"Зверь, пробуждающийся в угле": ученый изобрел прибор для прогноза выброса метана в шахтах
Фото: Zakon.kz
После очередной трагедии в Карагандинской области, когда после выброса метана с последующим возгоранием и взрывом в шахте им. Ленина погибли пять человек, снова заговорили о безопасности. Самая главная опасность для шахтеров – это внезапный выброс метана. Горняки просто не успевают понять, что пространство вокруг заполняется смертельно опасным газом и включиться в самоспасатели.
Как оказалось, в шахтах региона уже есть оборудование, способное прогнозировать выброс. Это устройство называется напоромер. Его придумали советские ученые еще в 70-х годах XX века. По сути, это манометр, который измеряет давление метана, идущего из специально пробуренного в груди забоя отверстия. Сейчас напоромер считается устаревшим, потому что он дает серьезные погрешности в работе. Карагандинские ученые – Константин Абрамсон, Янис Байсагов и Алексей Греков, долгое время пытались решить эту проблему.
Фото: Zakon.kz
Они создали портативный расходомер газа, который делает текущий прогноз выбросоопасности угольных пластов. Название прибора – CoalAwakeningBeast, что в переводе означает "Зверь, пробуждающийся в угле". Действительно, взрыв газа в шахте очень похож на внезапно пробудившегося, разъяренного и дикого зверя, сметающего все на своем пути.
Константин Абрамсон рассказал, как делают предварительный и текущий прогнозы газоопасности в шахтах. И почему их "зверь" более эффективен, чем старые напоромеры.
Хороший уголь, который миллион лет назад образовался, содержит в себе газ метан. Чем глубже он располагается, тем старее и качественнее, но тем больше в нем метана. Причем молекулы метана присоединены к твердым частицам. Когда готовят пласты к разработке, то производят геологическую разведку, берут пробы угля, и после исследования в лаборатории говорят, что у этого угля столько-то метана. И вот где-то рядом, может быть, меньше метана. Тогда проектировщики делают выработку, а затем выдают предварительный прогноз, что там-то ожидается такое-то количество метана. Шахту вентилируют, – рассказал Константин Абрамсон.
Фото: Zakon.kz
По его словам, если в пластах нет выхода, то давление газа растет, а затем, ломая пласты, выбрасывает массу угля от 100 тонн до 10 тыс. тонн. В результате люди не успевают уйти и гибнут.
Другой вариант: метан где-то прорывается, смешивается с воздухом, получается взрывоопасная ситуация. Малейшая искра, и он взрывается, – говорит Константин Абрамсон.
Говоря об изобретенном приборе, ученый рассказывает, что он прогнозирует выброс газа по принципу термоанемометра. Внутри прибора расположены два датчика-терморезистора. Один из них измеряет температуру потока метана, который проходит через прибор, а второй, нагретый током до 100°C, – расход газа. Прибор делает вычисления по заложенным в него алгоритмам и выдает результат: "опасно" или "неопасно".
Прибор легкий, сделан из пластика. По словам Абрамсона, печатные платы заказывали в Новосибирске, а сборкой занимался карагандинский конструктор Алексей Греков.
Всего изготовлено девять приборов. Они были спроектированы по гранту Министерства образования и науки РК. Грант выдавался Карагандинскому техническому университету, на имя доктора технических наук, профессора, академика КазНАЕН Николая Дрижды. Он был главным научным руководителем проекта.
Одна из самых важных особенностей прибора, что все точные данные можно передать на компьютер.
В шахтах до сих пор пишут по старинке в блокнотах. А в рукописном тексте можно допустить ошибку, тогда как с передачей информации на компьютер это исключено. Прибор хранит все данные в памяти. Есть такое выражение "человеческий фактор". И когда показания приборов на грани опасно/неопасно, человек может написать на бумаге, что "неопасно", план же нужно выполнять, а с нашим прибором это исключено. На каждой глубине измерили, все данные сохранились. Вышли на поверхность и перегнали результаты на компьютер, – говорит Константин Абрамсон.
В 2019 году на портативный расходомер газа были получены все сертификаты безопасности, а также сертификация в метрологии. Евразийский сертификат безопасности выдал Научный центр ВостНИИ в Кемерово.
В 2021 году "зверя" тестировали на трех шахтах Карагандинского региона: шахте Кузембаева, им. Ленина и Саранской. Константин Абрамсон признается, что сам не спускался в шахту. Все-таки возраст не дает. Поэтому тестированием занимался один из создателей расходомера программист Янис Байсагов.
В свое время я был и в Кузбассе, и в Донбассе, и на шахте им. Ленина. А в этот раз в шахту не ходил, по возрасту не мог. Ходил Янис Байсагов. Я его ждал на поверхности. И вот его спустили на 1 тыс. метров. Сотрудники шахты не ожидали такого хорошего результата. Все данные объективно собираются, а не на глазок, – рассказывает Абрамсон.
Все ступени были пройдены и прибор уже можно было пускать в серийное производство. Но тут случилась трагедия на Абайской шахте 7 ноября 2021 года. Шестеро горняков погибли после выброса метана вместе с породой и углем.
Фото: Zakon.kz
Я пытался государственной комиссии доложить, что у нас есть готовый прибор. Никак не смог пробиться. Писал письмо министру по ЧС. Позже были озвучены результаты работы комиссии. И один из пунктов был оснастить все шахты приборами для измерения начального газовыделения. Требовались 40 приборов, – рассказал Абрамсон.
По его словам, ученые три раза участвовали в тендерах на поставку расходомеров и по итогам второго выиграли. Сотрудники угольного департамента "АрселорМиттал Темирау" были готовы заключить с ним контракт на производство и поставку расходомера, но не вышло. Для заключения контракта нужен был крупный залог. Залогового имущества ученые не нашли и контракт сорвался.
Третий раз тендер выиграло предприятие из Санкт-Петербурга. Название прибора оставалось в секрете. Но Константин Абрамсон узнал его название. По его словам, этот прибор используется в Кузбассе для прогноза горных ударов. Но в Карагандинском угольном бассейне горных ударов никогда не было. Абрамсон считает, что это устройство не может прогнозировать выбросы метана.
Фото: Zakon.kz
Так карагандинские ученые после длительной работы остались ни с чем. Результаты работы есть, а пустить в массовое производство расходомер не получается. Константин Абрамсон все еще надеется пустить "зверя" в производство. По мнению ученого, этот прибор действительно может помочь спасти человеческие жизни.
Автор: Ева Гоцкая
