Как пермский ученый решает проблему защиты горнорабочих при пожаре

Ученый Пермского Политеха Александр Николаев разработал быстровозводимую шахтную вентиляционную перемычку для подземных горнодобывающих предприятий.

Данное устройство поможет горнорабочим оградить участок шахты или рудника, в котором произошел пожар, за короткий период времени и тем самым спасти жизни горнорабочих, находящихся в горных выработках. На сегодняшний день на возведение существующих шахтных вентиляционных перемычек требуются значительные временные затраты. Поэтому у проекта ученого большие перспективы.

В одной из поездок на калийный рудник, когда мы с моим отцом отвозили студентов на ознакомительную практику, попали на учения, проводимые бойцами военизированной горноспасательной части (ВГСЧ). Учения проводятся с целью проверки работоспособности систем противопожарной защиты предприятия и подготовленности руководства, личного состава рудника и ВГСЧ. По окончанию учений удалось побеседовать с главным инженером рудника, который рассказал, что у спасателей не получилось уложиться в норматив по времени изолирования горного участка для защиты от попадания в него дымовых газов. Нам пришла мысль разработать устройство, которое позволит избежать этой проблемы, т.е. будет эффективно осуществлять перекрытие выработки и за короткий период.

Во время добычи полезных ископаемых, очень важно подавать воздух в подземные выработки, и при этом его объем должен быть не ниже расчетного. Однако, под землей существуют выработанные пространства не предназначенные для проветривания, в которых «рассеивается» воздух необходимый для работы горняков. Для изолирования выработанного пространства от попадания в них «излишков» воздуха, требуется их изолирование.

Кроме этого на шахтах и рудниках нередко возникают пожары, и пока бойцы ВГСЧ не прибыли на место аварии, горнорабочим необходимо самостоятельно защищать себя в таких ситуациях. У рабочих с собой находятся так называемые «самоспасатели», которые позволяют дышать в задымленной зоне до 1 ч при ходьбе, и 4-5 ч при режиме ожидания. Иногда даже у самих спасателей единственным способом бороться с пожаром является изолирование горного участка, для этого и было разработано надежное устройство, которые выполнит перекрытие за короткий срок.

В обоих случаях для изолирования участка шахты или рудника требуется шахтные вентиляционные перемычки.

Самыми надежными являются воздушные перемычки, которые надуваясь перекрывают сечение выработки и плотно прилегают к стенкам, кровле и почве выработки. Однако, на возведение воздушной перемычки требуется значительный объем воздуха, а, следовательно, значительные временные затраты. У нас появилась мысль: зачем заполнять воздухом все пространство, когда для изолирования необходимо плотное прилегание перемычки только в местах соприкосновения ее с горной выработкой. Мы решили сократить время на возведение перемычки за счет перекрытия основной части выработки полотном, которое растягивается по поперечному сечению, а закачка воздуха будет осуществляться только в надувной шланг, расположенный по ее периметру. В этом случае надежная изоляция горной выработки обеспечивается при малом объеме закачиваемого воздуха. Возможность свертывания и развертывания перемычки позволит быстро перемещать устройство на новое место и устанавливать в кротчайшее время, что особенно важно в условиях пожара. Предлагаемым устройством смогут пользоваться как сами горнорабочие, ожидая прибытия спасателей, так и бойцы ВГСЧ. Сейчас возведением перемычек занимаются только спасатели, которые доставляют перемычку и компрессор для ее надува к месту аварии. Это требует дополнительного времени. А потому них уходит еще до 1 часа на возведение шахтной перемычки. В этом случае пожар может существенно распространиться по выработкам и привести к отравлению и гибели горнорабочих.

В 2012 году мы получили патент на проект, но его реализация началась с участия и получения гранта в конкурсе-акселераторе «Большая разведка». Толчком к участию в конкурсе стало обращение одного из предприятий с просьбой испытать у себя опытный образец перемычки. Кроме патента, предложить нам было нечего, а просто патент предприятие не заинтересовал. С этого времени проект постоянно участвовал в заявках на различные конкурсы и гранты. В 2018 году проект был поддержан по программе Фонда содействия инновациям «СТАРТ-SUV». В июле 2018 года совместно с Пермским Политехом было создано малое инновационное предприятие ООО «Горные вентиляционные устройства».

В настоящее время разработан и изготовлен опытный образец шахтной вентиляционной перемычки, который был испытан на калийном руднике БКПРУ-2 ПАО «Уралкалий». В ходе испытаний было подтверждено, что перемычка надежно перекрывает сечение горной выработки и способна в кратчайший срок изолировать участок от попадания в него дымовых газов или воздуха. В планах – разработать более универсальную конструкцию, чтобы она могла применяться для большего числа типов сечений рудника (шахты). Сейчас это сечение применяемого на калийных рудниках ПАО «Уралкалий» проходческо-очистного комбайна Урал-20Р. В первую очередь хотим реализовать проект для угольных шахт, где пожары возникают чаще всего. В дальнейшем планируется разработка для других типов шахт, а при необходимости и для других объектов. Сегодня наша команда ищет инвестиции для проведения дальнейших исследований и изготовления партии улучшенного типа перемычек, их сертификации и вывода на рынок.