Tragedia pod ziemią

Tematyka związana z ratownictwem jest od lat moją pasją. Nowoczesne technologie, rozwiązania mające wspierać ratowników, rozwiązania prawne czy metody analityczne wykorzystujące narzędzia informatyczne to obszar, który staram się zgłębiać i dzielić się efektami swojej pracy zarówno w publikacjach naukowych, jak i czasopismach branżowych.

Jako nauczyciel akademicki staram się zaszczepić tę pasję w swoich studentach. Pierwszy artykuł Ich autorstwa trafia w Wasze ręce i mam nadzieję, że przypadnie Wam do gustu.To, co dobre jest zasługą ambitnych i pracowitych młodych ludzi z Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska - to, co niezbyt trafne i nienajlepsze - jest moją winą, bo czegoś nie zauważyłem lub nie dopilnowałem.

dr inż. Paweł Wolny

5 kwietnia 2010 r. był tragicznym dniem dla mieszkańców Montcoal w Zachodniej Wirginii. W wyniku wybuchu metanu w Upper Big Branch Mine zginęło 29 z 31 górników pracujących tego dnia. Wydarzenie to znacząco zmieniło podejście do przemysłu wydobywczego.

Wypadek został uznany za najtragiczniejszą katastrofę górniczą od czasu pożaru w kopalni srebra Sunshine w Idaho 1972 r., w którym zginęło 91 górników. Uważa się, że przyczyną tamtego zdarzenia był zapłon pianki poliuretanowej.

Upper Big Branch Mine

Upper Big Branch Mine to nieczynna już kopalnia węgla kamiennego. Produkcję zaczęła w 1994 r., zatrudniała około 200 górników. Rocznie wydobywano w niej niemal 1 235 500 ton węgla. Do pracy wykorzystywano metodę wymagającą specjalnego kombajnu, który ciął węgiel na duże podłużne kawałki. Dzięki temu praca przebiegała bardzo szybko i nie generowała drobnych odłamków węgla.

Według danych z 2010 r. Upper Big Branch Mine była jedną z 47 kopalni należących do Massey Energy Company, czyli firmy będącej pod względem przychodów czwartym, a pod względem masy wydobycia szóstym producentem węgla w Stanach Zjednoczonych, zatrudniającej łącznie we wszystkich kopalniach 5850 pracowników. Do czasu wypadku kopalnie Massey wydobywały łącznie około 40 mln ton węgla rocznie. Po katastrofie kopalnia Upper Big Branch została zamknięta, a dyrektor generalny Massey Energy został skazany na rok więzienia za wykroczenia mające na celu umyślne łamanie norm bezpieczeństwa.

Produkcja ponad bezpieczeństwo?

W badaniach wykazano, że za wydarzenie odpowiedzialne były Massey Energy oraz Mine Safety and Health Administration (MSHA - agencja amerykańskiego Departamentu Pracy, która ustanawia i egzekwuje przepisy dotyczące praw górników). Wykazano rażące zaniedbania w obszarze bezpieczeństwa pracy górników oraz prowadzenie niezgodnych z prawem praktyk.

W kopalni Upper Big Branch wskazano 1100 naruszeń mających miejsce w ciągu 3 lat przed wypadkiem, wiele z nich nastąpiło w 2009 r. Firma była też odpowiedzialna za zanieczyszczanie okolicznych wód. Wcześniej zdarzały się już wypadki w innych kopalniach należących do przedsiębiorstwa. W 2009 r. Massey Energy ukarano grzywną o wartości 382 000 USD za poważne naruszenia w związku z niewłaściwą wentylacją oraz za niepoprawne plany ewakuacji. W tym samym roku około 60 razy nakazano zamknięcie części kopalni należących do firmy. I choć zarzuty o nieprawidłowościach pojawiały się często, wiele zgłoszonych niebezpiecznych aspektów pozostało nieskorygowanych. W opinii pracowników i ich rodzin wraz ze wzrostem produkcji warunki pracy się pogarszały. Nadgodziny czy brak środków ochrony indywidualnej były codziennością. W wywiadach pracownicy podawali, że obuwie i hełmy ochronne musieli zakupić na własną rękę.

