| Coalbrookin hiilikaivoksen katastrofi | |
|---|---|
| Tyyppi | Maanalaisen kaivoksen romahtaminen |
| Maa | Etelä-Afrikan unioni |
| Paikka | Modernin Sasolburgin kaupungin alue |
| päivämäärä | 21. tammikuuta 1960 |
| kuollut | 437 |
| Etelä-Afrikalla, Etelä-Afrikan unionilla ei ole vielä sijaintikartta . | |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Coalbrookin hiilikaivoksen romahtaminen - Etelä-Afrikan tasavallan [1] [2] kaivosteollisuuden suurin ihmisen aiheuttama katastrofi - tapahtui 21. tammikuuta 1960. Katastrofivyöhykkeellä maan alla olleista 438 kaivostyöläisestä vain yksi selvisi [3] . Suurin syy romahdukseen oli kivihiilen louhinta kaivoksesta enemmän kuin geologiset olosuhteet ja käytetyt tekniikat sallivat. Johtajat pienensivät systemaattisesti ei -irrotettavien pilarien ja kammioiden välisten esteiden kokoa . 1] , joka tuki holveja ja heikensi siten niiden kantokykyä. Vuoden 1959 lopulla kaivoksen loppuun kuluneen, passiivisen kokeellisen osan vahingossa romahtaminen aiheutti hiilisauman yläpuolella sijaitsevan doleriittilaatan murtumisen . Vaara jäi huomaamatta, ja 24 päivää myöhemmin pelastuspaikan läheisyydessä tapahtui sarja katastrofaalisia pilarien ja esteiden romahduksia, jotka tuhosivat kaivoksen koko itäosan - 324 hehtaaria kaivoksia [4] .
Coalbrookin kaivos perustettiin vuonna 1905 maalle 100 km Johannesburgista etelään nykyaikaisen Sasolburgin kaupungin rajojen sisällä [5] [6] . Tämän esiintymän hiilivarannot koostuvat kolmesta saumasta [5] [6] . Arvokkain kerros nro 2 , noin 6 m paksu , sijaitsee noin 140 m :n syvyydessä pinnasta, eikä siinä ole käytännössä minkäänlaista notkoa , lukuun ottamatta esiintymän laitamilla olevia vaikeapääsyisiä alueita [k. 2] . Sen ylä- ja alapuolella ovat kerrokset nro 1 ja nro 3 , vastaavasti enintään 2 m ja 3 m paksut ja jotka erotetaan kerroksesta nro 2 liuske- ja kalkkikivikerroksilla [5] [6] . Säiliön nro 1 ja pinnan välissä on kova doleriittilaatta , jonka paksuus on noin 40 m [5] [6] .
Kaivoksen ensimmäisinä toimintavuosikymmeninä kivihiilen louhintaa tehtiin yksinomaan saumalla nro 2 käyttämällä huone-pilarijärjestelmää [k. 1] ilman toteutettujen töiden romahtamista. Kehittämissuunnitelma laadittiin konservatiivisesti: vierekkäisten kammioiden akselien välinen etäisyys oli 24,4 m ja kunkin kammion leveys ei ylittänyt 7,3 m - joten puhdistuksen jälkeen jäljelle jääneiden pilarien (kammioiden väliset tukipilarit ) mitat olivat n. vähintään 14 × 14 m [5] . Vierekkäisten paneelien välisten esteiden (nauhapylväiden) leveys oli myös 24,4 m ja pinnan korkeus vain 2,4 m [5] . Jäljellä olevan sauman yläosan louhintaa ei tehty näiden hiilen heikon laadun vuoksi, ja käytetystä alaosasta yli puolet varastoista jäi pilareihin [5] [6] . Vuodesta 1932 lähtien kaivoksen johto alkoi johdonmukaisesti tiivistää toimintaa [5] . Vuoteen 1949 mennessä kammioiden keskipisteiden välinen etäisyys pieneni 18,3 metriin , jolloin kammioiden välisten pylväiden koko pieneni ja paneelien välisten pylväiden paksuus 12,2 metriin [5] . Lisäksi tehtiin kivihiilen "taskujen" lisääminen tukipilareista, mikä heikensi entisestään niiden kantokykyä [5] . Näiden toimenpiteiden ansiosta hiilen tuotanto kasvoi vuoteen 1950 mennessä 1600 tonniin päivässä [5] .
