Состояние и основные направления снижения крупных аварий на угольных шахтах Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Голоскоков Сергей Иванович, Трубицына Дарья Анатольевна

Изложены сведения о причинах крупнейших аварий на угольных шахтах мира. Приводятся основные факторы, участвующие в формировании аварийных ситуаций и пути их нейтрализации. Определены основные принципы позволяющие сформировать новые подходы к разработке нормативной документации, учитывающей специфику горного производства и современный уровень новых технологий.

Status and trenads of reduction of major accidents in coal mines

Provides information on the causes of major accidents at coal mines in the world. The basic factors involved in the formation of emergency situations and ways to neutralize them. The main principles allowing to create new approaches to developing normative documents, which takes into account the specifics of the mining industry and the current level of new technologies.

Текст научной работы на тему «Состояние и основные направления снижения крупных аварий на угольных шахтах»

канд. тех. наук, ОАО «НЦ ВостНИИ»

состояние и основные направления снижения крупных аварий на угольных шахтах

Ключевые слова: ВНЕЗАПНЫЕ ВЫБРОСЫ УГЛЯ, ГАЗА И ПЫЛИ, МЕТАНОВОЗДУШНАЯ, ПЫЛЕМЕТАНОВОЗДУШНАЯ СМЕСЬ, ВЗРЫВЫ, ЭНДОГЕННЫЕ ПОЖАРЫ.

Проблема безопасности в угольной промышленности исторически сводится преимущественно к проблеме безопасности угольных шахт, а в угольных шахтах - к проблеме крупных аварий с человеческими жертвами. Крупные аварии последних лет и особенно катастрофа на шахте Распадская выявили существующие пробелы в системе промышленной безопасности угольной отрасли. Комиссия, расследовавшая аварию, пришла к выводу, что причинами возникновения аварии явились:

• неверные проектные решения;

• неквалифицированная экспертиза промышленной безопасности целого ряда проектов;

• невыполнение требований по проведению предварительной дегазации разрабатываемых пластов и выработанных пространств;

• нарушение пылевого режима шахты;

• отсутствие должного контроля за ранними признаками само-

нагревания угля со стороны работников шахты;

• недостаточность комплекса профилактических мероприятий по предупреждению эндогенного самонагревания угля;

• неисполнение предусмотренных проектами профилактических мероприятий по предотвращению эндогенного самонагревания угля в выработанных пространствах;

• неустойчивость системы электроснабжения шахты.

• возникновение крупномасштабных аварий, как правило, обусловлено комплексом организационных и технических причин;

• проблема предотвращения крупных аварий - проблема комплексная, ее не решить отдельными мероприятиями. Решение проблемы возможно при вовлечении в это дело разносторонних специалистов и взаимоувязанной, скоордини-

рованной их работе в рамках единой программы, охватывающей вопросы техники, технологии и организации управления на всех этапах жизненного цикла шахты: проектирования, строительства и эксплуатации.

Крупные аварии и катастрофы являются результатами направленности развития нашего общества, которой обладает не только Россия. (таблица 1)

При относительной тенденции к уменьшению общего количества аварий в последние годы количество смертельно травмированных остается на высоком уровне вследствие роста тяжести происходящих катастроф (рисунок 1).

Количество травмированных на один миллион тонн добытого угля в России остается высоким, выше этот показатель только в двух странах: в Украине и Китае (рисунок 2). При этом по классификационным признакам в структуре аварий наибольший удельный вес занимают

Таблица 1 - Крупнейшие аварии на угольных шахтах мира в ХХ-ХХ! вв.

