Взрыв метана? Многочисленные аварии на украинских шахтах могли иметь иную причину

Версия для печати

Взрывы и пожары при добыче угля, нефти и газа - явление довольно распространенное. Принято считать, что его первопричина - метан. Однако украинские специалисты-геологи считают, что в техногенных авариях виноват водород, который по скважинам и разломам прорвался из верхнего слоя мантии Земли.

«Исследования на содержание водорода в газовой смеси раньше никогда не проводились. Они особенно важны для угольной промышленности: если окажется, что в рудничном газе высокое содержание Н2, это заставит владельцев и руководителей предприятий по-другому взглянуть на мероприятия по охране труда и технике безопасности. Как минимум, необходимо будет ставить датчики, улавливающие водород», - объясняет в беседе с с изданием «Главком» заместитель директора по научной работе Института геологических наук НАН Украины профессор Игорь Багрий.

Доктор геологических наук, профессор Игорь Багрий. Фото: Главком

По мнению специалиста, энергию водорода можно и нужно направить в мирное русло. При проведении соответствующих исследований и поиска газовых, нефтяных и угольных месторождений с высокой концентрацией Н2, мы сможем добывать водород прямо из-под земли, а не тратиться на его производство.

Углеродные тормоза прогресса

Игорь Багрий считает водородно-энергетическая революция может в корне изменить основы мировой энергетики и кардинально улучшить экологическую ситуацию в будущем. Ведь использование сейчас таких морально устаревших источников энергии, как нефть, газ и уголь, имеет ряд существенных недостатков.

Да, все это относительно дешевые энергоносители, если сравнивать, например, с биогаза и водородом, для производства которых нужно приложить гораздо больше усилий. Но недостатки неоспоримы.

На эту тему: 13 источников энергии, которые спасут мир

Использование невосполнимых природных ресурсов заметно тормозит дальнейшее развитие научно-технического прогресса. Напомним, что первые электромобили появились еще во второй половине XIX века, в 1910 году 38% всех автомобилей в США имели электрические двигатели, 40% - паровые, и только 22% - бензиновые.

Сейчас можно только гадать, как бы изменился мир, если бы не победа мирового нефтяного лобби. Ставка была сделана на двигатели внутреннего сгорания, и в результате развитие электромобилей было отвергнуто минимум лет на сто. Так же как и совершенствование аккумуляторных батарей (активная работа над увеличением их емкости при уменьшении размера началась буквально лет десять назад), развитие солнечных и ветровых электростанций.

Добыча угля в Кемеровской области РФ. Фото: gelio.livejournal.com

Добыча углеводородов также абсолютно не соответствует нынешнему уровню прогресса. Фактически все осталось, как в начале XX века. Кстати, на Кузбассе уголь добывают открытым методом, экскаваторами. А в случае падения спроса на нефть и ее избытка, как это произошло в апреле 2020 года, на месторождениях Западной Сибири сырье придется хранить в больших ямах, как это делали в Азербайджане 150 лет назад.

Использование исчерпывающих источников энергии способствует парниковому эффекту и глобальному потеплению. Влияние на экологию - чрезвычайно разрушительное. Выбросы углерода в атмосферу, смог, разливы нефти при добыче на морских шельфах и при ее перевозке танкерами. Подземные пустоты после выработки сырья заполняются водой - это приводит к загрязнению подземных источников и может вызвать экологические катастрофы локального масштаба.

Техногенные катастрофы

Говоря о вреде ископаемых источников энергии, отдельной строкой стоит упомянуть техногенные катастрофы. Использование морально (а в Украине - еще и физически) устаревших технологий при добыче углеводородов зачастую приводит к тому, что профессионалы называют «геодинамическое явление» - разрушение подземных пород за счет использования энергии этих самых пород. Если по-простому, то: добывали уголь, рудничный газ смешался с воздухом, образовал гремучую смесь, загорелся и взорвался. Из-за этого взорвалась каменноугольная пыль, в результате чего - пожар, разрушены опоры штреков, произошло множество обвалов, погибли люди.

К геодинамическим явлениям относятся и возгорания на скважинах. Например, пожар на газовой скважине Западно-Хрестищенского газоконденсатного месторождения Харьковской области в июле 1972 года - возгорание удалось заглушить только с помощью подземного термоядерного взрыва мощностью 4 килотонны.

