Неисправность электрооборудования.

Письмом№03-10/27-12/13823 от 27.11.20г Республиканское предприятие «Региональная энергопоставляющая компания» подтверждает, что с 17ч 00мин 16.11.20г до 08ч 00мин 17.11.20г на ПС-110кВОП "Шахта имени А.А. Скочинского"переключений и аварийных отключений не было. Это свидетельствует о нормальном режиме работы токоприемников шахты и всего предприятия в целом.

По показаниям дежурного электрослесаря Кийко Д.Г. в IIIсменуон выполнял только регламентные работы по проверке электрооборудования согласно выданному наряду. Работы по ремонту электрооборудования и кабелей им не выполнялись. Также он сообщает, что электрооборудование участка работало в штатном режиме, что дополнительно подтверждается аудиозаписью аппаратуры сейсмопрогноза АПСС. 

Измерение  сопротивлений изоляции силовых кабелей и электродвигателей токоприемников 6-й западной лавы (комбайн 1К101-У и конвейер СП-26У), производившееся в ходе обследования аварийного участка, показало соответствие сопротивлений изоляции нормативным значениям:

- силовой кабель и электродвигатель 1К101-У - 80 МОм (норма 0,5 МОм согласно НПАОТ 10.0-1.01-16, глава VIII);

- силовой кабель и электродвигатель верхней приводной головки конвейера СП-26У – 60 Мом(норма 0,5 МОм согласно НПАОТ 10.0-1.01-16, глава VIII);

- силовой кабель и электродвигатель нижней приводной головки конвейера СП-26У – 50 МОм (норма 0,5 МОм согласно НПАОТ 10.0-1.01-16, глава VIII).

При проверке расчета коэффициента чувствительности  максимальной токовой защиты токоприемников лавы установлено что они превышают нормируемый  = 1,5 согласно НПАОТ 10.0-5.17-17, а именно для участковой подстанции ТСВП-630 №1  = 4,1; ПВВ-320 (комбайн 1К101-У)  = 1,7; СУВ-350АВ (нижняя головка)  = 3,9; СУВ-350АВ (верхняя головка) = 1,9.

Согласно протоколу от 25.12.2020г. оценки технического состояния и измерения сопротивления изоляции отрезка кабеля КОГВЭШ с распредпункта 6-й западной лавы ЗП ОП «Шахта им.А.А. Скочинского» ГП ДУЭКна нем имеются повреждения шланговой оболочкии обрывы токопроводящих жил. При этом следов короткого замыкания в жилах не установлено. Повреждения оболочки и обрывы жил могли возникнуть вследствие внешних механических воздействий от ударных волн при взрыве.

На основании протокола от 25.12.2020г. оценки технического состояния блока реле утечки РУ пускового аппарата АПШ.1 с распредпункта6-й западной лавы ОП «Шахта им.А.А. Скочинского» ГП ДУЭК установлено, что его защитные характеристики соответствуют требованиям изложенным, в ГОСТ 22929 и ГОСТ 31612.

На основании протоколов испытаний блоков максимальной токовой защиты коммутационных аппаратов аварийного участкаОП «Шахта им.А.А. Скочинского» ГП ДУЭК:

от 25.12.2020г. оценкитехническогосостояния блока максимальнойтоковойзащиты типа УМЗ №301282 с распредпункта 6-й западнойлавы;

от 25.12.2020г. оценкитехническогосостояния блока максимальнойтоковойзащиты типа УМЗ №22975 с распредпункта 6-й западнойлавы;

от 25.12.2020г. оценкитехнического состояния блока максимальной токовойзащиты типа ПМЗ №2-06 с распредпункта 6-й западнойлавы;

от 25.12.2020г. оценкитехническогосостояния блока максимальнойтоковойзащиты типа ПМЗ №2-26 с распредпункта 6-й западнойлавы;

установлено, что блоки максимальной токовой защиты коммутационных аппаратов аварийного участка находятся в работоспособном состоянии. Погрешность срабатывания не превышает +/-15%.. Отсутствие размыкающего контакта блока УМЗ №22975 обусловлено воздействием на него внешних механических факторов от удара или падения.

Учитывая вышеизложенное, экспертная комиссия пришла к  выводу о том, что в токоприемниках лавы и питающих их кабелей отсутствовал аварийный режим (ток короткого замыкания) и, следовательно,онине могли послужить источником воспламенения метановоздушной среды.

Взрывные работы.

При анализе этой версии экспертная комиссия допускала возможность проведения любых,в том числе несанкционированных, взрывных работ  на аварийном участке.

