Спасение шахтёров в Кьюкрике: 77 часов под землёй

Введение

Спасательная операция на шахте Квикрик в штате Пенсильвания, США, произошла в округе Сомерсет, когда девять шахтеров оказались заблокированными под землей более чем на 77 часов, с 24 по 28 июля 2002 года. Все девять шахтеров были спасены.

Несчастный случай

24 июля восемнадцать шахтеров на шахте Квикрик (Quecreek Mine) в Линкольнском тауншипе, округ Сомерсет, штат Пенсильвания, принадлежащей компании Black Wolf Coal Company, случайно вскрыли заброшенную, плохо документированную шахту Saxman Coal / Harrison #2, затопив камерно-столбовую систему выработок шахты приблизительно водой. Шахты Саксман и Квикрик расположены в угольном пласте Верхнего Киттанинга. Мощность верхнего киттанинговского пласта в данной местности варьируется от и имеет угол наклона от 1,7 до 2,3 градусов (3–4 процента) в северо-западном направлении. Структурная геология района привела к тому, что затопленная выработка отработанной шахты Саксман располагалась на большей высоте, чем действующая шахта Квикрик. Шахта Саксман была расположена вдоль оси антиклинальной структуры Босуэлл-Купол, а шахта Квикрик – на западном фланге антиклинали. Шахта была открыта компанией Quemahoning Creek Coal Company в 1913 году как Quecreek No. 2. Компания Saxman Coal and Coke Company приобрела шахту в 1925 году и разрабатывала её до 1963 года с перерывом в период с 1934 по 1941 год. Шахта также именовалась Саксман, Харрисон и, в последнее время, Харрисон No. 2. 24 июля шахтеры работали в 1-м Левом забое. 1-й Левый забой был проложен по наклонному углу от основных выработок на расстояние около 3100 футов (945 м). Затопленная заброшенная шахта располагалась непосредственно выше границы лицензии на разработку шахты Квикрик No. 1 в угольном пласте Верхнего Киттанинга. Около 9 вечера в среду, 24 июля, восемнадцать шахтеров находились в опасности на глубине 240 футов (73 м) под землей, под полями фермы Дормел, когда при продвижении работ на восток была вскрыта затопленная шахта Саксман. Вода прорвалась по забою и начала затапливать выработку, и девять шахтеров, работавших в 1-м Левом забое, использовали шахтную телефонную связь, чтобы предупредить другую группу из девяти шахтеров в 2-м Левом забое о необходимости немедленной эвакуации. Эти шахтеры смогли покинуть шахту около 9:45 вечера и предупредить других, после чего в 9:53 вечера был сделан звонок в службу 911. Однако шахта затапливалась слишком быстро, чтобы шахтеры в 1-м Левом забое могли эвакуироваться. Дважды они пытались пройти по тоннелям высотой около 3000 футов (914 м) к стволу, который должен был вывести их на поверхность, но и эти тоннели были затоплены. На поверхности полиция штата Пенсильвания охраняла шахту Квикрик к 10:30 вечера и распорядилась, чтобы репортеры отправились в местную церковь на пресс-конференцию, запланированную на более позднее время. Капитан полиции штата Роберт Барнс-младший также позвонил семьям пропавших шахтеров, попросив их прибыть в пожарную часть Сипесвилла для получения дополнительной информации. Около 11 вечера Барнс также попросил пастора Объединенной методистской церкви Барри Ритеноура остаться на ночь в пожарной части с семьями. Кроме того, с 11:30 вечера до полуночи велись поиски буровой установки, способной пробурить отверстие достаточного размера для подъема людей из шахты. Одна такая установка была найдена в Кларксбурге, штат Западная Вирджиния. Уровень воды в шахте продолжал повышаться в течение утренних часов четверга, 25 июля. В течение этого периода уровень воды поднялся до портала (от входа в портал шахты) следующим образом:

