Почему взрываются шахты: рассказ очевидца. Часть 1

Я знаю предмет, о котором сейчас расскажу. Я горный техник, горный инженер, кандидат наук, 43 года был связан с угольными шахтами от Приморья до Донбасса, включая Кузбасс, из них 15 лет ежедневно спускался в шахты. Взрывов метана и угольной пыли, затоплений горных выработок, подземных пожаров, завалов людей обрушенными породами и прочих шахтерских бед повидал бессчетно. Например, еще в 1964 году в моей смене был взрыв метана на шахте N 20-24 в Сучане (ныне Партизанск) недалеко от Владивостока. Мастер-взрывник производил взрывные работы в вентиляционном штреке, два проходчика, я и 10 забойщиков были в лаве, когда вслед за запланированным, резким взрывом, минуты через две прогремел еще один взрыв,

Мы разом поняли, что это взорвался газ. Взрывник с места взрыва, метрах в 300-х, не появился, хотя должен был появиться около нас. Я понял, что мне как горному мастеру надо идти к месту взрыва, чтоб найти взрывника. Мне было 27 лет, я был – самый младший из проходчиков и забойщиков, поэтому позвал: “Кто-нибудь пойдемте со мной”. Но все двенадцать бросились бежать к свежей струе воздуха, а один мне ответил на бегу:

Я это понял и без разъяснения, так как впервые спустился в шахту к этому дню 12 лет назад и отлично знал, что бывает серия взрывов. Если взрыв метана, например, поднял в воздух угольную пыль с пола и стенок выработки, источник огня еще не погас, поэтому последует еще один, самый мощный взрыв. Но взрывника-то не было, а я за него отвечал

Я стал пробираться по бурелому после взрыва к его эпицентру и недалеко от вентиляционного штрека моя шахтерская лампа высветила силуэт взрывника, растерянно стоявшего в кромешной тьме, так как его лампа потухла. Я осветил его лицо, оно свисало клочьями черной кожи, хорошо, что он успел закрыть глаза, его голые руки были такими же. И я его молча, шокированного повел…

Впоследствии оказалось, что раскаленный кусок латунной оболочки электродетонатора вызвал взрыв метана, выделявшегося из только что взорванной, отделенной от массива кучи угля, вот метан и взорвался. Но объем газа был невелик, латунь быстро остыла, и взрыва пыли не последовало. Иначе бы я не писал эти строки. Такими рассказами я мог бы заполнить толстенную книгу, может, когда-нибудь напишу, но дело не в этом.

Лучше я вам тут же сообщу наиглавнейшую причину взрыва на шахте “Ульяновская”. Себестоимость добычи одной тонны угля на этой шахте составляет примерно 180 рублей, а продается за 1500. Прибыль 833 процента. А еще Маркс писал, что за 100-ную прибыль капиталист готов не 108 человек убить, а столько, сколько потребуется.

Кусочек теории о метане

Когда безграмотные репортеры, особенно “Московского комсомольца”, раз за разом пишут, что спустившиеся в канализационный колодец люди то и дело травятся метаном, мне охота их расстрелять, потому, что метан инертен. В чистом метане люди не травятся, а задыхаются, так как в 100 процентах метана 0 процентов воздуха, которым мы дышим. Я это проверял на собственном здоровье. Из-за лености в молодом шахтерском возрасте я при выключенном вентиляторе полез в восстающую выработку, примерно под 45 градусов, так как вентилятор далеко было идти включать, а я знал, что, если долезу до почти чистого метана, потеряю сознание и скачусь вниз на свежий воздух. Так оно и вышло. Вдруг забой, до которого я почти дополз, стал в моих глазах медленно разворачиваться на 90 градусов…, очнулся я, как и положено, внизу, только не помню, как вниз кувыркался. Без малейших последствий.

Но только за это репортеров “МК” не стоит стрелять. Их стоит стрелять за незнание, что метан – очень легкий газ, поэтому он выскакивает из канализационного колодца примерно как воздушный шар – в небо, весь, до последней молекулы. Так что отравится метаном в колодце невозможно, просто его там быть не может. И за это, пожалуй, не стоит стрелять репортеров, за это их можно презирать.

А вот по совокупности трех дуроломств, пожалуй уже можно. Дело в том, что в колодцах люди все-таки гибнут, но не из-за метана, а из-за углекислоты. Она – тяжелее воздуха, поэтому скапливается на дне колодца, вытесняя оттуда воздух. Притом в колодцах всегда есть, чему гнить, а гниение – медленное горение, источник углекислоты. Когда воздуха, замещенного углекислотой, останется менее 15 процентов – каюк по той же причине, по которой я покатился “самотеком” из метановой среды.

