CC BY
64
УДК 622.8:622.817
О.Н. Румежак, Н.В. Малеев, А.А. Мартынов
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ УРОВНЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗООБИЛЬНЫХ ШАХТ
Современное развитие добычи угля на шахтах Украинской части Донбасса связано с постоянным внедрением высокопроизводительных технически совершенных технологий выемки угля и проходки горных выработок. При этом, главным требованием к угольным предприятиям со стороны государственного горного надзора остается гарантированное обеспечение безопасности работ, дальнейшее повышение уровня промышленной безопасности и улучшение охраны труда. Этот основополагающий принцип в производственной деятельности любого предприятия независимо от формы собственности реализуется в соответствии с Законом Украины „Об охране труда”.
Проблемы промышленной безопасности в угольной отрасли в Украине относятся к категории особой государственной и общественной значимости, решение которых является одним из приоритетных заданий национальной безопасности. Подтверждением этому являются программный Указ Президента Украины от 16.01.02 г. №26, многие постановления Кабинета Министров Украины, в том числе, от 26.03.06 г. №374 “Об утверждении Программы повышения безопасности труда на угледобывающих и шахтостроительных предприятиях».
Это крайне важно и необходимо, так как большая часть шахт в Донецком регионе Украины являются по горно-геологическим и горнотехническим условиям разработки пластов одними из самих сложных в мире. Только в Донецкой области более 70 шахт являются сверхкатегорными и опасными по внезапным выбросам угля и газа. Многие шахты отрабатывают самовозгорающиеся пласты, относятся к категории опасных по взрывчатости угольной пыли. Более 20 шахт ведут горные работы на глубинах 1000-1300 м, среди них высокопроизводительные - им. А.Ф.Засядько, "Красноли-манская", им. А.Г.Стаханова, “Шахтерская-Глубокая”, им.
А.А.Скочинского и ряд других. Мощность разрабатываемых пластов на шахтах Донецкого региона, в основном, составляет 0,6-1,2 м, реже 1,3-1,8 м.
Быстрыми темпами стареет шахтный фонд. В целом промышленно-производственные фонды шахт выработаны на 65%. Более половины шахт работают свыше 50 лет без реконструкции, имеют сложные протяженные вентиляционные сети и многоступенчатый подземный транспорт.
В таких сложных условиях ведение горных работ на угольных шахтах всегда представляет повышенную опасность.
Уровень производственного травматизма со смертельным исходом на угольных предприятиях, при существующей позитивной тенденции в последние несколько лет по ежегодному снижению, остается в настоящее время достаточно высоким. В 2005 году на шахтах Украины было травмировано со смертельным исходом 156 чел., в 2006 г. - 168 чел. Каждый миллион добытого угля в Украине уносит жизни 2-3 горняков.
Сушествует по шахтам и жестокая статистика по происшедшим авариям с групповыми несчастными случаями со смертельным исходом. На шахте “Краснолиманская” 19 июля 2004 года в результате взрыва метановоздушной смеси в выработках добычного участка 11-ой южной лавы погибло 36 чел. На шахте им. А.Ф.Засядько 20 сентября 2006 года при внезапном смещении толщи пород кровли в 13-й восточной лаве и выделении при этом большого количества газа метана в выработках аварийного выемочного участка погибли от удушья 13 чел.
Указанные аварии с гибелью людей, а так же другие, которые имели место на шахтах в предыдущие годы, связаны были с газом метаном - взрывами метановоздушной смеси, вспышками, загази-рованием горных выработок с высокой его концентрацией.
Около 30 шахт в Донецком регионе имеют абсолютную газо-обильность по метану в пределах 40-100 м3/мин. Абсолютная газо-обильность таких шахт, как им. А.Ф. Засядько, «Красноармейская -Западная №1», «Комсомолец Донбасса», «Краснолиманская» превышает 200 м3/мин.
Значительное содержание метана в угольных месторождениях является одним из главных факторов, определяющих сложность и опасность добычи. Поэтому приоритетным направлением в работе каждой газообильной шахты во взаимодействии с отраслевыми ин-
ститутами под постоянным контролем со стороны органов государственного горного надзора было и остается - не допустить аварийного загазирования, своевременно принять меры по предупреждению нарушений проветривания и пылегазового режима горных выработок.
К основным задачам по реализации этого главного направления во взаимодействии всех указанных сторон относятся следующие.