Или взрыв и пожар на нефтяной платформе Deepwater Horizon в апреле 2010 года в Мексиканском заливе, который привел к самому масштабному в истории США разливу нефти. (Считается одной из крупнейших в мире техногенных катастроф по негативному воздействию на экологическую обстановку).

Пожар на нефтяной платформе Deepwater Horizon у берегов США. Фото: AFP

Внезапные взрывы газа в шахтах, которые приводят к оползням и человеческим жертвам, происходят во всем мире с начала XIX века - с тех пор, как началась массовая добыча угля. И до сих пор причиной взрывов продолжает считаться метан.

Геодинамическое явление: кто виноват?

«Но необходимо отметить, что метан взрывается только при достаточно узком диапазоне концентрации - от 4,5% до 16%. Максимальная взрывоопасность - при 9,5%. При концентрации 1% в шахте должно автоматически отключиться электричество, при 2% из шахты выводятся люди. Так вот, при всех крупных авариях в Украине, в том числе на шахте им. Засядько, специальные метановые датчики не показали даже процента метана», - рассказывает Игорь Багрий.

По словам профессора, такие аварийные процессы невозможно объяснить ни с геохимической, ни с технологической точек зрения. Поэтому после каждого трагического случая руководство предприятия говорит о человеческом факторе или об устаревшем оборудовании, назначает «козлов отпущения» и ждет следующего взрыва.

«Когда говорят «взрывы метана», на самом деле происходят и взрывы других газов, роль которых до сих пор вообще не принимается во внимание. При катастрофах в угольных шахтах вероятная «вина» водорода не учитывается. Хотя, скорее всего, по данным наших наработок, именно в нем все и дело», - говорит эксперт.

В Институте геологических наук НАН Украины запатентованы новые технологии - «Способ оценки прогноза газовых скоплений с водородом в недрах земли» и «Способ текущего прогноза внезапных выбросов углепородного массива и газа», они апробированы на многочисленных шахтах и скважинах в ходе исследовательских работ.

Институт геологических наук НАН Украины. Фото: wikimapia.org

Так, начиная с 2009 года, институт проводит детальные исследования в зонах появления геодинамических явлений: в Донбассе это шахта им. Засядько, во Львовско-Волынском угольном бассейне - шахтах «Краснолиманская», «Степная» и «Лесная». Обследуются Межиреченское и Забугское угольные месторождения Червоноградского геолого-промышленного района, а также Великомостовское газовое месторождение.

«Результаты исследований дают все основания утверждать, что практически все аварии происходили в зонах с повышенной концентрацией водорода. Который, судя по всему, является прямым «детонатором» геодинамических явлений», - говорит Игорь Багрий.

Стратегический водород

Исследования по изучению концентраций водорода в недрах страны, проводимые Институтом геологических наук по собственной инициативе, имеют как тактическое, так и стратегическое значение для Украины.

Тактическое значение - это возможность оценки безопасности строительства нефтегазовых скважин на Крестищенском месторождении Харьковской области (по запасам газа входит в пятерку крупнейших в Европе) и Приазовском месторождении - 25 км от Мелитополя. Если там будет много водорода, это может привести к возгоранию газа при добыче.

Еще более важным, с тактической точки зрения, является тщательное изучение действующих угольных шахт, установка водородных, а не метановых датчиков. Что должно минимизировать риски новых аварий с обвалами и человеческими потерями.

Стратегическое значение - добыча из скважин с повышенным содержанием Н2 не обычного природного газа, а именно водорода. А также добыча из угольных шахт энергоносителя будущего, после того как уголь в них закончится по естественным причинам, или рудники будут окончательно нерентабельными. Таким образом, переход Украины на перспективную водородную экономику будет происходить с меньшими затратами.

К сожалению, по словам Игоря Багрия, исследования украинских ученых пока не имеют надлежащей поддержки ни от президента Украины, ни от государственных профильных министерств и Академии наук, ни от коммерческих структур. И официальная точка зрения «во всех авариях виноваты метан и человеческий фактор», продолжает оставаться неизменной.

—

Андрей Кузьмин,  опубликовано в издании Главком

На эту тему:

• Чернобыль, 30 лет спустя. Причина катастрофы могла быть иной
• 18 главных вопросов жизни, Вселенной и всего остального
• Что будет через 20 лет - версия разведки США: упадок экономики, тотальная слежка за людьми
• Что натворили бы ученые, если бы им дали абсолютную свободу: 10 самых жутких экспериментов
• ЕС приступил к глобальной модернизации транспорта и энергетики