Р.Д. Магомет, В.А. Родионов
Санкт-Петербургский горный университет
Аннотация: В статье приводится сравнительный анализ современного состоя-
ния угольной отрасли России и перспективы ее развития. Оценивая современ-
ное состояние и перспективы развития угольной отрасли РФ необходимо учиты-
вать главные составляющие объективной картины: экономические показатели
отрасли и их колебания под воздействием внутригосударственных и внешне-
рыночных факторов; показатели промышленной безопасности и охраны труда;
показатели динамики и эффективности реструктуризации угольной отрасли.
Угольная промышленность России является сегодня одной из системообразую-
щих для экономики Российской Федерации. На фоне падения с 2011 года миро-
вых цен на уголь, в 2014 году тенденция роста потребления угля в мире сме-
нилась на сокращение объёмов международной торговли твёрдым топливом.
Состояние промышленной безопасности и охраны труда характеризует уровень
смертельного травматизма на шахтах в расчёте на тысячу работающих, который
стал ниже, чем в других отраслях, однако сохраняются высокие риски возникно-
вения аварий. Главной причиной большинства произошедших аварий явились
взрывы метана, что обусловливает острую необходимость повышения качества
профессиональной подготовки занятых на подземных работах; финансирова-
ние предупредительных мер и обучение персонала в части обеспечения безо-
пасности горных работ; приобретения оборудования по повышению безопасно-
сти, в первую очередь, надлежащего пылегазового режима и более надёжных
условий заблаговременной дегазации месторождений и проветривания горных
предприятий. Характерная черта современной дегазации – это рост газовыде-
ления, усложнение условий применения и снижение эффективности способов
дегазации. На современном этапе, обеспечить достижение безопасности под-
земных работ при обеспечении высокой производительности очистного забоя
возможно только при применении комплексных систем дегазации.
Ключевые слова: угольная отрасль России, безопасность угольной отрасли,
дегазация угольного пласта, перспективы развития угольной отрасли, взрыво-
безопасность, кадровый потенциал, экономическая эффективность отрасли.
Для цитирования: Магомет Р.Д., Родионов В.А. Повышение взрывобезопас-
ности угольных шахт Российской Федерации // Горный информационно-анали-
тический бюллетень. – 2019. – № 4 (специальный выпуск 6). – С. 147–155. DOI:
10.25018/0236-1493-2019-4-6-147-155.
Россия, является одним из мировых лидеров по добыче камен-
ноугольного сырья. К началу 2017 добыча угля составляла около
400 млн тонн угля в год [1, 2].
Большая часть общегеологических запасов угля сосредоточена
в Тунгусском и Ленском бассейнах. По промышленным запасам камен-
ного угля выделяются Канско-Ачинский и Кузнецкий бассейны [3–5].
Угольная промышленность РФ является сегодня одной из систе-
мообразующих для экономики страны. Она обеспечивает занятость
148 тыс. чел и дополнительно 500 тыс.чел в смежных отраслях [6, 7].
Современные тенденции развития технологии подземной
добычи угля на шахтах России в целом не отличаются от мировых:
использование высокопроизводительного очистного и проходче-
ского оборудования, обеспечивающего максимальную концентра-
цию горных работ в пределах одного пласта и переход к структуре
«шахта-лава»; многоштрековые схемы подготовки выемочных участ-
ков, способствующие максимальному использованию возможно-
стей современного высокопроизводительного оборудования; отказ
от поддержания выработок за лавой на границе с выработанным про-
странством [8–11].
Несмотря на имеющиеся преимущества в наличии уголь-
ных ресурсов, при сравнительном анализе можно отметить, что
на сегодняшний день общая производительность при добыче твер-
дых полезных ископаемых в России в 1,5÷4 раза ниже, чем в США,
производительность труда горнорабочих в 5÷10 раз ниже, чем
в США, производительность труда горнорабочих добычных участков
в 1,2÷2,5 раза ниже, чем в США [4, 5, 12].
Оценивая современное состояние и перспективы развития
угольной отрасли РФ – необходимо учитывать главные составляющие
объективной картины:
- экономические показатели отрасли и их колебания под воз-
действием внутригосударственных и внешнерыночных факторов;
- показатели промышленной безопасности;
- показатели динамики и эффективности реструктуризации
угольной отрасли.
