Шахтные самоспасатели: на сжатом или на химически связанном кислороде?

Вскрываем стяжные металлические ремни, дёргаем за крышку, нить пускового устройства обрывается, запускается реакция. Выдох в самоспасатель, вдох, надеваем носовой зажим…

Примерно такой инструктаж проходит каждый, кто впервые спускается в шахту. А бывалые горняки привычным движением надевают самоспасатель и отправляются на службу в горную выработку. Без этого оборудования ход под землю закрыт, причём на российских опасных производственных объектах, каковыми являются шахты, допущены к применению только самоспасатели изолирующего типа.

На современных предприятиях горной промышленности широко распространены несколько конструкций самоспасателей, в том числе и всем известное оборудование типа ШСС разных производителей. Такой аппарат содержит химически связанный кислород, в руках обученного сотрудника активируется за 15 секунд, имеет вес около 3 кг, при ходьбе запаса воздуха горняку хватит на час, а если тот будет сидеть и ждать помощи, на 300 минут (если у человека среднестатистический объём лёгких).

Носят такой самоспасатель на правом плече, левом боку. Можно говорить, что это в целом удачное соотношение характеристик. Но может ли быть лучше?

Представитель Шеньянского НИИ национальной корпорации КНР CCTEG, производителя самоспасателей для российского рынка Марина Брук отмечает, что, хотя на рынке представлены как самоспасатели на сжатом, так и на химически связанном кислороде, исторически сложилось так, что ещё с 1980-х годов в отечественных выработках практически повсеместно используется вторая система.

«Однако аппараты на химически связанном кислороде от разных производителей могут иметь разную конструкцию, разный регенеративный продукт и разные схемы дыхания. Всё это влияет на ключевой объективный параметр — удельное время защитного действия (ВЗД)», — говорит Марина Брук.

«Принцип работы современных самоспасателей на химически связанном кислороде в целом одинаков, при этом в зависимости от конкретной модели существуют конструктивные особенности и различный порядок приведения в действие», — соглашается руководитель проектов разработки СИЗ АО «Корпорация «Росхимзащита» Алексей Милосердов.

«Традиционно шахтными называются самоспасатели на химически связанном кислороде. Эти средства индивидуальной защиты уже многие десятки лет используются на подземных участках горных работ. Принципы работы шахтных самоспасателей остаются неизменными с начала XX века. Источником кислорода в них служат надпероксиды щелочных металлов, которые в результате химической реакции высвобождают кислород, пригодный для дыхания», — уточняет ведущий специалист по направлению «Средства защиты» Dräger Россия Михаил Романов.

Особый рынок самоспасетелей

Начнём с тех самых разных производителей. Рынок СИЗОД в России специфический и довольно узкий, ключевых игроков здесь не так много. Это российские ООО «Южно-уральский завод спасательного оборудования» (Dezega), АО «Корпорация «Росхимзащита» и АО «Тамбовмаш» (бренд «Зелинский групп»), а также немецкая Dräger и китайская CCTEG CO (её продукцию в России представляет бренд «Росгорноспас»).

Марина Брук от имени ШНИИ CCTEG и «Росгорноспас» объясняет: появление продукции иностранных компаний и ужесточение конкуренции связано с тем, что ёмкость рынка горного оборудования в целом уменьшается, и это тенденция нового века. Ведь в мире число объектов добычи с подземными производствами неуклонно сокращается.

И если ещё в прошлом веке на каждом национальном рынке работали 1-2 национальных же производителя самоспасателей (у нас традиционно в ходу была российская и украинская продукция), то сегодня конкуренцию им составляют импортные решения. Конкурентная война столь сильна, что участники рынка несколько лет назад даже затеяли судебное разбирательство, которое, однако, завершилось тем, что все игроки остались на своих позициях.

Дело ещё и в том, что в данной отрасли слишком высоки ставки.

«Быстро спасти людей в экстренной аварийной ситуации — такую задачу для изолирующих шахтных самоспасателей ставят потребители. Принцип работы многие годы не меняется, но совершенствуется эффективность работы, учитываются эргономические факторы, современные материалы позволяют уменьшить вес изделия, повысить удобство в эксплуатации. Важнейшие требования шахтёров к этому типу СИЗОД — самоспасатель должен быть компактным и лёгким, а время его защитного действия должно составлять не менее одного часа», — отмечают специалисты «Зелинский групп».