Według praw i obowiązków górników określonych w Miners' Rights and Responsibilities Under the Federal Mine Safety and Health Act of 1977 każdy z górników ma prawo do zgłoszenia naruszenia bezpieczeństwa lub zdrowia w kopalni do agencji federalnej lub stanowej. Górnicy pracujący w koncernie Massey Energy byli niestety zastraszani przez menedżerów, rzecz jasna w celu uniknięcia takich zgłoszeń. Wielu z pracowników nie przeszło szkoleń związanych z rozpoznawaniem zagrożeń oraz zapobieganiem wypadkom. Pogoń za pieniądzem wygrała z bezpieczeństwem i godziwymi warunkami pracy.

Wybuch do uniknięcia

Podczas odtwarzania przebiegu wypadku przez śledczych zostało ustalone, że doszło do zapłonu kombajnu, w którym z powodu braku strumieni wody w bębnie tylnej klapy nie zadziałały systemy zraszania. Dziennik zdarzeń pokazał, że kombajn został wyłączony po zapłonie. Następnie robotnicy podjęli próbę ewakuacji z korytarzy podziemnych w kopalni, jednak w tym czasie źródło ciepła dotarło do nagromadzonego metanu. Gaz ten bardzo często występuje w złożach węgla kamiennego lub ropy naftowej w tzw. wolnych przestrzeniach.

Wydobywanie węgla wiąże się z wydzielaniem się metanu. Właśnie takie zjawisko doprowadziło do zapłonu metanu, a następnie wybuchu. Aby temu zapobiec, kopalnie powinny stosować specjalne systemy odmetanowania. Przedmuchują one metan z niższych korytarzy na wyższe - gdyż metan jest lżejszy od powietrza. Na końcu korytarza znajduje się specjalny chodnik nadścianowy, którym opary metanu są odprowadzane z kopalni. Kiedy stężenie gazu jest bardzo wysokie, wykonuje się odwierty oraz instaluje rurociągi, aby bezpośrednio odbierać gaz ze źródła. Metan jest bezbarwny i bezwonny, dlatego nie da się go wykryć bez specjalnego oprzyrządowania. Dodatkowo jest skrajnie łatwopalny. Wystarczyła więc mała iskra, aby znajdujący się w kopalni metan zaczął płonąć.

Kolejnym czynnikiem zwiększającym niebezpieczeństwo było duże stężenie gazu, to właśnie doprowadziło do jego wybuchu. Eksplozja metanu pociągnęła za sobą wybuch pyłu węglowego, czyli ziaren węgla, których rozmiar jest mniejszy od 1 mm. Powstaje on w trakcie robót górniczych i podczas samej obróbki węgla. Wymieszany z powietrzem, jest skrajnie wybuchowy i może eksplodować z prędkością do 7 km/s. MSHA oszacowała rozmiar wybuchu metanu na 85 m³, co wytworzyło wystarczającą ilość energii do zainicjowania wybuchu pyłu węglowego znajdującego się w kopalni.

Powierzchnia całego wybuchu zajęła 877 822 m³. Jeden z dwóch ocalałych w wywiadzie opowiadał, że początkowo poczuł lekki podmuch powietrza, a kolejny miał już siłę huraganu. Gdy ewakuował się z kopalni, wokół niego latały szczątki sprzętu. Eksplozja miała bowiem taką siłę, że rozerwała na kawałki maszyny górnicze i tory kolejowe, odwróciła kierunek wentylatorów usytuowanych 5 mil od źródła oraz wyłamała bariery kopalniane. Z relacji górnika pracującego około 7 mil od miejsca zdarzenia wynika, że miał wrażenie, jakby znajdował się w środku tornada.

Gdyby zadbano o poprawne działanie systemów wentylacyjnych w kopalni, katastrofa prawdopodobnie ograniczyłaby się tylko do wybuchu metanu, który miałby o wiele mniejszy zasięg. W takim scenariuszu zdarzeń skutki nie byłyby tak tragiczne, a pracownicy mieliby większe szanse na skuteczną ewakuację.

Akcja ratownicza

Około godziny 15.30 czasu lokalnego ratownicy górniczy wkroczyli do akcji. Były to zespoły ratunkowe z hrabstwa Boone, a także zespoły reagowania kryzysowego z okolicznych hrabstw. W USA przepisy zobowiązują każdą kopalnię do stworzenia dwóch zespołów ratownictwa górniczego, które są dostępne cały czas podczas pracy górników. Stacje ratownictwa górniczego muszą być zlokalizowane tak, aby dojazd do kopalni trwał krócej niż godzinę.