Характерной чертой разработки угольных месторождений явля-
ется ухудшение условий работ:
- в среднем, ежегодный рост глубины работ составляет 10–12 м;
- с ростом глубины увеличивается газоносность угольных пла-
стов (на глубоких горизонтах она достигает 25–30 м3/т),
- возрастает роль вклада в формирование газового баланса
вмещающих пород, газоносность которых в ряде случаев составляет
4–6 м3/т; • значительно усложняет отработку угольных пластов возрас-
тающая с глубиной выбросоопасность [2, 3, 5, 13, 14].
Из-за взрывоопасности метановоздушной смеси угольный метан
рассматривается как одна из основных опасностей отработки и сдер-
живающего фактора применения современного высокопроизводи-
тельного оборудования [14–17].
Не может не сказываться на общих издержках и высокий удель-
ный вес импортного оборудования (до 55% механизированных кре-
пей и комбайнов, до 88% технологического автотранспорта), осо-
бенно в условиях объявленных и продолжающихся экономических
санкций, а также постоянно увеличивающаяся доля социальных
затрат в расходах на реструктуризацию (до 77%) [2, 5].
Как результат – неудовлетворительные экономические показа-
тели деятельности предприятий отрасли. На шахтах опасных по газу
(ШОГ)капиталовложения на 1 т добытого угля на 25–30% выше, себе-
стоимость угля в 1,5–2,5 раза больше, чем не газовых. Кроме того
нагрузки на очистной забой в ШОГ ниже на 40–60%, производитель-
ность труда горнорабочего на 25–30% ниже чем на шахтах другого
рода (не опасных по газовому фактору) [5, 18].
Ретроспективный анализ последних 10–15 лет показывает, что
круг проблем, связанных с угольным метаном значительно расши-
рился:
- это объясняется усиленным вниманием к проблеме сохране-
ния озонового слоя;
- перспективами добычи метана из неразгруженных пластов;
(в США добыча угольного метана представляет самостоятельную
отрасль экономики – в 2011 г. ими добыто 55 млрд м3 газа).
В 2009 г распоряжением президента Российской Федерации №
861-рп утверждена климатическая доктрина. В 2013 г. указом прези-
дента Российской Федерации №752 – обеспечить к 2020 г. сокращение
объемов выбросов парниковых газов до уровня не более 75% объ-
ема выбросов 1990 г. В 1990 г. выбросы шахтного метана в атмосферу
в Российской Федерации составляли 1,9 млрд м3; в 2012 г. – 1,8 млрд
м3; к 2020 г., согласно принятой климатической доктрине выбросы
шахтного метана должны быть сокращены до 1.4 млрд м3) [1–3, 5–8].
Как отмечалось выше, доля газовых шахт увеличивается и тен-
денция сохранится как устойчивая.
На фоне падения с 2011 года мировых цен на уголь, в 2014 году
тенденция роста потребления угля в мире сменилась на сокращение
объёмов международной торговли твёрдым топливом. Убытки уголь-
ных компаний в 2014 году составили более 100 млрд руб. Доля убы-
точных компаний в целом, по итогам прошлого года, – 31% [2, 4]. Отчасти, это связано с более сложными по сравнению с зарубеж-
ными странами условиями отработки пластов, низкой газовой прони-
цаемости угля и пород. Подавляющее большинство крупных аварий
с многочисленными жертвами на шахтах произошли из-за взрывов
метана, вызванных высокой метанообильностью отрабатываемых
пластов, неустойчивыми схемами проветривания горных выработок.
На фоне существенного сокращения общего числа шахт с 239
до 70, т.е. на 169 единиц, сохраняется высокий показатель травма-
тизма и аварийности [8, 11, 18].