№ пп Год Название шахты Причина аварии Погибло, чел. Страна

1. 1905 Шахта «Кэмбриэн» Взрыв газа 33 Англия

2. 1906 Шахта «Курьер», Нор-па-де-Кале Взрыв газа 1230 Франция

3. 1907 Шахта Тогоока Взрыв 471 Япония

4. 1907 Шахта «Иоленд» Взрыв газа 500 США

5. 1908 Шахта «Zeche Radbod Schacht 1/2», Бокум-Хёвель Взрыв газа и пожар 348 Германия

6. 1908 Шахта «Mina Rosita Vieja», Сан-Хуан-де-Сабинас, Коауила Взрыв 200 Мексика

7. 1908 Макарьевский (Рыковский) рудник, Донецк, Малороссия Взрыв 271 Российская империя

8. 1910 Шахта «Паоло» Взрыв газа 200 Мексика

9. 1912 Шахта «Zeche Lothringen 1/2», Бохум, Рурская обл Взрыв газа 115 Германия

10. 1913 Шахта «Стэг Кенон» № 2, Нью-Мексико Взрыв газа 263 США

11. 1913 Шахта «Universal Colliery», Сенгхенид, Уэльс Взрыв газа 439 Англия

12. 1914 Шахта «Хильресг» Британская Колумбия Взрыв газа 200 Канада

13. 1914 Шахта «Hoozyou», Мицубиси Ходзё, Кюсю Взрыв газа 687 Япония

14. 1920 Шахта «Северная», Юбари, Хоккайдо Взрыв газа 209 Япония

15. 1923 Шахта «Rozbark», Бытом Взрыв пыли 145 Польша

16. 1925 Шахта «Zeche Minister Stein», Дортмунд, Рурская обл Взрыв 136 Германия

17. 1928 Шахта «№ 17» (сейчас 17-17-бис), Сталино (Донецк) Взрыв динамита 12 СССР

18. 1930 Шахта в бассейне Фюво горный удар, выброс газа 150 Франция

19. 1930 Шахта «Grube Anna», Альсдорф Северный Рейн - Вестфалия Взрыв газа 271 Германия

20. 1930 Шахта «Wactaw», Миколув Взрыв газа 150 Польша

21. 1931 Шахта в месторождении Фушунь Взрыв газа 3000 Китай

22. 1931 Шахта № 8, Черногорск, Хакасская АО Взрыв газа 118 СССР

23. 1934 Шахта «Матер № 1, Пенсильвания Взрыв газа 195 США

24. 1934 Шахта «Gresford Colliery», Рексем, Уэльс Взрыв газа 265 Англия

25. 1934 Шахта «Кокань» Взрыв газа 127 Югославия

26. 1941 Шахта «Rubengrube», Нова-Руда, Neuroder Revier, Germany Взрыв газа 186 Германия

27. 1941 Шахта «Нова-Руда», Нова-Руда Выброс углекислого газа 187 Польша

28. 1942 Шахта «Хонкейко», Бэньси, Ляонин Взрыв пыли 1572 Китай

29. 1942 Шахта в городе Тёсей, Убе Взрыв 183 Япония

30. 1944 Шахта «Байдаевская», Сталинск, Кемеровская область Взрыв 120 СССР

31. 1947 Шахта «Сентралиа», Иллинойс Взрыв газа 109 США

Продолжение таблицы 1 - Крупнейшие аварии на угольных шахтах мира в ХХ-ХХ1 вв.

№ пп Год Название шахты Причина аварии Погибло, чел. Страна

32. 1950 Шахта «Дальбуш» Взрыв газа 78 Германия

33. 1951 Шахта «Ориент»№ 2 , Иллинойс Взрыв газа 119 США

34. 1951 Шахта «Изингтон» Взрыв газа 81 Англия

35. 1952 Шахта № 1-1 бис, Макеевка, Донецкая область Взрыв газа 54 СССР

36. 1954 Шахта «Barbara-Wyzwolenie», Хожув Взрыв газа 102 Польша

37. 1955 Шахта»Дальбуш» Взрыв газа 81 ФРГ

38. 1956 Шахта «Bois du Cazier Colliery», Марсинелле Взрыв газа и пожар 263 Бельгия