«Очень важно: не менее одного часа, даже в тяжёлых условиях», — акцентирует внимание Марина Брук.

Есть в медицине такой термин, как золотой час — это время, когда действия по оказанию первой помощи принесут наибольший эффект. Применительно к аварии на дороге обычно говорят, что если человек не получил помощь в течение этого самого золотого часа, то есть 60 минут, то шансы спасти ему жизнь резко снижаются.

Так вот, в шахте всё наоборот: при возникновении ЧС каждая дополнительная минута — это шанс спасти жизни. И качественные характеристики самоспасателей, в частности, уже названного ВЗД — вопрос принципиальный.

Сегодня обязательные испытания в российских органах сертификации должны проходить и отечественные, и импортные изделия на равных условиях. Однако участники рынка отмечают, что проблема контрафакта и фальсификата для отрасли актуальна.

Специалисты бренда «Росгорноспас», работающие с  импортными СИЗОД китайского производства подтверждают, что СИЗОД, производимые в  КНР для внутреннего рынка, существенно дешевле, поскольку там действуют менее жёсткие требования к  их характеристикам.

В обращении к клиентам, опубликованном на сайте компании, они предупреждают покупателей о том, что мошенники продвигают опасные несертифицированные изделия, прилагая поддельные документы. Компания также напоминает, что изделия CCTEG сертифицированы на территории ЕАЭС, и призывают покупателей обращать внимание на наличие специальной защитной маркировки.

«Отмечу основные критерии промышленной безопасности, которые мы учитываем при производстве шахтных самоспасателей.
— Надёжность: в любых условиях и для любого пользователя они должны обеспечивать достаточное время защитного действия.
— Простота применения: активация должна быть очевидной и быстрой, без лишних действий, в том числе должно быть очевидно, работоспособен ли прибор.
— Безопасность: сам прибор не должен представлять собой дополнительного источника опасности.
— Лёгкость и компактность, но не в ущерб защитным свойствам.
— Длительный срок службы, поскольку для горнодобывающих предприятий затраты на обеспечение безопасности являются значительными».

Удобство, безопасность и защита органов дыхания

Марина Брук отмечает, что промышленные изолирующие самоспасатели имеют два ключевых функциональных требования. Во-первых, это то оборудование, которое горняк должен постоянно носить с собой на протяжении всей смены. Несмотря на то, что традиционные 3 кг ШСС — посильная ноша для взрослого мужчины, следует учитывать особенности шахтных СИЗ, да и в целом работ в подземной выработке.

Отечественные горнорабочие неоднократно озвучивали пожелание получить аппараты меньших габаритов и массы. Также немаловажная характеристика конструкции — простота и удобство включения самоспасателя, чтобы шахтёр в критической ситуации не потерял время и силы на запуск устройства.

Отметим, что шахтёры ежегодно проходят обучение по правилам использования самоспасателей. Это является обязательным требованием при приёме на работу.

«Второй момент — это длительное комфортное время защитного действия, что определяет требования как к продолжительности защитных свойств аппарата (максимально возможное ВЗД), так и к источнику кислорода. Таким образом, перед производителями стоит задача повысить удельное ВЗД (время защитного действия, приходящееся на единицу его веса) аппарата до максимально возможного. На сегодня этот параметр находится в пределах 30 минут на 1 кг, причём у единичных производителей», — комментирует специалист.

«По опыту общения с клиентами по всему миру, включая ведущие российские горнодобывающие предприятия, нам известно, что специалисты по охране труда и промышленной безопасности часто сталкивались с рядом проблем при эксплуатации большинства представленных на рынке шахтных самоспасателей.

Среди них — нестабильность показателей времени защитного действия в течение срока эксплуатации, трудности с активацией самоспасателей, значительный нагрев корпуса и высокая температура дыхательной смеси, которые могут нанести вред пользователю, высокий процент отбраковки самоспасателей ввиду повреждения корпуса, расходы на приборный контроль герметичности. Очевидно, что высоким спросом пользуются решения, обладающие совокупностью характеристик, которые сводят к минимуму такие трудности», — объясняет Михаил Романов.

