Мука взрывоопасна! Как угольная и древесная пыль. Из-за чего пыль взрывается на шахтах, а также мукомольных заводах и как с этим бороться, «ММ» узнал у Александра Сергиенко, старшего преподавателя кафедры горноспасательного дела и взрывобезопасности Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.
На пилорамах складываются идеальные условия для горения древесной пыли: много сырья, дерева, и много искр от пил. Поэтому на таких предприятиях очень пристально следят за недопущением образования мелкой взрывоопасной древесной пыли, производят обеспыливание помещений и оборудования, устанавливают пылеуловители, искрогасители на инструменты.
Но нередко из-за халатности персонала и пренебрежения техникой безопасности взрывы на пилорамах все-таки случаются. Взрыв древесной пыли может быть настолько мощным, что сорвет стены и крыши мебельной фабрики.
– Но все же сообщения об авариях на мукомольных заводах и пилорамах поступают редко. Чаще мы слышим о ЧП на угольных шахтах.
– Потому что угольная пыль чрезвычайно опасна. Чтобы понять почему, надо сначала разобраться, каков механизм взрыва вообще. Взрыв – это быстрое горение какого-либо вещества с образованием ударной волны. В замкнутом пространстве, в шахтах, на горных работах, во время горения быстро выжигается кислород и возникает ударная волна. Ударная волна – физическое движение масс воздуха, которые на своем пути разрушает все, что попадается.
Интересно, что предвестник наступающей катастрофы – затихание всего вокруг. Когда происходит взрыв в одной части шахты, создается разряжение воздуха, которое чувствуется, так горняки понимают: случилось ЧП.
Итак, произошел взрыв, угольная пыль, которая поднялась с ним, загорается, ведь это по сути порох. И горящее облако распространяется по шахте дальше – вперед его несет та самая ударная волна. И чем больше пыли поднимается в воздух, тем сильнее все горит вокруг и взрывается далее.
– Но почему взрыв вообще происходит?
– Виноват метан. Этот газ высвобождается при добыче угля. Он легче воздуха, без запаха и вкуса. Метан скапливается в верхней части горной выработки и при определенной концентрации способен взорваться. Но для этого нужен источник открытого огня, как и в случае горения с мукой.
– Выходит, для предотвращения аварий в шахтах надо в первую очередь бороться с метаном. Как?
– Существуют приборы, которые позволяют определить содержание метана в воздухе. Ведь носом его не почувствовать. Кстати, бытовые кухонные газовые плиты тоже работают на метане, поэтому, чтобы чувствовалась утечка газа, в него добавляют присадки. В шахтах же концентрация газа в воздухе улавливается датчиками, приборами, даже светильник на каске шахтера может предупредить об опасности. Так, если метана слишком много, светильник на каске начнет мигать, и человек вынужден будет покинуть место работы и принять меры для уменьшения концентрации метана. Датчики метана при определенных концентрациях СН4 отключают электрооборудование, и механизмы останавливаются.
– Как можно этого добиться?
– Чтобы уменьшить концентрацию метана, в горную выработку нужно подать большее количество воздуха. Концентрация метана до 2 % на 1 м3 малоопасна (а вот человек от такой дозы метана может потерять сознание). При концентрации же от 6 до 16 % метан взрывается. Самый мощный взрыв происходит при концентрации 9,5 %. После 16 % он горит уже просто при доступе кислорода.
– А самовозгорание возможно или это миф?
– Уголь может самовозгораться в пласте, даже неразрушенном. Это явление происходит с энергетическими марками угля (который используют для получения электроэнергии). Просто воздух проходит по выработкам, и в том месте, где есть нарушение проветривания, где образуются завихрения, уголь начинает окисляться с выделением тепла в таком количестве, что может произойти возгорание вплоть до открытого пламени. Критическая температура самонагревания угля – от 130 до 180 °С. При достижении в очаге температуры возгорания на 130–170 % выше критической наступает стадия горения.
Предвестник возгорания угля – появление угарного газа, то есть ощущается запах горелого. С помощью приборов определяют концентрацию угарного газа, ищут место нагрева. Иногда находят открытое горение. Место нагрева и горения угля разбирают вручную инструментом и заливают водой.
Датчик метана. dgears.ru
– Если опасность метана и угля так хорошо известна, почему не удается избежать аварий на шахтах?
– Анализируя количество аварий в шахтах, можно сказать, что их количество уменьшается. Но если они происходят, то приводят к настоящей катастрофе. Я отработал под землей 25 лет, 8 лет из них – в качестве директора шахты «Северная» в Воркуте. Уволился в декабре 2007 года, а в 2016 году на шахте произошел взрыв. Когда я узнал о причинах трагедии, для меня это был шок: газовые приборы контроля устанавливали ниже по высоте, чем требуют правила безопасности, чтобы улавливать метан под сводами горных выработок.
В результате такого «загрубления датчика» прибор не смог отключить электроэнергию на аварийном участке шахты при увеличении концентрации метана в воздухе. Делалось это для того, чтобы продолжать добывать уголь, пусть и с риском для жизни. Когда взорвались метан и угольная пыль, погибло 30 шахтеров. Через сутки произошел повторный взрыв, и погибли пять горноспасателей и один шахтер, который помогал в ликвидации аварии.
– Опять виноват пресловутый человеческий фактор?
