Основні ризики при видобутку вугілля

Поділіться статтею

На вибухосховищі, вугіллі, смітті та безпеці гірничих робіт

безпеці

Продовжуйте моє найглибше жаль і смуток з приводу недавньої смертельної аварії, яка сталася в криниці Еміліо дель Валле де ла Хуллера Васко Леонеса, що знову ставить нас усіх перед труднощами та ризиками гірничої професії, не завжди оціненими та зрозумілими решта суспільства. Моя солідарність та моя близькість до жертв та їх сімей дуже глибокі.

Внаслідок цієї аварії та мого стану геолога, який спеціалізується на вугіллі, мені довелося відповідати на журналістські запитання про видобуток, його присутність у вугіллі тощо. Нестача інформації з цього питання привернула мою увагу, враховуючи, що гірничодобувна промисловість бореться з газом з моменту свого створення. Я спробую максимально інформативно пояснити, що таке фенамп, як він лежить у вугіллі, як він відривається і що робиться для боротьби з ним.

Firedamp - це газ, який супроводжує всі шари вугілля. Він утворюється в процесі карбонізації накопиченої рослинної речовини. Цей процес за тиску та температури утворює вугілля та газ, які лежать разом. Склад випаленого газу різноманітний (залежно від вугільних басейнів і складу шарів), але, по суті, він складається з 97% метанового газу (CH4), з різною часткою інших газів, включаючи етан, пропан, бутан, вуглекислий газ (CO2), деякі оксиди сірки тощо. Це не отруйний газ, хоча він вибухонебезпечний у повітряних концентраціях від 5 до 14 відсотків.

Пояснити, як палива зберігається у вугільних шарах, складніше. Спочатку слід зазначити, що в шарах вугілля немає мішків, наповнених газом (оскільки немає мішків з нафтою чи водою тощо). З іншого боку, я би хотів, щоб вони існували!; якби це було так, вони могли бути виявлені сейсмічними датчиками, георадарами тощо. Щоб пояснити зберігання вибухового шару в шарі, я можу подумати про порівняння, яке, зберігаючи певні фізичні та хімічні відстані, може допомогти зрозуміти ідею.

Уявіть собі закриту пляшку кави. У своєму щоденному досвіді ми схильні думати, що всередині пляшки, крім рідини, є газ СО2. Однак це помилково: усередині пляшки є лише рідина, що знаходиться під тиском, і CO2 є частиною цієї рідини (вона розчинена). Таким же чином, у шарі незайманого вугілля, видобуток не існує у вигляді газу, і всі молекули метану тощо є частиною твердого стану і "прилипають" до зерна вугілля (видобуток "адсорбується" на вугіллі) ).

Ви можете задатися питанням, скільки СО2 може вміститися в рідині в пляшці? Або скільки випаленого газу може вміститися у вуглеці незайманого шару? Це залежить від двох фізичних величин: тиску та температури.

Рисунок, що додається, містить графік, який його описує. Для даної температури (46 ºC) вміст газу у вугіллі (в кубічних метрах на тонну) відображається як функція різних тисків, яким може піддаватися шар. Цей графік подібний для всіх шарів із варіаціями залежно від їх геологічних характеристик, вугільного басейну тощо. Графік цього стилю можна скласти для CO2 та пляшки кави.

Подивіться на точку "А" на графіку. При тиску 63 атмосфери шар вуглецю здатний утримувати "адсорбовані" 19 кубічних метрів випаленого газу на тонну вуглецю. А тепер подивіться на точку "В". При тиску в 1 атмосферу (тиску, при якому ми живемо) той самий шар може утримувати «адсорбованими» лише 7 кубічних метрів випаленого газу на тонну вугілля. Це означає, що до того моменту, як гірничодобувні роботи досягнуть цього вугільного фронту, шар, щоб знаходитись у рівновазі, повинен перетворити 12 кубічних метрів пального газу на тонну вугілля в газ і дати їм вийти (процес називається "десорбцією") . У прикладі порожнини, коли ми переходимо до її відкриття, тиск усередині зменшується до 1 атмосфери і відбувається раптовий викид СО2 у вигляді газу, що викликає шипучість.

Тепер ми можемо запитати себе, скільки часу потрібно, щоб газ покинув шар? Це також залежить від багатьох факторів (геології, напруженого стану масиву, гірничих робіт тощо), і параметр називається "швидкістю десорбції". Взагалі, вихід газу, як правило, повільний і без проблем розчиняється в вентиляції шахти з дуже низькою концентрацією випаленого газу в повітрі. Іноді концентрація газу у вентиляції підвищується трохи більше, і після 1,5% вибухового газу, гірничо-шахтне законодавство примушує паралізувати машини та відмовлятись від роботи, поки не відновляться безпечні рівні концентрації витяжної лампи. Типовими явищами газодинаміки є просування в передній частині цехів, витоки газу в місцях руйнування або стерильності, сіруваті шкури і, коли "швидкість десорбції" дуже висока, миттєві відшарування (DI). З того, що я прочитав, цей випадок здається сіруватим дрейфом з високою швидкістю десорбції.