On July 24, eighteen coal miners at the Quecreek Mine (/k//juː//.//k//r//i//k/) in Lincoln Township, Somerset County, Pennsylvania, owned by Black Wolf Coal Company, accidentally dug into the abandoned, poorly documented Saxman Coal / Harrison #2 Mine, flooding the room and pillar mine with an estimated of water. Both the Saxman Mine and Quecreek Mine are in the Upper Kittanning coal seam. The Upper Kittanning seam locally ranges in thickness from and dips 1.7 to 2.3 degrees (3 to 4 percent) to the northwest. The structural geology of the area caused the flooded mine void of the shallower Saxman Mine to be at a higher elevation than the active Quecreek Mine. The Saxman mine was located along the axis of the anticlinal Boswell Dome and the Quecreek Mine on the western flank of the anticline. The mine was opened by Quemahoning Creek Coal Company in 1913 as Quecreek No. 2 mine. Saxman Coal and Coke Company purchased the mine in 1925 and mined it until 1963 with an idle period from 1934 through 1941. The mine had also been named Saxman, Harrison, and most recently, Harrison No. 2. The miners were working on July 24 in the 1 Left panel. The 1 Left panel was driven up dip from the Mains for approximately 3100 feet (945 m). The flooded abandoned mine was located immediately up dip of the Quecreek #1 mine permit boundary in the Upper Kittanning coal seam. At approximately 9p. m. on Wednesday, July 24, the eighteen miners were in danger 240 feet (73 m) underground, below the fields of Dormel Farm when the flooded Saxman mine was breached as the mining progressed eastward. Water had broken through the face and was inundating the entry, and the nine miners in the 1 Left panel area used the mine's phone system to notify the other group of nine miners in the 2 Left panel to evacuate immediately. These miners were able to escape at around 9:45p. m. and alert others, and a 911 call was made at 9:53p. m. However, the mine was flooding too rapidly for the miners in the 1 Left panel area to evacuate. Twice they tried to travel in the four foot high tunnels over 3,000 feet (914 m) to a shaft that would lead them to the surface, but these were also flooded. Back on the surface, Pennsylvania State Police were guarding the Quecreek mine site by 10:30p. m., and instructed reporters to go to the local church for a press conference scheduled to occur later that night. State Police Cpl. Robert Barnes Jr. also telephoned families of missing miners asking them to come to the Sipesville firehouse for more information. Around 11p. m., Barnes also asked United Methodist pastor, Barry Ritenour, if he could spend the night at the firehouse with the families. In addition, calls were made between 11:30pm and 12am to find a drill that could bore a hole big enough to raise men from a mine. One was located in Clarksburg, West Virginia. Water continued to rise in the mine during the morning hours of Thursday, July 25. During this time period, water levels rose to the portal entrance (by means inward from mine entrance portal), as follows:

Время Уровень (футы) Местоположение 12:15 ночи 1788.0 1900 футов в порталах 12:55 ночи 1795.0 1700 футов в порталах 3:10 ночи 1805.0 1450 футов в порталах 4:54 ночи 1810.0 1350 футов в порталах 6:11 ночи 1820.0 1000 футов в порталах 6:35 ночи 1822.0 900 футов в порталах 8:40 утра 1836.0 40 футов в порталах 9:15 утра 1836.0+ Вода выходит из порталов.

Первоначальный ответ

Вход в шахту Квикрик оказался почти затоплен, и спасательные операции начались немедленно. Хотя откачка воды должна была начаться во всех шахтах, а также в близлежащих жилых и коммерческих скважинах, спасатели в первую очередь сосредоточились на подаче воздуха застрявшим горнякам. С помощью Боба Лонга, инженера-техника компании Civil Mining Environmental Engineering, были произведены GPS-измерения, и в 2:05 ночи началось бурение. Буровое отверстие предназначалось для подачи воздуха в шахту, где предположительно находились горняки, в наиболее высокой точке, недалеко от места прорыва шахты Саксман. Четырехчленная команда приступила к работе около 3:15 утра в четверг, и их бур прошел через 240 футов (73 м) горной породы и достиг шахты через 1 час 45 минут. 25 июля, в 5:06 утра, примерно через 8 часов после прорыва, отверстие было просверлено в шахту. Воздушный компрессор буровой установки закачивал воздух в шахту, а возвращаемый из скважины воздух показал незначительное содержание кислорода – 19,3%. Спасатели постучали по вставленной воздушной трубе, и в 5:12 утра получили в ответ три сильных удара, а затем девять – в 11:40 утра.