Suurin osa kaivostyöläisistä oli mustia naapurimaalaisesta Basutolandista ja Portugalin Itä-Afrikan alueelta [9] . Prikaatin, ohjaajien ja räjähdepäälliköiden paikat määrättiin laillisesti valkoisille [10] [11] ; itse asiassa vaarallisia räjäytystöitä tekivät myös mustat [12] [11] . Useimmat mustatyöläiset oppivat ammattinsa työssä. Vain harvat, erityisesti valitut ja testatut työntekijät, jotka ottivat maanalaisessa työssä linkin ( eng. pomopoikien ) paikat ja hallitsivat tavallisten afrikkalaisten joukkoja [13] [14], saivat ammatillisen koulutuksen .
Vuonna 1950 kaivoksen omistajat voittivat tarjouskilpailun hiilen toimittamisesta uuteen voimalaitokseen [5] , jota suunniteltiin rakennettavaksi Cragbroniin [k. 3] . Sopimuksen täyttämiseksi oli tarpeen nostaa Coalbrookin kivihiilen tuotanto 10 tuhanteen tonniin päivässä neljän vuoden kuluessa rakentamisesta, mutta energiainsinöörien kutsumat asiantuntijat epäilivät kaivoksen kykyjä [5] . Heidän mielestään sauman nro 2 heikko kantavuus ei sallinut pintakorkeuden nostamista yli 2,9 m :n, kun taas tämän kerroksen hiilestä vähintään 60 % tulisi jättää pilareihin [5] . Omistajat eivät olleet samaa mieltä asiantuntijoiden kanssa ja alkoivat lisätä tuotantoa väkisin [5] . Kaivoskentän mitat kasvoivat 5,6 kilometriin länsi-itä-akselilla ja 3,7 kilometriin pohjois-etelä-akselilla [3] . Vuoteen 1957 mennessä kasvojen korkeus oli kasvanut kaikkialla kaivoksessa 4,3 metriin ja joissakin sen osissa jopa 5,5 metriin , mikä aiheutti sarjan paikallisia, mutta ei katastrofaalisia romahduksia [5] . Kaivostarkastajien väliintulon jälkeen yritys joutui vähentämään kasvojen korkeutta 4,3 metriin ; vuotuinen tuotanto vuonna 1958 oli "vain" 2,26 miljoonaa tonnia - 17 kertaa enemmän kuin vuonna 1954 [5] .
Kaivoksen omistajat, jotka olivat tyytymättömiä saavutettuihin määriin, päättivät kasvattaa niitä ajamalla vanhat työt uudelleen - kasvojen korkeutta nostamalla ja osittaisella valinnalla aiemmin hylätyistä pilareista [5] [6] . Tämän päätöksen testaamiseksi he suorittivat kokeellisen uudelleenpuhdistuksen vuonna 1952 suunnitellussa paikassa nro 10 , joka sijaitsee kaivoskentän pohjoisella laitamilla [5] [6] . Lännestä siihen liittyi kerros, jota ei ole vielä koskenut uppoaminen, idästä sijoittuivat kaivoksen tärkeimmät toiminta-alueet [5] . Kokeen turvallisuuden ja oikeellisuuden kannalta se olisi pitänyt tehdä vanhemmilla kaivoskentän länsipuolella sijaitsevilla kohteilla, mutta mukavuussyistä johto valitsi kymmenennen kohteen [5] .
Kokeellinen työ - säiliön yläosan puhdistaminen, pylväiden mittojen pienentäminen, "taskujen" kaivaminen supistetuista pilareista - vaikutti 3 hehtaarin alueelle ja saatiin onnistuneesti päätökseen maaliskuuhun 1959 mennessä [5] . Kokeen aikana ei sattunut hätätilanteita, ja johto antoi luvan levittää uutta käytäntöä koko sivustolle [5] [17] . Sillä välin myös sen viereisillä alueilla tuotanto jatkui, mikä heikensi jatkuvasti säiliön kantokykyä [5] . Kaivoksella ei ollut keinoja mitata tai edes arvioida sitä - insinöörit luottivat vain omaan kuuloonsa ja näkökykyynsä [5] [6] .