За  период времени, предшествующий аварии, экспертной комиссией были проанализированы показания датчиков контроля оксида углерода (СО), установленных

- на конвейерном штреке 5-й западной лавы ЗП (в исходящей вентиляционной струе участка);

- за камерой смешивания, на магистральном конвейерном штреке ЗП (исходящая струя из неконтролируемой выработки).

Во всех без исключения случаях проведения взрывных работ в 6-й западной лаве ЗП или в 6-м конвейерном штреке ЗП первый из вышеупомянутых  датчиков четко показывал скачок СО в вентиляционном потоке (до 0,006-0,008%), в то время как датчик, установленный за камерой смешивания,  реагировал на ВР  лишь незначительным всплеском (не более 0,0003%).

В частности,16.11.20 г. в 21 час18 мин.датчик, установленный в исходящей вентиляционной струе участка, зафиксировал кратковременный всплеск СО (от 0 до 0,0043%) вызванный взрывными работами в конвейерном штреке 6-й западной лавы ЗП, которые(согласно информации АПСС-1) были фактически проведены в 21 час 14 минут. 

Из этого вытекает следующее. Если бы источником воспламенения пожаро-взрывоопасной среды послужиливзрывные работы(в нишах лавы или на конвейерном штреке), то появление  СО от возникшего очага горения синхронизировалось бы со всплеском СО от взрывных работ, четко фиксируемым датчиком, который находился  на исходящей участка.

Согласно данным УТАС первые признаки горения (превышение фона) были зафиксированы датчиком СО, установленным за камерой смешивания, в 20 час. 30 минут (фактическое время появления превышения - примерно 20 часов), то есть до проведения ВР в забое конвейерного штрека 6-й западной лавы ЗП.

Согласно показаниям помощника начальника участка Назима А.Н.иответственного за проведение СВАлестратова О.А взрывные работы в верхней нише 16.11.20 г. в конце 3-й смены не производились, что подтверждается и информацией  датчика СО, установленного в исходящей вентиляционной струе участка.

На основании вышеизложенного экспертная комиссия считает, что взрывные работы причиной пожара послужить не могли.

 

Фрикционное искрение

Как указывалось выше на (см. раздел 17.1) аварийном участке на отрезке очистной выработки (длиной порядка 20-30м), прилегающем к сопряжению с конвейерным штреком 5-й западной лавы ЗП, (предположительно, у стоек механизированной крепи) могли формироваться опасные скопления метана.В периоды нахождения на вышеупомянутом отрезке выемочного механизма был возможен вынос метана непосредственно к шнекам. Более того, в моменты выемки углягазовая обстановка в указанной зоне могла существенно ухудшаться вследствие роста метановыделения участка до своих пиковых значений.

В подобных условиях возникновение фрикционного искрения в результате силового контакта рабочего органа комбайна с твердой породой или включениями в пласте способно инициировать воспламенение метана с последующим распространением горения в неконтролируемую часть конвейерного штрека 5-й западнойлавы ЗП или выработанное пространство 6-й западнойлавы ЗП.

Экспертной комиссией установлено, что по причине низкого качества воды на комбайне 1К101У(применявшемся на аварийном участке)  заводская система орошения не функционировала. Вместо заводской системы применялась система орошениякустарного производства, которая не обеспечивалаорошение "под зубок". Таким образом, подавление фрикционного искрения (в случае его возникновения) оказалось бы  неэффективным.

Кроме того, установлено, что в момент  очередного повышения концентрации СОв струе, выходящей из неконтролируемойчастиконвейерного штрека 5-й западнойлавы ЗП (наблюдаемого районе 00 часов 30 минут 17.11.20 г.), комбайн перемещался в режиме выемки угля в наиболее опасном месте - у сопряжения лавы с вентиляционной выработкой.

Вместе с тем, выявлены факты, не подтверждающие рассматриваемую версию. В частности, непосредственные кровля и почва пласта h₆¹ представлены мягкими породами - аргиллитами. Сам угольный пласт h₆¹ твердых включений в виде колчедана или кварцита не содержит. То есть, горно-геологические условия таковы, что возможность фрикционного искрения при выемке угля практически исключена.

Опросы работников аварийного участка, работавших в 3-ю смену, факта возникновения аварии не подтверждают. Задержка технологического процесса во времени объясняется устранением неисправности - обрыва цепи призабойного конвейера.

Данную версию не подтверждает и тот факт, что первый всплеск СО был зафиксированаппаратурой УТАС в 20 часов 30 минут 16.11.20г., то есть в  тот момент, когда комбайн находился еще в районе нижнего сопряжения (сопряжения с конвейерным штреком 6-й западной лавы ЗП) и не функционировал.

Учитывая изложенное, экспертная комиссия пришла к выводу, что у нее нетоснований для принятияфрикционного искрения в качестве теплового источника воспламенения метановоздушной смеси.

