научный журнал «Актуальные исследования» #45 (72), ноябрь '21

Пожарная опасность угольных шахт, современные способы и средства повышения эффективности их безопасности

В данной статье рассматриваются современные способы и средства повышения эффективности работы угольных шахт страны, являющимися одними из основных источников добычи сырья для энергетики и значение правил и средств пожарной сферы для безопасной подземной работы шахтеров. Приведены схемы и рисунки, наглядно показывающие опасность и огромное значение соблюдения всех необходимых средств обеспечения и защиты методов и средств пожарной профилактики как одно из действенных способов сохранения здоровья профессиональных горняков.

Аннотация статьи
опасность
тушение
угольная шахта
пожарная безопасность
предупреждение
газ
мощность
эффективность
метан
взрыв
Ключевые слова

Введение

Основной целью системы управления пожарной безопасностью СУПБ угольной шахты является создание условий для предупреждения возникновения и развития пожара, а также влияния на людей и имущество опасных факторов пожара [1].

Обеспечение СУПБ на предприятии осуществляется следующими составляющими:

1) основными компонентами производства, такими как:

  • техническая система (предусматривает надежность подземного оборудования, использование безопасных технологий при работе под землей, определяет объем взрывопожароопасных веществ на шахте, проектные решения, внедрение систем обнаружения и тушения пожаров под землей и т. п.;
  • персонал (обеспечение подготовки, регламентами и правилами работы работников угольной отрасли);
  • система управления.

2) принципами функционирования СУПБ, а именно:

  • принцип системности (предполагает, что управление пожарной безопасностью шахты должно охватывать все составляющие системы предотвращения пожара и комплекса противопожарной защиты подземных сооружений и коммуникаций, иметь постоянный и упорядоченный характер);
  • принцип предупреждения (деятельность должна носить упреждающий характер, то есть выявление и устранение факторов своевременной защиты шахты, которые могут привести к пожару путем проведения профилактической работы);
  • принцип коллективизма (предполагает участие всех шахтеров в работе по обеспечению пожарной безопасности шахты);
  • принцип информированности (предполагает, что осуществление мер по пожарной безопасности базируется на максимальной информированности каждого работника объекта об отрицательных факторах пожара);
  • принцип адекватности (предусматривает соответствие мер по обеспечение пожарной безопасности реальным и потенциальным угрозам при работе под землей);
  • принцип ответственности (предполагает осознание каждым работником его ответственности за соблюдение требований пожарной безопасности).

3) методы организационно-правового механизма СУПБ:

  • принуждение (дисциплинарные, административные, материальные, уголовно-процессуальные меры непосредственного воздействия);
  • убеждение (агитация, воспитание, разъяснение, показ положительного опыта, поощрения, обсуждения поведения);
  • административные (административно-правовые и административно-организационные методы);
  • психологические (методы профессионального подбора и обучения; методы психологического стимулирования (мотивации); методы комплектования коллективов; методы гуманизации труда).

Основная часть

Функционирование СУПБ объекта должно обеспечиваться рядом факторов:

  • формированием структуры управления пожарной безопасностью шахты;
  • анализированием состояния пожарной безопасности подземного объекта;
  • планированием и финансированием мер по обеспечению пожарной сохранности шахты и оборудования;
  • проведением пожарно-профилактической работы со всеми работниками угольной отрасли;
  • исследованием и учетом пожаров (см. рис. 1);
  • оценкой индивидуального пожарного риска и риска возникновения пожаров;
  • разработкой нормативных документов [2].

Рис. 1. График зависимости мощности пожара на угольной шахте от времени (составлен автором лично на основании статистических данных технических источников по пожарам на угольных шахтах России за последние 7 лет)

Необходимо добавить, что выполнение требований пожарной безопасности напрямую связано с проблемой повышения эффективности добычи угля и получением экономического эффекта от улучшения использования фронта горных работ в угольных шахтах.

Одной из причин крупных аварий на шахтах являются вспышки и взрывы газовоздушной смеси. Эти аварии наносят прямой экономический и социальный ущерб государству, населению и предприятиям. По данным ООО «Газпром Промгаз» (рис. 2), эти аварии наносят существенные расходы всем участвующим сторонам. На рис. 2 изображено в виде диаграммы распределение средних ущербов от взрывов газа метана на шахтах за последние 5 лет [3, 4].

Рис. 2. Диаграмма распределения средних ущербов от взрывов газа метана на шахтах [3, 4]

На следующей рис. 3 показаны 3 вида данных по добыче угля, числу человеческих жертв и количеству аварий, произошедших за период с 2000 по 2016 годы на всей территории России.

Рис. 3. Динамика объемов добычи угля, смертельного травматизма и аварийности на шахтах [4, 5]

Заблаговременная дегазация (до горных работ) могла бы стать базовым инструментом для снижения газоносности угольных пластов шахт (горизонтов), не разгруженных от горного давления, при отработке пластов в последующем. Это существенно повысило бы уровень пожарной безопасности при последующей работе в угольной шахте.