Притом вот что интересно в этой гибели. В колодец всегда спускаются, чтобы рассмотреть чего-нибудь на дне и пока человек стоит, ему душно, но не очень. И как только он наклонился или присел, так его голова попала в наибольшую концентрацию, и мгновенно теряется сознание. В последний момент он увидит, что дно колодца вращается и… каюк.

Я бы об этом вообще не писал, если бы не “спасатели”. Люди редко погибают в канализационных колодцах в одиночестве, чаще по двое-трое, так как лазят по колодцам бригадами. Следующий потенциальный труп, видя, что его напарник чего-то там прилег, лезет вниз, постоит секунды три и наклоняется, чтоб помочь, и тоже ложится рядом. Наступает очередь третьего и так далее.

Поэтому не безграмотных корреспондентов надо стрелять, а – начальников этих не проинструктированных работяг. Конечно, по колодцам лазят не самые образованные люди. Тем более их начальников надо расстреливать. Но и это еще не все об “отравлениях”.

В колодцах есть и чем отравиться – окисью углерода (угарный газ), который не легче углекислоты, поэтому они вместе на дне колодца находятся. Например, в шахте окиси углерода не разрешается иметь более скольких-то (забыл) десятитысячных процента. А служители колодцев вообще о нем не знают, так как давно из деревни, и от рано закрытой трубы печек насмерть угорали разве что их деды.

В колодце окись углерода получается весьма просто. Когда кислорода в воздухе колодца становится мало, гниение идет не в полную силу до СО2, а всего лишь до СО. Но я не для этого все это вам рассказываю, а для того, чтоб вы поняли, что отравиться мгновенно окисью углерода невозможно, нужно время, которого хватит, чтоб вы подумали, что вам плохо и надо выбираться. В деревнях ведь отравлялись во сне, предварительно закрыв задвижку на трубе для сохранения тепла. Вот спящие в теплотрассах бомжи могут отравляться, но не рабочие-коммунальщики, не затем они лазят по колодцам.

Пора возвратиться к метану. Взрыв – это очень быстрое горение. Когда метана в воздухе около 9 процентов – самый мощный взрыв, так как в шахте кислорода немного меньше, чем на улице и каждый атом углерода и водорода (СН4) находит себе атом-подружку кислорода, чтоб создать СО2 и Н2О. В результате не остается ни кислорода, ни метана. Когда меньше 9 процентов, соответственно, метан весь сгорит, но кислороду немного останется. Когда процент метана больше 80, примерно как у вас в домашней газовой печи, метан вообще не взрывается (на кухне это видно), а горит, поджаривая котлетки. Так как каждая молекула метана не находит рядом с собою молекулу кислорода, чтоб разом все загорелись, то есть взорвались. Сгорят только те, которым кислород достался.

Отсюда важные выводы. Когда метана мало, получится то, что получилось у меня в Сучане. Хлопнуло – и все живые, хоть один и поджаренный.

Когда метана 9 процентов, то взрыв погубит и обезобразит тех людей, которые в месте его скопления оказались. Но не только. В шахте воздух никогда на месте не стоит, он все время движется по выработкам. Поэтому все те, которые оказались по движению струи воздуха – тоже погибнут, так как им дышать будет нечем, кислорода-то больше нет в этой струе. Только они будут не обезображенные, а как живые.

Если метана больше 9 процентов, то он тоже весь кислород сожрет, хотя будет не взрыв, а взрывное горение по мере увеличения процента переходящее в такое же, как в конфорке. Но и от этого не легче, так как метан постарается весь кислород забрать до последней молекулы и, значит, на пути движения продуктов этого горения тоже все погибнут, хотя взрыва даже не услышат.

Тут надо понять, что шахта – целый подземный город, с сетью выработок, как в метро, и минимальные размеры этого города примерно 5-10 на 2-5 километров. И на всех его “улицах” столько же народу, как и в любом городе. Поэтому некоторые, в основном на свежей струе воздуха, который подается в шахту, вполне могут остаться в живых. Те, которые находятся в месте взрыва, будут мертвые и обугленные, а на исходящей струе воздуха после места взрыва – трупы, как живые.

Взрывобезопасное оборудование

В шахте одновременно вертятся тысячи электродвигателей, то и дело включаясь и выключаясь. Поэтому любой выключатель этих двигателей (взгляните на домашний) весит от 100 до 300 килограммов, так как двигатели искрят. Поэтому они и заключены в толстые железные коробки, чтоб могли выдержать без разрушения взрыв метана и пыли внутри, так как герметичными их сделать нельзя по причине обслуживания. Попавшие внутрь метан и пыль пусть взрываются от искр, но горячие взрывные газы наружу вылетают уже холодными по длинному лабиринту щелей, отдавая свое тепло толстому металлу при прохождении. Охлажденные таким хитрым лабиринтным путем газы не могут взорвать газ и пыль снаружи аппарата.

