при контроле технического состояния технических средств АГЗ достигается при комбинировании самодиагностики и взаимной диагностики подсистем АГЗ с их независимым внешним диагностированием, которое может осуществляться другими подсистемами или средствами МСБ, например, в автоматическом режиме информационной системой МСБ, персоналом за счет динамического тестирования системы АГЗ путем подачи на метанометры газовой смеси с концентрацией метана больше установленного порогового уровня и т.п. Уровень отказоустойчивости N зависит от диагностического охвата и определяет 250 необходимость использования определенной канальной архитектуры МооН. Очевидно, что такие требования к резервированию — обоснованы, технически осуществимы, но фактически неприемлемы — это подтверждает и доказывает известное положение: средства АГЗ в условиях угольных шахт 3 категории и сверхкатегорных сами по себе не могут обеспечить безопасность и должны применяться только после всевозможных внешних средств снижения риска. Таким образом, перечисленные исключительно жесткие требования, предъявляемые к системам АГЗ, относятся к нереализуемым или трудно реализуемым. Это касается и обеспечения надежности, и возможности и кратности резервирования, обслуживания, что, с и условии одной стороны, и качества эксплуатации подтверждает и правильность описываемого подхода к обеспечению безопасности, а с другой — требует осознания того, что для реального обеспечения безопасности необходимо предельно точно формулировать требования к системам безопасности: они должны быть минимальны, исчерпывающим образом описаны (полностью детерминированы) и должны безусловно выполняться. Все остальные требования — вспомогательные и не могут рассматриваться и приниматься во внимание при расчетах уровней риска и оценке безопасности. Важные для анализа функциональной безопасности средств АГЗ определения безопасного состояния, функций безопасности и отказов приведены в работе 8.2 Готовность шахты к ликвидации аварий Готовность шахты к ликвидации аварий определяется наличием на предприятии плана ликвидации аварий. Основная задача ПЛА обеспечения безопасности людей и ликвидация аварий в начальной стадии. Если мероприятия ПЛА выполнены, но авария не ликвидирована или требуется ликвидация ее последствий, то разрабатывается другой документ - оперативный план ликвидации аварий, составление которого осуществляется в соответствии с требованиями Устава ВГСЧ по организации и ведению горноспасательных работ. 251 План ликвидации аварий шахты (ПЛА) согласно § 16 Правил безопасности в угольных шахтах разрабатывается ее главным инженером и командиром горноспасательного взвода, обслуживающего эту шахту, согласовывается с командиром военизированного горноспасательного отряда (отдельного взвода) и не позднее чем за 15 дней до ввода его в действие утверждается, при наличии положительного заключения профилактической службы ВГСЧ о противоаварийной готовности шахты, руководителем (главным инженером) вышестоящей организации (АО, концерна и т.п.). ПЛА самостоятельной шахты утверждает директор шахты. План ликвидации аварий разрабатывается на 6 месяцев. В плане ликвидации аварий предусматриваются мероприятия, которые при обнаружении аварии должны осуществляться немедленно и обеспечивать: спасение застигнутых аварией людей; ликвидацию аварии в начальной стадии и предупреждение ее развития. Предусмотренные планом ликвидации аварий технические средства для осуществления мероприятий по спасению людей и ликвидации аварии должны находиться в установленном месте, быть в достаточном количестве и исправном состоянии. Лица, ответственные за выполнение мероприятий, и исполнители мероприятий должны уметь ввести их в действие. Для разработки мероприятий по каждой позиции ПЛА перед его составлением проверяется: обеспеченность шахты, ее горизонтов, панелей, очистных и подготовительных забоев запасными выходами, пригодность их для передвижения людей и прохода горноспасателей в респираторах, для эвакуации пострадавших; соответствие времени выхода людей на свежую струю воздуха сроку защитного действия выдаваемых самоспасателей; расстановка и состояние пунктов переключения в резервные самоспасатели, подготовленность работников к их использованию; 252 ожидаемая газовая обстановка на участках в случае отключения дегазационной системы, время загазирования тупиковых забоев в случае остановки ВМП; устойчивость вентиляционного режима в горных выработках при возникновении тепловой депрессии в результате пожара; наличие выработок с находящим проветриванием; устойчивость режима проветривания и направления вентиляционных струй в них и надежность мер по предотвращению самопроизвольного опрокидывания струй. Выбор вентиляционных режимов и мер по обеспечению устойчивости проветривания при аварии производится по материалам депрессионных съемок; эффективность этих режимов проверяется на ПЭВМ по программам, удовлетворяющим требованиям § 16 Правил безопасности в угольных шахтах, и практически опробуется в шахте; состояние вентиляционных устройств шахты, исправность реверсивных устройств ВГП и возможность выполнения намечаемых вентиляционных режимов; состояние средств оповещения людей в шахте о возникшей аварии; профессиональная подготовленность членов ВГС и их расстановка по шахте; обеспеченность выработок и объектов шахты водой для пожаротушения (нормативный расход и давление), состояние водопроводных магистралей и исправность арматуры водозабора и распределения; обеспеченность шахты средствами пожаротушения и их работоспособность, подготовленность сменного персонала к их применению. 