В России отсутствует опыт проведения заблаговременной дегазации. Нет нормативной базы, регламентирующей данную технологию борьбы с газом. Хотя во многих странах имеется такой положительный опыт. Мировой опыт говорит о возможности извлечения (60–80%) сорбированного газа с концентрацией более 90% из неразгруженных угольных пластов в течение 5–7 лет. В дальнейшем отработка запасов угля может продолжиться на месторождении уже с использованием разгрузочного действия на свиту отработанного и заблаговременно дегазированного пласта с помощью набора инструментов (скважин) заблаговременной и текущей дегазации [6].

Лидерами в области обеспечения метанобезопасности путём извлечения угольного метана из неразгруженных пластов являются угольные и газовые компании США. Опыт американских и австралийских компаний показывает преимущество заблаговременной дегазации скважинами с поверхности в сравнении с дегазацией подземными скважинами. Вместе с тем в КНР и Австралии применяются также комбинированные схемы заблаговременной и текущей дегазации с эффективностью каптирования метана до 80%. Впечатляющих успехов в дегазации шахт с применением заблаговременной дегазации достигли китайские угольные и газовые компании, значительно снизив (в 6 раз) смертность шахмодель разработки углегазовых месторождений в Китае (см. рис. 4).

Рис. 4. Модель разработки углегазовых шахт [6]

Этапы разработки месторождения (1-2-3-4), обеспечивают максимальное снижение газоопасности шахт. Перед началом подготовительных работ (проходка) содержание газа снижается до Х1 и ниже, давление снижается до Р1 и ниже; началу очистной выемки, предшествует снижение газа до Х2 и ниже, а также давление снижается до Р2 и ниже.

Технологическая схема заблаговременного извлечения газа из угля (до ведения горных работ в метановой зоне шахты «В») отражена на рис. 5. Строительство и эксплуатация шахты (1-я очередь) осуществляются в зоне «А» (недалеко от поверхности с допустимой газоносностью пластов). За 5 лет до начала строительства шахты (рис. 5) в зоне «В» начинается бурение скважин с поверхности с горизонтальным окончанием в пласте (технология SIS) по простиранию. Ведётся откачка газа в течение 5–7 лет, до подхода горных работ из зоны «А» в зону «В» (увеличение глубины разработки). За это время содержание газа в пласте снижается на 70–80% [5].

Рис. 5. Технология совмещения работ по добыче метана и угля [5]

Для выполнения работ по заблаговременной дегазации, конечно, необходимо наличие специализированной производственной структуры, требующее значительных первоначальных затрат, отдача от которых осуществится только через несколько лет. Следует отметить, что угольные компании и контролирующие органы принимают максимум усилий для неповторения впредь подобных случаев. Вкладываются большие средства в приборы контроля газа, усиления объёмов дегазационных работ, оповещения шахтёров (в том числе персонально) об аварии, позиционирование каждого работника под землёй, всевозможный, (включая видео) контроль и многое другое. Всё это играет несомненно положительную роль, но вряд ли будет являться достаточным с точки зрения безопасности в будущем. Мы сейчас наблюдаем применение высокопроизводительной техники на многих шахтах, и эта тенденция в условиях конкуренции вряд ли будет снижаться. Известно, что практически все месторождения Кузбасса с глубины более 300 м являются по сути не угольными, а углегазовыми месторождениями.

Заключение

В последнее время формируется представление, что к добыче угля на новых площадях надо приступать после того, как в результате отбора газа из недр его содержание в угольных пластах снизится до допустимого, с точки зрения безопасности уровня. Здесь особое внимание уделяется вопросам пожарной безопасности.

Итак, функционирование организационно-правового механизма государственного управления пожарной безопасностью угольной отрасли дает право утверждать, что, как и каждый механизм государственного управления, организационно-правовой механизм управления имеет обязательные составляющие, а именно цели, принципы, функции, методы, информацию, технологии и технические средства.

Это, в свою очередь, позволяет предложить определение организационно-правового механизма государственного управления пожарной безопасностью, как деятельности публичных институций, действующих на основе конституционно-правовых норм и созданных с целью выработки и реализации государственной политики пожарной безопасности по обеспечению недопустимого риска возникновения и развития пожаров, предупреждения и преодоления возможности причинения вреда живым существам, материальным ценностям и окружающей среде.

Текст статьи
  1. Бондаренко А.Д., Ковалевская В.И. Пылеулавливающие установки добычных и проходческих комбайнов. - М.: Недра, 2018.- 39 с.
  2. Зарецкий А.Д. Менеджмент пожарной безопасности технологических процессов: учебное пособие. Краснодар: КСЭИ, 2018. – 278 с.
  3. Король А.А. Расходно-временные параметры дистанционного тушения подземных пожаров огнетушащим порошком // Сб. науч. тр.- Кемерово, 2017. - С. 30-39.
  4. Методика оценки экономической эффективности внедрения на шахтах и в подразделениях ВГСЧ новой горноспасательной техники и нормативно-методической документации - М., 2016. - 27 с.
  5. Пожарно-техническая экспертиза. Методы исследования. Лабораторный практикум. Специальность 280705 Пожарная безопасность / Е.Ю. Полищук. – Екатеринбург: Уральский институт ГПС МЧС России, 2014. – 57 с.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 15 января по 21 января
Сегодня — последний день приема
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
25 января
Загрузка в eLibrary
25 января
Рассылка печатных экземпляров
02 февраля