Однако, хотя сжатый воздух буровой установки быстро увеличивал содержание кислорода в воздухе шахты, мониторы показали, что уровень воды приближается к 556 метрам (1825 футам) над уровнем моря, и спасатели опасались, что у них остался, возможно, всего час до того, как район, где укрылись горняки, окажется под водой. Эксперт по вентиляции шахт Джон Уросек из Управления по безопасности и гигиене труда в горнодобывающей промышленности США (MSHA) предложил создать для горняков герметичный воздушный карман под давлением. План Уросека никогда ранее не испытывался в Соединенных Штатах, но, несмотря на некоторый скептицизм, были произведены расчеты, и отверстие было запечатано вокруг источника воздуха. Затем оператор буровой установки использовал воздушный компрессор своей установки для подачи и поддержания потока в 920 кубических футов в минуту при температуре. Громкий шум от подачи воздуха оглушал и причинял боль ушам горняков, но вселял надежду, поскольку они знали, что спасатели знают, где они находятся.

Бурение и усилия по замедлению затопления

Тем временем продолжалась борьба за откачку воды из шахты Квикрик, чтобы можно было спланировать спасательную операцию. Миллионы галлонов воды необходимо было откачать из затопленных угольных шахт, чтобы снизить уровень воды и предотвратить потерю воздушного кармана в зоне шахты, где укрывались девять горняков. Если бы спасательный ствол пробил шахту, воздушный карман мог бы вырваться, а образовавшееся пространство заполнилось бы водой, что привело бы к гибели горняков. Второй серьезной проблемой было качество воздуха в шахте. Насосы устанавливались по мере поступления. Работы по установке насосов в шахту велись немедленно по мере их прибытия. В 8:33 утра в четверг на место происшествия прибыли первые из нескольких дизельных насосов. До прибытия этого насоса в районе скважины работали только два погружных насоса. К 11:05 утра вода в устье шахтного ствола достигла глубины от полутора до полутора с половиной метров. Уровень воды в шахте достиг максимальной отметки в 566 метров (1856,8 футов) примерно в 16:00 в четверг, 25 июля. Дизельные насосы высокой производительности были установлены в шахте и введены в эксплуатацию во второй половине дня. О снижении уровня воды сообщалось в период с 16:00 до 18:00. Скорость откачки воды постоянно колебалась по мере прибытия новых насосов и внесения изменений. Максимальная производительность откачки, достигнутая в шахтном стволе, составила примерно 27 000 галлонов в минуту. На поверхности были определены дополнительные точки для бурения скважин в самой низкой части шахты. Для ускорения откачки воды были пробурены дополнительные скважины. Под землей поднимающаяся вода покрыла вентиляционный ствол, лишив горняков возможности стучать по трубе, хотя некоторое время они использовали молоток, чтобы ударять по скальному потолку, что фиксировалось сейсмическим оборудованием, доставленным федеральными горными службами. К полудню четверга горнякам пришлось отступить на самую высокую точку, примерно в 30 метров от вентиляционного ствола, вблизи выработки №1. По оценке горняка Рэнди Фогла, вода поднялась на 21 метр, и у них остался примерно час жизни. Были написаны записки, произнесены молитвы, и большинство горняков связали себя веревками, чтобы умереть вместе. Однако, по мере продолжения откачки воды, они заметили и убедились, что уровень воды перестал подниматься. Перейдя в режим выживания, промокшие горняки стали экономить ресурсы и сидели спиной к спине, чтобы бороться с переохлаждением. Особенно подбадривал их бригадир Фогл, уверенный в спасении. Плавающим был обнаружен и извлечен ланч-бокс Денниса Холла, в котором находился все еще сухой бутерброд с солониной, приготовленный его женой, и бутылка Pepsi. Томас Фой нашел две бутылки Mountain Dew на одной из машин. В этот момент горняки слышали, как бурение приближается, но в 1:50 ночи в пятницу оно прекратилось.