Примерно о том же говорит и начальник участка «Вспомогательная горноспасательная служба» шахты «Юбилейная» Василий Фортуна, который смотрит на ситуацию как раз со стороны пользователей СИЗОД. Комментируя особенности современного оборудования и отличия новых моделей от более ранних, он в первую очередь называет большее ВЗД.

«Также производители более новых моделей стремятся упростить принцип включения и использования самоспасателя, обеспечив удобное ношение: на поясном или плечевом ремнях. Они работают над тем, чтобы уменьшить вес оборудования, создать комфортное условие для дыхания: чтобы вдыхаемый воздух в самоспасателе во время использования существенно не нагревался, отсутствовало першение и сопротивление дыханию, и чтобы температура поверхности самоспасателя, обращённой к телу работника, не вызвала дискомфорта). В обновлённых моделях увеличен объём дыхательного мешка и срок хранения самоспасателя (от даты изготовления до списания)», — рассказывает специалист.

Что касается удобного ношения самоспасателя. Казалось бы, не самый принципиальный момент, однако подземные работы подразумевают постоянное взаимодействие шахтёра с машинами и оборудованием. Это и без того не самое комфортное рабочее место, шахтёр обязан носить самоспасатель весом в 3 кг на плече в течение рабочей смены.

Горняки шахт «Воркутауголь», которые чуть больше года назад перешли на самоспасатели ШСС-ТМ производства АО «Корпорация «Росхимзащита, называют удобство ношения главным преимуществом нового оборудования: данные самоспасатели крепятся не на плечевом ремне, а на поясе.

Кроме того, оборудование имеет не цилиндрическую, а плоскую форму. Специалисты по охране труда говорят, что такой самоспасатель шахтёры, вероятнее всего, не снимут и не повесят на борт выработки.

Конечно, делать это запрещено, но от человеческого фактора никуда не деться: если человеку неудобно, он рискнёт и нарушит правила. Михаил Романов в числе прочего сделал акцент на таком параметре самоспасателя, как механизм его открытия.

К нему, говорит специалист, предъявляются, можно сказать, взаимоисключающие требования. С одной стороны, активация должна быть простой и понятной, а с другой — механизм должен быть достаточно надёжен, чтобы предотвратить его случайное открытие.

Михаил Романов напомнил, во время аварии человек и без того находится в стрессовом состоянии, поэтому прибор не должен создавать дополнительного дискомфорта, стесняя движения или затрудняя ориентирование в пространстве.

В связи с этим Dräger при производстве своих самоспасателей отказался от привычной предохранительной чеки и сделал выбор в пользу рычажного механизма. Его дополняет предохранительная полимерная пломба для защиты от случайного вскрытия.

Говоря об отличительных особенностях современных самоспасателей, Алексей Милосердов отмечает также улучшенные эргономичные характеристики разрабатываемого самоспасателя: новый аппарат не создаёт высокого сопротивления на вдохе-выдохе и позволяет дышать при комфортной температуре.

Как и Василий Фортуна, он называет принципиальным моментом высокий показатель надёжности: стойкость к воздействию внешних факторов, сохраняемость в течение длительного срока эксплуатации.

«Кроме того, мы запустили такую систему, как цифровизация жизненного цикла наших изделий, чтобы контролировать и регистрировать их параметры на всех стадиях: производство, испытания, эксплуатация, утилизация», — добавляет г-н Милосердов.

Таким образом, изменения в конструкции самоспасателей носят скорее эволюционный характер, радикально новых решений на рынке за последние годы не появилось. Правда, по словам Марины Брук, тут есть существенный сдерживающий фактор.

«Технологические и конструктивные возможности разработчиков и производителей существенно ограничены экономическими возможностями потребителей средств защиты, которые стремятся снизить непроизводственные расходы. Потому применение кардинально новых современных решений и продуктов, закономерно повышающих стоимость аппарата, экономически не оправдано и не интересно рынку. Хотя разработки и пути направления совершенствования, конечно, есть», — говорит специалист.

«Задача работы всех шахтных изолирующих самоспасателей — защита органов дыхания в непригодной для дыхания атмосфере.

При вскрытии самоспасателей и отбрасывании крышки срабатывает пусковое устройство, в результате чего выделится кислород, который заполнит дыхательный мешок, что позволит пользователю начать дышать».

