Ученые выявили неизвестные науке свойства угля, вероятно, ставшие причиной ряда аварий на шахтах Донбасса
— В Японии уже существуют экологически чистые автомобили, работающие по принципу такого же явления, которое мы открыли в… глубоких угольных шахтах Донбасса, — рассказывает главный научный сотрудник Института физики горных процессов Национальной АН Украины доктор физико-математических наук Эдуард Фельдман. — Данные машины необычны вдвойне: тем, что ездят на водороде, и тем, что им не нужен бак для этого топлива. Вместо него используется… брусок из сплава палладия и никеля. Оказывается, такой металл способен при создании специальных условий накапливать внутри себя большие объемы водорода. Это как губка, которая впитывает много воды. Когда брусок помещают во «внутренность» автомобиля, водород из сплава выходит и используется как экологически чистое топливо.
Мы выяснили, что подобные свойства имеет и уголь. Исследования выполняли под руководством директора нашего института члена-корреспондента Национальной академии наук Украины Анатолия Алексеева. Оказалось, что уголь тоже способен накапливать внутри себя внушительные объемы газов — метана, пропана, бутана. Прежде науке о данном факте было неизвестно, и потому даже не делались попытки устранить связанную с этим угрозу аварий. Таких, например, как произошедшая в сентябре прошлого года на известной шахте имени Засядько. Погибло много горняков! Метан скопился в уже отработанном участке. Газы высвобождались из угля, как водород из брусков металла в японских автомобилях. Когда собралась опасная концентрация метана, произошел сильнейший взрыв — волна пошла влево и вправо по штреку, убивая десятки людей.
Не все специалисты согласны с этой версией причины прошлогодней трагедии. И не удивительно. Ведь о свойстве угля впитывать газы, а затем их из себя выделять известно не было. А все новое поначалу воспринимается с недоверием.
— Но ведь угроза взрывов на шахтах из-за накапливающегося там метана давно известна…
— Конечно. Но прежде знали лишь то, что газ находится в микротрещинах. А наши исследования показали: он содержится в самом угле.
— Получается, вы открыли неведомый доселе источник опасности в шахтах?
— Да. Но это касается глубоких шахт, которые ушли под землю на километр и более. Там очень высокое давление в породах, что и заставляет молекулы газа входить непосредственно в уголь. А оказавшись в условиях привычного нам атмосферного давления, метан высвобождается, и может возникнуть его взрывоопасная концентрация.
— При каких обстоятельствах вы сделали открытие необычных свойств угля?
— Я прежде занимался проблемами накопления газов металлами. Вот и возникло предположение: не обладает ли подобными свойствами уголь? Чтобы это проверить, мы помещали его в большие герметические емкости. Примерно через месяц высвобождалось метана столько, что давление в контейнерах с углем достигало десяти атмосфер (такое давление на глубине 100 метров под водой. — Авт. ). Наши исследования показали: 70 процентов газов находятся внутри угля и только 30 процентов — в свободном состоянии. Этим и обусловлено предложение разделять метан и уголь. Таким образом получим сразу два вида топлива.
Мы разработали научные аспекты их разделения. Наши коллеги из отраслевых институтов занимаются ныне созданием технологий, которые позволят реализовать эти идеи на практике.
— Какая разница: сжигать в топках уголь вместе с метаном или два этих топлива по отдельности?
— Разница есть. Ведь газ сам по себе экологически гораздо чище, его дешевле транспортировать.
Но главное — это учесть результаты наших исследований в усовершенствовании систем безопасности в шахтах. Впрочем, многое зависит от самих работников шахт. А то ведь они зачастую идут на всяческие ухищрения, чтобы не останавливать работу, даже если возникает угроза аварии. Например, ставят датчики контроля концентрации газа у пола, хотя они должны находиться сверху, ведь метан скапливается у потолка. Надежда на то, что авось пронесет, часто срабатывает. Этим и объясняются массовые нарушения техники безопасности. По нескольку раз в год происходят аварии, при которых люди гибнут и получают увечья.
За исследования свойства угля накапливать и долго сохранять газы Эдуард Фельдман и его коллеги кандидаты физико-математических наук Татьяна Василенко и Екатерина Ульянова представлены на соискание премии имени Ивана Пулюя в области прикладной физики, которую учредила Национальная академия наук Украины.