Газ в шахте Вдовиченко

Так могла образоваться газовая аномалия в шахте Вдовиченко (схема Д. Киселёва)
Так могла образоваться газовая аномалия в шахте Вдовиченко (схема Д. Киселёва)
Хроника

Вечером 20 ноября 2010 года группа в составе пяти человек под руководством Игоря Руженкова начала спуск в шахту Вдовиченко. Это была уже третья группа в ходе очередного выезда экспедиции «Вдовиченко-2010», начавшегося 19 ноября.

Первая группа под руководством Елены Беднарской навесила опорную верёвку, провела вниз электросиловой и телефонный кабели и начала расширение вертикальной узости под бывшим Унитазом, уже расширенным на прошлом выходе. Расширение проводилось с применением электрического отбойного молотка, запитанного от бензогенератора, установленного в той самой воронке, откуда начинается шахта Вдовиченко.

Когда первая группа закончила навеску верёвки и прокладку кабелей, в пещеру пошла вторая группа – спортивно-гостевая. Гости благополучно спустились и поднялись. Тем временем первая группа продолжала крушить породу, а генератор – вырабатывать ток в провода и выхлоп в атмосферу.

После захода Солнца начала спуск третья группа, в задачи которой входило продолжение расширительных работ и разведка пещеры на горизонте -150 метров и глубже. В частности, ставилась задача прохождения меандра, который, по некоторым данным, там присутствует, и поиска возможных выходов в нисходящие колодцы.

Первым в группе шёл автор этих строк. Вышел с камерой заранее, надеясь заснять первую группу за работой. Около -50 метров встретил поднимающихся спелеологов первой группы. Елена Беднарская сообщила, что работы им пришлось прервать до нашего подхода, поскольку вниз, в узость, были обронены все имевшиеся пики электрического отбойного молотка.

Это был первый сигнал, что внизу не всё благополучно. Однако, я не придал этому большого значения: обронили – достанем. Продолжил спуск до полки -110, где был расположен телефонный аппарат. Доложил наверх обстановку. Получил подтверждение, что остальные участники третьей группы присоединятся ко мне после выхода первой группы наверх. Почему первая группа всё ещё поднимается – решил, что устали от работы. Подумал, что времени у меня много – и присел отдохнуть – прямо на транс, не выстёгиваясь. Уснул.

Проснулся, услышав звуки сверху: там явно спускалась моя группа. Свою сонливость списал на усталость, накопленную за рабочую неделю. Продолжил спуск до -145. Точнее – до того места, куда я мог спуститься, не снимая снаряжения и не рискуя застрять.Высветил нисходящую узость. Обнаружил инструмент, оброненный первой группой. Показал подошедшим соратникам цель ближайшего получаса.

Группа подошла втроём: один из участников не смог преодолеть калибр -100 и был вынужден возвратиться наверх.

Выбрав самого тонкого – им оказался Андрей Пискун – и освободив от части снаряжения, мы помогли ему спуститься вниз, приняли у него собранные пики отбойника, голову простого молотка, перчатки и первые сведения о строении части пещеры на горизонте -150 и глубже. Именно Андрей первым пожаловался на усталость, сонливость и затруднённое дыхание.

Когда мы его вдвоём выдернули за верёвку на -145 (дёргать пришлось, поскольку узость не позволила ему выйти самостоятельно) – он был в сознании, но без малейшего энтузиазма и с никакой работоспособностью. Попытался закурить – но безотказная дотоле турбозажигалка не сработала.

Мы попробовали другие источники огня – тщетно. По непонятной причине отказал электрический отбойный молоток (позже, на поверхности, проверили: работает!). В 02:30 Игорь Руженков решил, что группе надо выходить досрочно – потому что (1) нечем работать и (2) недостаток кислорода налицо. По достижении полки -110 Игорь передал по телефону команду на отключение генератора.

Я уходил крайним. В мои задачи входил демонтаж силовой кабель-трассы и транспортировка кабеля на-гора. Распутывание, сматывание и паковка кабеля занимали время, да и вес транса с ним не прибавлял скорости. Когда я достиг полки -110, застал там спящего Андрея. Он спал и дрожал во сне. На метр выше его головы горела свечка: здесь кислорода было больше, чем на -150. Будил я его довольно долго. Разбудил – и отправил наверх с моей фотоаппаратурой и моим запсветом.

Сам же я оставался бодрым (вероятно, по причине моего недавнего отдыха на этой самой полке) и принялся звонить наверх, что ещё имею силы и желание поработать над расширением калибра: «Подайте мне ток и перфоратор!» Сверху посоветовали сперва подождать решения ещё не вышедшего руководителя. Наконец, дождался: «Быстро наверх! Бросай провод на любой полке – и наверх!»

Подъём занял неожиданно много времени: я вышел в 07:30, пристегнув транс с проводом на второй сверху крупной полке (которую некоторые называют дном второго колодца). По пути заснул – на том самом трансе в том самом месте, где его пристегнул. Вышел наверх – и обнаружил свою группу спящей. Люди попадали на маты прямо здесь, в воронке, не возвращаясь в базовый лагерь. Не простудились лишь только стараниями медика экспедиции Александра Зверховского.

Когда сверили наши наблюдения на выходе, оказалось, что все мы засыпали на трассе и все проявляли чудеса медлительности.10 метров за полчаса для физически здорового и весьма опытного спелеолога – это что-то необычное и тревожное.

В последующие часы в пещеру не входил никто - примерно до 12:30. Затем прибыли Игорь и Елена Беднарские, чтобы начать выемку снаряжения. Им сообщили о загазованности – они не поверили и ушли вниз. Недоверие понятно: никогда ранее газовых аномалий в шахте Вдовиченко никто не наблюдал.