8.3 План ликвидации аварий в угольной шахте План ликвидации аварий (ПЛА) – план согласованных действий рабочих, застигнутых аварией в шахте, администрации шахты, горноспасательных частей и вспомогательной горноспасательной службы, 253 направленных на вывод людей из аварийных выработок и зон и ликвидации возникшей аварии. ПЛА составляется для каждой действующей горной выработки на все возможные аварии и доводится до сведения каждого исполнителя. в соответствии с Инструкцией по составлению планов ликвидации аварий на каждые 6 месяцев главным инженером шахты и командиром обслуживающего шахту горноспасательного взвода, согласовывается с командиром военизированного горноспасательного отряда (ВГСО)[1] и утверждается соответствующим техническим руководителем ГП (ПО, самостоятельной шахты и др.) за 15 дней до ввода в действие. Основная задача ПЛА обеспечения безопасности людей и ликвидация аварий в начальной стадии. Если мероприятия ПЛА выполнены, но авария не ликвидирована или требуется ликвидация ее последствий, то разрабатывается другой документ - оперативный план ликвидации аварий, составление которого осуществляется в соответствии с требованиями Устава ГВГСС по организации и ведению горноспасательных работ. ПЛА состоит из оперативной части, содержащей мероприятия по установлению необходимых вентиляционных режимов, указания о путях выхода людей с аварийного участка и путях движения горноспасательных частей к местам нахождения людей и очагов аварии, графического материала и указаний распределения обязанностей между лицами, участвующими в ликвидации аварии. Перед составлением ПЛА проверяются: обеспеченность шахты, горизонтов и горных выработок запасными выходами; сответствие времени движения по загазированным выработкам сроку защитного действия самоспасателей; наличие, состояние и расположение средств спасения горнорабочих и подготовленность работников к их использованию; ожидаемая газовая обстановка на участках в случае отключения дегазационной системы; время загазирования тупиковых забоев в случае остановки ВМП; устойчивость вентиляционных струй при тепловой депрессии пожара; состояние 254 вентиляционных устройств; наличие и состояние средств оповещения об аварии; размещение пунктов и расстановку членов ВГК; водоснабжение, обеспеченность и состояние средств пожаротушения. По материалам проверок устанавливаются зоны поражения при пожарах, взрывах, внезапных выбросах, горных ударах, обрушениях, прорывах воды, проникновения ядовитых химических веществ и д. р., определяется зона реверсирования вентиляционной струи, производится оценка пожарной опасности горных выработок. Материалы проверок оформляются актами и рассматриваются на совещании при главном инженере шахты с участием командира взвода ГВГСС. План ликвидации аварий снабжается титульным листом, оглавлением и содержит: 1. Оперативную часть, состоящую из позиций и являющейся основным его содержанием. 2. Обязанности и порядок действия должностных лиц, участвующих в ликвидации аварий. 3. Список должностных лиц и учреждений, которые должны быть немедленно извещены об аварии. 4. Основные правила поведения (действия) работников шахты при авариях. 5. Указания по ликвидации последствий аварийных ситуаций (загазирование, остановка ВГП, застревание клети или обрыв каната, общешахтное отключение электроэнергии, истечение хлора из хлораторной, выход из строя изотопных датчиков). К оперативной части ПЛА прикладывается следующая графическая документация. 1. Схема вентиляции шахты (рис. 25.8). 2. Схема горных выработок и план поверхности шахты (на схеме горных выработок дополнительно указываются места расположения средств пожаротушения, оповещения об аварии и группового спасения рабочих, а на плане поверхности - схема подачи воды в шахту и подъездные пути к стволам и шурфам). 255 4 – схему электроснабжения шахты; 3. Планы горных работ по пластам или горизонтам (на планах дополнительно указывается направление движения воздуха, места установки телефонов и их номера). 4. Микросхемы горных выработок шахты (микросхемы горных выработок прилагаются только к экземпляру плана, хранящемуся в ГВГСС, и предназначены для выдачи командирам отделений при выходе на задание). Ответственность за правильное составление ПЛА и его соответствие действительному положению в шахте несут главный инженер шахты и командир горноспасательного взвода. При вводе новых участков и выработок, изменении схемы вентиляции и запасных выходов главный инженер шахты обязан в течение суток внести в ПЛА и согласовать с командиром обслуживающего шахту горноспасательного взвода соответствующие поправки и дополнения. В случае не внесения необходимых изменений или обнаружения несоответствия плана действительному положению в шахте командир ВГСО имеет право рассогласовать план ликвидации аварий, а командир взвода – отдельные его позиции. Планы ликвидации аварий с соответствующими приложениями должны находится у горного диспетчера и в горноспасательном взводе. Изучение ПЛА инженерно-техническими работниками шахты производится под руководством главного инженера. Ответственность за ознакомление рабочих с правилами поведения при авариях и запасными выходами несет начальник участка. После ознакомления с правилами поведения при возникновении аварии и запасными выходами работники расписываются об этом в Книге инструктажа по безопасности работ. План ликвидации аварий составляется главным инженером шахты на каждое полугодие и согласовывается с командиром ВГСЧ. Каждому месту возможной аварии присваивается определенный номер (позиция), который наносится на план горных работ или схему вентиляции. Номера располагаются в возрастающем порядке по направлению движения струи свежего воздуха. 256 Ответственным руководителем работ по ликвидации аварий является главный инженер шахты, а до его прибытия на шахту – горный диспетчер. Основной структурной частью ПЛА является позиция. Каждая позиция имеет следующие атрибуты: наименование, порядковый номер, условный символ, изображение выработок позиции (аварийного участка) на схеме вентиляции шахты и текстовое содержание. 257 Схема вентиляции шахты к плану ликвидации аварий 258 Наименование позиции состоит из наименования выработок позиции (аварийного участка) и возможной в этих выработках (на этом участке) аварии. К выработкам позиции или аварийного участка относят выработку, часть выработки или несколько сопряженных выработок. Сопряженные выработки и случаи пожара или взрыва допускается включать в одну позицию, если для этих выработок и аварий соблюдаются следующие условия: предусматривается одинаковый аварийный режим проветривания; применяют одинаковые мероприятия по спасению людей; совпадают маршруты движения горноспасательных отделений и порядок выполнения ими работ. Для каждой тупиковой выработки на случай пожара и (или) взрыва разрабатывается (составляется) отдельная позиция. На схеме вентиляции шахты выработки позиции выделяют (раскрашивают) одним цветом, позиции нумеруют, начиная с поверхности по направлению движения вентиляционной струи, проставляют номера позиций внутри символов и окрашивают символы в цвет выработок позиций[2]. Текстовое содержание позиций составляют (разрабатывают) и оформляют по специальной форме в виде «таблиц» (табл. 25.1). Таблица 1 - Позиция 25. 