Meanwhile, an ongoing battle was to dewater the Quecreek Mine to allow rescue operations to be planned. Millions of gallons of water had to be pumped from the flooded coal mines as the water level needed to be lowered to prevent the loss of the air pocket in the mine area where the nine miners would congregate. Should a rescue hole penetrate the mine, the air pocket could escape and the air filled void area become flooded, and the miners would drown. The second grave concern was the quality of the air in the mine. Pumps were set up as they became available. Work proceeded immediately to install pumps in the pit as they arrived. At 8:33a. m. Thursday, the first of several diesel pumps arrived at the mine site. Before this pump arrived, only two submersible pumps were operating in the sump area of the pit. At 11:05a. m., water was four to five feet deep in the mine pit entrance. Water in the pit reached a maximum elevation of 1856.8 feet (566 m) at approximately 4:00p. m., Thursday, July 25. High capacity diesel pumps were installed in the pit and put into operation in the afternoon. A drop in the water level was reported between 4:00 and 6:00p. m. The pumping discharge rate fluctuated constantly as new pumps arrived and changes were made. The maximum pumping rate achieved was approximately 27,000 gpm at the mine pit. Additional borehole locations were surveyed on the surface for holes to be drilled into the lowest area in the mine. Additional dewater holes were drilled to accelerate dewatering. Back underground, rising water covered the air shaft, preventing the miners from tapping on the pipe, though for a time they used a hammer to bang on the rock ceiling, detectable by seismic equipment which was brought in by Federal mining officials. By noon Thursday, the miners had to retreat to the highest ground, about 300 feet (91 m) from the airshaft, near Entry No. 1. With water rising 70 feet (21 m) away, miner Randy Fogle estimated that they had about an hour left to live. Notes were written, prayers were said, and most of the miners roped themselves together, to die as a family. However, as dewatering continued, they noticed and confirmed the water had ceased to rise. Switching to survival mode, the drenched miners sought to conserve resources and sat back to back to fight hypothermia in their environment. Crew chief Fogle in particular encouraged them, confident of rescue. Dennis Hall's lunch pail was discovered floating and was retrieved, with the still dry corned beef sandwich his wife had made him, and a bottle of Pepsi, while Thomas Foy found two Mountain Dews on one of their machines. The miners at this point could hear the drilling getting nearer, but at 1:50a. m. Friday it stopped.

Проблемы во время бурения

"Супербур", способный пробурить скважину, был доставлен с полицейским эскортом из Западной Вирджинии. Как только началась продувка кислородом, бурильщики приступили к бурению спасательной скважины №1 диаметром 30 дюймов в 18:45, четверг, 25 июля, для выхода к участку 1 "Левый". Она располагалась примерно в 6 метрах (20 футах) от вентиляционной скважины и была пробурена на глубину 32 метра (105 футов) к 01:12, пятница, 26 июля, когда буровой долот сломался. Расстояние от этой точки до шахты оценивалось в 42 метра (139 футов). В 03:45 часть долота была извлечена из скважины, но было обнаружено, что часть долота откололась и осталась застрявшей внутри. Для извлечения долота требовалось изготовить специальный инструмент. Обычно на это уходило бы три-четыре дня, но машиностроительная мастерская, в которой работали 95 человек, в городе Биг-Ран, округ Джефферсон, смогла изготовить инструмент примерно за три часа. Инструмент был доставлен вертолетом Национальной гвардии, и долото было извлечено из спасательной скважины №1 в 16:09, 26 июля. Поломка бурового оборудования приостановила работы на этой скважине примерно на 18 часов. Шахтеры были обеспокоены. Фоли предположил, что они могли заклинить или сломать долото, и заверил остальных, что бурение обязательно возобновится. Родственники шахтеров были доставлены к шахте днем 25 июля и проинформированы о ходе спасательной операции. Губернатор Марк Швайкер посетил место происшествия той же ночью и позже на пресс-брифинге заявил, что ситуация "очень хрупкая. Возможно, нам понадобится небольшая помощь Всевышнего". Он также подчеркнул, что "мы привлекаем все необходимые ресурсы для завершения этой спасательной операции", и что спасение менее чем всех девяти шахтеров будет неприемлемым. Многие люди со всего мира звонили, отправляли электронные письма и молились в поддержку спасателей. СМИ освещали события с надеждой, поскольку многие возвращались в те же отели в Сомерсете, где они останавливались, освещая место крушения рейса 93 авиакомпании United Airlines, расположенное в 16 километрах (10 милях) отсюда.