– К сожалению, большинство аварий – рукотворные. Хотя требования правил безопасности и федерального законодательства регулярно ужесточаются. Добыча угля – это потенциально опасное производство. Поэтому кроме контроля службы госорганов ответственность за безопасность возлагается на службу производственного контроля предприятия. Она подчиняется только руководителю такового. Он обязан сам приостановить работы и организовать устранение нарушений. А, как известно, люди разные.
Если служба производственного контроля налажена и там работают добросовестные сотрудники, то эффект от ее работы положительный. Государственный инспектор же видит нарушение правил техники безопасности на рабочих местах только при их посещении, выносит предписания. Нарушения устраняют и уведомляют инспектора. За грубые или повторные нарушения суд может назначить приостановку работ вплоть до 90 суток.
Но поскольку зарплата работников зависит от количества добытого угля, возникает круговая порука: руководитель горнодобывающего предприятия игнорирует опасность и не устраняет выявленные инспектором нарушения, шахтеры либо не знают об опасности, либо стараются ее не замечать. Итог известен: недавняя крупная авария в 2021 году на шахте «Листвяжная» в Кузбассе тоже произошла из-за загрубления аппаратуры. Случился взрыв, и снова погибли шахтеры и спасатели, которые вызволяли людей…
– А за рубежом такое возможно, чтобы кто-то допустил загрубление датчиков, игнорировал требования инспекторов?
– Начнем с того, что за границей многие страны отказались от добычи угля в шахтах именно потому, что это опасное производство. Так, все угольные шахты закрыты в Германии, которая, как известно, была родоначальником подземной добычи угля. Закрыты шахты в Великобритании. Теперь эти страны покупают уголь из Австралии, ЮАР, Китая и России.
В Австралии неглубокое залегание угля. Если работы там ведутся на глубине 200 метров, в наших шахтах это все 1200–1400 метров. Там, перед тем как строить предприятие, с поверхности бурятся скважины в угольный пласт, устанавливаются насосы, которые выкачивают метан. Этот процесс называется предварительной дегазацией. Поэтому на момент добычи угля концентрация газа значительно снижена.
У нас дегазация тоже осуществляется, но не перед строительством, то есть не предварительной дегазацией. Например, в Воркуте нельзя применить способ бурения скважин с поверхности, потому что глубоко и еще потому, что у угольных пластов разная пористость и не все они способны отдавать газ. К тому же опасность существует не только на месте разрушения пласта, а дальше: пласт вынимается, сверху породы обрушаются, выше пласта есть маленькие прослойки, как правило, газоносные. Поэтому в воркутинских шахтах бурят скважины в выработанное пространство. То есть идет дегазация через выработанное пространство.
И у нас новые шахты не строятся в том масштабе, который необходим для большой страны. Чтобы построить такую шахту, нужно минимум 5–7 лет. А у нас угольная отрасль отдана частным предприятиям. Менеджеры хотят получить «быстрые деньги» в течение 2–3 лет и просто не готовы вкладываться в новое строительство и оборудование, чтобы уголь можно было добывать меньшим количеством рук.
Когда я приехал в Воркуту в 1989 году, там было 13 шахт. В течение 10 лет количество шахт сократилось после аварий, а также из-за нерентабельности. Сегодня там работают всего четыре шахты и угольный разрез.
– Выходит, добывать уголь в наших шахтах и сложнее, и опаснее?
– Опаснее, потому что не все у нас следуют правилам, к сожалению. Вот такой интересный пример для сравнения: в 2005 году я был 10 дней в командировке в ЮАР, посещал подземные шахты. Там половина людей ни читать, ни писать не умеют. 12 государственных языков – языки племен, поэтому существует свой «шахтерский язык», тринадцатый, который понимают шахтеры, даже если работают на разных шахтах.
Угля они добывают много и безопасно на дорогущем высокопроизводительном оборудовании, но инструктаж об опасностях людям показывают на картинках. В буквальном смысле слова изображены, скажем, слон и кобра. Слон – тяжелый, большой, это значит, гибель человека может наступить от удушья, давления, обрушения. Кобра – молниеносна, она означает взрыв. И хотя правила рассказывают на картинках, шахты работают. В ЮАР сказали копать, они будут копать. Сказали – перестать копать – перестанут.
Был я в командировке и в Китае в 2006 году тоже с посещением шахт. Там люди считают, что находятся на земле временно, а то, что оставляют после себя, – постоянно. Поэтому там строят шахты качественно, на долгие времена.
Работая на шахтах, надо иметь высокую моральную ответственность и дисциплинированность. Должен быть профотбор не менее строгий, чем в истребительную авиацию. К сожалению, об этом приходится пока только мечтать.
– Хочу немного отвлечься от невеселых мыслей, подытоживая разговор о безопасности. Почему раньше рабочие брали с собой в шахты канареек в клетках?
– Как известно, канарейки – певчие птицы, при этом они очень чувствительны к изменению атмосферы. Поэтому, когда в шахтах скапливается углекислый газ или метан, птицы это ощущают и прекращают петь, либо вовсе гибнут. Вплоть до 1980-х годов канарейки широко применялись на шахтах Великобритании, например. Они дешевле оборудования, а работают как датчики. Только есть отличие: если птица пела и прекращает петь, это плохо. А если датчики молчат – значит, все в порядке.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
