Камеры-убежища

Даже часть изолированной подручными способами подземной выработки может сыграть роль газоубежища при заполнении выработок отравленными продуктами пожара или взрыва. Еще более надежным средством укрытия подземных рабочих в случае аварий являются заранее сооруженные камеры-убежища. В Донецком бассейне на ряде угольных шахт еще до 1930 г. было сооружено свыше 20 камер-убежищ.

Сооружение камер-убежищ на всех шахтах, опасных по газу, пыли или внезапным выбросам метана, связано со следующими трудностями.

1. Для того чтобы камера-убежище могла оказаться полезной, требуется, чтобы она была удалена от рабочих мест не далее того расстояния, которое может быть пройдено рабочим в самоспасателе, за 30 минут (некоторый запас времени защитного действия самоспасателя необходим для учета различных случайностей). Если считать, что в условиях задымления и частично загроможденных в результате аварии выработок скорость продвижения рабочего составит 20 м/мин, то предельное рас стояние камеры-убежища от рабочего места составит 600 м. Таким образом, по мере подвигания лав камеры-убежища должны сооружаться почти через каждые полкилометра. Однако в случае завалов даже такая частота расположения камер может оказаться недостаточной.
2. Камера должна быть сооружена с таким креплением, чтобы исключить возможность подсоса отравленного воздуха через ограждения.
3. Камера должна иметь относительно сложное оборудование дверей н тамбура для прохода людей, в особенности на случай спасания людей при взрыве газа или пыли. Двери должны оказаться достаточно прочными, чтобы выдержать удар взрывной волны.
4. Камера должна быть либо очень больших размеров, чтобы eе объем обеспечил безопасное пребывание в ней нескольких десятков людей в течение хотя бы полусуток, либо ее необходимо оборудовать относительно сложным устройством для снабжения укрывающихся людей пригодным для дыхания воздухом. Простейшими способами являются подводка в камеру сжатого воздуха, если таковой применяется на шахте, или проходка вентиляционной скважины с поверхности, если камера расположена ка небольшой (порядка 100—150 м) глубине. Однако такая глубина обычно меньше глубины зоны газового выветривания, и надобности в камерах-убежищах в таких случаях большей частью нет.

При отсутствии сжатого воздуха и больших глубинах камеры-убежища должны снабжаться либо фильтро-вентиляционными установками, либо регенератиоными установками, наподобие гражданских газоубежищ. Недостатком фильтро-вентиляционных установок является их непригодность в случаях, когда концентрация кислорода в рудничном воздухе падает ниже 16—17%. Таким образом, наиболее универсальным способом воздухоснабжения камер-убежищ является устройство регенеративных установок, представляющих собой коллективный изолирующий противогаз.

Имея в виду большие затраты на проходку, крепление и оборудование камер-убежищ воздухоочистительными  установками, а также значительные расходы, связанные с обслуживанием камер-убежищ на всех шахтах, опасных по пыли, газу и внезапным выбросам, можно считать, что стоимость всех этих мероприятий намного превысит стоимость производства и снабжения рабочих усовершенствованными самоспасателями с длительным сроком защитного действия.

Тем не менее стремление использовать любую возможность для обеспечения безопасности труда горнорабочих заставляет продолжать работу в области изыскания наиболее рациональных типов подземных камер-убежищ и их оборудования, а также испытания их в производственных условиях.

Еще в 1931 г. на ш. Ново-Смоляниновской (Донбасс) была испытана камера на 100 человеке регенеративной установкой. В 1935 г. в лаборатории Горноспасательного дела Московского горного института был сконструирован специальный мощный фильтр для камер-убежищ, рассчитанный на защиту от окиси углерода и дыма. В 1938 г. автором были проведены испытания регенеративной установки с мощным эжектором в камере-убежище на ш. № 1 «Кочегарка» в Горловке, давшие хорошие результаты.

Указанные опыты подтвердили возможность использования для подземных камер-убежищ те же методы расчета и конструирования оборудования для снабжения укрывающихся свежим воздухом, которые применяются для проектирования гражданских газоубежищ. В то же время опыт на ш. № 1 в Горловке показал, что основной трудностью устройства подземных убежищ, по сравнению с поверхностными, является возрастание температуры с увеличением глубины. В начале опыта температура в камере-убежище на Ш. № 1, расположенной на гор. 555 м, составляла 30° при сильной влажности воздуха. Уже через 6 часов температура дошла до 32,5°. Такая относительно невысокая температура при стопроцентной влажности трудно переносима даже в состоянии полного покоя. С возрастанием глубины влияние повышенной температуры будет еще более неблагоприятным.