A "super drill", capable of drilling a hole, had been sent with police escort up from West Virginia. Once oxygen purging began, drillers had begun the 30 inch Rescue Hole No. 1 at 6:45p. m., Thursday, July 25, to intersect 1 Left section. It was located approximately 20 feet (6 m) away from the ventilation hole, and was drilled to a 105 feet (32 m) depth by 1:12 a. m., Friday, July 26, when the drill bit broke. The distance from this point to the mine was estimated at 139 feet (42 m). At 3:45a. m. a portion of the bit was retrieved from the hole, but it was discovered that part of the bit had broken off and remained stuck in the hole. A special tool was needed to be fabricated in order to assist in retrieving the bit. Normally, such a job would be done in three or four days, but a 95 member machine shop in Big Run, Jefferson County, was able to build the tool in approximately three hours. A National Guard helicopter flew the tool in, and the bit was retrieved from Rescue Hole No. 1 at 4:09p. m. on July 26. The failure of drilling equipment stopped progress at this borehole for about 18 hours. The miners were concerned. Foley opined that they might have plugged up or might have broken a bit, and reassured the others that drilling would surely begin again. The miners' relatives were taken to the mine on the afternoon of the 25th and briefed on the rescue effort. Governor Mark Schweiker visited the site that night, said at a news briefing later that they "are in a very fragile state. We may need a little help from the Almighty." He also stated that "We are bringing every asset that is necessary to complete this rescue operation", and that anything less than the rescue of all nine of the men would be unacceptable. Many from around the world called, emailed, and prayed in support of the rescue. The news media covered the story with hopeful reporting, as many were returning to stay at the same Somerset hotels they had previously occupied while covering the United Airlines Flight 93 crash site, located ten miles (16 km) away.

Возобновление бурения

Новая буровая коронка прибыла из Западной Вирджинии в 19:00 в пятницу, но из-за её номинально большего размера, отверстие пришлось расширить с поверхности. Эта операция началась примерно в 20:40 в пятницу. Расширение первого спасательного ствола новой коронкой началось в 01:00 27 июля, но затем было остановлено для замены гильзы. В 14:30 бурение было остановлено снова, так как операция повредила внешние режущие элементы, и потребовалась новая сборка коронки. В 03:30 было принято решение перейти на другую коронку, поскольку одна была доступна в 11 км к югу от шахты в Сомерсете, и она подходила для спасательной капсулы. В 06:30 установка новой 26-дюймовой коронки была завершена, и бурение возобновилось. Одним из опасений в этот момент был слишком быстрый проход в камеру, что могло привести к подъему воды из шахты и затоплению шахтеров. Дополнительной и, возможно, смертельной опасностью была декомпрессионная болезнь у шахтеров из-за дыхания воздухом с более высоким давлением, чем на поверхности, из-за давления окружающей воды. В качестве подготовки к этим возможностям был изготовлен шлюз для установки над спасательным стволом, и в четверг вечером на буровую площадку прибыли 10 портативных гипербарических камер. Бурение продолжалось до 13:38 27 июля, когда оно было остановлено для установки шлюза и ожидания откачки воды до уровня 557 метров над уровнем моря (MSL), примерно на 3 метра ниже уровня портала. Бурение возобновилось в 16:45, но в 20:11 кольца шлюза вышли из строя и потребовали ремонта. В 20:58 ремонт воздушного шлюза №1 был завершен, и бурение возобновилось. В 22:00 уровень воды составлял 557,92 метра над уровнем моря. Бур №1 прошел в шахту в 22:16 на глубине 73 метра, что было ниже уровня портала шахты. Также велось бурение второго спасательного ствола на случай необходимости. В 07:00 27 июля этот ствол достиг глубины 49 метров, когда бурение стало очень затруднительным, и в 13:31 бур №2 потерял коронку, долото и развертыватель в скважине на глубине примерно 62 метра. Ремонт проводился, когда спасательный ствол №1 прорвался в шахту, и бурение было прекращено.

