Укрощение огня

Шахтеры по-прежнему беззащитны перед подземными стихиями. Хотя в Караганде уже 25 лет существует разработанная и запатентованная конструкция подземных заслонов, способных гасить огонь, подавлять взрывную волну и нейтрализовать повторный взрыв.

Но уникальное инженерное достижение карагандинского ученого четверть века пролежало на полке.

Канарейка против дракона

“Подземный дракон” – так шахтеры называют газ метан, который сопровождает пласты каменного угля повсюду, где бы он ни залегал. Метан, он и в Африке метан. Обрушение горных пород и взрывы газа – главная составляющая риска угледобывающей отрасли. И во всем мире эти явления считаются практически непрогнозируемыми.

Сколько ученых во всем мире бьются над этой проблемой! Но в конечном итоге каждый новый предложенный метод оповещения о наличии газа метана в горной выработке оказывается всего лишь электронным вариантом древнего “канареечного метода”. В XVIII–XIX веках шахтеры брали с собой под землю живую канарейку в клетке. Бедная птичка служила им живым газомером. Жива пичужка – значит все нормально, можно работать. Умерла – значит уровень метана смертельно опасный, все наверх! Кто успеет – останется в живых.

Один из лучших специалистов по подземным взрывам карагандинский ученый, доктор технических наук профессор Валерий Плотников считает бесперспективным путь поиска методов прогнозирования и предупреждения подземных взрывов.

– Это чрезвычайно затратный и малоэффективный путь, – говорит Валерий Михайлович. – Подземные взрывы – настолько опасное и трудно прогнозируемое явление, что единственный правильный путь – быть готовыми в любую минуту к встрече с ним, чтобы выйти из него с минимальными потерями. Шахты должны быть оснащены надежными заслонами, способными противостоять не только взрыву и огню, но и повторным взрывам. К сожалению, сегодня ни одна страна мира эту задачу пока не решила.

Смертники подземелья

Полиэтиленовые мешки, заполненные водой и подвешенные на крепях шахтного ствола, – вершина мысли горной инженерии. Идея такая: если будет взрыв, пойдет ударная волна, пробьет мешки с водой, вода прольется и будет гасить огонь… Предел мечтаний – немецкие мешки емкостью до 60 литров из особого материала, который в момент удара разрывается по многочисленным геометрическим линиям, за счет этого увеличивается разбрызг воды. Один недостаток – каждый мешок стоит около двух тысяч тенге. Наши шахтовладельцы на такие траты идти, естественно, не хотят. А потому на карагандинских шахтах воду подвешивают в обычных полиэтиленовых пакетах, по сто тенге за рулон. Может, оно и правильно, потому что во время подземного пожара толку от немецкого и отечественного пузыря одинаково мало.

Кроме мешков с водой наших шахтеров “защищает” от огня и метана инертный порошок, который насыпают сверху на пологах сланцевых заслонов. Это придумали еще на заре строительства коммунизма в 30–40-х годах. Идея такая: если будет взрыв, ударная волна пойдет, все вокруг затрясется, зашатается, и порошок начнет сыпаться сверху и гасить огонь.

Конечно, у всех этих деталей и процессов есть грамотные правильные инженерные названия. Но суть остается: мешок и порошок – это все, на что может надеяться шахтер под землей. Насколько эффективна такая линия обороны, наверное, много говорить не приходится. Достаточно вспомнить аварии последних лет на шахтах Казахстана, России и Украины. На шахтах Караганды за годы независимости погибло более 200 человек. В России и в Украине счет идет на тысячи...

Подвиг разведчиков

После взрыва первыми в горящую шахту спускаются горноспасатели. Если уж и говорить о каких-то надеждах и гарантиях для наших шахтеров, то разведчики-горноспасатели – единственный шанс для тех, кто выжил после взрыва. Они могут надеяться только на мужество, физическую силу и умелые действия горноспасателей.