Необходимо отметить, что массовое закрытие шахт не решает
проблему безопасности в целом, но обостряет негативное воздей-
ствие на окружающую среду по видам природных ресурсов:
недра – деформация земной поверхности территорий, на кото-
рых расположены объекты жизнедеятельности и жизнеобеспечения
(провалы земной поверхности, технологических, вентиляционных
каналов и других подземных сооружений);
земельные ресурсы – загрязнение земель промышленных площа-
док ликвидируемых шахт; выведенный из эксплуатации земельный
фонд, непригодность земель для сельскохозяйственного использо-
вания; подтопление шахтерских городов и поселков, сельскохозяй-
ственных земель, лесных угодий и иных территорий;
водные ресурсы – изменение уровня и скорости затопления
выработанного пространства ликвидируемых шахт; выход шахтных
вод на поверхность, поступление их в поверхностные водные объ-
екты и на рельеф местности; изменение качества шахтных, грунтовых
и поверхностных вод; загрязнение территорий техногенными (шахт-
ными) водами; влияние шахтной воды на большие и малые реки,
а также подземные воды – источники водоснабжения населения;
атмосферный воздух – выход на земную поверхность шахтных
газов с опасными концентрациями метана, двуокиси углерода и пони-
женного содержания кислорода, в том числе в заглубленные объекты
жилых домов и промышленно-административных зданий;
биологические ресурсы – изменение видового состава флоры
и фауны в экосистеме; снижение продуктивности и воспроизводства
биоресурсов; гибель животных и растений;
Изучение актов расследования (Н-1) причин несчастных случаев
на угольных шахтах России показывает, что одним из решающих эле-
ментов причин происшествий становится уровень профессионализма
ИТР предприятия. Кадровый вопрос обостряется негативной тенден-
цией сокращения количества работающих к 2020 г. на 7.5 млн чел.
Причем за этот же период популяция молодежи сократится на 15%,
а популяция пожилых вырастет на 16% [4, 5, 11].__ Развитие промышленности на северо-восток, особенно добыва-
ющей отрасли – дополнительно увеличит затраты (издержки):
- связанные с логистикой,
- особенностями более сурового климата,
- бедной, если можно так сказать, а в отдельных случаях пол-
ным отсутствием инфрастуктуры,
- дополнительными затратами на персонал.
При этом, необходимо исходить из того, что цены на сырье оста-
нутся низкими на ближайшие годы, а конкуренция между горными
предприятиями будет возрастать.
Мерами повышения эффективности горных предприятий может
являться внедрение новых технологий при условии оценки резуль-
татов по всей производственной цепочке, внедрение методов повы-
шения эффективности деятельности предприятия и повышения каче-
ства подготовки персонала (применение разработки пластов методом
выбуривания, газификации углей, заблаговременной дегазации).
Характерная черта современной дегазации – это рост газовыде-
ления, усложнение условий применения и снижение эффективности
способов дегазации [9–11, 20].
Возрастание с глубиной газоносности пластов наряду с уменьше-
нием газопроницаемости последних приводит к снижению эффектив-
ности дегазации [18–20].
Достижение безопасности подземных работ при обеспечении
высокой производительности очистного забоя возможно при при-
менении комплексных систем дегазации: дегазации углепородного
массива и выработанного пространства скважинами, пробуренными
с поверхности, дегазации углепородного массива и выработанного
пространства из участковых выработок, пластовой дегазации сква-
жинами пробуренными по плату из участковых выработок и после-
дующей эффективной утилизации дегазационного метана [11, 17–20].
Основными перспективными направлениями развития угольной
отрасли можно сформулировать четыре основополагающих принципа:
- принцип ресурсосбережения;
- принцип социальной эффективности;
- принцип экологической безопасности;
- принцип экономической эффективности.
Результаты проведенного анализа состояния угледобывающей
отрасли Российской Федерации и возможных направлений повы-
шения безопасности угольных шахт в первую очередь направлены
на достижение максимально комплексного, а главное эффективного
использования природных ресурсов, при проектировании новых
предприятий и реструктуризации действующих с целью повышения
их экономической эффективности. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Тарaзанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности за январь –
июнь России 2016 года // Уголь. № 9. С.46–62. DOI:10.18796/0041–5790–2016–
9-46–62.
- Жихарев С.Я., Пихконен Л.В., Родионов В.А. Исследование взрывопожа-
роопасных свойств каменного угля Прокопьевского месторождения Кузнец-
кого угольного бассейна // Известия Тульского государственного универси-
тета. Науки о земле. № 3. 2017. – С. 65–74.
- Отрасль – в зоне внимания. Обеспечить сбалансированность раз-
вития // Уголь Кузбасса федеральный научно-практический журнал № 3 (50)
май-июнь. 2016. С.4–13.