Noin kello 19.00 28. joulukuuta 1959 kymmenes osa romahti. Kivimassat hautasivat uupuneen "koepaikan" ikuisesti [5] . Onneksi tapaus sattui ei-työvuorossa, kun työmaalla ei ollut yhtään kaivostyöläistä [5] [6] . Vain yksi ihminen, joka oli kaukana sortumapaikasta, kaatui odottamattoman ilmavirran johdosta ja loukkaantui [5] . Edellisen päivän vuorossa viereisellä työpaikalla työskennelleissä työntekijöissä tehty tutkimus ei paljastanut mitään merkkejä lähestyvästä romahduksesta [5] . Romahduksen jälkeen muodonmuutosholvien ja pylväiden ääni kuului selvästi tällä alueella, mutta kolmessa päivässä ne vaimenivat kokonaan [5] [6] . Yritys piti tapauksen mieluummin salassa, ja kaivoksella 11. tammikuuta vieraillut tarkastaja ei löytänyt mitään epäilyttävää [5] [18] .
| Henkilöstön lähettäminen klo 16.00 21. tammikuuta [18] |
Romahduksen leviäminen 21. tammikuuta klo 19.00-19.20 [19] |
Romahduksen valmistuminen 21. tammikuuta klo 19.20 jälkeen [19] |
Noin klo 16.00 21. tammikuuta 1960 maan alla työskennelleet kaivostyöläiset kuulivat kovaa ääntä - eräänlaisia "laukauksia" joulukuussa romahtaneen tehtaan puolelta - ja pylväiden tyypillisen halkeilun. asettuminen liiallisesta kuormituksesta [5] . Vuoropäällikkö keskeytti työn ja johti ihmiset ulos kaivoksista; matkan varrella ne kaatui alas voimakkaasta tuulenpuuskasta kohteen numero 10 suunnasta [5] . Noin kello 16.20 havaittiin samanlaisia ääniä ja ponnahduksia paikan nro 10 eteläpuolella [4] . Klo 16.45 seismografit rekisteröivät maanjäristyksen , jonka voimakkuus oli 0,5 Richterin asteikolla [4] . Maanalaisen työn johtaja ja kaivoksen vt. johtaja (johtaja itse oli lomalla sinä päivänä) menivät välittömästi maan alle selvittämään tilannetta. Kuten kävi ilmi, kaikki ilmanvaihtohypyt [k. 4] paikan nro 10 läheisyydessä tuhoutuivat [4] . Metaanin pitoisuus ilmassa nousi, mutta hiilimonoksidista ei ollut jälkiä - mikä sulki pois version palopatruunan räjähdyksestä [4] . Maan pinnalle paikan nro 10 yläpuolelle muodostunut kuoppa [4] .
Tilanteen arvioinnin jälkeen johtajat totesivat, että vajoaminen poisti osan nro 10 yläpuolella oleviin kiviin kertyneen ylimääräisen jännityksen , eikä se enää aiheuta vaaraa [4] . Kaksi paikan nro 10 vieressä olevaa paikkaa suljettiin ja evakuoitiin, loput jatkoivat työtä [4] . Pieni ryhmä kaivostyöläisiä ryhtyi kunnostamaan ilmanvaihtokantoja, ja suurin osa oli edelleen keskittynyt kahdelle vastakkaiselle, eristetylle alueelle kaivoskentän luoteeseen ja itäreunalle [18] . Kukaan kaivoksella ei tiennyt, että samalla pinnalla kasvoi halkeama, joka oli 1,2 km :n pituinen kello 18.30 mennessä [14] . Vasemmistolaisen New Age -sanomalehden myöhempien raporttien mukaan viiden afrikkalaisen kaivosmiehen ryhmä yritti paeta pintaan, mutta vartijat pysäyttivät heidät [21] . Kaksi kapinallista joutui pidätykseen, kolme suostui palaamaan kaivokselle, mutta onnistui viime hetkellä vapautumaan [21] . Todennäköisesti Durbanin yliopiston professori Dennis Schauffer uskoo, että kaivostyöläiset arvasivat lähestyvästä katastrofista rottien epätavallisen, paniikkikäyttäytymisen perusteella [14] . Shaufferin mukaan johtajat eivät menneet maan alle ratkaistakseen teknisiä ongelmia, vaan pakottaakseen kaivostyöläiset työskentelemään [14] .
