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.
Идея родилась из потребности
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.
Борьба с«излишками» воздуха и дымовыми газами в подземных горных предприятиях
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.
В условиях пожара время – определяющий фактор
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.
Мы искали поддержку, и мы ее нашли
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».
Что есть сейчас и какие планы на будущее
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.