Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите Ctrl + Enter

Не тот свет: как улучшить освещение в шахте?

Главная / Горная промышленность / Не тот свет: как улучшить освещение в шахте?

22.02.2022

Находясь в шахте или руднике, очень сложно сделать хорошие фото. Наверняка все специалисты отрасли прекрасно знают, с чем это связано: мало света. Если, скажем, в подземных ремонтных боксах освещение ещё бывает приемлемым, то в местах ведения горных работ путь порой освещает только налобный фонарик.

Это ведь не только наши, журналистские, наблюдения. Директор по продажам ТОО «Alpha-Safety», являющегося официальным представителем южноафриканского производителя GLLS с торговой маркой x-Glo, Дмитрий Кан подтверждает: недостаточное освещение — это проблема, причём не только российских шахт, но и других подобных объектов по всему миру.

«К сожалению, в нашем сознании давно укоренился стереотип — мол, под землёй темно. Это как аксиома. Мы все помним картинки, где шахтёры находятся практически в кромешной тьме, и лишь лучи головных фонарей служат единственным источником рабочего света для горнорабочего.
А если задуматься, то понимаешь, что и без того тяжёлый и опасный труд сопряжён с таким недооценённым фактором риска, как недостаточная освещённость. Несмотря на утверждённые Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом с регламентируемыми минимальными нормами освещённости разных участков подземного объекта, на большом количестве подземных рудников системы освещения уже требуют капитальной замены или модернизации», — рассуждает специалист.

А свет шахтёрам при этом нужен. Даже если просто идти по горной выработке, запросто можно не заметить в полумраке какое-то препятствие и упасть, запнувшись. Но вообще-то, рудник — это не парк, и здесь идёт работа с механизмами, в том числе громоздкими и опасными, на некоторых объектах, где присутствует электровозная откатка, проложена открытая троллея, находящаяся под высоким напряжением. Зачастую такие троллеи располагаются на достаточно небольшой высоте, и всегда существует риск задеть её, что вызовет мгновенное поражение током.

«Недостаточное освещение современных шахт является одной из причин травматизма и аварий в шахтах. Кроме того, это является основной причиной снижения остроты зрения работающих в подземных горных выработках людей», — отмечает технический директор ООО «ВЭЛАН» Олег Скрынский.

«Я вижу по меньшей мере две проблемы, которые создаёт недостаточное освещение в шахтах и рудниках. Во-первых, на участках, где света недостаточно, повышается риск травматизма, и чтобы в свете луча налобного фонаря рассмотреть окружающее пространство, приходится снижать скорость передвижения и дополнительно напрягать зрение.
А во-вторых, на аварийных участках горняк может из-за недостатка света совершить ошибочные действия, которые могут привести к выходу из строя оборудования или опять же травме», — рассуждает технический директор ЗАО «ПО «Электроточприбор» Антон Бородин.

«Исторически недостаточная освещённость влияла не только на количество аварий и травмоопасных ситуаций на шахтах, но и являлась одной из причин возникновения профессиональных болезней у шахтёров, в частности нистагма, связанного с ухудшением зрения.
С развитием передовых технологий в области осветительных приборов проблема недоосвещенности шахт постепенно уходит на второй план, но специалисты вновь проявили интерес к проблеме взаимосвязи освещения и здоровья шахтеров, но уже в другом ракурсе.
Например, избыточный, слепящий свет, мерцание светильников — это тоже факторы, которые негативно влияют на здоровье горняков», — добавляет технический специалист проекта компании «ДС-Импекс» Иван Куропятник.

В норме?

Разумеется, есть отраслевые стандарты, регулирующие освещённость в подземных выработках. Олег Скрынский уточняет, что в госстандартах прописаны также виды и уровни питающего напряжения для различных категорий светильников или типов освещаемых объектов.

Понятно, что разные участки шахты предполагают различный уровень освещённости, и значения колеблются от 1 люкс до 100–150 люкс. Дмитрий Кан добавляет, что нормы освещённости подземных горных выработок регламентируют минимальные показатели в наименее освещённой точке рабочей поверхности.

В целом эксперты говорят, что действующие нормы логичны и продуманы тщательно. Освещению подлежат все производственные помещения, горные выработки и рабочие места предприятия. Например, для уклонов и бремсбергов, где идёт транспортировка грузов, а также выработок для перевозки людей транспортными средствами, предусмотрена минимальная освещённость в 1 люкс.

Немногим больше, 2 люкса требуется для откаточных штреков и квершлагов, в пунктах посадки и высадки из поездов. В забоях минимальная норма составляет 15 люкс, на складах ГСМ и на заправочных пунктах — уже 20 люкс. Больше света необходимо в зонах повышенной опасности, а также в подземных медицинских пунктах. На таких участках минимальная норма освещённости колеблется от 30 до 150 люкс.