Разработка и внедрение эффективных схем и параметров проветривания выемочных участков и подготовительных тупиковых забоев с применением автоматизированных комплексов газовой защиты. Проветривание каждого выемочного участка на шахте должно иметь определенный резерв «прочности». Схема и расчетные параметры вентиляции должны исключать любой негатив при возможных аварийных ситуациях (незакрытые кем-то вентиляционные двери, неспрогнозированное повышенное выделение метана в рудничную атмосферу и др.). И, прежде всего, это должно касаться работы высоконагруженных лав.
Работа высоконагруженных лав (1000-1500 т/сут и более) на высокогазообильных пластах без решения вопросов по интенсивному проветриванию выработок выемочных участков, предварительной дегазации и без применения прямоточных схем проветривания с подсвежением всегда была и будет сопряжена с опасностью аварийного загазирования отдельных участков выработок (тупиковая часть погашения вентиляционного штрека при столбовой системе, верхняя часть очистного забоя перед бутовой полосой при сплошной системе разработки и др.). Поэтому предлагаемые наукой технические решения по разработке таких пластов, вентиляционные расчеты по участкам должны все эти аспекты учитывать, и, прежде всего, с точки зрения обеспечения гарантированной безопасности работ.
В повышении уровня безопасности работ на шахтах всегда превалирующим был и остается вопрос обеспечения безопасной отработки выбросоопасных пластов угля и газа. В 2006 году только на шахтах Донецкой области произошло 42 газодинамических явления, при этом было смертельно травмировано 17 человек.
Особое внимание в решении вопросов борьбы с газом метаном в выработках должно уделяться применению эффективных технологий дегазации угольных пластов и выработанного пространства.
При указанных выше уровнях абсолютной газообильности средствами вентиляции без осуществления эффективной дегазации невозможно обеспечить безопасную отработку пластов.
В классическом варианте сегодня добыча угля в условиях высокогазообильных шахт должна рассматриваться в комплексе с добычей газа метана.
Для решения данной научно-технической проблемы по повышению эффективности дегазации на шахтах в Украине ведется работа по разработке и принятию соответствующего Закона Украины «О метане угольных месторождений».
С одной стороны, метан угольных месторождений - враг шахтеров, на вентиляцию шахтных выработок и на предотвращение аварийных ситуаций с тяжелыми последствиями расходуются значительные средства и, в то же время, это полезное ископаемое -значительный резерв углеводного сырья. В Донбассе с вентиляционными потоками каждый год выбрасывается в атмосферу из шахт до 3,5 млрд.м3 метана.
В угледобывающем комплексе Украины сегодня только 52 шахты имеют действующие дегазационные системы. Основной технологией дегазации является бурение подземных дегазационных скважин в выработанное пространство и спутники угольных пластов. Объем метана, полученного вследствие дегазации угольных пластов и пород, составляет немногим больше 200 млн. м3, или менее 10 % от общего газовыделения. Около 50 млн. м3 добытого метана приходится на скважины, которые пробурены с поверхности. Эффективность дегазации, в среднем, составляет 25-30 %. Каптируемый газ от дегазации для собственных нужд используют лишь 11 шахт, причем, уровень использования составляет лишь 18 % от каптируемого метана. Это приблизительно в 3 раза меньше, чем в угледобывающих странах Европы.
Позитивным примером комплексного решения вопроса борьбы с метаном является ведение дегазационных работ на АП «Шахта имени А.Ф. Засядько», на котором в соответствии с осуществляемой программой извлечения и использования газа метана извлечение его в 2012 году составит 268 млн. м3/год, использование - 218 млн. м3/год. Выброс газа метана в атмосферу уменьшится с 103 млн. м3/год до 50 млн. м3/год.
Увеличение объемов каптируемого газа метана планируется достигнуть за счет строительства и пуска в эксплуатацию когене-
рационных газовых электростанций. В 2006 году на промплощадке восточного вентиляционного ствола № 1 завершено строительство когенерационной электростанции, включающей 12 агрегатов производства австрийской фирмы, общей мощностью по электрической энергии 36,4 МВт и по тепловой - 35,0 МВт. В настоящий период в работе находится 9 модулей, которые вырабатывают 20,9 МВт электрической энергии. В качестве топлива используется ме-тано-воздушная смесь с концентрацией метана 33,4% при ее расходе - 15 тыс. м3/час и давлении 0,26 атм. Аналогичные электростанции предусмотрено в перспективе построить и на других вентиляционных стволах шахты.
Во всем мире дегазация используется как основной способ повышения безопасности работ в шахтах и ежегодно объемы ее наращиваются.
Государственный Комитет Украины с 1998 года сотрудничает с Министерством труда Соединенных Штатов Америки в области охраны труда шахтеров, главным направлением деятельности обеих сторон является профилактика взрывов газа метана и угольной пыли на шахтах Украины. Сотрудничество находит в настоящий период дальнейшее развитие.