«Сегодня на российском рынке СИЗОД работают производители из разных стран. На выбор потребителей влияет целый ряд факторов: от подтверждённого длительного ВЗД до длительного гарантированного срока эксплуатации. Существенным фактором, определяющим выбор потребителей, конечно, остается конкурентная цена.

OSR уделяет повышенное внимание комфортности и безопасности дыхания в самоспасателе при самоспасении и обучении горнорабочих по последним требованиям Федеральных норм и правил безопасности. А также постоянно производит доработки и совершенствования конструкции по желанию потребителей.

Так, компания запустила в серийное производство специальную модель для эксплуатации в условиях низких температур. В настоящее время это две модели: 85- и 40-минутного ВЗД, однако завод готов к серийному производству также модели 25- и 60-минутного ВЗД, которые будут запущены в серию при наличии спроса со стороны добывающих предприятий».

А что внутри

Мы начали с того, что наибольшее распространение в российских шахтах получили самосопасатели на химически связанном кислороде (ХСК). Специалисты сходятся во мнении, что обусловлено это удобством и неприхотливостью решения: такие самоспасатели не требуют никакого техобслуживания за исключением проверок на герметичность.

Однако уже неоднократно звучали и претензии в адрес самоспасателей на ХСК: в некоторых случаях в них оказывается сложно, а то и вовсе невозможно дышать, шахтёры жалуются на першение, жжение и сухость в горле.

«Першение в горле вызвано попаданием пыли регенеративного продукта в дыхательные пути. Это проблема решается повышением эффективности фильтрующего элемента в регенеративном патроне, который препятствует попаданию пыли в дыхательные пути. Наши самоспасатели оснащены таким фильтрующим элементом», — отмечает руководитель проекта СИЗОД на ХСК ООО «Зелинский групп» Александр Бут.

«Или применением современных регенеративных безасбестовых продуктов, например, таблетированной формы», — отмечает Марина Брук.

Специалисты ООО «Транс Ойл Групп» (бренд «Росгорноспас») при участии Марины Брук провели независимое исследование, стремясь разобраться в  ситуации. Они обращают внимание на то, что качественные характеристики самоспасателей во многом определяются даже не его конструктивными особенностями, а характеристиками регенеративного продукта, то есть источника кислорода.

«Доступность качественного регенеративного продукта, который во многом определяет эффективность работы самоспасателя, является весьма существенным конкурентным преимуществом производителя этого оборудования», — подчёркивает Марина Брук.

Одна из проблем, которую фиксируют эксперты ООО «Транс Ойл Групп»,  — это фракционный состав регенеративного продукта. Дело в том, что гранулы О-3 (ОКЧ-3) и О-3М (ОКЧ-3М), которые выпускает «Усолье-химпром», а применяют практически все производители самоспасателей, имеют неправильную форму. При тряске и трении они легко превращаются в порошок и пыль, которые носитель вдыхает, что и вызывает описанные выше симптомы.

Авторы исследования высоко оценивают опыт иностранных компаний, в частности, Dräger, по использованию не гранулированного, а таблетированного регенеративного продукта. Производитель использовал этот опыт и в собственных разработках, внеся дополнительные изменения с учётом специфики эксплуатации в отечественных шахтах (прочностные характеристики таблетки и контролируемость химической реакции продукта при высоких нагрузках на горно-рабочего).

«Регенеративный продукт в нашем самоспасателе выполнен в форме спечённого брикета. Брикетированное решение стабильно и устойчиво к вибрациям, поэтому прибор не теряет своих защитных свойств в процессе хранения и транспортировки даже на карьерной технике. Также удаётся значительно снизить пылеобразование внутри корпуса самоспасателя, что исключает попадание частиц реагента в дыхательные пути пользователя», — подчёркивает Михаил Романов, причём специалисты компании всегда делают акцент на этой особенности своей продукции и действительно выделяют её как конкурентное преимущество.

«Мы предлагаем внедрять на шахтах многоуровневую систему защиты, которая позволяет многократно повысить защищённость промышленного персонала шахт: использование облегчённого самоспасателя постоянного ношения в совокупности с пунктами переключения и пунктами самоспасения, оснащёнными самоспасателями с большим временем защитного действия. Система апробирована во всём мире, признана эффективной и внедряется на российском рынке».