«Повышенная освещённость в 15, 20, 30 и 75 люкс требуется на тех участках, где от правильной оценки людьми визуальной информации зависит обеспечение безопасности труда, сохранность жизни работников и контроль правильности функционирования шахтного оборудования», — объясняет Олег Скрынский.

Это, как уже говорили, минимальные значения. И проблема, отмечает Дмитрий Кан, состоит как раз в том, что чаще всего предприятия за эти рамки и не выходят, а в некоторых случаях, пренебрегая общим уровнем безопасности, содержат осветительные электрические сети в неудовлетворительном техническом состоянии.

По опыту Антона Бородина, монтируя осветительные приборы, работники подземных горных выработок ориентируются больше не на нормативные требования, а на практическую необходимость.

Цифры, прописанные в документах, соблюдаются, но больше «для галочки», на отдельных участках, где проводят замеры. И в результате получаем эффект, о котором мы говорили в самом начале — освещённость в шахтах и рудниках по большей части недостаточная.

«Хотя в последнее время мы наблюдаем тенденцию на изменение ситуации, и всё больше подземных рудников переходят с «классической» системы освещения на современную светодиодную», — отмечает специалист ТОО «Alpha-Safety».

Светодиодное освещение — лучшее решение

Все опрошенные нами эксперты согласились с тем, что современное освещение — это светодиодные решения.

«В настоящее время в России используются все виды осветительного оборудования, и до сих пор ещё можно встретить шахты, оснащенные лампами накаливания. Но, как показывает мировая практика, современные предприятия, которые используют в производстве стандарты безопасности, используют ленточное led-освещение», — уверен Иван Куропятник, технический специалист компании «ДС-Импекс», отечественного производителя оборудования для шахт и рудников.

«Да, светодиодные светильники занимают всё большую долю от всех светильников, используемых в шахтах. Это обусловлено тем, что эти решения имеют высокую энергоэффективность, что выступает дополнительным фактором рентабельности шахт, они снижают вероятность аварийных ситуаций за счёт лучшего освещения и уменьшения потребляемого тока, имеют низкий коэффициент пульсации и высокую надежность. На данный момент светодиодные светильники являются наилучшим представленным на рынке решением», — говорит Олег Скрынский.

«Всё чаще российские шахты выбирают светодиодное освещение, ведь это решение существенно экономит финансовые средства за счёт более низкого потребления. Светодиоды имеют длительный срок службы, в десятки раз превышающий срок службы традиционных светильников, это экологическое, безопасное, высоконадёжное решение с диапазоном рабочих температур от -60 до +45 °C», — соглашается Дмитрий Кан.

«Основные преимущества светодиодного освещения — это большой ассортимент конструктивных решений, большой выбор оптических конфигураций и цветовых температур свечения диодов, энергоэффективность и малый нагрев по сравнению с классическими решениями (лампами накаливания и газоразрядными)», — добавляет ведущий инженер-энергетик АО «Черногорский РМЗ» Георгий Елистратов.

В общем, светодиодные светильники стали отличным вариантом решения проблемы. Но, объясняет Дмитрий Кан, и они не спасут ситуацию, если их устанавливать на слишком большом расстоянии друг от друга. Эффект в таком случае будет, но точечный. При этом, если разместить на одном участке большое количество светильников, возрастут трудозатраты на их обслуживание, в том числе ремонт и замену.

«Относительно недавно на рынке появился более продвинутый и современный вид освещения шахт — светодиодные ленты рудничного исполнения, а буквально год назад были представлены сертифицированные по международным стандартам, а также соответствующие ТР ТС светодиодные exm-ленты, разработанные для использования в выработках, опасных по внезапным выбросам газа и пыли», — говорит специалист ТОО «Alpha-Safety».

О перспективности именно этого решения говорят все специалисты, называя рудничную светодиодную ленту новым достижением отрасли промышленного освещения.

Два года назад искрозащищённую светодиодную ленту начали применять в шахтах Распадской угольной компании.

Как отмечает Иван Куропятник, комплект устанавливаемого оборудования — это совместная разработка компании «ДС-Импекс» с энергетиками и специалистами служб безопасности РУК. Основным достоинством нового оборудования в Распадской называют то самое равномерное, а не точечное освещение. Кроме того, лента имеет меньший, чем у стандартных металлических светильников вес, что облегчает её монтаж.

Поскольку речь идёт об угольной шахте, отмечает технический специалист «ДС- Импекс», лента заключена в сверхпрочный искрозащищённый негорючий корпус, имеет сертификат по взрывозащите.

Сегодня светодиодной лентой оснащены все основные магистральные и горно-капитальные выработки, конвейерный транспорт шести шахт, и останавливаться Распадская угольная компания не собирается.