Самовозгорание угля.

 

Экспертная комиссия детально проанализироваласовокупность информации, имеющей отношение к рассматриваемой версии иустановила следующее:

а) согласно Заключению НИИГД «Респиратор» МЧС ДНР от 26 августа 2016 года (действительному до 26 августа 2021 года) уголь пласта h₆¹ шахты имени А.А. Скочинского ГП «ДУЭК» склонен к самовозгоранию.

Результаты физико-химических свойств угля пласта h₆¹ шахты имени А.А. Скочинского ГП «ДУЭК» (пробы были отобраны 05 июня 2016 года на выемочном участке 3-й западной лавы ЦП), представлены в таблице 15.1.

 

Таблица 15.1 - Результаты исследований физико-химических свойств угля пластаh₆¹ОП "Шахта имени А.А. Скочинского" ГП «ДУЭК»

 

Номер пробы	Дробимость, D	Критическая температура, Ткр, К	Константа скоростиокисления, kкр, м3/(моль·с)	Комплексныйпоказатель, t, с	Соотношение
1	14,60	401,00	8,77·10–9	2,58·106	0,157
2	15,63	395,00	8,84·10–9	2,43·106	0,190

 

б) согласно информации, представленнойэкспертной комиссии,за время отработки пласта h₆¹ шахты имени А.А. Скочинского ГП «ДУЭК» были зафиксированы эндогенные пожары;

в) в неконтролируемой части конвейерного штрека 5-ой западной лавы ЗП оставлялись целики угля,имевшие размеры 2x4 м. К моменту аварии в выработанном пространстве 6-ой западной лавы ЗП оказалось сосредоточенным  около 1300 тонн угля. Кроме того, в монтажном ходке 6-ой западной лавы ЗП имеются нескольких полостей выбросов;

г) прямоточная схема проветривания типа 1-М-Н-в-пт с изолированным отводом метана по неконтролируемой выработке (конвейерный штрек 5-ой западной лавы ЗП) является пожароопасной, поскольку предполагает диагональное направление утечек воздуха через выработанное пространство и существование постоянногогазовоздушного потока в виде изолированного отвода метанав зоне размещения целиков угля;

д) расчетное значение продолжительности инкубационного периода самовозгорания относительно невелика - порядка 17 суток;

е) установлен факт инициирующего (для процесса самовозгорания) события в виде резкого изменения (примерно на 30%) расхода воздуха по неконтролируемой части конвейерного штрека 5-й западной лавы ЗП за 2 недели до начала аварии - 3.11.20 г. При этом промежуток времени между инициирующем событием и моментом возникновения пожара примерно соответствует продолжительности инкубационного периода.

ж) низкий темп подвигания очистного забоя (не более 1,2 м/сутки), благодаря чему в течение промежутка времени, соизмеримого с инкубационным периодом,  сохраняются  относительно стабильные условия газо- и теплообмена, что следует считать фактором,  благоприятствующим развитию процесса самовозгорания;

з)высокая температура вмещающих пород (47°С) на аварийном участке 6-ой западной лавы ЗП, что обусловило  высокую скорость окисления угля и низкую интенсивность отвода тепла из потенциальных очагов самонагревания. По мере подвигания 6-й западной лавы ЗП тенденция к повышению температуры вентиляционной струи аварийного участка сохранялась;

и) выработанное пространство аварийного участка в нормальном режиме проветривания характеризуется относительно небольшой концентрацией метана, благодаря чему концентрация кислорода в утечках воздуха близка к своему исходному значению (около 20%), что способствует сохранению скорости окисления в целиках угля, удаленных от сопряжения 6-й западной лавы ЗП с конвейерным штреком 5-й западной лавы ЗП;

Вместе с темэкспертная комиссия сочла необходимым детально проанализировать и ряд фактов, установленных в ходе расследования, которые не вписываются в версию "самовозгорание угля", а именно:

- динамика нарастания оксида углерода, наблюдавшаяся на аварийном участке, не характерна для процесса самовозгорания: СО должен был нарастать медленнее и более плавно;

- водород в пробах воздуха, отобранных в ходе ликвидации аварии, не был обнаружен;

- при проведении тепловых съемок (в неконтролируемой части конвейерного штрека 5-й западной лавы ЗП) очаг самовозгорания не был обнаружен;

- официальные данные, подтверждающие  невыполнение профилактических мероприятий, не выявлены.