Утвержденная Кабинетом Министров Украины Программа повышения безопасности труда на шахтах реализуется по различным направлениям.
Для шахт, на которых в той или иной совокупности в настоящее время для контроля параметров производственной среды, технологических процессов, работы подземных объектов, дистанционного управления машинами и механизмами используется аппаратура АТЗ-1, АТ1-1, АПТВ, ИСНВ, “Ветер”, АУК-1М, ТСД и другие [1], в соответствии с программой разработаны новые системы и средства по контролю за безопасностью ведения горных работ.
В соответствии с государственной программой в последние годы шахты "Трудовская", "Щегловская-Глубокая" и другие оборудованы унифицированными телекоммуникационными системами диспетчерского контроля и автоматизированного управления горными машинами и технологическими комплексами (УТАС).
УТАС - многофункциональная система, осуществляющая контроль за проветриванием горных выработок, газовой обстановкой, технологическими процессами, ведением взрывных работ, работой
стационарного оборудования, безопасностью эксплуатации конвейерных линий, водоотливов, противопожарной защитой и пр.
Государственный Комитет Украины видит в системе безопасности УТАС помощника инспекторскому составу, так как реализация системы на практике позволяет своевременно установить потенциально опасные горные объекты, работающие в нештатном режиме, и аварийно опасное для дальнейшей эксплуатации горношахтное оборудование, объективно разобраться в возникновении аварийных ситуаций.
МакНИИ разработан новый аппаратно-программный комплекс представления и обработки информации об аэрогазовой обстановке в горных выработках (КАГИ) [2]. Данный комплекс предназначен для использования на угольных шахтах ІІІ-ей категории по газу и выше для приема, преобразования, представления оператору АГК, обработки, выдачи и хранения поступающей на поверхность шахты информации от аппаратуры автоматического контроля содержания метана, телеконтроля расхода воздуха в горных выработках, а также от другой аппаратуры и датчиков, имеющих унифицированный выходной сигнал. Образцы комплекса информационной системы КАГИ внедрены на АП «Шахта им. Засядько», «Краснолиманская», им. Баракова и ряде других шахт.
Наличие таких систем и комплексов на шахтах дисциплинирует и повышает ответственность руководителей предприятий, их служб и участков, лиц ведомственного контроля в целом за обеспечением на угольных предприятиях безопасных и здоровых условий труда.
В последние несколько лет на ряд шахт Донецкого региона поставлены для нормализации тепловых условий в выработках глубоких горизонтов холодильные машины типа МХРВ холодопроиз-водительностью 1 МВт, азотные установки для тушения подземных пожаров и др.
Другими направлениями в повышении промышленной безопасности работы газообильных шахт являются следующие.
Во-первых, необходимо своевременно и обстоятельно выполнять горно-геологические прогнозы по готовящимся к отработке участкам шахтного поля, не допускать в периоды как проведения подготовительных выработок, так и эксплуатации лав, нарушений, связанных с выполнением комплекса предусмотренных работ по обеспечению безопасности труда в зонах горно-геологических на-
рушений. Специальные расследования крупных аварий на шахтах показали, что во многих случаях прямой или косвенной причиной происшедшего в подготовительных забоях или выработках выемочных участков явилось неудовлетворительное выполнение таких мер по обеспечению безопасности ведения горных работ.
Во-вторых, принципиально и требовательно подходить к разрешению вопросов по ограничению добычи угля в высоконагру-женных лавах на шахтах, не имеющих резерва воздуха для развития горных работ, и обеспечения данных конкретных лав при увеличившихся объемах добычи расчетным расходом воздуха.
Анализ результатов расследования аварий, происшедших в лавах в периоды технологических циклов по выемке угля комбайнами, так же показывает, что весьма важным является вопрос безусловного применения эффективных систем и средств орошения. Этим самым исключается возможность возгорания, вспышек газа метана при его повышенной концентрации в непосредственной зоне разрушения угольного пласта при работе комбайна.
В снижении производственного травматизма значительная роль должна отводиться, прежде всего, ведомственному надзору шахт. Это твердая позиция Комитета. Подтверждением служит то, что причинами большинства (более 75 %) несчастных случаев со смертельным исходом являются организационные причины. Не замерили концентрацию газа, недоглядели, не проконтролировали выполнение требований ПБ, нарушили горняцкие постулаты... - в результате авария или несчастный случай.