Аналогичное решение недавно появилось и в двух шахтах компании СУЭК.
Иван Куропятник также отметил, что в проектах использовалась лента различных цветов: красной лентой обозначены опасные участки шахты и площадки схода на канатно-кресельной дороге, зеленой — посадочные площадки на кресла канатно-кресельной дороги, а светодиоды белого цвета смонтированы вдоль пешеходных маршрутов.

«Такое решение помогает повысить безопасность шахтёрского труда и снизить число случаев производственного травматизма», — объясняет специалист компании-производителя «ДС- Импекс».

Безопасный источник света — главное требование к осветительному оборудованию

Рассказывая о светодиодных лентах, Дмитрий Кан упомянул, что такие решения в рудничном исполнении на рынке появились не так давно.

Действительно, ведь уже столько лет с виду подобные ленты используют для украшения зданий и оформления рекламы. Но рудничное оборудование особое, и это касается не только лент, но и любого другого осветительного оборудования, работающего в подземной выработке.

Главное требование для угольных шахт — это, конечно, взрывозащищённое исполнение. Даже рудники, не опасные по газу и пыли, требуют оборудования в рудничном нормальном исполнении, что влечёт за собой особые требования к степени защиты и надёжности продукта в целом.

«Основные требования к источникам света в рудниках и шахтах, в том числе опасных по газу и пыли, следующие: взрывозащищённое исполнение (PB Ex), достаточный световой поток и коэффициент пульсации освещения, защита от пыли и влаги», — отмечает Георгий Елистратов.

Олег Скрынский добавляет к этому перечню повышенную механическую прочность, которой должен обладать подземный светильник. Так, оболочки и защитные решётки должны выдерживать удар в 20 джоулей, светопропускающие части без защитной решётки — удар в 7 джоулей, а с защитной решёткой — в 4 джоуля. Для обычных промышленных светильников эти значения заметно ниже: 7, 4 и 2 джоуля соответственно.

Для светодиодных лент здесь есть ремарка: она должна выдерживать не только точечную нагрузку, то есть удар, но и иметь высокие показатели прочности на растяжение. Полагаясь на опыт компании, Иван Куропятник подчеркивает, что лента должна быть ультрагибкой, чтобы её можно было проложить в труднодоступных местах.

«К тому же оборудование должно быть лёгким в монтаже. Мы предложили такое решение: сегменты ленты определённой длины запитаны блоком питания во взрывозащищённой коробке, а крепятся на стяжках или в кабель-каналах. Изготовление ленты определёнными отрезками с автономным блоком питания также делает конструкцию удобной для ремонта, а это немаловажный момент в условиях подземной горной выработки», — отмечает технический специалист «ДС-Импекс».

Дмитрий Кан напоминает, что рудничная атмосфера подразумевает присутствие пыли и влаги. А пыль и горные породы, говорит специалист, поглощают от 80 до 95% попадающего на них светового потока. В шахте и руднике обязательно есть вода — если не грунтовая, то техническая, необходимая для работы проходческого оборудования. Отсюда ещё одно требование к шахтным и рудничным светильникам — пыле- и влагонепроницаемость.

«Ещё один момент. Если в наземных промышленных предприятиях светильники в основном работают от напряжения 230В АС, то в шахтах больше распространены электросети с напряжением 36В DC и 127В АС, что определяет напряжение питания осветительных приборов.
К тому же, если рассматривать конкретную конструкцию, для светильников в подземных горных выработках особо оговариваются параметры кабельных вводов, размеры крепежа и параметры присоединительных клемм», — продолжает Олег Евгеньевич.

Антон Бородин продолжает: шахтные и рудничные светильники должны выдерживать перепады напряжения, потому как скачки на таких объектах вполне реальны. В целом же, говоря о специфических качествах шахтных светильников, Антон Валерьевич выделил такую ёмкую характеристику, как надёжность.

«Собственно, почему именно светодиоды стали ключевым источником света в шахтах и рудниках? А они уже заняли лидирующие позиции, и новое оборудование, которое монтируют в современных выработках, обязательно будет светодиодным. Но лет 10–15 назад, когда мы только начинали работать в этой отрасли, самыми ходовыми были лампы накаливания. Я помню, как мы оказались в шахте (это был один из первых моих спусков), наш провожатый просто слегка встряхнул светильник, и тот погас — нить накаливания оборвалась.
Отсюда первое требование к шахтному светильнику — он должен быть надёжным, безотказным, должен сохранять работоспособность в условиях перепадов напряжения, пыли и влажности. Да, конечно, светодиод — это ещё и более энергоэффективное решение, но здесь это отходит на второй план — всё-таки в подземных горных выработках есть намного более мощные потребители.
Тут важнее, чтобы осветительный прибор работал безотказно, потому что заменить лампу в шахте — это совсем не то, что сделать то же самое дома. И светодиодные светильники обеспечивают такую надёжность, поэтому светодиод и изделия на его базе сегодня являются лучшими представленными на рынке решениями.
Знаю, что ведутся разработки, эксперименты с органическими или лазерными диодами, посмотрим, конечно, но пока ничего более эффективного, чем твердотельный светодиод, на рынке нет», — рассуждает Антон Бородин.