Około 16.20 do kopalni zostało wysłanych ponad 20 karetek pogotowia i kilka helikopterów. Godzinę później zdecydowano o utworzeniu bazy ze świeżym powietrzem. Rankiem 6 kwietnia rozpoczęto wykonywanie odwiertów w celu upuszczenia metanu. Mimo to warunki cały czas nie pozwalały na kontynuowanie akcji ratunkowej. Dopiero 8 kwietnia wznowione zostały poszukiwania czterech ostatnich górników. Kilka godzin po tej decyzji ponownie przerwano poszukiwania, ze względu na niebezpieczne stężenia gazów. Dzień później odnaleziono wszystkie ofiary, natomiast dopiero 13 kwietnia wszystkie ciała zostały wydobyte na powierzchnię. Po całym zdarzeniu kopalnia została zamknięta.

Zmiany

2010 r. był czasem wielu poważnych katastrof w przemyśle wydobywczym. Oprócz wybuchu w kopalni w Montcoal należy pamiętać o pożarze platformy wiertniczej Deepwater Horizon, wybuchach w elektrowni Kleen Energy w Conecticut oraz o pożarze w rafinerii Tesoro. Wszystkie te wydarzenia miały wpływ na podejście Stanów Zjednoczonych do tematu ochrony pracowników. Organizacje zajmujące się bezpieczeństwem w USA, takie jak OSHA (Administracja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy), NIOSH (Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy), NFPA (Narodowy Związek Ochrony Przeciwpożarowej) oraz wcześniej wspominane MSHA zaczęły wprowadzać zmiany w procedurach i plany naprawcze. W trakcie oczekiwania na stworzenie korekt i nowych przepisów MSHA opublikowała w swoim biuletynie informacyjnym materiał na temat dobrych zasad, praktyk oraz inicjatyw:

• PIB 10-10 Niewystarczająca wentylacja,
• PIB 10-11 Konserwacja urządzeń kontrolnych wentylacji czołowej,
• PIB 10-12 Utrzymanie monitorów metanu w dopuszczalnym i prawidłowym stanie eksploatacyjnym urządzeń górniczych,
• PIB 10-13 Zmiany w systemie wentylacji,
• PIB 10-14 Wyjaśnienie polityki i przepisów MSHA związanych z SCSR (samodzielne urządzenie do samoratowania - urządzenie służące jako źródło powietrza, gdy w atmosferze otaczającej brakuje tlenu, bądź jest zanieczyszczona toksycznymi gazami, jak np. tlenek węgla),
• PIB 10-15 Zakaz wcześniejszego powiadamiania o kontroli.

Należy zaznaczyć, że przed zdarzeniem w Upper Big Branch nie wydawano zbyt wiele biuletynów dotyczących bezpieczeństwa górników, po katastrofie z roku na rok było ich coraz więcej.

Jednym z ważniejszych wydarzeń po wybuchu w Montcoal był Szczyt Ratownictwa Górniczego w National Mine Health and Safe Academy, który odbył się w dniach 7-8 maja 2012 r. Poruszono tam zagadnienia dotyczące m.in. dowodzenia podczas zdarzeń, doskonalenia i utrzymywania programów ratownictwa górniczego, odzyskiwania ciał i korzystania ze specjalnego zespołu reagowania medycznego, przygotowania na wypadek katastrofy górniczej i zapobiegania katastrofom górniczym, komór schronienia i ich wpływu na akcje ratownictwa górniczego, promowania wykorzystania ulepszonej technologii do ratownictwa górniczego, a także szkoleń z zakresu ratownictwa górniczego.

Od 2012 r. MSHA opublikowała zasady narzucające wykonywanie większej liczby badań bezpieczeństwa warunków pracy. Rok później NIOSH wydał raport na temat miernika wybuchowości pyłu węglowego (CDEM). Obie instytucje opracowały wspólnie nową metodę pobierania próbek pyłu skalnego do badań. Dodatkowo wprowadzono program regularnego czyszczenia i usuwania nagromadzeń węgla kamiennego, flotacyjnego, pyłu węglowego i węgla luzem oraz innych materiałów palnych w celu zapobiegania pożarom i wybuchom w kopalniach.  

Zintensyfikowano szkolenia dla pracowników przemysłu wydobywczego. Inspektorzy zostali również poinstruowani, aby podczas regularnych kontroli dokonywali przeglądów raportów wypadkowości w kopalniach oraz raportów z pomiarów - by sprawdzić, czy podawane wartości nie są zaniżane i czy wypadki są odpowiednio opisywane i zgłaszane. Zainicjowano również system monitorowania zajęć szkoleniowych dla przemysłu wydobywczego.