1w конвейерный штрек 1w лавы пл. h7 от 3w приемной площадки, 1w лава , 1w вентиляционный штрек до 2w приемной площадки – пожар или взрыв 259 260 Из текстового содержания позиций формируют в виде альбома оперативную часть ПЛА. В оперативной части позиции располагают в возрастающем порядке, причем номер каждой позиции должен совпадать с соответствующим номером страницы оперативной части. Позиции оперативной части составляют в зависимости от вида аварии на следующие выработки и объекты шахты: пожар - на все выработки шахты и примыкающие к ним надшахтные здания, сооружения и обогатительные фабрики (установки), при пожаре в которых продукты горения могут попасть в шахту, а также на здания подъемных машин, компрессорной и вакуумнасосной; взрыв – на все выработки газовых шахт, в которых обнаружен метан при нормальном режиме проветривания, выработки и сооружения с интенсивным пылеобразованием на шахтах, опасных по взрывчатости угольной пыли (очистные и тупиковые забои, камеры опрокидов, угольных загрузок, выработки по которым уголь движется самотеком), подземные склады ВМ, зарядные камеры, гараж, а также здания вакуумнасосной и компрессорной станций; внезапный выброс – на все очистные и подготовительные забои на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа; прорыв воды (пульпы) и затопление – на все выработки и зоны, опасные по прорыву воды (пульпы); горный удар – на все выработки и зоны, опасные по горным ударам; обрушение угля (породы) – на все выработки шахты составляется одна общая позиция; аварийные ситуации – для каждой аварийной ситуации составляется одна общая позиция. При составлении позиций основополагающим является правильный выбор аварийного вентиляционного режима проветривания шахты и аварийного участка. Аварийный вентиляционный режим определяется, прежде 261 всего, режимом работы вентиляторов глазного проветривания (ВГП). Применяют следующие аварийные вентиляционные режимы проветривания: нормальный, предусматривающий нормальную работу ВГП с сохранением или увеличением подачи воздуха в шахту; реверсивный, предусматривающий реверсирование ВГП с изменением направления движения вентиляционной струи по всей шахте; нулевой, предусматривающий остановку ВГП и проветривание шахты за счет естественной депрессии; нормальный, предусматривающий нормальную работу ВГП с сохранением подачи воздуха в шахту и местным изменением режима проветривания аварийного участка. Нормальный режим проветривания применяют при взрывах, выбросах, прорывах воды, а также при пожарах не в зоне реверса (например, позиция 59: 6о лава пласта h8 – пожар или взрыв, см. рисунок 25.8). При этом сохранение подачи воздуха в шахту применяют при прорывах воды и пожарах, а увеличение - при выбросах и взрывах, не объединенных в одну позицию с пожаром. Реверсивный режим проветривания следует однозначно применять при пожарах в зоне реверса, к которой относятся надшахтные здания, стволы, выработки околоствольных дворов, по которым поступает свежий воздух в шахту (например, позиция 39: откаточный квершлаг на пласт h 8, см. рисунок 25.8). Реверсирование ВГП в этих случаях обеспечивает вынос газообразных продуктов горения кратчайшим путем на поверхность, минуя основные места работы людей. Кроме того, при всасывающем проветривании шахты несколькими ВГП реверсирование применяют при пожаре в здании и канале вентилятора или выше канала вентилятора и надшахтном здании вентиляционного (скипового) ствола. Реверсирование ВГП в указанных случаях осуществляют с целью обеспечения устойчивости восходящей струи по аварийному стволу при внезапной остановке его вентилятора. В зависимости от места пожара реверсирование осуществляют по следующим схемам. При пожаре в стволе 262 выше канала вентилятора и надшахтном здании ствола (например, позиция 70: скиповой ствол выше канала вентилятора, надшахтное здание скипового ствола - пожар, см. рисунок 25.8) необходимо обеспечить нормальную работу аварийного вентилятора и реверсировать остальные вентиляторы шахты. При пожаре в здании и канале вентилятора (например, позиция 71: здание и канал вентлятора сипового ствола - пожар, см. рисунок 25.8) следует реверсировать неаварийные вентиляторы шахты, после чего аварийный вентилятор остановить, закрыть канал вентилятора шибером и открыть шлюзовые двери в надшахтном здании. При нагнетательном способе проветривании шахты несколькими вентиляторами главного проветривания и пожаре в здании и канале вентилятора аварийный вентилятор останавливается, а остальные работают в нормальном режиме. Нулевой режим может осуществляется на не газовых шахтах при пожарах в главных вентиляционных выработках для снижения скорости распространения пожарных газов. Нормальный режим проветривания шахты с изменением местного режима проветривания аварийного участка применяют только для отдельных случаев пожаров в пределах выемочных полей. Местным режимом, в основном, предусматриваться увеличение или уменьшения расхода воздуха, закорачивания или реверсирования вентиляционной струи на аварийном участке. Изменение местного режима проветривания аварийного участка осуществляется путем открытия (закрытия) вентиляционных и (или) и закрытия пожарных дверей. Увеличение расхода воздуха предусматривается при пожарах в наклонных выработках предотвращения с нисходящим опрокидывания проветриванием вентиляционной струи под с целью действием тепловой депрессии (например, позиция 24: конвейерный ходок западного уклона плста h7 от сбойки на западный уклон до сбойки на ветиляционый ходок – пожар, см. рисунок 25.8). Это достигается за счет увеличения сопротивления 263 в параллельных выработках и в сбойках между ними при закрытии вентиляционных дверей. Уменьшение расхода воздуха предусматривается при пожарах в наклонных выработках с восходящим проветриванием для снижения активности развития пожара и предотвращения рециркуляции продуктов горения под действием тепловой депрессии (например, позиция 50: вспомогательный бремсберг пласта h8, см. рисунок 25.8). В основном, это достигается путем закрытия пожарных дверей до очага пожара. Закорачивание вентиляционной струи проводится, в основном, для отвода продуктов горения кратчайшим путем в исходящую струю (например, позиция 52: западный откаточный штрек пласта h8 от приемной площадки до западной бортовой №2 - пожар, см. рисунок 25.8). Это достигается путем открытия вентиляционных дверей за очагом пожара на смежных с аварийным участках выработках. Местное реверсирование вентиляционной струи осуществляется преимущественно для вывода продуктов горения в исходящую струю, минуя очистные забои. Осуществление местного реверсирования