39. 1958 Шахта»Асансоль» Взрыв газа 218 Индия

40. 1960 Шахта «Laobaidong colliery», Датун Взрыв 684 Китай

41. 1960 Шахта «Coalbrook» Взрыв газа 437 ЮАР

42. 1961 Шахта «Больна» Взрыв газа 106 ЧССР

43. 1962 Шахта «Luisenthai Mine», Фельклинген Взрыв газа 372 ФРГ

44. 1963 Шахта «Mitsue Miike», Омута, Кюсю Взрыв газа и пыли 449 Япония

45. 1964 Шахта»Эльдорадо» Взрыв газа и пыли 60 Перу

46. 1964 Шахта»Люзекталь» Взрыв газа 299 США

47. 1964 Шахта «Капитальная», Копейск (Челябинская обл.) Взрыв газа 59 СССР

48. 1965 Шахта»Урикани» Взрыв газа 41 Румыния

49. 1965 Шахта»Кокань» Взрыв газа и обвал 124 Югославия

50. 1965 Шахта «Dhori colliery», Дханбад Взрыв газа и пыли 268 Индия

51. 1969 Шахта вблизи Барротеррано Взрыв газа и пожар 300 Мексика

52. 1971 Шахта «Уанки» Взрыв газа 427 Южная Родезия

53. 1972 Шахта «Кайдамер» Взрыв газа 68 Турция

54. 1972 Шахта «Дамегха» Взрыв газа 38 Иран

55. 1973 Шахта Дханбад Взрыв газа 100 Индия

56. 1974 Шахта N3 в г.Лиеване Взрыв газа 42 Франция

57. 1975 Шахта «Chasnala Sudamdith Colliery», Дханбад Взрыв газа 372 Индия

58. 1976 Шахта «Стажич» Взрыв газа 43 ЧССР

59. 1977 Шахта»Вильва Диана» Взрыв газа 84 Колумбия

60. 1977 Шахта в бассейне Моатиз Взрыв газа 150 Мозамбик

61. 1978 Шахта «Сакурская», Караганда Взрыв газа 72 СССР

62. 1979 Шахта «Dymitrow», Бытом Взрыв газа 34 Польша

63. 1980 Шахта Ловизени Взрыв газа 49 Румыния

III. Технологические вопросы безопасности горных работ Продолжение таблицы 1 - Крупнейшие аварии на угольных шахтах мира в ХХ-ХХ1 вв.