Деякі вугільні басейни особливо небезпечні через дуже нестабільну газодинамічну поведінку їх шарів вугілля. Наприклад, російський басейн Кузбасу та український Донбасу. У Західній Європі проблема є більш м'якою (так би мовити), і лише в деяких районах певних басейнів трапляються газові аварії.

В Іспанії найбільші проблеми з вогнегасом виявлені в центральному вугільному басейні (Хуноса) і, особливо, у свердловинах Сантьяго та Сан-Антоніо в долині Аллер. Такі шари, як Якоба, Марія, Вальдепосадас і Турка з південних та центральних полів криниці Сан-Антоніо, відомі всім шахтарям і технікам, які працювали на них. Також варто згадати восьмий шар Сан-Ніколас, який спричинив найбільшу аварію в Хуносі. У 1995 році чотири робітники загинули в цьому шарі через сіруватого сміття з вибухом. Ще десять загинули від окису вуглецю (CO), що утворюється при вибуху, оскільки високі концентрації цього отруйного газу циркулювали через вентиляційний зворотний контур.

Це не означає, що в інших вугільних басейнах немає проблем з вибуховим газом. Усі майнери знають, що в будь-який момент може відбутися значна «десорбція» газу в будь-якому шарі, який потрібно контролювати. Гірниче законодавство є вичерпним у цьому відношенні. Вугільний басейн Сіньєра-Маталлана не особливо схильний до газодинамічних явищ, але знову ж таки шахта бере на себе ініціативу, сприяючи цій серйозній і трагічній події.

Що відбувається, коли газ виходить масово, миттєво і бурхливо з вуглецевого шару? У цьому випадку саме насильство явища спричиняє дроблення вугілля, яке проектується разом із вибуховим шахом до шахти. Утворюється дуже дрібний порошок (стародавні шахтарі називали його «вугільною фариною»), і вся робота заповнюється випаленим каменем і чорним порошком. Неможливо щось побачити, і працівники змушені виходити на вулицю в абсолютно сірій атмосфері, яка витіснила повітря. У цьому контексті, якщо саморятувальник неможливий, результат смертельний.

Ви можете задатися питанням, чи є адекватними заходи безпеки при видобутку вугілля? Чи можна було запобігти цій аварії? Ну, тут слід зазначити, що гірничодобувні норми та заходи безпеки, які вживаються Адміністрацією, компаніями та робітниками, є крайніми. Вугільний сектор є, мабуть, найбільш регульованим, відстежуваним та контрольованим з усіх існуючих промислових видів діяльності в Іспанії. Однак це не гарантує, що випадкові події, такі як теперішні, не можуть відбутися. Для прикладу ми всі знаємо про надзвичайну безпеку, яка оточує повітряний транспорт, і все ж так часто трапляється аварія з літаком. Громадянське суспільство повинно звикнути до того, що повної безпеки не існує, навіть якщо ми наполягаємо на інвестуванні часу, зусиль, грошей, технічних засобів, знань тощо. Це так, і цей нещасний випадок це підтверджує.

Загальноприйнятими заходами безпеки є примусова вентиляція в шахтах, статичні вимірювальні прилади випромінюваного газу в галереях, підключених комп’ютером до поверхні, метанометри з відключною потужністю, пов’язані з машинами, надзвичайна пильність в двигунах та електроустановках. дегазація бурінням (на поверхні або всередині шахти), гідравлічний розрив шарів шляхом нагнітання води високого тиску, що дозволяє розтріскувати вугілля, витягувати "десорбований" газ і видаляти вугільний пил і т. д. та ін.

Крім того, і, перш за все, для запуску будь-якої вугільної майстерні (шахти або гірничодобувної галузі), вичерпні знання про геологічні та геотехнічні характеристики гірської маси, про газодинамічну поведінку шарів, про спосіб пуску, про лікування "поштового продавця", застосовуваної вентиляції, конкретних заходів безпеки ями тощо. Все це, що вивчають та проектують техніки гірничих компаній, повинно бути подане на затвердження гірничодобувним органом, який стежить за запуском та розвитком майстерні протягом усього його виробничого життя.

У будь-якому випадку, читачу, в ці дні шахтарська сім'я повертається до трауру за деякими колегами, які втратили роботу. Я хотів би, щоб ця стаття допомогла решті суспільства оцінити труднощі та ризики цієї роботи, які не завжди оцінюються в їх масштабі. Я також хотів би присвятити його загиблим шахтарям, їх сім'ям та всім працівникам, які працювали та працюють у вугільному секторі Іспанії. Я вдячний їм усім.