ХСК или СК?

Специалисты «Транс Ойл Групп» Росгорнопас» пошли в своём исследовании дальше и выявили ещё одну проблему, связанную с качеством работы самоспасателя и характеристиками регенеративного продукта.

Речь идёт о практике повторного использования продукта: по мнению аналитиков, такой подход оборачивается снижением ВЗД самоспасателя, хотя и позволяет выпустить оборудование по более низкой цене. Выше Марина Брук уже говорила о том, что этот параметр остаётся одним из первостепенных для заказчика, выбирающего поставщика СИЗОД.

И ещё. Несмотря на то, что самоспасатели со сжатым кислородом (СК) в нашей стране фактически не применяются и не применялись, специалисты «Транс Ойл Групп» Росгорнопас» вовсе не считают, что у этих систем нет будущего.

По их мнению, популярность решений на ХСК в прошлые годы была связана с дешевизной регенеративного продукта, сегодня же рынок просто движется по проторенной дороге, хотя экономическая ситуация изменилась. По словам экспертов, вопрос об эффективности самоспасателей с СК сегодня вновь стал актуальным.

И в условиях горной выработки, считают специалисты, такое решение окажется даже более эффективным. Разумеется, если оно создано из современных материалов, которые заметно эволюционировали по сравнению с  продуктами полувековой давности, когда самоспасатели с СК были признаны экономически невыгодными.

Системы с СК ремонтопригодны, то есть в случае, если оборудование не прошло поверку (обычно речь идёт о разгерметизации), его не утилизируют, а восстанавливают. И на предприятиях в США, например, самоспасатели на СК весьма популярны.

Этот вопрос изучили и специалисты «Зелинский Групп». По словам Александра Бута, самоспасатели на сжатом кислороде сегодня производят только в США и Китае.

«В США такие самоспасатели выпускает компания OCENCO. Как рассказали нам её специалисты, оборудование их производства является одноразовыми. Гипотетически возможно в некоторых моделях перекрыть кран подачи кислорода, однако сам завод этот момент не регламентирует. Стоимость такого самоспасателя оказывается в четыре раза выше стоимости российских изделиий. Самоспасатель подвергается периодическому техническому обслуживанию на территории компании OCENCO.

Это доведение давления в кислородном баллоне до нужных показателей и периодическая замена химического поглотителя, так как его ресурс не рассчитан на 10 лет хранения самоспасателя. После этих процедур самоспасатель пломбируется, гарантийный срок эксплуатации продлевается в рамках общего срока эксплуатации. Стоимость периодического обслуживания приравнивается к  стоимости российских самоспасателей. Полагаю, для российских потребителей такие решения окажутся неоправданно дорогими», — комментирует Александр Бут.

Да, но есть ещё Китай. По информации гендиректора «Зелинский Групп», здесь самоспасатели на СК производят порядка 28 заводов, а Марина Брук говорит, что их даже больше 80, «однако абсолютное большинство из них работают по принципу сборки типовых моделей, разработанных и производимых по китайскому стандарту».

«Производитель поставляет шахте не самоспасатель в сборе, готовый к эксплуатации и опломбированный с гарантией завода изготовителя, а комплект. Это корпус самоспасателя, кислородный баллон с редуктором и вентилем, дыхательный мешок и ёмкость для химического поглотителя, выдыхаемого шахтером СО2.

Шахта самостоятельно заправляет кислородный баллон кислородом, а  для этого предприятию нужно иметь обученного специалиста, заправочную станцию и помещение, отвечающее всем требованиям безопасности обращения с баллонами высокого давления. Я напомню, что кислород является быстро воспламеняющим и  очень опасным газом. После заправки сотрудники шахты засыпают в специальный отсек самоспасателя химический поглотитель.

Самоспасатель закрывается и без требований по герметичности и выдаётся шахтеру. Здесь я хочу подчеркнуть важный момент: ответственность за жизнь шахтера и  пригодность самоспасателя несёт не производитель самоспасателей, её несёт рудник, и если с горняком что-то случится — по любой причине — отвечать будет работодатель», — комментирует Александр Бут.

Таким образом, вопрос о перспективности использования самоспасателей на СК в российских шахтах сегодня остаётся открытым.

---

Текст: Кира Истратова