возможно только при наличии не менее двух воздухоподаюших выработок на выемочном участке. Фактически, местное реверсирование осуществляют путем закорачивания вентиляционной струи. Например, для позиции 53: западная бортовая №2 пласта h8 от западного откаточного штрека до 1w лавы – пожар (см. рисунок 25.8) целесообразно осуществить местное реверсирование струи путем открытия вентиляционной двери на западной бортовой №2. При составлении позиций весьма важным является правильное определение выработок так называемых угрожаемых участков. В общем виде к угрожаемым участкам относят выработки, в которые могут попасть продукты аварии или которые в результате аварии и при принятом вентиляционном режиме лишились запасного (для выработок, проветриваемых за счет обще шахтной депрессии) или основного (для тупиковых выработок) выхода. В зависимости от вида аварии к угрожаемым участкам относят: 264 при взрыве - все выработки шахты, так как под действием ударной волны могут быть нарушены вентиляционные сооружения шахты и может наступить так называемый «вентиляционный хаос»; при пожаре – выработки, по которым распространяются газообразные продукта аварии при нормальном режиме, а также выработки и надшахтные здания при реверсивном режиме проветривания; при выбросе - выработки, по которым распространяются газообразные продукты аварии; при прорыве воды - выработки, по которым устремляется вода, включая самую углубленную выработку (следует иметь ввиду, что на отдельных шахтах вместе с водой возможно поступление различных газов); при отсутствии двух пригодных для использования выходов из выработки или из шахты (загазировании, затоплении и т. п. одного из выходов) – эта выработка или вся шахта; при отсутствии (загазировании, затоплении и т. п.) выхода из тупиковой выработки - эта выработка. Все остальные выработки шахты относят к неопасным. 6.2. Задачи горноспасательной службы и организация аварийно- спасательных работ Главными задачами военизированных горноспасательных частей являются: 1 – выполнение экстренных и неотложных мер по спасению и эвакуации застигнутых аварией людей и оказание пострадавшим медицинской помощи; 2 – локализация и ликвидация аварий, в том числе тушение подземных пожаров и ликвидация последствий взрывов метана и угольной пыли, внезапных выбросов угля и газа, загазирований, обрушений и затоплений (водой, глинистой пульпой и др.) горных выработок; 3 – осуществление на обслуживаемых объектах профилактического контроля за готовностью предприятия к ликвидации аварий и выполнение 265 технических работ (разгазирований горных выработок и др.) неаварийного характера, требующих защиты органов дыхания и применения специального снаряжения; 4 – участие в работах, вытекающих из задач системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях. Виды таких работ определяются Свидетельством на право выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ в чрезвычайных ситуациях. Командир горноспасательного отряда должен организовать прибытие на аварийную шахту техники, командиров оперативных подразделений, и специалистов ВГСЧ горноспасательной для ведения аварийно- спасательных работ и, прибыв на командный пункт, обязан: - контролировать действия командира взвода – руководителя горноспасательных работ, других командиров и отделений в шахте и на командном пункте, а при необходимости взять руководство горноспасательными работами на себя; - анализировать аварийную обстановку в шахте (проветривание, концентрацию горючих газов, соблюдение мер безопасности и др.) и эффективность выполнения горноспасательных работ; - участвовать в разработке оперативных планов ликвидации аварий и другой оперативной документации; - спускаться в шахту для ознакомления с аварийной обстановкой на месте работ. Командир горноспасательного взвода, обслуживающего шахту, на которой произошла авария, является до прибытия командира отряда руководителем горноспасательных работ. Он должен знать аварийную обстановку в шахте и прогноз ее развития, план аварийно-спасательных работ, количество и местонахождение горноспасательной техники и аварийных материалов в шахте и их состояние. В ходе ликвидации аварии командир взвода обязан: - руководить горноспасательными работами в шахте и обеспечивать их эффективное и безопасное выполнение; 266 - организовывать выполнение мероприятий оперативных планов ликвидации аварии и контролировать качество работы исполнителей; - вместе с руководителем ликвидации аварии и директором шахты обеспечить работу командного пункта и специальных служб ликвидации аварии; - обеспечивать дежурство и несение службы во взводе при выезде по сигналу»Тревога» на другую шахту. Командир отделения руководит всеми действиями и отдыхом личного состава отделения и во время ликвидации аварии обязан: - знать общий план аварийно-спасательных работ, маршрут движения по шахте и организовать выполнение задачи, поставленной перед отделением; - перед спуском отделения в шахту проверить соответствие снаряжения полученному заданию и объявить респираторщикам порядок его выполнения и возвращения на подземную базу; - проверить правильность включения в респираторы и следить за самочувствием респираторщиков и расходом кислорода, в условиях высокой температуры окружающей среды контролировать допустимое время пребывания и возвращения отделения назад; - при обнаружении пострадавшего организовать включение его во вспомогательный респиратор, оказание ему первой помощи и вынос на свежую струю воздуха; - вывести отделение на базу при плохом самочувствии кого-либо или при неисправности респиратора; - постоянно информировать руководителя горноспасательных работ об аварийной обстановке, действиях отделения и выполнении задания. Респираторщик должен быстро и четко выполнять команды, при ликвидации аварии он обязан: - знать оперативную задачу своего отделения и приемы ее выполнения, запоминать пройденный путь в шахте и местонахождение подземной базы; 267 - уметь ориентироваться в шахте, оказывать экстренную помощь пострадавшим, профессионально применять горноспасательную технику; - самовольно не оставлять отделение, следить за состоянием рабочего места и помогать товарищам в их работе; - включаться в респиратор и выключаться из него в загазированной атмосфере только по команде, следить за расходом кислорода в баллоне и не разговаривать через мундштук респиратора; - немедленно оповещать товарищей о замеченных на месте работ угрозах, плохом самочувствии или обнаруженных неисправностях