Когда группа выемки вернулась – у её участников появились те же симптомы, что и у нас: сонливость, сильная усталость, одышка. В полной мере самочувствие участников экспедиции пришло в норму только 22..23 ноября.

Физика и химия

Что же произошло в пещере? Откуда там взялся газ и какой? Почему он появился именно в этот момент, а не раньше или позже?

Первое, что приходит в голову: «Сами надышали». Действительно, численность людей, побывавших под землёй в это посещение, превысила аналогичные цифры предыдущих выездов на Вдовиченко. Но не настолько, чтобы дыхание спелеологов вызвало такое изменение обстановки.

Второй возможный источник газов – огонь. Точнее, два источника: костёр и двигатель внутреннего сгорания, питавший генератор. Костёр в воронке Вдовиченко был небольшим – ещё меньше, чем две недели назад. А вот генератор был вдвое мощнее прежнего – и, соответственно, со вдвое большим выхлопом.

Однако, и это объяснение нельзя считать достаточным: ведь в прошлый раз признаков загазованности под землёй не было отмечено вообще. Значит, были важные отличия в траектории движения дымовых газов. И здесь уже следует обратить внимание на погоду.

Напомню: с точки зрения дыма, атмосфера может находиться в одном из трёх основных состояний: конвекции, ветрового переноса, инверсии. Перенос – это когда дым уносит ветром в сторону быстрее, чем он уйдёт вверх или вниз под действием архимедовой силы. Конвекция – это когда дымовые газы, будучи легче окружающего воздуха в силу своей нагретости, уходят вверх. Инверсия – это когда дым охлаждается непосредственно у выхлопной трубы до температуры окружающего воздуха. В результате аэрозоли и тяжёлые газы, входящие в состав дыма, спускаются вниз.

В ночь с 20 на 21 ноября ветра не было – соответственно, не было и переноса. В отличие от ночей предыдущего выезда, в эту в Сусанинском лесу стоял густой туман. Туман – это взвесь капель воды, обладающих очень большой теплоёмкостью и сумарной поверхностью теплообмена с дымом. Это – классические условия инверсии.

Кроме того, в силу природного годового хода температур, в этот раз наружный воздух оказался холодней и плотней внутрипещерного – что способствовало втягиванию выхлопа в пещеру.

Итак, выхлопные газы генератора, охладившись непосредственно после выхода из трубы, устремляются вниз через входной колодец пещеры и ближайшие непроходимые для человека нисходящие щели. Все эти проходы ведут в шахту Вдовиченко, где работают люди.

В состав выхлопных газов входят: азот, углекислый газ, водяной пар, угарный газ, окислы азота. Что из этого «букета» могло проникнуть на 150-метровую глубину?

В первом колодце (т. е. примерно до 50-метровой глубины) произошло выравнивание температур спускающегося выхлопа и пещерного воздуха. Выхлоп принял температуру пещеры – т. е. около +10 градусов. Дальнейший спуск лёгких дымовых газов (моноксида углерода и свободного азота) прекратился. Лёгкие газы пошли обратно, вверх. А тяжёлые трёхатомные газы (двуокись углерода, закись и двуокись азота) пошли вниз дальше, подвергаясь частичному осаждению и гидратации.

Достигнув донной части пещеры, тяжёлые оксиды стали там скапливаться, вытесняя свободный кислород и свободный азот, что составляют обычный воздух, пригодный для дыхания. Именно эти явления и обнаружили мы, пытаясь зажечь огонь и наблюдая собственное состояние.

По наблюдениям некоторых участников нашей группы, тяжелее всего дышалось за калибром -100. Впечатление было такое, будто газ опустился вниз, минуя предыдущие колодцы, по которым спускались люди. Вероятно, закалиберный колодец, пока никем не пройденный в восходящем направлении, сообщается с поверхностью через одну из тех непроходимых щелей, к которым была обращена выхлопная труба бензогенератора.

Техника безопасности

Случай в шахте Вдовиченко в ночь на 21 ноября – один из тех, когда курение принесло пользу для здоровья: неудачные попытки прикурить дали информацию о недостаточном содержании кислорода в воздухе.

При выходе мы принимали дополнительные меры предосторожности на случай внезапного засыпания на трассе. В частности, я закольцовывал жумар карабином (чего обычно при подъёме по верёвке спелеологи не делают).

Оказалось, что самостоятельный выход со 150-метровой глубины на поверхность при углекислотном отравлении возможен, но занимает очень много времени и воспринимается как большая физическая нагрузка.

После выхода на протяжении 1…2 суток наблюдаются боли в мышцах, обусловленные скоплением молочной кислоты – продукта бескислородного обмена веществ. При интенсивных спортивных тренировках это происходит, так как лёгкие, сердце и сосуды не успевают поставлять достаточное количество кислорода мускулам; а в описанном случае – так как достаточного количества кислорода во вдыхаемом воздухе просто не было.

Что делать дальше? Дальше размещать генератор. Лучше – в соседнюю воронку, чтоб и выхлоп уходил в соседнюю пещеру, в которую люди в ближайшее время не собираются. Может быть – и наземный пост с костром разместить там же.

И хотя бы две недели в шахту Вдовиченко не ходить, дав возможность накопившимся в ней оксидам выветриться или вступить в реакцию с горными породами. Кстати, углекислый газ, реагируя с породой, переведёт кальцит в растворимую гидрокарбонатную форму, что поспособствует дальнейшему росту пещеры.


Комментарий медика спелеоэкспедиции "Вдовиченко-2010" Александра Зверховского:

Теги: спелеология, Ай-Петри, шахта Вдовиченко, газ
Автор: Дмитрий Киселёв, 4sport.ua
Просмотров: 5766
Опубликовано 2010-11-24 в спелеология

comments powered by Disqus