№ пп Год Название шахты Причина аварии Погибло, чел. Страна

64. 1980 Шахта «Горская», Горское, Луганская область Взрыв газа 66 СССР

65. 1981 Шахта «Плуто-2» Взрыв газа 65 Чехославакия

66. 1982 Шахта Зеницкий бассейн Взрыв газа 39 Югославия

67. 1983 Шахта Зонгулдакского угольного бассейна Взрыв газа 98 Турция

68. 1983 Шахта «Хпобэйн» Взрыв газа 63 ЮАР

69. 1984 Шахта «Wilberg Mine», Оранджвилль Пожар 27 США

70. 1984 Шахта «Лейсянь» Взрыв газа 103 Тайвань

71. 1984 Шахта «Mitsui Miike», Ömuta, Фукуока Взрыв газа 83 Япония

72. 1986 Шахта «Маура-№ 4 Взрыв газа 12 Австралия

73. 1988 Шахта «Кустро и Медио» Взрыв газа 39 Мексика

74. 1988 Шахта в юго-зап. провинция Гуйчжоу Взрыв газа 45 Китай

75. 1990 Шахта «Добрня» (Босния и Герциговина) Взрыв газа и пыли 180 Югославия

76. 1991 Шахта «Саньцзяохэ», провинция Шаньси Взрыв газа 147 Китай

77. 1992 Шахта «Incirharmani», Зонгулдак Взрыв газа и пожар 263 Турция

78. 1997 Шахта «Зыряновская» Взрыв газа 67 Россия

79. 1998 Шахта имени А. А. Скочинского Взрыв газа и обвал породы 63 Украина

80. 2005 Шахта «Sunjiawan», Фусинь, Ляонин Взрыв 214 Китай

81. 2006 Шахта «Халемба», Руда-Слёнская Взрыв газа 23 Польша

82. 2006 Шахта имени В. И. Ленина (г. Шахтинск) Взрыв газа 41 Казахстан

83. 2007 Шахта «Ульяновская» Взрыв газа 110 Россия

84. 2007 Шахта им. Засядько г. Донецк Взрыв 101 Украина

85. 2008 Шахта, Петрила Взрыв газа 12 Румыния

86. 2010 Шахта «Upper Big Branch Mine-South», Монткоал Взрыв газа и пыли 29 США

87. 2010 Шахта «Распадская» Взрыв газа 91 Россия

пожары, взрывы пылеметановоз-душной смеси, обрушения и газодинамические явления (рис. 3), тогда как в структуре количества травмированных (в том числе со смертельным исходом) основная тяжесть аварий приходится на взрывы пы-леметановоздушной смеси.

Катастрофы на угольных шахтах сопряжены с большими социальными, экономическими и стратегическими последствиями. Проблема минимизации риска аварий, снижения тяжести за счет предотвращения крупных аварий и катастроф является в настоящее время акту-

альнейшей. В решении этой проблемы надо исходить из понимания следующего:

1. Анализ причин крупных аварий, произошедших в угольных шахтах мира, за последнее столетие свидетельствует, что наиболее разрушительные катастрофы происходят

Рисунок 1 - Динамика добычи угля, количества аварий и смертельного травматизма

при взрывах метановоздушной смеси и угольной пыли (таблица 1). Их возникновение возможно только при совмещении во времени и пространстве трех факторов:

• наличие взрывоопасной концентрации метана определенного объема;

• наличие отложений угольной пыли по сети горных выработок, способной перейти во взвешенное состояние с концентрацией выше нижнего предела взрываемости;

• наличие источника воспламенения метана (эндогенные и экзогенные пожары, ведение взрывных работ, неисправное электрооборудование и пр.).

2. Крупные аварии и катастрофы происходили и происходят во всех крупных угледобывающих странах

мира. Причем до 70-80-хх годов прошлого века периодичность и тяжесть подобных аварий во всех странах была примерно одинакова. И только после осознания в разных странах мира тяжести социально-экономических последствий подобных катастроф начала вырабатываться идеология государственной политики и предприниматься меры по предотвращению крупных аварий. При этом различные страны задействовали различные подходы к решению этой проблемы. Одни из них пошли по пути полной ликвидации либо минимизации подземной добычи угля (Япония, Франция, Великобритания, Словакия, Чехия, Германия и др.). В других странах были приняты законы, запрещающие отработку угольных пластов с высокой газоносностью и другими явными проявлениями опасно-

стей (США, Австралия, ЮАР и др.). В-третьих, в дополнение к ограничению допустимых к разработке пластов были законодательно ужесточены требования к нарушениям промышленной безопасности и научному обеспечению и сопровождению ведения горных работ (США, Польша, Германия и др.). Реализация этих подходов привела к перелому критической ситуации с аварийностью и травматизмом на угольных шахтах мира. Травматизм со смертельным исходом сократился на порядки.

В России вследствие произошедших глубоких социально-экономических перемен последних десятилетий, эти тенденции на фоне общего кризиса национальной идеологии остались не реализованными как на государственном уровне, так и в сознании общественности. И только

в последние годы понимание необходимости решения этой проблемы стало очевидным. По инициативе органов государственной власти были предприняты действия, направленные на повышение уровня промышленной безопасности. Принят так называемый закон о дегазации угольных шахт, ряд социальных гарантий работников угольных шахт, постановление Правительства РФ о нормах содержания опасных газов в угольных шахтах, ряд изменений в Правила безопасности в угольных шахтах.