респиратора; - по выезде из шахты и прибытии в подразделение подготовить к дальнейшему применению свой респиратор, закрепленное оснащение и спецодежду. В случае обнаружения аварии любой сотрудник шахты обязан сообщить дежурному диспетчеру, руководителей который предприятия. обязан вызвать ВГСЧ Ответственный и оповестить руководитель работ по ликвидации аварии должен оповестить все участки об аварии. Дежурный надзор должен вывести людей из аварийного участка. Ответственным главный руководителем инженер шахты или лицо, по ликвидации его аварии является замещающее. До прибытия ответственного руководителя его функции выполняет горный диспетчер шахты, который несет ответственность за осуществление мероприятий, предусмотренных планом ликвидации аварий (ПЛА). В первоначальный момент ликвидации аварии руководителем горноспасательных работ является командир обслуживающего шахту горноспасательного взвода или его помощник по оперативно-технической работе. Прибывший на шахту командир горноспасательного отряда или его заместитель по оперативно-технической работе после ознакомления с аварийной обстановкой принимает решение о руководстве горноспасательными работами, сделав запись в оперативном журнале ВГСЧ. Решения ответственного руководителя ликвидации аварии и руководителя горноспасательных работ, направленные на спасение людей и ликвидацию 268 аварии, являются обязательными для всех лиц и организаций, участвующих в ликвидации аварийной ситуации. В случае разногласия между ответственным руководителем ликвидации аварии и руководителем горноспасательных работ, обязательным к выполнению является решение ответственного руководителя ликвидации аварии, если оно не противоречит требованиям Устава ВГСЧ. Если мероприятия ПЛА выполнены и не дали положительных результатов или при их реализации ясно, что принимаемых мер недостаточно, а также при изменении аварийной обстановки ответственный руководитель ликвидации аварий и руководитель горноспасательных работ обязаны обеспечить разработку оперативного плана ликвидации аварии. После его реализации или изменении ситуации составляется оперативный план № 2 и т.д. до окончания аварийно-спасательных работ, в котором предусматриваются способы, средства и силы ВГСЧ и шахты для борьбы с аварией, а также аварийная обстановка, прогноз развития пожара, меры безопасности, исполнители и сроки выполнения работ. 8.4 Организация аварийно-спасательных работ. Ответственным руководителем работ по ликвидации аварии является главный инженер шахты или лицо его замещающее. До прибытия ответственного руководителя его функции выполняет горный диспетчер шахты. В первоначальный момент ликвидации аварии руководителем горноспасательных работ является командир обслуживающего шахту взвода или его помощник по оперативно-технической работе. Прибывший на шахту командир горноспасательного отряда или его заместитель (помощник) по оперативно-технической работе после ознакомления с аварийной обстановкой и оценки осуществляемых мер принимает решение о руководстве горноспасательными работами (берет руководство на себя или оставляет руководить командира взвода). Если в ликвидации аварии участвуют два горноспасательных взвода и более, а также отделения одного взвода, когда ведутся работы по спасению 269 людей, руководство горноспасательными работами обязан принять командир ОВГСО или его заместитель (помощник) по оперативно-технической работе. При ведении аварийно-спасательных работ должен быть организован командный пункт в соответствии с «Положением об организации и деятельности командного пункта при ликвидации аварий на предприятиях угольной промышленности Российской Федерации». Командный пункт (КП) является органом оперативного управления службами шахты, подразделениями ВГСЧ и другими организациями, которые принимают участие в спасении людей и ликвидации аварии. КП возглавляет ответственный руководитель ликвидации аварии. В состав КП в обязательном порядке входят руководитель горноспасательных работ и специалисты, осуществляющие ведение оперативной документации и поддержание связи с местами выполнения горноспасательных работ. В состав КП могут входить также посыльные (курьеры) и машинистка. КП размещается в кабинете главного инженера шахты или другом помещении АБК шахты. До прибытия на шахту главного инженера или лица его замещающего КП размещается на рабочем месте горного диспетчера шахты. Запрещается нахождение на КП лиц, не связанных с ликвидацией аварии. Основная задача КП заключается в организации работ по спасению застигнутых аварией людей, ликвидации аварии и ее последствий и в руководстве этими работами. Для выполнения этих задач КП выполняет следующие функции: определяет количество и местонахождения аварией людей, организует их спасение и оказание им первой медицинской помощи; организует работы по ликвидации аварии и ее последствий, разведку и сбор информации о развитии аварии; разрабатывает оперативные планы спасения людей и ликвидации аварии; 270 организует горноспасательные работы в шахте в соответствии с оперативными планами и контролирует выполнение оперативных заданий; организует постоянный контроль за развитием аварии в шахте, состоянием горных выработок, газовым и температурным режимом на аварийном и угрожаемых участках шахты; анализирует сведения о развитии аварии и эффективности применяемых мер и на этой основе принимает решение о дальнейшем ведении горноспасательных работ; создает безопасные условия ведения аварийно-спасательных работ; организует бесперебойное функционирование вспомогательных служб по ликвидации аварии; разрабатывает безопасный режим работы отдельных участков и шахты в целом на период ведения горноспасательных работ. При организации аварийно-спасательных работ КП создаются следующие специальные службы: служба связи, которая должна обеспечить оперативное управление с КП аварийно-спасательными работами и наличие телефонной связи со всеми службами шахты и ВГСЧ; группа воздушно-депрессионной съемки должна обеспечивать анализ устойчивости принятого режима проветривания аварийного участка и разработку соответствующих мер, предотвращающих самопроизвольное опрокидывание вентиляционной струи; аварийная газоаналитическая лаборатория осуществляет оперативный контроль за состоянием шахтного воздуха и ведение графика изменений состава шахтного воздуха и его температуры; наземная база обеспечивает концентрацию резерва горношахтного и горноспасательного оборудования и специальных материалов, необходимых для ликвидации аварии; подземная база, на которой размещаются резервные отделения ВГСЧ, технические средства, оборудование и материалы, а также средства связи с отделениями, ведущими работы в загазированной среде, и КП; 271 медицинская служба обеспечивает оказание врачебной помощи людям, пострадавшим в результате аварии или в ходе ведения аварийноспасательных работ; служба главного механика организует аварийное водоснабжение пожарного участка, осуществляет изготовление различных приспособлений и технических устройств для выполнения аварийных работ; служба инженерного обеспечения организации горноспасательных работ разрабатывает графики работ отделений и командиров ВГСЧ, планирует объем горноспасательных работ, производит необходимые инженерные расчеты и т.