CC BY
126
© В.Н Костеренко, А.Н. Тимченко, 2011
УДК 622.81
В.Н. Костеренко, А.Н. Тимченко
ФАКТОРЫ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВЗРЫВОВ ГАЗА МЕТАНА И УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ В ШАХТАХ
Произведена оценка факторов, оказывающих влияние на возникновение взрывов газа метана и угольной пыли в угольных шахтах России. Анализировались взрывы метана и угольной пыли за период с 1991 года по 2010 год в процессе эксплуатации и ведении горноспасательных работ в угольных шахтах России. Анализ статистических данных частоты происходивших взрывов показал, что за рассматриваемый период времени не произошло снижение числа взрывов и вспышек метана и угольной пыли. Анализ взрывов показывает, что основные причины взрывов в угольных шахтах обусловлены организационно-техническими действиями или бездействиями людей.
Ключевые слова: взрывы, метан, угольная пыль, анализ, угольные шахты.
гу а период с 1991 года по 2010 год в процессе эксплуатации и ведении горноспасательных работ в угольных шахтах России было зафиксировано 193 взрыва метана и угольной пыли, в том числе 25 взрыва при аварийноспасательных работах [1, 2, 3]. На рис. 1 приведена диаграмма распределения этих взрывов по годам.
Анализ статистических данных частоты происходивших взрывов показывает, что за рассматриваемый период времени не произошло снижение числа взрывов и вспышек метана и угольной пыли. Частота данного вида аварии в среднем составляет 9 случаев в год, при максимальном количестве 17 случаев в 1992 году и минимальном количестве 2 случая в 2008 году. В результате этих взрывов пострадало 1509 человек, в том числе 744 человек получили смертельные травмы; 86 человек из погибших -работники ВГСЧ. При этом условные суммарные потери добычи угля только за время аварийно-спасательных работ составили более 3,0 миллиона тонн, без учёта того, что 12 аварийных участков и
2 шахты, с суммарной суточной добычей более 90 тыс. тонн, были затоплены или изолированы.
Аварийные ситуации, связанные с взрывами (вспышками) метана (угольной пыли) за рассматриваемый период происходили на 72 шахтах (60% от общего количества шахт), т. е. на 40% шахтах взрывов не было. На 36 шахтах произошло более 2-х взрывов (рис. 2) с общим числом 157 взрывов (81 %), в результате воздействия этих взрывов пострадало 1139 человек (75,5 %), в том числе 404 шахтёра (61,4 %) было травмировано смертельно.
Эти взрывы произошли:
• 9 взрывов на шахтах "Распадская", "Красногорская" и № 12;
• 8 взрывов на шахте "Зиминка";
• 7 взрывов на шахте № 5-6;
• 6 взрывов на шахтах "Им. Калинина", "Коксовая", "Киселёвская";
Распадская Ер асн огор ская ШУ Калиновское №62 ШУ Анжерское (б 1,3)
Чертинская №12 Зимин ка
№5-6 Коксовая Центр альная(Д Восток)
Хальмер-Ю Усинская Ур га ль ская Ульяновская Ударновская Тыр ганская Киселевская Тайжина Им. Калинина Сучануголь Скальная Центральная (Урал)
Томская Первомайская Островная Октябрьская (Печера)
Тайбинская Но гр адская Листвяжная Им. Дзержинского Ку л л яр ская Им.Вор ошилова Воркутинская Кр аснодонецкое Алардинская Красная Горнячка Юбилейная Коркинская Кр а сный У глекоп Краснокаменская Комсомолец Кар а чаевское ШУ Карагайлинская Кадыкчанская Им.Кирова Им. В. И Ленина (Кузбасс)
Зырянов ская Есаульская ШУ Сибирское Черкасовская Центральная (Печора)
Им. Волкова Сахалину голь-6 Им. Шевякова Заполярная Западная (Печора)
Западная 'Гуковуголь*
Аяч—Яга Центральная (Кузбасс)
Октябрьская (Кузбасс)