Важнейшей составляющей в снижении уровня производственного травматизма на угольных предприятиях Украины является профессиональная и требовательная работа инспекторского состава государственного горного надзора. Над совершенствованием надзорной деятельности, повышением эффективности горного надзора Комитет, теруправления, горные округа постоянно работают. В 2006 году государственными горнотехническими инспекторами проведено на угольных шахтах свыше 55 тыс. обследований, выявлено 748 тыс. нарушений требований нормативных документов по охране труда. В случае выявления грубых нарушений Правил безопасности в угольных шахтах работы и эксплуатация объектов на них приостанавливались 64,5 тыс. раз. На руководителей и работников угольных предприятий, допустивших нарушения, было наложено 19244 штрафа на общую сумму 1 млн. 417 тыс. грн. По
фактам выявленных грубых нарушений законодательных и нормативных документов по охране труда на виновных лиц в 2006 году государственными горнотехническими инспекциями было передано в прокуратуру 62 материала.
С целью усиления государственного горного надзора на шахтах, прежде всего, на наиболее опасных по газу метану и угольной пыли, отрабатывающих пласты, склонные и опасные по внезапным выбросам угля и газа, периодически Госгорпромнадзором Украины вводится и осуществляется локальный особый режим организации государственного надзора. Последний предусматривает круглосуточный инспекторский надзор на данных шахтах с включением в эту работу большого числа ИТР предприятий, ответственных работников ГВГСС и др.
Одним из действенных рычагов снижения аварийности и производственного травматизма является тщательное рассмотрение органами государственного горного надзора, в том числе и на уровне Комитета, ежегодных Программ развития горных работ по каждой шахте с акцентированием внимания на решении многих вопросов по безопасности работ, реконструкции и капитальному строительству. Таким образом, выявляется целый ряд проблемных направлений, решение которых существенно влияет на улучшение состояния промышленной безопасности шахт. В декабре 2006 года теруправлениями и Комитетом завершено рассмотрение таких Программ по шахтам на 2007 год. Там, где не выполняются требования Госгорпромнадзора, Программы развития горных работ шахтам не согласовываются до принятия ими самых кардинальных мер по исправлению сложившейся ситуации.
Снизить травматизм в отрасли, а, вернее, не допускать его можно только тогда, если на шахтах будет работать грамотный и профессиональный персонал от горнорабочего до директора. В связи с этим, первоочередное требование горного надзора - это обязательный профессиональный отбор, качественная подготовка и обучение в специализированных организациях кадров для угольной промышленности.
В Украине и, прежде всего, в Донецкой области работает целый ряд академических и отраслевых научно-исследова-тельских институтов, связанных с повышением уровня безопасности работ на угольных шахтах Донбасса. Среди них такие институты, как МакНИИ, ДонУГИ, НИИГД "Респиратор", ИГМ им.Федорова, Ин-
ститут физики горных процессов НАН Украины и другие. Их роль в различных ситуациях, возникающих на шахтах, бывает просто неоценимой. Поэтому и в дальнейшем шахтам необходимо теснее взаимодействовать с наукой, решать совместно возникающие проблемные вопросы. В конечном итоге это скажется на повышении уровня промышленной безопасности и улучшении охраны труда на шахтах.
Свою принципиальную позицию в разрешении проблемных вопросов по обеспечению промышленной безопасности угольных шахт, в предоставлении государственной финансовой поддержки на эти цели и впредь будет высказывать и отстаивать Государственный Комитет Украины промышленной безопасности, охраны труда и горного надзора и его территориальные управления в угледобывающих регионах страны.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ткачук С.П., Бобров.А.И., Жуйков С.Ю., Иванов Ю.А. Перспективы автоматизации контроля аэрогазовой обстановки в угольных шахтах. Киев, Охрана труда.- 1998, № 8. - С.29-32.
2. Бусыгин К.К., Иванов Ю.А., Кошман А.В. Применение комплекса КАГИ при автоматизации контроля и управления проветриванием в тупиковых выработках. Макеевка: Сб.научн. трудов МакНИИ “Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах”, 2001.- С.174-179.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Румежак О.Н., Малеев Н.В., Мартынов А.А. - Госгорпромнадзор Украины, Киев, Донецк.
----------------------------------- © С.В. Сластунов, К.С. Кашапов,
Г.Д. Задавин 2007
УДК 622.411.33
С.В. Сластунов, К. С. Кашапов, Г.Д. Задавин
ДЕГАЗАЦИОННАЯ ПОДГОТОВКА ВЫСОКОГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ К БЕЗОПАСНОЙ И ИНТЕНСИВНОЙ РАЗРАБОТКЕ