д. Во время ликвидации аварии на КП ведется следующая документация: оперативный журнал по ликвидации аварии шахты и ВГСЧ; оперативные планы ликвидации аварии; журнал учета работы отделений ВГСЧ по ликвидации аварии; графики дежурства ИТР шахты; суточные графики работы подразделений и комсостава ВГСЧ; таблицы, графики и другие документы по ликвидации аварии. В первоначальный момент возникновения аварии аварийно- спасательные работы руководителем ликвидации аварии организуются по плану ликвидации аварий, одновременно уточняется количество не выехавших из шахты людей, их состояние и места нахождения, режим проветривания, зоны загазирования и обстановка на аварийном участке. Решения ответственного руководителя ликвидации аварии и руководителя горноспасательных работ, направленные на спасение людей и ликвидацию аварии, являются обязательными для всех лиц и организаций, участвующих в ликвидации аварии. В случае разногласия между ответственным руководителем ликвидации аварии и руководителем горноспасательных работ обязательным к выполнению является решение первого, если оно не противоречит требованиям Устава. В противном случае оно не выполняется, и особое мнение руководителя горноспасательных работ записывается в оперативном журнале. 272 Если мероприятия плана и не дали положительных результатов или в ходе их реализации становится ясно, что принимаемых мер недостаточно, а также в случае изменения аварийной обстановки, ответственный руководитель ликвидации аварии и руководитель горноспасательными работами обязаны обеспечить разработку оперативного плана ликвидации аварии. После реализации его мероприятий или при новом изменении обстановки в ходе его выполнения составляется второй оперативный план и т.д. до окончания аварийно-спасательных работ. В оперативных планах предусматриваются способы, средства и силы ВГСЧ и шахты, необходимые для дальнейшей борьбы с аварией, а также аварийная обстановка и прогноз развития аварии, дата и время принятия оперативного плана, меры безопасности, исполнители и сроки выполнения предусматриваемых работ. Оперативный план подписывается ответственным руководителем ликвидации аварии и руководителем горноспасательных работ и утверждению не подлежит. Горноспасательные работы по тушению пожаров и ликвидации последствий взрывов в выработках, в которых содержание в поступающих и исходящих вентиляционных струях, слоевых и местных скоплениях метана составляет 2% и более, не допускаются. Если в горной выработке обнаружена опасная концентрация сернистого газа (0,5%) или токсических веществ, высокая температура (40ºС и более) или имеются иные осложнения, представляющие угрозу жизни и здоровью работающих, горноспасательные работы в этой выработке, не связанные со спасением людей, допускаются только после осуществления необходимых мер безопасности и жизнеобеспечения. Командир ВГСЧ, выдавая задания и распоряжения отделениям и исполнителям, имеет право допускать риск и отступления от Устава ВГСЧ лишь в том случае, когда проводимое мероприятие осуществляется исключительно в целях спасения людей. Для согласования взаимодействия личного состава отделения при 273 ведении горноспасательных работ каждому респираторщику присваивается порядковый номер (1,2,3 и 4) и определяются его обязанности при подготовке к спуску в шахту, движении по маршруту и действиям в загазированной атмосфере. В зависимости от вида аварии и содержания задания отделение берет с собой оснащение согласно «Табелю минимального оснащения ОВГСО». Передвижение отделения по горным выработкам производится в следующем порядке: при следовании на аварию ведущим является командир отделения или старший командир, возглавляющий отделение; при возвращении с места работы возглавляющий его командир следует последним. При следовании к месту работ старший командир обязан систематически информировать КП об обстановке по маршруту движения и о своем местонахождении. При следовании в задымленной атмосфере по маршруту со сложной сетью выработок необходимо оставлять в местах их разветвления условные знаки, указывающие направление движения отделения. При выполнении горноспасательных или технических работ запрещается спуск в шахту респираторщиков и командиров без респираторов. В выработках со свежим воздухом снимать респиратор допускается с разрешения руководителя горноспасательных работ. При этом респиратор должен находиться на месте работ, рядом с исполнителем не далее 10 м. При авариях, сопровождающихся загазированием горных выработок, первое отделение должно следовать кратчайшим путем в выработки с исходящей с аварийного участка струей воздуха навстречу выходящим людям для оказания им помощи, а второе – по выработкам с поступающей струей воздуха для ликвидации аварии. Место включения отделения в респираторы (перед зоной загазирования) устанавливает руководитель горноспасательных работ. При отсутствии достаточной информации о границах зоны загазирования и состоянии проветривания выработок аварийного участка место включения в респираторы 274 определяет старший командир по результатам экспресс-анализа состава шахтной атмосферы на месте. Перед включением в респираторы производится их беглая проверка. На месте включения в респираторы оставляется световой сигнал (жетон, лампа с красным светом и др.). При заходе в загазированную атмосферу отделением определяется состав шахтной атмосферы и температура. На видном месте записываются: номер отделения и фамилия командира, дата и время ухода в загазированную среду, содержание замеренных газов и температура воздуха. Отделению, выполняющему работы в загазированной атмосфере, выставляется резервное отделение. Оно размещается в выработке со свежей струей воздуха непосредственно у загазированной зоны (на подземной