Мнения экспертов

Олег Скрынский, технический директор ООО «ВЭЛАН»

«В шахтах используется различное осветительное оборудование. Так, головной светильник (коногонка), выдаваемый шахтёру, обеспечивает индивидуальную подсветку рабочей зоны, в них дополнительно можно встроить радиометки и сигнализаторы метана. Все транспортные средства и проходческие комплексы снабжены фарами и мобильными светильниками.

Вертикальные выработки (ствол, гезенк, шурф), горизонтальные выработки (штольня, штрек, квершлаг) и наклонные выработки (уклон, ходок, печь) освещаются стационарными светильниками. Выработки, не опасные в отношении взрыва газа, пара или пыли, могут освещаться при помощи светодиодных лент».

Георгий Елистратов, ведущий инженер-энергетик АО «Черногорский РМЗ»

«Сегодня в России в той или иной мере развиваются решения, построенные на разных источниках света, но основные инновации, достижения в плане энергоэффективности и безопасности за светодиодными решениями.

В шахтах используют и точечные светильники, и светодиодные ленты с оглядкой на требования, которые ставит подземная горная выработка, что влечёт за собой применение определённых конструктивных решений».

Антон Бородин, технический директор ЗАО «ПО «Электроточприбор»

«Требования к шахтным светильникам во многом определяются участком их установки. Например, на аварийных участках необходимо, чтобы освещение сохранилось в любой ситуации, даже если отключится сетевое питание. Для таких задач мы разработали специальную серию оборудования с автономным источником питания.

Ну а в целом все необходимые качества шахтного светильника проверяются в ходе испытаний на соответствие взрывозащите. Там, в частности, предусмотрены и испытания на ударные нагрузки. И корпус шахтного светильника всегда изготавливают из ударопрочных и трудногорючих материалов. Лучшим вариантом для свето-пропускающего элемента я бы назвал оптический поликарбонат. Может быть предусмотрена также установка защитной решётки, но это опять же зависит от участка, где будет работать светильник».

Андрей Шарапановкий, начальник отдела информационных технологий ООО «ПП ШЭЛА»

«Применение светодиодных лент для освещения шахт даёт сплошной заливающий рассеянный свет без тёмных пятен, как в случае с традиционными одиночными светильниками.
Основная задача освещения горных выработок светодиодными лентами — это создание наилучших условий труда. Освещённость на рабочем месте полностью соответствует гигиеническим нормам. Увеличение освещённости рабочей поверхности улучшает видимость объекта, увеличивает скорость различения предметов и повышает производительность труда.

Свет, которые даёт светодиодная лента, не вызывает утомление органов зрения при переводе взгляда с ярко освещённой на слабо освещённую поверхность и наоборот, как это бывает при использовании стандартных точечных светильников. Создаваемое таким образом освещение имеет спектральный состав света, близкий к естественному, обеспечивающий правильную передачу и восприятие света и цвета».

Дмитрий Кан, директор по продажам ТОО «Alpha-Safety»

«Вариантов осветительного оборудования, используемого в шахтах, множество, и выбор зависит от текущих потребностей подземного предприятия.

Чаще всего применяются стационарные традиционные светильники, в последнее время идёт активная диодизация, всё больше шахт начинают использовать ленточное светодиодное освещение».

Иван Куропятник, технический специалист специалист «ДС-Импекс»

Иван Куропятник, технический специалист проекта «ДС-Импекс»

«В условиях постоянного отсутствия естественного света задача организации хорошего искусственного освещения подземных выработок является первостепенной. Лампы накаливания и люминесцентные лампы в качестве источников света в подземных выработках уже морально устарели, они неэффективны и неэкономичны.

Не так давно в шахтах появилось светодиодное освещение, и такие осветительные приборы уже стали нормой для российских шахт. Однако применяемые в большинстве светодиодные светильники дают неравномерное освещение, особенно в труднодоступных местах.

Именно поэтому наша компания при тесном взаимодействии ЕВРАЗа разработала новое и во многом уникальное решение — комплект оборудования со светодиодной лентой. Мы считаем, что на сегодняшний день для горных выработок светодиодная лента является наиболее эффективным источником света из всех существующих на рынке решений».

Спонсор статьи: ООО «ДС-Импекс» — производитель светодиодного оборудования для горнодобывающей промышленности