Kello kahdeksannen aikoihin illalla ilmanvaihtokantoja kunnostaneet työntekijät kuulivat kasvavaa pautoa hätätilan kymmenennen osan puolelta; samaan aikaan laitteet havaitsivat metaanin vapautumisen [4] . Kaivostyöläiset ryntäsivät juosten, mutta matkan varrella voimakas ilma- ja pölyvirta kaatui heidät [4] . Hurrikaani ei laantunut kymmeneen minuuttiin, mikä esti ihmisiä nousemasta ylös; klo 19.26 seismografit tallensivat viiden minuutin vapinasarjan alun, jonka voimakkuus oli 1,0 Richterin asteikolla [4] . Kun pyörretuuli vähitellen laantui, ihmiset alkoivat juosta [4] . Kuten myöhemmin kävi ilmi, kaikki luoteisalueiden korjaajat ja työntekijät pääsivät turvallisesti pintaan; itäosien 438 työntekijästä yksikään ei päässyt ulos [4] . Kaivoksen johtajat laskeutuivat jälleen maan alle ja havaitsivat, että kaikki itäosien kulkuväylät olivat romahtaneen kiven tukkimia [4] . Vain yksi 438:sta kadonneesta, joka työskenteli hiilen vetämisessä keskipaalutuskoneelle , löydettiin elossa ja tuotiin pintaan [4] .
Pintatutkimus osoitti, että alueen 10 yläpuolella olevan vaudon halkaisija oli 150 metriä ja syvyys 1,8-2,1 metriä [4] . Siitä itään, noin 324 hehtaarin alueella , halkeamaverkosto levisi ja pinnan taso laski keskimäärin 0,5 metriä [4] . Joten kävi selväksi, että maanalainen romahdus vaikutti kaivoskentän koko itäosaan. Tukipilarit, kuten dominoluut , romahtivat yksi kerrallaan kuormituksen alaisena. Ketjureaktio pysähtyi vasta saavuttuaan työskentelyn rajalle tai vanhaan leveäpilariin [4] .
Useita viikkoja kestänyt pelastusoperaatio herätti kaikkien maan valtakunnallisten sanomalehtien ja radioasemien toimittajien huomion [22] sekä Etelä-Afrikan poliisin erikoisosaston ( English Special Branch ) [21] . Pelastajat ymmärsivät heti, että ainoa tapa päästä kaivoksen itäosille oli maanpinnalta. Kaivoskentän laitamilla otettiin käyttöön porauslaitteita , jotka toimitettiin kiireellisesti viereisistä kaivoksista [11] . Doleriittilaatta kesti poranteriä pitkään ; vain yksitoista päivää katastrofin jälkeen ensimmäinen kaivo saavutti tyhjiöt paikassa, jossa kivihiilen louhinta oli äskettäin tapahtunut [11] . Kaivoon laskettu mikrofoni tallensi vain putoavien vesipisaroiden äänen [11] . Muiden kaivojen anturit löysivät täysin tulvivia tyhjiöitä, korkeat metaanipitoisuudet, mutta ei elonmerkkejä [4] .
Muutamaa päivää myöhemmin operaatio peruttiin; 437 ihmistä julistettiin kuolleiksi. Heidän joukossaan oli kuusi valkoista kaivostyöntekijää [11] ja 210 mustaa ihmistä Portugalin itäafrikkalaisista alueista [21] ; loput kuolleista kuuluivat eteläafrikkalaisille heimoille Basutolandista [9] . Valkoisten kaivostyöläisten lesket saivat elinikäisiä eläkkeitä 30–75 Etelä-Afrikan puntaa kuukaudessa [23] . Mustat lesket saivat vain kertaluonteisia etuuksia, jotka eivät ylittäneet 252 Etelä-Afrikan puntaa ja joita maksettiin kuukausittain 3-4 puntaa [23] [24] .
Paikallishistorioitsija Horst Müllerin mukaan kaivoksen kivihiilen louhinta aloitettiin uudelleen 18. maaliskuuta 1960. Maaliskuussa 1961 tapahtui toinen romahdus, ja kaivoksen pohjoinen osa sekä pääkuilu, pohjoinen, suljettiin pysyvästi. Kaivoskentän eteläosassa, jota palvelee erityinen eteläinen kuilu, jatkettiin vuoteen 1990 [25] .
