«Россия молодая»: умные решения для безопасного труда

В КузГТУ продолжается XVII Всероссийская научно-практическая конференция «Россия молодая». В направлении «Безопасность жизнедеятельности, промышленная безопасность и охрана труда» особое внимание уделили проектам и решениям, направленным на снижение аварийности и травматизма на предприятиях путём цифровизации и инновационных подходов переработки.

Как технологии меняют работу шахт и разрезов

Магистрант направления «Техносферная безопасность» горного института КузГТУ Вячеслав Сытников рассказал о важности цифровизации для промышленной отрасли.

Суть всех предлагаемых решений, который предоставил Вячеслав, заключалась в создании комплексной цифровой экосистемы, которая позволяет добиться эффективной работы горнодобывающих предприятий, улучшит условия труда и повысит уровень безопасность при добыче полезных ископаемых.

Представьте себе современную шахту, где всё работает как часы, а риск для сотрудников минимален. Именно к этому стремятся современные предприятия, – подчеркнул автор работы.

Сегодня горнодобывающая отрасль благодаря инновационным цифровым технологиям переживает существенную трансформацию. Предприятия хотят не только повысить объемы добычи полезных ископаемых, но и сделать это безопаснее и эффективнее, заботясь об окружающей среде и условиях труда своих сотрудников.

Среди ключевых направлений цифровой трансформации выделяются внедрение систем мониторинга, автоматизации процессов, интернет вещей (IoT) и применения инновационных подходов, таких как виртуальная реальность (VR), дополненная реальность (AR) и экзоскелеты, – пояснил автор исследования.

Внедрение умных датчиков, следящих за состоянием оборудования, помогает автоматизировать работу. Опираясь на точные данные, предприятия меньше тратят на обслуживание, оперативнее принимают решения. Работа автономных машин – самосвалов, экскаваторов и погрузчиков – также повышает безопасность и делает производство более эффективным.

Помогают современные технологии и в подготовке к аварийным и внештатным ситуациям. Используя виртуальную реальность без риска для здоровья и жизни, сотрудники горнодобывающих предприятий могут отрабатывать самые сложные операции в безопасной обстановке.

Не менее важным инструментом является дополненная реальность. Находясь на рабочем месте и используя специальные очки, рабочие получают необходимую информацию, могут голосом управлять техникой и даже получать помощь от удалённого эксперта, словно он находится рядом.

Умные камеры с искусственным интеллектом также обеспечивают безопасность на производстве. Они следят, чтобы сотрудники носили защитные средства, быстро выявляют опасные ситуации и помогают предотвратить аварии. А здоровье рабочих контролируют специальные цифровые системы, которые получают данные от приборов, анализируя пульс, давление и уровень кислорода в крови, и в случае возникновения проблем оповещают руководство.

Как рассказал Вячеслав Сытников, предприятия Кузбасса активно внедряют новые технологии. Так, на шахтах «Алардинская», «Грамотеинская», «Осинниковская» и «Сибиргинская» уже работают умные системы контроля, благодаря которым специалисты управляют оборудованием удалённо с диспетчерских пунктов, а датчики следят за его состоянием. В рамках цифровизации «Кузбассэнергоуголь» внедряет системы для удаленного управления работой техники. В частности, это касается карьерных экскаваторов и большегрузных машин, которыми можно управлять с удаленных диспетчерских станций.

Отметим, что в 2024 году компания «АЛРОСА» получила награду за лучшие цифровые решения в горной промышленности, а проект «КРУ-Взрывпром» был отмечен специальным призом. Это показывает, что предприятия Кузбасса и других регионов успешно внедряют современные технологии, стремясь сделать производство безопасным и успешным.

Утилизация метана из угольных шахт: от проблемы к решению

Виктория Буреева, первокурсница направления «Техносферная безопасность», в своём докладе подняла серьёзную тему, которая касалась утилизации метана из разрабатываемых угольных пластов.

Учёные ведут активные исследования по поиску наиболее эффективных способов переработки этого взрывоопасного газа. Одним из перспективных направлений на сегодня – разработка биотехнологических способов с использованием бактерий-метанотрофов.

Как пояснила Виктория, утилизация метана несет в себе множество преимуществ. С экономической точки зрения его переработка даёт возможность существенно сократить затраты на добычу угля – на 3-4 %. Это позволяет снизить расход топлива для внутренних нужд угледобывающего предприятия и увеличить прибыль. И что важно – повысить безопасность труда горняков. Огромное значение также имеет экологический аспект переработки метана. Предотвращение его выброса из вентиляционных систем шахт в атмосферу значительно улучшит экологическую ситуацию.

Метан является ценным сырьем для химической промышленности. Из него можно производить водород, аммиак, метанол, ацетилен, азотную кислоту, формалин и различные производные, которые служат основой для создания пластиков и искусственного волокна, – рассказала Виктория.

Кроме того, студентка отметила, что в последние годы особое внимание уделяется изучению метаболизма метанотрофов – группе аэробных бактерий, которые используют метан как источник углерода и энергии. Эти исследования направлены на разработку новых технологий для биологического синтеза продуктов, которые можно использовать в хозяйственных и медицинских нуждах: биодобавки, биополимеры, биопротекторы, новые виды биотоплива, экологически чистые препараты и биоаналитические агенты.

Наиболее перспективное направление – микробный синтез белковых веществ. Этот метод позволяет нарастить биомассы микроорганизмов значительно быстрее по сравнению с растениями и животными – в 500 и до 5000 раз соответственно.

Таким образом, биомасса бактерий, развивающихся на метане – ценный продукт с высоким содержанием белка и витаминов, включая все незаменимые аминокислоты. В её состав также входят углеводы, липиды и минеральные соли. По своему аминокислотному составу и содержанию витаминов биомасса метанотрофов сопоставима с такими источниками белка как дрожжи, рыбная и соевая мука, а также сухое молоко.

Как объяснила автор работы, использование метана для производства белка бактериями-метанотрофами имеет ряд существенных преимуществ. В первую очередь из-за удобной транспортировки по сравнению с жидкими углеводородами. Кроме того, это эффективный способ решения проблемы утилизации метана, который выделяется на угольных шахтах и свалках твёрдых бытовых отходов, что положительно влияет на экологическую обстановку, сокращая «парниковый эффект».

В настоящее время целью исследований является выявление самого эффективного способа переработки метана. В дальнейшем планируется проведение лабораторных исследований совместно с ФИЦ УУХ СО РАН, – пояснила Виктория Буреева.

Всего в направлении «Безопасность жизнедеятельности, промышленная безопасность и охрана труда» студенты представили 17 работ, в которых затронули актуальные производственные задачи: аварийность и травматизм на предприятиях угольной отрасли, обеспечение безопасности работников опасных объектов, модернизация системы обучения по охране труда, динамика профессиональной и учебной мотивации студентов и многое другое.