Tendencja spadkowa?

Wprowadzone działania na pewno miały wpływ na podejście do bezpieczeństwa w przemyśle górniczym. Powstało wiele nowych przepisów, zwiększono świadomość przedsiębiorców oraz pracowników kopalni. Dane statystyczne podane przez MSHA pokazują tendencję spadek liczby wypadków ze skutkiem śmiertelnym po 2010 r., w 2013 r. widać jej wzrost, ale nadal liczba zgonów wskutek katastrof w kopalni nie przekracza 19, co w poprzednich latach było częstym zjawiskiem.

Przekopując zakamarki dokumentacji MSHA, wszelkie raporty i dane statystyczne, da się zauważyć, że problem związany z wentylacją, pyłem węglowym oraz uszczelnieniem szybów kopalnianych został zredukowany na tyle, że nie jest już wymieniany jako główna przyczyna wypadków w przemyśle górniczym w USA. W danych statystycznych widać zahamowanie liczby pożarów i wybuchów w ciągu ostatnich 10 lat, przeważają inne, bardziej „codzienne” wypadki (przygniecenie, upadek, porażenie prądem elektrycznym). Niewątpliwie zwiększenie liczby kontroli bezpieczeństwa miało wpływ na poprawę warunków pracy w kopalniach, zaczęto respektować prawa górników, a motto wielu korporacji - „produkcja ponad bezpieczeństwo” powoli przestawało istnieć.

Niestety tendencja spadkowa liczby wypadków może mieć związek nie z poprawą bezpieczeństwa, a z drastycznie malejącą liczbą czynnych kopalni na terenie USA. W 2016 r. odnotowano najmniej wypadków ze skutkiem śmiertelnym w ciągu ostatnich 20 lat, ale w tym roku najmniejsza w ciągu ostatniej dekady była też liczba zatrudnionych w sektorze wydobycia. Samo MSHA podaje 2016 r. jako „najbezpieczniejszy”, jednak w raportach nie przyrównuje liczby wypadków do liczby czynnych kopalni i liczby zatrudnionych w tym sektorze.

Niezawodność techniki i ludzka nigdy nie będzie stuprocentowa, jednakże dążenie do ideału to cel słuszny i wydawałoby się oczywisty. Niezaprzeczalnie katastrofa w Montcoal w 2010 r. oraz wszystkie jej skutki i działania będące następstwem tego zdarzenia miały wpływ na przemysł wydobywczy. Co zatem przesądziło? Znacząca poprawa systemów bezpieczeństwa, czy zmniejszenie liczby kopalni i ich pracowników, a zatem mniejsze szanse na wypadek? Obie teorie wydają się słuszne. Która jest bardziej rzetelna? Pozostawiamy to do refleksji.

Akcja ratownicza w kopalni Halemba w Rudzie Śląskiej

Najtragiczniejszą katastrofą górniczą w tym stuleciu w Polsce był wybuch metanu i pyłu węglowego w kopalni Halemba w Rudzie Śląskiej. Nastąpił 21 listopada 2006 r. Śmierć poniosło 23 górników, którzy zajmowali się demontażem sprzętu przy ścianie do likwidacji.[Rzeźba]

Wybuch miał miejsce około 16.30, akcja ratownicza rozpoczęła się o 19.00 i trwała do później nocy. Musiała zostać przerwana ze względu na zbyt wysokie stężenie metanu. Następnego dnia rano wznowiono ją, ale niestety ratownicy zmuszeni byli ponownie się wycofać ze względu na zatrzymanie cyrkulacji powietrza oraz pojawienie się wody w miejscu zdarzenia. Momentalnie rozpoczęto akcję odpompowywania wody oraz wietrzenia kopalni. Tego samego dnia około 23.00 ratownicy ponownie przystąpili do działań. Następnego dnia rano odnaleziono ciała wszystkich martwych górników. W sumie w akcji ratunkowej brało udział 13 zastępów ratowniczych.

Porównanie akcji ratowniczych w Montcoal i Rudzie Śląskiej

Julia Mazurkiewicz, Maria Lewandowska, Przemysław Klimczak i Łukasz Szelka
są studentami inżynierii bezpieczeństwa pracy na Politechnice Łódzkiej