Но эта весьма дорогостоящая штука почти бесполезна, так как все стены выработок шахты увешаны кабелем; там очень тесно. И от случайного удара топором или кувалдой по кабелю, возникнет такая вольтова дуга в метано-пылевой среде, что даже железо загорается.

Я это к тому сказал, что лучше сделать так, чтобы метано-пылевая среда была в концентрации меньше взрывоопасной: например, метана – меньше 2-х процентов, а угольной пыли забыл, сколько миллиграммов на куб.

Мало того, в шахтах, особенно в новых и неглубоких, некоторые шахтеры курят. Хотя этого ни в коем случае нельзя, но курят, потому что знают: метана пока нет. Но он всегда появляется, как черт из бутылки, внезапно. Пыль – тоже как черт из бутылки. То воздух чистый, как в лесу. Но комбайн включился, и уже через 20 минут километра два выработок по движению струи воздуха полны пыли, так что в полутора метрах ничего не видать.

Самоуверенные по тупости шахтеры, а таких – большинство, очень часто при ремонтах и пробах включают те самые 300-килограммовые выключатели со снятой крышкой. Потому, что из-за упомянутых лабиринтных уплотнений тяжело эту крышку то и дело открывать и закрывать. Поэтому вся эта железная махина становится абсолютно бесполезной, искры так и сыплются за ее пределы.

И вообще при ударе железа о железо (а кувалда и молоток – наиглавнейший инструментарий шахтера) искры сыплются с температурой в тысячу градусов, и даже удар кайла о песчаник – тот же результат. Недаром динамит раньше резали медными ножами.

Зная, что искры в шахте не избежать, так как они сыплются из-под отбойного молотка и из-под зубков комбайна, шахтеры расслабляются до курения. Только старые шахтеры знают, где и когда можно курить, а молодежь курит, где попало.

Поэтому я не буду останавливаться на искробезопасном горном оборудовании, принцип которого: в цепях управления – малый ток и напряжение (хотя телефонные провода при 32 вольтах тоже искрят, а в шахте на комбайне – от 660 до 1140 вольт, а за границей – более 5000).

Есть и так называемее опережающее отключение, только на каждую шахтную дрель (а их тысячи) надо выключатель примерно с трансформаторную подстанцию, что уж явный абсурд. Примерно как ваш пульт к телевизору весил бы полтонны.

Есть и так называемое реле утечки или контроль изоляции в кабелях, по мысли не знающих шахты ученых – обязанное отключать сеть при снижении сопротивления, пробое изоляции, или когда шахтная электрическая сеть с изолированной нейтралью превращается в сеть с заземленной нейтралью. Только вся эта штука работает либо тогда, когда искра уже появилась в шахте, либо когда “потерянную” “землю” надо искать примерно неделю, когда дорог каждый час. Так что хитроумные шахтеры, которым деньги платят за конкретно добытый уголь, а не за поиски “утечек” тока, все эти системы так умело отключали, что лампочка исправности вроде бы горит, только система отключена. Вы еще помните о соотношении себестоимости добычи и цене угля?

Подвожу итог: искр в шахте избежать невозможно. И это давно бы надо понять как горным инженерам, так и проектировщикам хитроумных приспособлений и средств искробезопасности. Так как, повторяю, удар молотка по гвоздю – тоже искроопасен. Я это к тому веду, что колоссальные средства затрачиваются практически впустую. Лучше бы их использовать для контроля пыли и газа в шахтной атмосфере.

Пылегазовый контроль и его средства

Я думаю, коли пыли-газа в шахте нет, то и взрываться нечему. Достижимо ли это? Однако лучше привести пример рачительной домохозяйки. В моем школьном детстве у нас на семью – мать и двоих детей – был один нож, три алюминиевых ложки, три граненых стакана, одна кастрюля, два ведра (для воды и пол мыть), одна подушка, матрас с соломой и возобновляемый в любой точке России топчан, на котором мы втроем спали. Пока я не уехал в техникум. Поэтому я дегко закончил семь классов в семи разных школах семи городов – переезжать было очень легко, все свое с собой носили.