Мы часто говорим о погибших шахтерах и несправедливо редко вспоминаем о тех, кто погиб, спасая других. На шахтах Карагандинского угольного бассейна погибли 52 горноспасателя. Шахтеры гибнут сменами и бригадами, а бойцы-горноспасатели – отделениями. Одна из самых страшных трагедий произошла в 1994 году на шахте “Актасская”. Во время ликвидации аварии было принято решение применить генератор инертных газов. Как определили впоследствии специалисты, решение было неверным. Но начальство желало быстрее локализовать пожар, быстро справиться и отрапортовать. В аварийную выработку спустили самых молодых бойцов – отделение новичков, чтобы они просто посмотрели, как оно бывает, пообвыклись, прочувствовали реальность ситуации. Начальство считало, что никакой опасности нет. И генератор инертных газов (ГИГ) быстро локализует пожар. А ГИГ погнал на очаг пожара не только инертный газ, но и кислород, и метан. Все произошло быстро. Ничего не смогли сделать. Все отделение молодых бойцов сгорело заживо в считанные мгновения.

В 1971 году при ликвидации последствий аварии на шахте “Карагандинская” погибло отделение Блажных. Они шли на разведку... Первая разведка горящей выработки, где только что взорвался метан. Полная неопределенность, раскаленные угольные пласты, задымленность, нулевая видимость. Но командир отделения вел бойцов вперед, они надеялись еще найти живых. Но тут случилось самое страшное – повторный взрыв. Погибло все отделение разведчиков.

Спасательный парашют

Именно тогда, в семидесятых, в эпоху большого угля, проблема подземной защиты шахтеров и горноспасателей стояла особенно остро. И именно в те годы стало известным имя карагандинского ученого, инженера, научного сотрудника военизированной горноспасательной части Карагандинского угольного бассейна Валерия Плотникова. Скольким горноспасателям его изобретения спасли жизни! Сотням, а может быть, тысячам. Самое известное его изобретение – подземный парашют, способный загасить ударную волну самой высокой мощности.

Ударная волна подземных взрывов – главный убийца наших шахтеров. При взрыве потоки воздуха превращают замкнутые подземные лавы в аэродинамическую трубу, воздушная волна буквально сносит все на своем пути, отбрасывает людей на сотни метров. Все усилия современной технологии горных работ сконцентрированы на локализации пламени. И никто, и никогда не ставил перед собой задачу гасить ударную взрывную волну. Считалось, что ударную волну локализовать невозможно и остается только ждать, когда она затухнет естественным путем. Смертельная жатва, которую она собирает при этом, ужасна по своим масштабам.

Вызов волне бросил Валерий Плотников. Он представил миру уникальный метод гашения ударной волны с помощью… подземного парашюта. Оригинальная мысль пришла в голову ученому совершенно неожиданно, в момент, когда ему посчастливилось увидеть, как приземляется военный реактивный самолет с тормозным парашютом.

Подземный парашют Плотникова выдерживает мощность удара до 56 тонн при скорости волны – 340–350 м/сек. Сейчас на всех шахтах Казахстана, России, Украины, а кто знает, может, и многих стран мира, используются два вида подземных парашютов – взрывозащитный и вентиляционный.

– Один гасит взрыв, другой предназначен для перераспределения воздуха в шахтах, – говорит автор изобретения. – Оба используются горноспасателями при аварии на шахтах. При ликвидации любой подземной аварии главный момент – маневрирование вентиляцией, перераспределение воздуха по подземным выработкам. Это самый эффективный метод ликвидации и гашения ударной волны. И при этом парашют мобилен, весит около 20 килограммов. Горноспасатели устанавливают его перед перемычкой и могут спокойно работать, выносить людей, ликвидировать разрушения, не опасаясь повторного удара. Парашютная заслонка их защитит.

При ликвидации последствий январского взрыва на шахте “Абайская”, во время которого погибли 30 человек, горноспасатели ставили шесть подземных парашютов Плотникова, и только благодаря этому никто больше не погиб.

Ловушка для огня

В 1985 году Валерий Плотников разработал еще одну уникальную по свойствам подземную конструкцию совершенно нового типа заслона. Взяв за основу принцип подземного парашюта, но стационарного. Огромная металлическая сетка, которая в буквальном смысле ловит ударную волну и пламя, просеивает удар и огонь через тысячи миллиметровых отверстий, тем самым гасит силу удара и огня. (Эффект можно сравнить с тем, как волнорезы на морском побережье гасят волны.) Уже на процеженное сквозь сито пламя выбрасываются потоки воды.

– По моим расчетам, такой сетчатый заслон способен выдерживать и гасить ударную волну мощностью 2 – 2,5 атмосферы, – говорит Валерий Плотников. – Это максимальная мощность взрывов, зафиксированная при авариях на наших шахтах. Эти заслоны могли бы свести человеческие потери к минимуму. А может быть, даже совершенно исключить их. Более определенно сказать пока не могу, потому что нужны промышленные испытания.