Toimittaja Benjamin Pogrund muistelmien mukaan jo ensimmäisinä päivinä katastrofin jälkeisinä päivinä syntyi sitkeitä huhuja, että se johtui suuremman osuuden kivihiilestä louhinnasta kuin kallion kantokyky salli [11] . Valtion viranomaiset kannattivat yleisesti tätä mielipidettä, mutta ne eivät tavoittaneet kaivoksen omistajia ja johtajia [11] [26] , vaan rajoittuivat suosituksiin tulevaisuutta varten [4] . Mielipide hiilen liiallisesta louhinnasta ja "optimoitujen" pilarien riittämättömästä turvamarginaalista on noussut ammattikaivostyöläisten keskuudessa vallitsevaksi [4] . Tämän hypoteesin puitteissa paikan nro 10 yläpuolella olevan doleriittilaatan vika [27] tuli tapahtuman välittömäksi "syylliseksi" . Normaaliolosuhteissa laatta havaitsi ja jakoi uudelleen päällekkäisten kalliokerrosten kuorman, suojaten tukipilareita liialliselta kuormitukselta [27] . Ensimmäisen tauon jälkeen aikoinaan monoliittinen laatta murtui ja siitä tuli irtonainen uloke ; toisen katkon jälkeen näiden konsolien vapaat päät puristivat ja tuhosivat itäosien ylikuormitetut, pienikokoiset pilarit aiheuttaen romahtamisen ketjureaktion [27] . Vanhojen länsi- ja eteläosien suuret pilarit säilyivät [4] . Myös luoteisosien pienet pilarit kestivät kuormituksen, sillä niitä suojattiin massiivisilla paneelien välisillä esteillä [4] .
Kaivostyöläiset tarvitsivat kipeästi luotettavan menetelmän tukipilarien lujuuden laskemiseen; siihen liittyvä kaivosholvien vahvuusongelma jäi toistaiseksi taustalle [27] . Pitkään tunnetut materiaalien kestävyyskaavat soveltuivat huonosti hiilikaivoksille, koska kivihiilen ominaisuudet olivat laajalti levinneet ja menetelmien puuttuminen näytteiden ominaisuuksien ekstrapoloimiseksi suuriin pylväisiin ja esteisiin [27] . Tutkijat keskittyivät toisaalta hiilen lujuusominaisuuksien testaamiseen ja toisaalta jo tapahtuneiden romahdusten tietojen tilastolliseen käsittelyyn [27] . Vuonna 1967 Etelä-Afrikassa työskennelleet Miklos Salamon ja A. Munro esittivät yhteenvedon 27 romahtaneen ja 92 käyttökelpoisen pilarin ominaisuudet, ehdottivat Salamon-Munron empiiristä kaavaa , josta tuli klassikko [27] . Salamonin ehdotuksesta käsite "turvatekijä" ( englanninkielinen turvallisuustekijä ) - pilarin ulottumaton ominaisuus, joka kuvaa sen romahtamisen todennäköisyyttä, tuli englanninkielisen maailman kaivostyöläisten jokapäiväiseen elämään [27] .
Salamonin empiirinen menetelmä, joka perustui vain romahtamistilastoihin, ei vaatinut tarkkoja mittauksia ja työvoimavaltaisia laskelmia, mutta siinä oli perustavanlaatuinen haittapuoli - riippuvuus mallin taustalla olevien historiallisten tietojen valikoimasta [27] . Tästä syystä seuraavina vuosikymmeninä tekniikkaa jalostettiin useita kertoja uusimmat tiedot huomioon ottaen [27] . 1990-luvulta lähtien tutkijat ovat käyttäneet erillisiä kirjanpitotilastoja kaivoksista, joissa on vahvaa ja heikkoa hiiliä (jotka sisältävät kaikki Vaal-altaan kaivokset , mukaan lukien Colebrook) [27] . 2000-luvun alun arvioiden mukaan Salamon-Munron menetelmästä peräisin olevien turvallisuusstandardien johdonmukainen soveltaminen mahdollisti Etelä-Afrikan kaivosten romahtamisen todennäköisyyden nelinkertaistamisen noin menetysten kustannuksella. 600 miljoonaa tonnia hiiltä ei-hyödynnettävissä pilareissa [28] .