Воргашорская Бошняково Батуринская Ку шеяковская Аютинская Котинская Анжерская Им. В. И. Ленина (Урал)
Егазовская Авангард Антоновская Амурская
0 2 4 6 8 10
□Количество в зрывов ■ Количество пострадавших
Рис. 2. Распределение взрывов по шахтам за период с 1991 года по 2010 год
Рис. 3. Распределение взрывов по регионам Рис. 4. Число пострадавших во время
России взрывов
Рис. 5. Распределение количества взры- J вов по шахтам, в зависимости от кате- і гории шахты по метану
• 5 взрывов на шахтах "Центральная" (Урал), "Воркутинская", "Алардин-ская", "Им. Ворошилова", "Им. Дзержинского", "Тайбинская", "Томская";
• по 4 взрыва на шахтах "Есаульская", "Зыряновская", "Красный углекоп", "Краснокаменская", "Им. В. И. Ленина" (Кузбасс);
• по 3 взрыва на шахтах "Центральная" (Печора), "Юбилейная", "Им Ше-вякова", "ШУ Сибирское", "Черкасовская", "Комсомолец", "Сахалинуголь-6", "Аяч-Яга";
• по 2 взрыва на шахтах "Антоновская", "Амурская", "Центральная" (Кузбасс), "Котинская", "Им. В. И. Ленина" (Урал), "Октябрьская" (Кузбасс), "Ку-шеяковская", "Егазовская".
Рис. 6. Распределение пострадавших при взрывах, в зависимости от категории шахты по метану, чел.
Наибольшее количество взрывов (147) произошло в шахтах Кузбасса, что составляет более 76 % от общего количества взрывов. В отдельные годы этот показатель составлял более 80 % (1991, ■ 1993, 1997, 2001) и 100 % в 1999 году. В
результате взрывов в шахтах Кузбасса пострадало 1222 человека, в том числе 534 человека получило травмы не совместимые с жизнью, что соответственно составляет 81 % и 81,1 %.
Данные о распределении взрывов по , регионам России, произошедших за период 1991+2010 года, приведены в диаграммах на рис. 3+4.
Анализ данных по взрывам, произошедших на шахтах России за период 1991+2010 год, показывает (рис. 5+9), что:
Рис. 7. Распределение количества взрывов по шахтам, в зависимости от типа схемы проветривания аварийного участка
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
о
I Смертельно травмированные
■ 512 1 □ Пострадавшие
□ 883
■ 55
□ 332 ■ 65 П 139 ■ 32 □ 69
Г~1
КП
дсо
Тупик Изоляция
Рис. 8. Распределение пострадавших при взрывах, в зависимости от типа схемы проветривания аварийного участка, чел.
• 158 взрыва или 81,8 % произошли на 49 шахтах (68 %), отнесённых к свер-категорийным и к выбросоопасным по метану, при этом число пострадавших составляет 1154 человек, в том числе 462 человек с летальным исходом или соответственно 76,5 % и 70,2 %.;
• 7 взрывов или 3,6 % произошли на 6 шахтах (8,3 %), не опасных и отнесённых к 1 категории по метану, при этом число пострадавших составляет 52 человека, в том числе 33 человек с ле-
тальным исходом или соответственно 3,4 % и 5,0 %;
• 77 взрывов или около 40% произошли на выемочных участках с крутым падением угольных пластов (системы разработки ПШО, ЩО, ПГО, БОШ, КСО и др.), при этом число пострадавших шахтёров составляет 346 человек, в том числе 63 шахтёра с летальным исходом или соответственно 22,9 % и 9,6 %;
• 70 взрывов или около 36,3% произошли на выемочных участках с пологим падением угольных пластов (системы разработки ДСО -лавы), при этом число пострадавших шахтёров составляет 973 человек, в том числе 506 человек с летальным исходом или соответственно 64,5 % и 76,9 %;
На рис. 8 прияты следующие сокращения: КП -аварийные участки на пластах с крутым падением; ДСО - аварийные участки на пластах с пологим падением; Тупик - подготовительные и тупиковые выработки; Изоляция - изолированные выработки, выработанное пространство.