Решать вопрос об охлаждении воздуха в подземных камерах-убежищах на значительных глубинах вне связи с вопросами кондиционирования воздуха в шахте в целом, очевидно, нецелесообразно. Таким образом, в настоящее время, когда кондиционирование воздуха проектируется лишь для единичных глубоких шахт, единственным практически применимым способом облегчения условий пребывания людей в подземных камерах-убежищах с регенерацией воздуха является его подсушивание.

• Расчет проветривания подземных камер-убежищ
• Регенеративные установки для подземных камер-убежищ

В зависимости от горно-геологических условий системы разработки и концентрации работ камеры-убежища могут рассчитываться на 15. 25, 50 и 100 человек.

Основными требованиями, прдъявляемыми к ним, помимо требований по воздухоснабжению, являются:

1. Расположение их в местах, наиболее близких и наиболее доступных для максимального числа рабочих обслуживаемого участка при любых возможных на каждом данном участке авариях, рассмотренных при детальной разработке плана ликвидации аварии и согласованных   с   представителями ГГГИ и ВГСЧ.
2. Такое размещение входа, чтобы при взрыве он не оказался под действием максимальной силы взрывной волны (например в сужении выработки).
3. Крепление камеры (в особенности в слабых породах) практически газонепроницаемыми материалами, например бетоном.
4. Оборудование; камеры не меньше чем двумя взрывоустойчивыми дверями, открывающимися наружу и образующими тамбур длиной не меньше 3 м.
5. Герметизация перемычек для дверей при помощи глубоких врубов и герметизация дверных проемов надежными уплотнительными прокладками (обтюраторами) и прижимными затворами, наподобие применяемых для герметизации гражданских газоубежищ.
6. Оборудование убежищ санитарно-гигиеническими устройствами (уборной, хотя бы переносной, питьевой водой, местами для сидения и лежания, аптечкой для подачи первой помощи).
7. Оборудование камеры-убежища шкафиком с запасом самоспасателей (по числу укрывающихся), минимальным комплектом слесарного и плотничьего инструмента, часами, по возможности, телефоном, материалами для герметизации щелей (глина, вода).

M. П. Еременко и И. Ф. Шаповалов рекомендуют следующие размеры камер-убежищ (без тамбура): ширина — 3 м, высота — от 1,8 до 2,4 м, длина камеры на 15 человек— 6,2 м, на 25 человек— 8 м и на 50 человек— 12,5 м.

На рис. 8 показана в плане и разрезе типовая камера-убежище с регенеративной установкой для количества укрывающихся людей от 15 до 50 человек, в зависимости от чего, согласно вышеприведенным данным, меняются лишь значения L и l рис. 8. Камеры такой емкости обычно относятся к категории «легких» и устраиваются в непосредственной близости от обслуживаемых участков работы на вентиляционных штреках, учитывая, что при пожарах в верхних частях лавы и в вентиляционном штреке рабочие легко могут уходить на свежую струю на откаточный штрек. При более сложных схемах проветривания, а также при системах разработки рудных месторождений расположение легких камер-убежищ должно быть каждый раз предметом специального обсуждения с участием главного инженера шахты или рудника ГГТИ и ВГСЧ.

Рис. 8. Подземная камера-убежище с регенерацией воздуха на 15-50 человек: 1 — регенеративный патрон на стойке; 2 — кислородные баллоны; 3 — всасывающий воздухопровод; 4 — барабан с запасом химического поглотителя; 5 — трубопровод дли подачи сжатого воздуха (при наличии такового на шахте); 6 — огнетушитель; 7 — телефон; 8 — часы; 9 — стол; 10 — табуреты; 11 — конка; 12 — скамьи; 13 — бачок с водой; 14 — ведро; 15 — металлические герметические двери; 16 — деревянная дверь; 17 — труба диаметром 100 мм с клапаном, открывающимся наружу

На рис. 9 показана примерная схема расположения камер-убежищ небольшой вместимости («легкого» типа), рекомендуемая упомянутыми выше авторами для случаев обособленного проветривания лав бремсбергового и уклонного полей. Поскольку в бремсберговом поле исходящие струи отводятся на вентиляционный штрек по восточному людскому ходку, рабочие западных лав могут в случае аварии, осложняющей выход к стволу по свежей струе, использовать изолированные дверями участки западного ходка 1, которые всегда заполнены свежим воздухом. Для обеспечения таких же безопасных условий работы рабочим восточных лав желательно устройство на вентиляционных штреках убежищ 2. Рис. 9. Примерное расположение  камер-убежищ для  случаев бремсбергового и уклонного полей: 1 — изолированные участки людских ходков; 2 — места расположения камер-убежищ

При схеме проветривания, предусмотренной для уклонного поля, оба людских ходка на участках первых н вторых лав могут в случае аварии в шахте оказаться заполненными атмосферой, отравленной окисью углерода, поэтому для использования в качестве убежищ пригодны лишь изолированные участки ходков у третьих лав, по которым не проходит вентиляционная струя. Для рабочих вторых лав следует предусмотреть убежища 2 на вентиляционных штреках. Что касается рабочих первых западной и восточной лав, то убежища для них не предусмотрены ввиду близости выхода на основной откаточный штрек.