В это трудно поверить, это трудно понять, но факт остается фактом. Еще в 1985 году талантливый ученый разработал уникальную конструкцию противовзрывного и противопожарного подземного заслона, который мог бы спасти сотни и тысячи жизней. Но на шахтах со слепым упорством продолжали подвешивать полиэтиленовые мешки с водой и рассыпать на пологах сланцевых заслонов инертный порошок.

– Я видел эти заслоны после взрывов, – говорит профессор Плотников, – горы покореженных конструкций и скомковавшегося порошка, никакого распыления не происходит. Совершенно бесполезное и неэффективное приспособление.

В 2004 году после взрыва на шахте “Шахтинская” Плотников и поддерживающая его группа ученых и горных инженеров обратились к Митталу. Представили убедительные аргументы, что установленные на шахтах заслоны никуда не годные. Что необходимо срочно внедрять и устанавливать новые, современные, повышающие безопасность на порядок. Тем более такой проект уже имеется. И он находится здесь, в Караганде. Но тогда глас ученых остался без внимания. Никто и пальцем не пошевелил.

Кто построит саркофаг?

Только после трагедии на “Абайской” вопрос сдвинулся с мертвой точки.

– Решением правительственной комиссии по расследованию аварии на шахте “Абайская” нам поручено проведение ряда работ по безопасности, – говорит начальник научно-исследовательского центра горноспасательного дела РК Рустем Ходжаев. – Главная работа, с которой связаны основные надежды, – проведение промышленных испытаний заслонов профессора Плотникова. Но для этого нам нужно срочно восстановить испытательный полигон. Угольный департамент АО “Арселор Миттал Темиртау” обещает нам в этом помочь. Будем надеяться. Ведь эта работа нужна всем, но в первую очередь в ней должен быть заинтересован угольный департамент.

Испытательный полигон ВГСЧ (военизированная горноспасательная часть Карагандинского угольного бассейна, ныне ВАСС-Комир) построили сами горноспасатели. Это был единственный в своем роде полигон, моделирующий угольную шахту. 100-метровая труба, закрытая бетонным саркофагом, имитировала горную выработку. Внутри находилась камера взрывания, где производили взрывы и испытывали защитные и спасательные конструкции.

Этот полигон существовал в советские времена и был безжалостно разрушен и разграблен на заре рыночных отношений, в начале 90-х. Для новоиспеченных предпринимателей он представлял всего лишь сотни тонн ценного металла. Постепенно по приемным пунктам металлолома растащили всю 100-метровую металлическую трубу.

О полигоне никто не вспоминал 17 лет. Да что там полигон, когда все эти годы никто не вспоминал о самой горной науке! Уникальные разработки ученых пылились на полках. А НИЦ горноспасательного дела впору было спасаться самому.

До недавнего времени ежегодные объемы работ научно-исследовательского центра составляли около четырех миллионов тенге. А угольный департамент АО “Арселор Миттал Темиртау” присутствовал в портфеле заказов аж на два (!) миллиона тенге каждый год.

Сегодня работа оживилась. Как ни прискорбно это констатировать, но, как говорит Рустем Ходжаев, с каждой аварией, с каждой человеческой жизнью отношения между угольным департаментом и научным центром улучшались. И вот наконец достигли такого уровня, когда можно говорить о совместном внедрении настоящей научной разработки.

– Нам бы побыстрее восстановить хотя бы метров 30 трубы на полигоне, – говорит Ходжаев, – хотя бы взрывную камеру воссоздать и накрыть бетонным саркофагом. Миллиона три понадобится. Для компании Миттала это даже не копейка – полкопейки. Надеемся на их помощь.

В сентябре, согласно плану правительственной комиссии, команда Плотникова должна приступить к испытаниям.

– Я каждую ночь вижу во сне этот день, этот момент, – говорит профессор Плотников. – Пламя и ударная волна пройдут сквозь сетку, превратятся в мельчайший разбрызг. Я хочу провести несколько ночных взрывов. Это все может быть очень красиво. Закрываю глаза и вижу: взрыв, пламя, все набегает на заслонку и мгновенно превращается в… пар!

Укрощение огня продолжается.

Благодарим сотрудников ВАСС-Комир за предоставленные снимки, сделанные с мест реальных событий.

Татьяна ТЕН, Караганда