Но, не смотря на актуальность поставленных задач, вызывает опасение практика разработки данных документов. К их разра-

ботке и экспертизе не был привлечен ни один отраслевой институт по безопасности. Замечания и предложения к первой редакции Правил по охране труда, направленные в Минздравсоцразвития и Росуглепроф, остались без ответа. В 2011г. Ростехнадзор инициировал переработку Правил безопасности в угольных шахтах. Однако при отсутствии финансирования отраслевой науки после принятия новых Правил кардинальной смены состояния промышленной безопасности ожидать не следует, так как уровень развития технологической базы горного производства в настоящее время существенно выше, чем уровень идеологии и техниче-

ского оснащения промышленной безопасности. Некоторая положительная тенденция наметилась только при участии администрации Кемеровской области и его Координационного совета, где было принято решение о финансировании разработки нормативной правовой документации для угольной промышленности на принципах государственно-частного партнерства.

Осознание общественностью и государством ответственности и необходимости решения этой проблемы и первые шаги, сделанные в рамках ратификации Конвенции о предотвращении крупных промышленных аварий (Конвенция N

174), позволят сформировать общую идеологию предупреждения аварий и катастроф, выработать системный, комплексный подход и разработать организационно-технические решения в рамках реализации государственной политики и радикально изменить существующее положение дел в безопасности угольной отрасли. Последовательная нейтрализация данных факторов, а также создание организационной и технологической структуры по своевременному выявлению аварийной ситуации и ее локализации, позволит предупредить возникновение крупных аварий. Для решения этой проблемы необходимо разработать и грамотно интегрировать комплекс программных целевых установок в рамках единого документа, позволяющего систематизировано обеспечить минимизацию рисков возникновения аварийных ситуации при ведении горных работ в угольных шахтах.

Таким образом, для создания предпосылок для уменьшения количества и тяжести последствий аварий в угольных шахтах необходимо разработать и реализовать каче-

ственно новые подходы к решению следующих проблем:

1. Разработка инновационных технологий, обеспечивающих снижение выделения метана в атмосферу горных выработок угольных шахт и его утилизацию (т. е. нейтрализация первого фактора).

2. Разработка инновационных технологий инертизации шахтной атмосферы, создание нового поколения наноструктурированных флегматизаторов и связывающих составов и автоматизированных устройств для предотвращения и локализации взрывов пылеметано-воздушной смеси по сети горных выработок (удаление второго факта). Разработка инновационных решений по нейтрализации источников воспламенения пылеметано-воздушной смеси в горных выработках угольных шахт. (исключение источника воспламенения).

3. Разработка интеллектуальной системы предупреждения аварийных ситуаций на основе непрерывного мониторинга параметров геомеханического состояния горного массива, возникновения эндогенной и экзогенной пожароопасности, вентиляции и состава рудничной атмосферы, пылевого контроля,

пылевзрывобезопасности сети горных выработок.

В связи с этим для формирования основных направлений развития в области предотвращения крупных аварий и катастроф в угольных шахтах необходимо принятие концепции и программы нейтрализации трех основных факторов их возникновения: метана, угольной пыли, источников поджигания. Для научного сопровождения и контроля реализации этой политики необходимо делегировать полномочия в преимущественном осуществлении экспертной оценки состояния промышленной безопасности на угольных шахтах, анализа, расследование и выработке рекомендаций по стабилизации обстановки в предаварийных ситуациях отраслевому институту по безопасности, обладающему возможностью комплексного рассмотрения всех этих вопросов.

Эти принципы позволят сформировать новые подходы к разработке нормативной документации, учитывающей как специфику горного производства, так и современный уровень новых технологий.

STATUS AND TRENDS OF REDUCTION OF MAJOR ACCIDENTS IN COAL MINES

S.I. Goloskokov, D.A. Trubitsyna

Keywords: SUDDEN OUTBURST, GAS AND DUST, METHANE, EXPLOSIONS, ENDOGENOUS FIRES.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Голоскоков Сергей Иванович, Трубицына Дарья Анатольевна

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Голоскоков Сергей Иванович, Трубицына Дарья Анатольевна

Status and trenads of reduction of major accidents in coal mines

Текст научной работы на тему «Состояние и основные направления снижения крупных аварий на угольных шахтах»