базе). Командир резервного отделения по прибытии на подземную базу обязан немедленно организовать: непрерывную связь подземной базы с работающим отделением и передачу информации на КП об обстановке в загазированной атмосфере и о действиях отделения; контроль за изменением температуры и состава исходящей из аварийной выработки воздуха; готовность личного состава резервного отделения к экстренному уходу в загазированную атмосферу на помощь работающим; определение состава атмосферы на подземной базе. Если по истечении срока, рассчитанного для выполнения работы в загазированной атмосфере или в зоне высокой температуры, работающее отделение не возвратилось на подземную базу либо по неизвестной причине прекратилась с ним связь, резервное отделение обязано направиться в загазированные выработки навстречу работающему отделению, доложив об обстановке на КП. Если место работы в загазированной атмосфере находится вблизи выработки со свежей струей воздуха (время выхода 2-3 минуты, а при наличии задымленности не далее 5-10 м от свежей струи) и выполнение работ отделением в полном составе невозможно или нецелесообразно, допускается 275 направление в загазированную атмосферу группы из 2-3 человек. Остальной состав отделения находится в резерве, поддерживая с работающими непрерывную связь. При этом группа исполнителей должна иметь при себе аппарат связи и вспомогательный респиратор. При работах в загазированных выработках производится следующий упрощенный расчет кислорода: в баллоне респиратора резервируется на непредвиденные случайности 50 ат кислорода; рабочий запас кислорода в баллоне респиратора (150 ат) расходуется следующим образом: при движении по горизонтальным и наклонным (до 10 градусов) выработкам, а также вверх по наклонным (более 10º), крутым и вертикальным выработкам – половину рабочего запаса кислорода на движение вперед и половину – на возвращение; при движении вниз по наклонным (более 10º), крутым и вертикальным выработкам – одну треть на движение вперед и две трети – на возвращение. Если отделение направляется в загазированные выработки для спасения людей, в баллоне респиратора оставляется резерв 20 ат. Время прекращения работы или движения по маршруту объявляет командир отделения по манометру респираторщика, у которого расход кислорода максимален. Если на пути следования отделения в загазированной атмосфере встретился непроходимый завал, оно должно определить состав рудничной атмосферы у завала и температуру воздуха, отобрать пробу воздуха, доложить обстановку на подземную базу или руководителю горноспасательных работ и возвратиться на базу. Если в загазированной атмосфере кто-либо из личного состава потерял сознание или почувствовал себя плохо, отделение должно оказать ему помощь (переключить во вспомогательный респиратор и др.), отобрать пробу воздуха, сообщить о случившемся на подземную базу и немедленно в полном составе 276 эвакуировать пострадавшего на базу или в ближайшую выработку со свежей струей воздуха. Отделение должно возвратиться на базу в полном составе и в том случае, в респираторе одного из респираторщиков обнаружена неисправность. При этом респираторщик должен быть переключен во вспомогательный респиратор. Если самостоятельно не могут выходить два респираторщика и более, о случившемся немедленно сообщается на подземную базу (резервному отделению) и пострадавшие эвакуируются на свежую струю. Если эвакуировать одновременно обоих пострадавших невозможно, отделение должно оставаться возле пострадавших и оказывать им помощь до прихода резервного отделения. Если запас кислорода у оставшихся респираторщиков не позволяет ждать резервное отделение или последнее отсутствует, они должны эвакуировать на свежую струю в первую очередь пострадавшего с признаками жизни. При выполнении работ в загазированной атмосфере на значительном удалении от свежей струи (500 м и более), а также в тупиковых выработках длиной более 500 м все работающие должны обеспечиваться запасными баллонами с кислородом, регенеративными патронами с ХПИ или химически связанным кислородом (при применении респираторов такого типа). По пути движения к месту работы в выработках с загазированной атмосферой необходимо развешивать на видных местах вспомогательные респираторы. Замена баллонов и патронов в респираторе на запасные осуществляется в пригодной для дыхания атмосфере (в горноспасательной бокс-базе). После выполнения задания в загазированной атмосфере отделение должно возвратиться на подземную базу в полном составе по ранее пройденному маршруту (если маршрут возвращения не был определен при выдаче оперативного задания). Исключением могут быть случаи, когда этот путь прегражден завалом, пожаром, высокой температурой и т.д., когда иной маршрут возвращения был определен при выдаче задания или изменен 277 руководителем горноспасательных работ в ходе выполнения задания. Отправка отделений ВГСЧ с шахты в свои подразделения после завершения горноспасательных работ производится по письменному разрешению ответственного руководителя ликвидации аварии. По прибытии в подразделение респираторщики и командиры немедленно приводят в готовность к выезду по «Тревоге» респираторы и оснащение, а водители – оперативные автомобили. 278 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данном учебно-методическом пособии из различных литературных источников собраны достаточные сведения позволяющие получить общую картину по основам проведения горноспасательных работ на объектах минерально-сырьевого комплекса России. В представленных выше материалах имеются сведения как об истории становления горноспасательного дела так и об истории военизированных горноспасательных частей; приведены предпосылки создания единой структуры ВГСЧ, кратко рассказано об оборудовании стоящем на вооружении современных горноспасателей и применяемых ими технологиях ликвидации аварий. Отдельное внимание уделено понятию план ликвидации аварии. Материала изложенного в данном курсе лекции достаточно чтобы получить первоначальные базовые сведения об основах проведения горноспасательных работ на надземных и подземных объектах МСК России. Для более полного изучения того или иного заинтересовавшего читателя вопроса рекомендуем воспользоваться дополнительной литературой из списка литературы. 279 ЛИТЕРАТУРА 1. Учебно-методическое пособие «Основы проведения горноспасательных работ» под общей редакцией А. Ф. Син, СПб У ГПС МЧС РФ 2015 г. (выложено на сайт ИЗДО в формате word) 2. Курс лекций по дисциплине «Основы проведения горноспасательных работ»/ Учебное пособие. Л. В. Пихконен и др. СПб У ГПС МЧС России 2015 г. (выложено на сайт ИЗДО в формате word) 3. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело. К.З. Ушаков, Каледина Н. О., и др. Учебник для вузов.- М.: МГГУ,2002с. 4. ВГСЧ: вчера, сегодня, завтра. Горноспасательное дело в России / Под общ. ред. А.Ф. Сина; МЧС России. М.: ФГБУ ВНИИГОЧС (ФЦ), 2013. 180 с. Ил. 5. Справочник по горнорудному делу / Под ред. В. А. Гребенюка, Я. С. Пыжьянова, И. Е. Ерофеева. М., Недра, 1983, 816 с. 6. Городниченко В. И. , Дмитриев А.П. Основы горного дела: учебник для вузов /: Горная книга. 2008. - 542 с. - Режим доступа http://www.iprbookshop.ru. 7. Егоров П.В., Бобер Е.А., Кузнецов Ю.Н., Косьминов Е.А., Решетов С.Е. Основы горного дела: учебник для вузов/: Горная книга. 2008. - 542 с. - Режим доступа http://www.iprbookshop.ru. Литературные источники 1-5 выложено на сайт ИЗДО в форматах doc и pdf, 6-7 доступны в библиотечной системе СПб У ГПС МЧС РФ Режим доступа http://www.iprbookshop.ru. 8. Учебник поземного горноспасателя., В. А. Горбатов, В. В. Мячин и др., т.1, 1-е изд., -Новокузнецк, 2004 г., -335 с. 9. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело. К.З. Ушаков, Каледина Н. О., и др. Учебник для вузов.- М.: МГГУ,2008-487 с. 10. Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов. Учеб. пос. для вузов.- М.:МГГУ, 2007.-194 с. 11. Каледина Н.О. и Малашкина В.А. Методические указания для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов по дисциплине "Взрывоопасность горных систем".-М.: МГГУ,2004-78 с. 280 12. Компьютерные моделирование задач противоаварийной защиты шахт: Методические указания. Под ред. Каледина Н.О. и др.-М.: МГГУ, 2004.45 с.: илл. 13. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело: учебное пособие / В.А. Портола, П.В. Бурков, В.М. Гришагин, В.Я. Фарберов. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 201 с. 14. Горноспасательная служба и тактика веденияспасательных работ: Учеб. пособие/В. А. Колмаков, В. А. Зубарева. – Кемерово: Кузбасский государственный технический университет, 2008. – 138 с. – Для студентов вузов, обучающихся по направлению "Горное дело". 15. Ушаков В.К. Математическое моделирование надежности и эффективности шахтных вентиляционных систем: учебное пособие.-2-е изд. стереотип.- М.: МГГУ, 2003.-181 с. 16. для вузов Городниченко В. И. , Дмитриев А.П. Основы горного дела: учебник /: Горная книга. 2008. - 542 с. - Режим доступа http://www.iprbookshop.ru. 17. Егоров П.В., Бобер Е.А., Кузнецов Ю.Н., Косьминов Е.А., Решетов С.Е. Основы горного дела: учебник для вузов/: Горная книга. 2008. - 542 с. Режим доступа http://www.iprbookshop.ru. 18. Гришко А.П. Стационарные машины. т. 1. Рудничные подъемные установки: учебник для вузов.- М.: Горная книга, 2008-477 с.: илл. 19. Гришко А.П. Стационарные машины. т.2. Рудничные водоотливные вентиляторные и пневматические установки: учебник для вузов.- М.: Горная книга, 2007.-586 с.: илл. 20. Пособие по горноспасательному делу. Н.В.Орлов,, М. Н. Судиловский. Москва. Изд-во «НЕДРА» 1976 г., 21. Гришко А.П. и Шелоганов В.И. Стационарные машины и установки: учебное пос. для вузов.2-е изд. стереотип. –М.: Горная книга, 2007.325 с. 22. Машины и Оборудование для шахт и рудников: справочник. Под ред. С.Х. Клорикьян и др. 7-е изд.- М.: МГГУ, 2002.-471 с. 281 23. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ. В 2-х томах: учебник для вузов.- М.: МГГУ, 2001.-422 с. 24. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий.- М.: МГГУ, 2005,-543 с.: илл. 25. Основы горного дела: Учебник для вузов. – М.: МГГУ,2003.-408 с. 26. Единые правила безопасности при разработке полезных ископаемых открытым способом. – Санкт-Петербург, Изд-во ДЕАН, 2003,-276с. 27. Ликвидация аварий в угольных шахтах. Теория и практика / В. В.Радченко, С. Н. Смоланов, Г. Н. Алейникова и др.; Под общ. Ред. Г. Н. Алейниковой. - К: «Техника», 1999. - 320 с. 28. Смоланов С. Н., Голинько В. И., Грядущий Б. А. Основы горноспасательного дела (учебное пособие для студентов высших учебных заведений). – Днепропетровск: Издательство НГУ – 2001. – 274 с. 29. Самообрушение руды при подземной добыче. – Учебное пособие. – М.: МГГУ, 2006. 283 с.: илл. 30. Подэни Р.Ю.Механическое оборудование карьеров: Учебник для вузов – 6-е изд. – М.: МГГУ, 2007. – с. илл. 31. Справочник открытые горные работы. Под ред. К.Н. Трубецкой и др. – М.: Горное бюро, 1994. – 590 с. с илл. 32. Ялтанец И.М. Гидромеханизированные и подводные горные работы. Учебник для вузов. – М.: Изд-во «Мир горной книги», 2006. 33. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом. ПБ 05-619-03 [Текст] / Федеральный горный и промышленный надзор России, [2004]. - 132 с. 34. Конституция Российской Федерации (принята всенародным голосованием 12 декабря 1993 г.) с изменениями и дополнениями; 35. Правила охраны недр (ПБ-07-601-03). Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 6.06.2003 г. №71 (ред. от 30.06.2009). Электронный ресурс . – Доступ в локальной сети НТБ: СПС Консультант +. 36. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений (ПБ 03-428-02). Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 2.11.2001 г. №49 282 (действующие). Электронный ресурс . – Доступ в локальной сети НТБ: СПС Консультант +. 37. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 5.06.2003 г. №50 (ред. от 20.12.2010). Электронный ресурс . – Доступ в локальной сети НТБ: СПС Консультант +. 38. Федеральный закон от 22.06.2008. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» 39. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ «О пожарной безопасности» (ред. от 22.07.2008). 283 Под общей редакцией Латышева Олега Михайловича кандидата педагогических наук авторы составители: Пихконен Леонид Валентинович Кандидат технических наук Овчаренко Григорий Васильевич кандидат технических наук, доцент; Сергиенко Александр Николаевич Родионова Владимир Алексеевич кандидат технических наук, доцент Ивахнюк Сергей Григорьевич кандидат технических наук, Ванюшева Любовь Николаевна кандидат технических наук, КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине Основы проведения горноспасательных работ по специальности 280104.65 «Пожарная безопасность» учебное пособие Печатается в авторской редакции Ответственная за выпуск Л. В. Пихконен Подписано в печать и свет 1/16 Формат 60 x 84 Печать трафаретная Объем 4,4 п.л. Тираж 100 экз. Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149 284