Санкт-ПетербургПеременная облачность+8°C
$ЦБ:76,46ЦБ:90,36OPEC:39,53

Может ли наука повысить безопасность труда в шахтах

шахта Испания
Фото © www.hunosa.es

Нынешней осенью в шахтах и рудниках по всему миру продолжали гибнуть люди. Часть трагедий произошла из-за несоблюдения правил безопасности, часть – из-за горных ударов, то есть разрушения пластов, к которому приводит чрезмерная концентрация энергии в окружающих выработку породах. «Форпост» решил выяснить, могут ли учёные предсказать и предотвратить подобного рода катаклизмы.

В середине сентября на руднике Рудылтовы в Польше обрушилась кровля, вследствие чего погиб один человек – его засыпало камнями. Неделей ранее, как минимум 12 горняков скончались в результате аварии, случившейся в шахте по добыче мрамора на северо-западе Пакистана. А в Конго, где нелегальная добыча сырья – один из основных источников пропитания для местного населения, из-под земли не сумели выбраться сразу 50 молодых людей. Они трудились на золотых приисках.

кобальт Конго
Фото © nevsedoma.com.ua

Столь многочисленные жертвы, к сожалению, не редкость для многих богатых природными ресурсами государств Африки и Азии. Даже те компании, которые работают там официально, зачастую не уделяют безопасности своих сотрудников сколь-нибудь серьёзного внимания. А кустари и вовсе об этом не думают. Ведь поток желающих спуститься под землю за двойной или тройной оклад при отсутствии социальных и любых других гарантий остаётся большим вне зависимости от числа несчастных случаев.

В России, естественно, всё иначе. Показатели смертности и травматизма в целом по стране снижаются, но происшествия, которые уносят человеческие жизни, периодически всё же происходят. Так, по итогам прошлого года, в 18-ти таких авариях погиб 21 человек. Возможно ли снизить этот показатель до нуля или хотя бы минимизировать его?

Горный университет
Фото © Форпост Северо-Запад /

Научные изыскания в данной области идут сегодня в Санкт-Петербургском горном университете. Его учёные, например, периодически выезжают на рудники, берут там образцы породы и затем в лабораторных условиях проводят их испытания. Моделируют горные удары для того, чтобы понять величину риска разрушения каждой конкретной выработки. А затем производят апробацию результатов своих исследований в недрах Земли.

«В данный момент я работаю с образцами магматических пород, которые окружают рудное тело. Они называются уртитами. Выявляю сейсмические признаки подготовки горных ударов методом акустической эмиссии. Определяю критерии удароопасности с тем, чтобы впоследствии дать рекомендации службе прогноза и предотвращения горных ударов предприятия, с которым у нас заключён договор о сотрудничестве», - пояснил старший научный сотрудник лаборатории геодинамической безопасности Александр Розанов.

Розанов
Фото © Форпост Северо-Запад /

Этот эксперимент должен определить, насколько опасно находиться в туннеле в штатных условиях. В том случае, если риски велики, учёные Горного университета указывают на это и обосновывают необходимость проведения ряда профилактических мероприятий. Например, бурения так называемой разгрузочной строчки, то есть серии скважин, которые уведут очаг разрушения от контура выработки вглубь массива. Но неужели по небольшому экземпляру породы цилиндрической формы действительно можно определить уязвимость рудника?

«Мы загружаем образец в специальную установку и моделируем горный удар. При этом акустические датчики фиксируют высокочастотные сигналы, формирующиеся под действием давления, – треск, который невозможно услышать человеческим ухом. Это и есть акустическая эмиссия. Для того чтобы составить объективную картину и дать точный прогноз необходимо получить около 10 тысяч таких сигналов, затем обобщить данные и сделать определённые выводы. В том случае, если мы наблюдаем процесс сгущения источников акустической эмиссии и рост энергии сигналов, это говорит о начале опасной стадии, то есть о склонности породы к горным ударам», - говорит Александр Розанов.

Розанов
Фото © Форпост Северо-Запад /

Учёный приводит статистику одного из своих недавних изысканий. Каждое пятое измерение во вмещающих породах, то есть тех, которые окружают выработку, но не являются при этом полезным ископаемым, показало наличие вероятной опасности для людей и техники. После проведения измерений в самом рудном теле подобный вердикт выносился реже – лишь в 6% случаев.

Горный университет
Фото © Форпост Северо-Запад /

Достоверность экспериментов гарантируют не только кропотливая работа научного коллектива, но также богатая приборно-лабораторная база. В частности, английское оборудование с программой расчёта координат источников эмиссии и системой сбора данных. А вот для интерпретации полученных сведений петербургские учёные пишут собственный софт, учитывающий местные геологические условия.

«Методика прогноза удароопасности внедрена в промышленную эксплуатацию в 2018-ом году. Это произошло в результате сотрудничества ведущих специалистов трёх организаций – Санкт-Петербургского горного университета, Хабаровского федерального исследовательского центра Дальневосточного отделения РАН и Кировского филиала АО «Апатит». Наша основная задача состоит в том, чтобы дать заблаговременный, но в то же время верный прогноз. Это, конечно, непросто, ведь чем раньше по отношению к вероятному опасному событию проводится исследование, тем менее точным он будет. Тем не менее, современные технологии позволяют играть на опережение и с высокой степенью достоверности выявлять склонность пород к горным ударам. А затем уводить очаг разрушения в сторону до того как произошло опасное событие. Это очень важная часть системы профилактики охраны труда», - подчеркнул Александр Розанов.

Он напомнил, что изыскания в области безопасности шахтёров ведутся в Горном университете уже более ста лет. А основоположником данного научного направления был профессор петербургского вуза Александр Скочинский. Он, в частности, создал теорию движения воздуха и газов в выработках, что внесло ясность в понимание физико-механической природы сложного процесса проветривания шахт. Учёный выяснил, что при определенных условиях оно приводит к запылённости воздушного потока, воспламенению пыли и взрывам.

скочинский
© Общественное достояние

В результате проведённых исследований Скочинским впервые была сформулирована теория противопыльных аэродинамических режимов для рудников. Современные инженеры при расчёте вентиляционных систем любой сложности для шахт самой разной глубины опираются именно на теоретические положения и экспериментальные результаты, полученные Александром Александровичем и его учениками.