- Магомет Р.Д., Серегин А.С. Некоторые тенденции развития топливно-
энергетического комплекса на примере угледобывающей отрасли // Горный
информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). –
- № 11. – С.345–352.
- Магомет Р.Д., Мироненкова Н.А. Тенденции развития топливно-
энергетического комплекса на примере угледобывающей отрасли // Труды
Международной научно-технической конференции «Инновации в системах
контроля, управления, защит и мониторинга безопасности в горной про-
мышленности». #2(516), Катовице, Польша, EMAG, 2014, С. 44–51.
- Зубов В.П. Состояние и направления совершенствования систем раз-
работки угольных пластов на перспективных угольных шахтах Кузбасса //
Записки Горного института. 2017. Т.225. – С. 292–298.
- Коршунов Г.И., Шипулин А.В., Серегин А.С. Увеличение газовой прони-
цаемости угля путем импульсно-волнового воздействия через скважины /
Газовая промышленность. – М., 2012. – Вып. 672. – С.46–47.
- Родионов В.А. Методологические основы изучения дисперсионного
состава шахтной каменноугольной пыли // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефте-
газовое и горное дело. – 2018. – Т.17, №1. – С.71–87. DOI: 10.15593/2224–
9923/2018.1.7.
- Сластунов С.В. и др. Разработка технологический рекомендация
по предварительной дегазации пласта «Болдыревский» из подготовительных
выработок на поле шахты им. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс» // Горный инфор-
мационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал).– 2011. –
Отдельный выпуск 8. Экология, метанобезопасность. – С. 22–30.
- Шмат В.Н. Проблемы управления газовыделением при высокопро-
изводительной отработке угольных пластов // Горный информационно-ана-
литический бюллетень. – М.: Горная книга, 2011. – #7– С. 37–39.
- Магомет Р.Д., Серегин А.С. Повышение эффективности предвари-
тельной дегазации угольных пластов // Горный журнал. – 2017. – № 7. – С. 92 –
- DOI: 10.17580/gzh.2017.07.18.
- Лилиана Медич Пейч, Хавьер Гарсия Торрент, Ниевез Фернандез Аньез,
Хорзе Мартин Молина Эскобар. Предотвращение распространения взрывов
метана и пыли в угольных шахтах // Записки Горного института. 2017. Т.225. –
С. 307–313.
- Пучков Л.A. и др. Извлечение метана из угольных пластов. – М.: МГГУ,
- – 383 с.
- Управление свойствами и состоянием угольных пластов с целью
борьбы с основными опасностями в шахтах / Ржевский В.В., Братченко Б.Ф.,
Бурчаков А.С, Ножкин Н.В., М., Недра, 1984. – 327 с.__ 15. Lu T., Wang Z., Yang H. Improvement of coal seam gas drainage by underpanel
cross-strata stimulation using highly pressurized gas // International Journal
of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2015, Volume 77, pages 300–312.
- Hou B. Hydraulic fracture initiation theory for a horizontal well in a coal
seam // Petroleum Science – 2013, Volume 10, Issue 2, pages 219–225.
- Сластунов С.В. и др. Угольный метан: добыча или дегазация // Газо-
вая промышленность. – М., 2012. – № 10. – С.60–62.
- Сластунов С.В. Метанобезопасность угольных шахт России – ключе-
вая проблема угольной отрасли // Отдельный выпуск Горного информаци-
онно-аналитического бюллетеня «Неделя горняка – 2011». – М.: Горная книга,
- – С. 9–26.
- Chen Y. Dynamic permeability change during coalbed methane
production and its controlling factors / Chen Y, Liu D, Yao Y., Cai Y, Chen L. //
Journal of Natural Gas Science and Engineering, – 2015, Volume 25, рр. 335–346.
- Zhao J. High production indexes and the key factors in coalbed methane
production: A case in the Hancheng block, southeastern Ordos Basin, China / Zhao
J., Thang D., Xu H., Lv Y., Tao S. // Journal of Petroleum Science and Engineering –
2015, Volume 130, рр. 55–67.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Магомет Ростислав Дмитриевич1 – кандидат технических наук, доцент,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.;
Родионов Владимир Алексеевич1 – кандидат технических наук, доцент,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
1 Санкт-Петербургский горный университет.