На рис. 10 показана схема центральной камеры-убежища на 100 человека. Как показывает самое название, центральная камера-убежище должна располагаться в центре шахтного поля в случае сильно развитой сети выработок и при значительном удалении очистных забоев от выходов на поверхность; она в то же время может рассматриваться в качестве опорного пункта для горноспасательных работ и базы для рабочих, направляющихся из очистных работ к выходам их подземных выработок. Назначением центральной камеры-убежища и ее расположением на пути движения большого числа людей и объясняется ее значительный объем. Рис. 10. Подземная камера-убежище с регенерацией воздуха на 100 человек: 1 — регенеративные установки; 2 — склад с полками; 3 — уборная; 4 — оживляющие аппараты; 5 — носилки; 6 — аптечка; 7 — огнетушители; 8, 9 — столы; 10 — баки с водой; 11 — полки для укрывающихся; 12 — койки для больных и раненых; 13 — скамьи

При решении вопроса о наиболее целесообразном типе убежищ следует учитывать возросшую оперативность горноспасательных частей, оснащение их современными техническими средствами, позволяющими быстро проникать к местам укрытия рабочих в подземных выработках  даже в сложных условиях рудничных аварий, а также совершенствование конструкций и организации снабжения рабочих самоспасателями. Поэтому представляется целесообразным, не прекращая дальнейших изысканий в области определения конструкций и практического испытания применимости легких и центральных камер-убежищ, широко внедрять в шахты и опасные по пожарам рудники систему быстро возводимых самими рабочими аварийных убежищ, т. е. убежищ, устраиваемых во время аварии в заранее намеченных для этой цели тупиковых или других легко изолируемых выработках. Такими выработками могут быть: тупиковые части вентиляционных штреков, участки ходков и сбоек, расположенные между вентиляционными дверями, как это,  например, показано на рис. 9.

В тупиковых выработках, намеченных согласно плану ликвидации аварии, для сооружения аварийных камер-убежищ должны быть заранее заготовлены врубы или арки для перемычек и храниться материалы для быстрого возведения перемычек и их изоляции (готовые двери или щиты из досок, прокрашенной фанеры или других легких и газонепроницаемых материалов, глина и вода для промазки щелей). В легко изолируемых участках выработок между вентиляционными дверями необходимо предусматривать лишь материалы для  герметизации (глина, вода). При удельном объеме предполагаемого убежища, обеспечивающем на одного человека не меньше 1 м3 на каждый час пребывания укрывающихся, аварийные убежища могут быть вовсе лишены средств регенерации.

При удельном объеме меньшем 1 м3/чел.-час аварийные убежища могут снабжаться следующими простейшими средствами регенерации: вместе с материалами для устройства и изоляции перемычек должны храниться один или несколько барабанов с химически связанным кислородом (для этой цели могут быть использованы пероксиды не только большой емкости по кислороду, но и такие, как перекись калия К2О2 или КО2, перекись натрия Na2О2 и смеси этих веществ NaKO3, NaK2O5) и один или несколько жестяных некрашеных противней размером 1 —1,5 м2. В случае длительного пребывания людей в убежище барабаны с химически связанным кислородом последовательно вскрываются и содержимое их осторожно высыпается на совершенно чистый и сухой противень. Применение этого способа требует подробного и наглядного предварительного обучения обращению с препаратами перекисей щелочных металлов, так как при соприкосновении их с органическими веществами они дают вспышку, а при попадании в воду — взрыв.

Более безопасным, но зато и более громоздким способом регенерации является поглощение СО2 рассыпанным па противнях химическим поглотителем на базе гидрата окиси кальция и выпуск кислорода из стальных баллонов без редукторов.

Ориентировочный режим расходования химикалий (величина промежутков времени между вскрытиями барабанов) и сжатою кислорода должен быть заранее разработан вентиляционным надзором и соответствующая табличка .в защитном футляре должна быть приложена к барабану с перекисью или с известковым химическим поглотителем ХПИ. Там же должны быть помещены краткая инструкция по самоспасанию, возведению и герметизации перемычек, а также правила поведения в аварийном убежище.

Обучение рабочих правилам возведения и использования аварийных камер-убежищ должно производиться одновременно с обучением пх пользованию самоспасатслями.