Ныне в моей семье, кроме стиральной машины, холодильника и пылесооса – нужных вещей, такая огромная куча всякой бытовой техники (кухонный комбайн, соковыжималки и давилки, кофеварки трех сортов, фритюрница, хлебопечка, миксеры, блинница, хворостница, мантоварка и еще штук пятнадцать разных облегчителей нелегкой женской доли, не считая бессчетных малых средств механизации типа яйце- огурцо- сырорезок, каковые мы включаем в сеть по разу в год и даже ищем полдня, когда они нам требуются.

Ни один выход на улицу не обходится без того, чтобы в квартире к прежнему завалу не добавлялись новые столь же никчемные предметы. Хоть живи на потолке, меж неисчислимых лампочек. (Разумеется, у нас никогда нет денег на более крупную вещь типа современного телевизора, не говоря уж о даче и машине).

Теперь, я думаю, вам понятно, что и в шахтной безопасности надо бить в одну точку, а именно – в ликвидацию метана и пыли в шахтной атмосфере, перестав метаться из угла в угол, нигде не получая результат из-за нехватки средств на все разом.

Итак, перехожу к конкретике.

Контроль расхода воздуха. Чем больше воздуха проходит по выработке, тем меньше концентрация в ней метана, непрерывно поступающего в выработку из недр. Беда в том, что метан может поступать толчками, и это зависит даже от атмосферного давления, не говоря уже о суфлярах, эдаких резервуарах в недрах угольного пласта, которые непременно случаются, примерно как станции на железной дороге. Но где станция – мы знаем, а где и когда встретится суфляр – нет. Примерно как не знаем, есть ли жизнь на Марсе.

Поэтому противостоять суфляру может только заранее, с запасом большее количество воздуха, проходящее по выработке. Но это будет такое большое количество, что будет как бы ураган, что не совсем приятно шахтерам. Кроме того, весь почти уголь России залегает в Сибири, где длинная зима, поэтому воздух перед поступлением в шахту подогревается от минус 30-50 до хотя бы плюс двух градусов, что дорого, так как общее количество воздуха, подаваемого в шахту средней мощности 50 тысяч кубометров в минуту. Можно, конечно, и не подогревать, только примерно через сутки – двое все внутреннее пространство шахты заполнится ледяными сталактитами и сталагмитами из-за капежа воды; не пройти и не проехать.

Поэтому контроль расхода воздуха эффективен только при проходке тупиковых горных выработок, куда он подается вентилятором местного проветривания по прорезиненным матерчатым трубам диаметром 400-800 мм. Длина таких тупиковых выработок от нескольких десятков метров до нескольких километров. И только на период проходки, которая всегда заканчивается сбойкой с другой выработкой, в результате сбойки выработка начинает проветриваться за счет общешахтной депрессии, то есть за счет главного вентилятора шахты, стоящего на поверхности и нагнетающего воздух.

Контроль эффективен потому, что в трубе легко количество воздуха измерить за счет измерения его скорости, и еще лет сорок назад расходомеры были созданы. Датчик количества воздуха стоял в трубе не далее 8 метров от забоя и по паре проводов передавал результат на электрический автомат, отключающий электроэнергию в данную выработку, если расход воздуха был меньше нужного, расчетного. Казалось бы – панацея.

Только, помня объявленную во введении формулу прибыли в 833 процента, эту панацею научился обходить каждый проходчик. Ибо он получал деньги не за количество поданного в забой воздуха, а за продвижение забоя вперед, что без электричества невозможно. А датчик расхода воздуха как раз ее и отключал, не давая ни шахтеру зарабатывать свои гроши, ни предпринимателю (раньше – в лице государства) получать прибыль.

Вопрос с отключением панацеи решался весьма просто: по наущению грамотных инженеров надо было просто поставить диод между упомянутой выше парой проводов, и дело в шляпе. И даже, если вентилятор вообще ничего не будет подавать в забой, так как трубы – рваные, то энергия не будет отключаться. По этой причине было много взрывов газа и пыли в тупиковых выработках. Но производительность труда, за которую еще товарищ Ленин начал бороться, росла. Куча контролеров ходила и искала эти диоды, но проще найти иголку в стоге сена, так как диоды ставились в укромных местах, и место установки замазывалось грязью, которой в шахте больше, чем угля.

Только никому не приходило в голову, что надо бы перевести шахтеров со сдельной оплаты труда на повременную, как в демократических странах, где шахтеры сидят всю смену и плюют в потолок без ущерба в зарплате, так как не они подают воздух в забой, а капиталист. Вот пусть он и заботится, чтоб воздух был. При сдельной же российской (украинский – Гед.) зарплате шахтер даже в безвоздушном пространстве должен дать метры проходки, иначе зарплаты – ноль. Отчего панацея и не прошла.

(Продолжение следует)

Борис Синюков, Журнал