Также экспертная комиссия проанализировала мнение отдельных специалистов в  областипожаробезопасности относительно того, что вероятность воспламенения МВС от очага самовозгорания невелика по причине низкой температуры в очаге самовозгорания, поэтому в качестве промежуточной стадии необходимо возгорание древесины или другого горючего материала, характеризующегося высоким содержанием летучих;

Путем всестороннего анализа экспертная комиссия нашла следующие объяснения вышеперечисленных фактов:

а)динамику нарастания оксида углерода,нехарактернуюдля процесса самовозгорания, можнообъяснить недостаточной чувствительностью датчика СОнамагистральном конвейерном штреке ЗП и большой (примерно 10-ти кратной) степенью разбавления продуктов окисления (горения) угля. Вследствие этого датчик СО обнаружил самовозгорание со значительным  запозданием - на последней стадии его развития, когда темп роста СО был уже достаточно велик. Кроме того, ранняя стадия самовозгорания была замаскирована аномально высоким фоновым значение концентрации СО;

б) отсутствие водорода в пробах воздух а объясняется:

малой долей участия угля  (не более 7-10%) в общем материальном балансе зоны горения с момента воспламенения метана(начиная примерно с 4 часов 05 минут). Отбор проб для лабораторного анализа был начат после вступления метана в процесс горения;

выгоранием значительной части водорода в пламени горящего метана;

сильным разбавлением продуктов горения подсвежающими вентиляционными струями;

в) низкая вероятность воспламенения МВС от очага самовозгорания характерна для углей с низким содержанием летучих, когда пламенное горение является неустойчивым  или  полностью отсутствует, при этомтемпература очага самовозгорания определяется температурой процесса гетерогенного горения. В условиях дефицита кислорода температурагетерогенного горения действительно не превышает 300-350⁰С. В то время  как для воспламенения метановоздушной газовой смеси необходимконтакт со средой, нагретой до температуры не ниже  650⁰С.

Содержание летучих в угле пласта h₆¹ превышает значение 30%, соответственно, их воспламенение (то есть реализация пламенного горения в очаге) происходит  гораздо чаще, чем в случае самовозгорания углей с низким содержанием летучих.Известно, что температура пламенного горения летучихпревышает 1000⁰С, то есть, вполне  достаточна для воспламенения метана, Таким образом,  горящий уголь  пласта h₆¹ воспламенить метановоздушную газовую средубыл способен;

наличие деревянных костров вдоль неконтролируемой части конвейерного штрека 5-й западной лавы ЗП дает основание предполагать, что воспламенение метана могло произойти по другому механизму - после воспламенения древесины;

г) отрицательный результат при поиске очагов горения. Установлено, что в ходе ликвидации аварии были предприняты 2 попытки поиска очагов самовозгорания в неконтролируемой части конвейерного штрека 5-й западной лавы ЗП и обе оказались безрезультатными.

Экспертная комиссия считает, что отрицательный результат при поиске очагов горенияне может считаться весомым аргументом против рассматриваемой версииввиду  того, что подготовка к поиску в начале аварии делалась скоропалительно, визуальный осмотр и замеры (тепловая съемка)выполнялись в течение непродолжительного периода времени,условияпоиска очага горения в неконтролируемой части конвейерного штрека 5-й западной лавы ЗПоказались крайне неблагоприятными для человеческого организма;

д) отсутствие данных, подтверждающих невыполнение профилактических мероприятий, предусмотренных паспортом аварийного участка,также нельзя считать убедительным аргументом, по следующим соображениям:

- нормы обработки угля антипирогенами устанавливаются эмпирическим методом, а,  значит,  при определении  этого параметра возможно появление погрешности в сторону занижения норм вследствие изменения свойств обрабатываемого угля в сторону повышения его химической активности. Кроме того, как указывалось выше, внеконтролируемой части конвейерного штрека 5-й западной лавы ЗП было оставлено не менее 1300 тонн угля в виде почти 100 целиков. Соответственно, за время работы выемочного участка процедура обработки должна была выполняться около 100 раз. Анализ паспорта сопряжения лавы с конвейерным штреком 5-й западной лавы ЗП показывает, что условия для выполнения профилактической обработки целиков являются неблагоприятными. Вероятность того, что  в неблагоприятных условиях хотя бы в одном из 100 случаев очередной целик был обработан антипирогеном недостаточно качественно и не во всем объеме (например, из-за появления трещины в теле целика) весьма высока;

- контроль эффективности профилактической обработки угля антипирогенами на аварийном объекте не применялся, поскольку технологических методов контроля не существует.

Совокупность вышеизложенного демонстрирует явную предпочтительность версии "самовозгорание угля", по сравнению с любыми другими версиями, которые рассматривались выше.

Таким образом, несмотря на наличие фактов, в той или иной мере противоречащих версии "самовозгорание угля", экспертная комиссия пришла к выводу, что именно этот   тепловой источник стал причиной пожара в выработанном пространстве аварийного участка.