A new bit arrived from West Virginia at 7:00p. m. Friday, but due to its nominally larger size, the hole had to be enlarged from the surface. This operation started at approximately 8:40p. m. on Friday. Enlarging the first rescue hole with the new bit began at 1a. m. on July 27, but later stopped to replace the sleeve. At 2:30p. m. drilling was stopped again as the operation damaged the outer cutting bits and a new bit assembly was needed. At 3:30a. m. a decision was made to change to a bit since there was one available 7 mile (11 km) south of the mine in Somerset, and it would accommodate the rescue capsule. At 6:30a. m. the installation of the new 26 inch bit was completed and drilling resumed. One possibility that was feared at this point was that of breaking into the chamber too quickly, resulting in the water in the mine rushing upward and drowning the miners. An additional and possibly fatal danger was that of the miners being afflicted with decompression sickness, due to their breathing air which was at a higher pressure than the surface pressure, due to the pressure of the surrounding water. In preparation for these possibilities, an airlock was fashioned to go on top of the escape shaft, and on Thursday evening, 10 portable hyperbaric chambers arrived at the drilling site. Drilling continued until 1:38p. m. on July 27, when it was stopped to install the air lock and wait for the water to be pumped down to an elevation of 1,829 feet (557 m) mean sea level (MSL), approximately 10 feet (3 m) below the portal elevation. Drilling started again at 4:45p. m., but at 8:11p. m. the rings in the airlock failed and had to be repaired. At 8:58p. m. the repairs were completed on the No. 1 drill air lock and drilling resumed. At 10p. m. the water elevation was 1827.92 MSL. The No. 1 drill cut through into the mine at 10:16p. m. at a depth of 239.6 feet (73 m), which was then lower than the elevation of the mine’s portal. Drilling of a second escape hole had also been underway, in case one was needed. At 7a. m. on July 27, this hole was at a depth of 160 feet (49 m) when drilling became very hard, and at 1:31p. m. the No. 2 drill lost its bit, hammer, and reamer in the borehole at approximately 204 feet (62 m). Repairs were being made when Rescue Hole No. 1 broke through into the mine, and drilling then ceased.

Спасение

После прорыва спасательной скважины №1 в шахту, спасатели подавали сигналы застрявшим шахтерам, стуча молотком по буровой колонне, и услышали слабый ответ. Шахтеры по очереди, каждые 10-15 минут, проходили 76 метров по проходу от своего возвышенного места, чтобы проверить район, откуда доносились звуки бурения. Когда Хайлман и Фой совершили этот путь в субботу около 22:15, их налобные лампы были тусклыми, но именно тогда они обнаружили отверстие бурения, и Хайлман предупредил остальных. Сразу после того, как спасательная скважина проникла в шахту, все оборудование было выключено для получения точного показателя относительного давления воздуха между шахтой и атмосферой на поверхности. Показатель давления был равен нулю, что указывало на равенство давлений и отсутствие необходимости в воздушном шлюзе. Компрессор был выключен, а буровые колонны извлечены из скважины. В 22:53 была спущена в 6-дюймовую воздушную трубу специальная ручка-устройство двусторонней связи, к которой для видимости в темной шахте была прикреплена детская светящаяся палочка. Была установлена связь с шахтерами, которые подтвердили, что все девять живы и здоровы, за исключением бригадира, у которого наблюдались боли в груди. В 00:30 28 июля спасательная капсула из стальной сетки высотой 2,6 метра, с запасами, спустилась в спасательную скважину №1, в пространство, где люди провели 77 часов в страхе и надежде. Из-за повторяющихся болей в груди бригадир Рэнди Фогл был выбран первым для спасения и прибыл на поверхность около 01:00. Порядок эвакуации остальных членов команды определялся по весу – от самого тяжелого к самому легкому, поскольку последнему не потребовалась бы помощь при входе в капсулу. Шахтеры поднимались с интервалом в 15 минут, и все девять шахтеров были на поверхности к 02:45.

Ни один из шахтеров не пострадал от декомпрессионной болезни, и их доставили в больницы на вертолетах (летающих на небольшой высоте) или машинах скорой помощи. Однако, поскольку буровая скважина прошла через водоносный горизонт, при последнем выходе шахтеры оказались облиты очередным потоком холодной воды. Конечности были фиолетовыми и пятнистыми из-за переохлаждения, и травматолог доктор Рассел Дюмайр заявил: «Они были ледяные. Казалось, если сильно потереть их ноги, можно было бы содрать кожу». Самая низкая температура тела у шахтеров была около градусов, самая высокая – около , при нормальной температуре тела .