Анализ причин образования взрывоопасных концентраций метана и источникам воспламенения метана (рис. 10+11) показывает, что:
- при 91 (47,2 %) взрыве образование взрывоопасных концентраций метана было связано с нарушением
Рис. 11. Распределение взрывов по источникам воспламенения метана за период с 1991 года по 2010 год
Контролируемые факторы Слабо подконтрольные факторы Область контролируемых факторов
Рис. 12. Распределение взрывов, в зависимости ров
— требований, предъявляемых к организации проветривания горных работ;
— при 71 (36,8 %) взрыве взрывоопасные концентраций метана были в изолированных пространствах (отработка, газодренажные сети, тупиковые выработки);
— при 29 (15 %) взрывах взрывоопасные концентрации метана образовались при забучивании печей (скважин) и обрушении горных выработок;
— источниками воспламенения метана в 69 (35,8 %) случаях были подземные пожары;
— в 54 (28 %) случаях электрооборудование стало причиной воспламенения метана;
— в 43 (22,3 %) случаях источники воспламенения метана возникали при ведении БВР;
— курение людей стало причиной 16 взрывов (8,3 %).
Для упрощения анализа взрывов все причины были разбиты на два фактора: контролируемые и
слабо подконтрольные.
Контролируемые факторы - это причины связанные с нарушением требований нормативных документов, проектных решений, технологий, трудовой и технологической дисциплины.
Слабо подконтрольные факторы - это факторы, связанные с природными явлениями
(молния, фрикционное от факто- искрение пород и др.), а также с процессами, протекающими в газодренажных сетях и выработанном пространстве (самонагревание угля, загазирование, сдвижение пород, повы-шение водопритока и др.).
На рис. 12 приведены диаграммы распределений взрывов без учёта аварийно-спасательных работ (168 взрывов). Диаграмма 1 отображает распределение взрывов по причинам за-газирования. Диаграмма 2 отображает распределение взрывов по месту эпицентра, а диаграмма 3 отображает распределение взрывов по причинам возникновения теплового источника (искры).
Совместный анализ взрывов (рис. 12), произошедших в период с 1991 по 2010 год по месту их эпицентра, причинам загазирования и источникам воспламенения метановоздушной смеси показывает, что подавляющее
большинство взрывов произошло в области контролируемых факторов.
По причинам только слабо подконтрольных факторов произошло 23 взрыва (13,7 %), при этом пострадало 41 чел. (2,3 %), в том числе погибло 7 чел. (1,1 %).
1. «Аварийность и противоаварийная
защита организаций угольной промышленности». Информационные бюллетени ФГУП ВГСЧ за период с 1991 года по 2010 год, подготовленные по материалам региональных ОВГСО, а также сведениям диспетчерских служб акционерных обществ, угольных и энергетических компаний.
Таким образом, анализ взрывов, выполненный на основании материалов расследований причин аварий и горноспасательных работ, показывает, что основные причины взрывов в угольных шахтах обусловлены орга-низационно-техни-ческими действиями или бездействиями людей, т. е. "человеческим фактором”.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. «Состояние промышленной безопасности и охраны труда в угольных организациях России». Ежегодные обзоры ООО «ВостНИИ-НТК» за период с 2005 по 2008 годы.
3. Информационный сборник по крупным авариям на шахтах России за период с 1997 по 2007 годы. ЗАО «Промуглепроект». Новокузнецк 2007г ШГЛ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------
Костеренко Виктор Николаевич - начальник управления аэрологической безопасности подземных горных работ ОАО «СУЭК». e-mail:KosterenkoVN@suek. ги
Тимченко Александр Николаевич - начальник управления противоаварийной устойчивости предприятий ОАО «СУЭК». e-mail:TimchenkoAN@suek. ги
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПЕТУШКЕЕВ Борис Львович Решение трехмерной задачи газовой динамики и переноса метана в угольной шахте с использованием параллельных вычислений 01.02.05 к.ф-м.н.
