Základem úspěšného zdolávání následků důlních nehod vždy bylo, je a bude dokonalé spojení záchranářských jednotek s velitelským stanovištěm. Informace, které nelze získat z místa nehody a které jsou dosažitelné pouze na stanovišti řízení zdolávání havárie bývají mnohdy základním předpokladem pro záchranu postižených a zejména slouží pro bezpečnost zasahujících záchranářských jednotek.
I. Způsob organizace a charakteristika komunikace v báňské záchranné službě
Během řízení záchranářského zásahu pod zemí jsou jednotlivé stupně řízení současně klíčovými uzly komunikace. Na povrchu je to především vedoucí likvidace havárie (dále jen VLH) na stanovišti vedoucího likvidace havárie určeném havarijním plánem (§13, odst.1 vyhlášky ČBÚ č. 71/2002 Sb.) a velitel báňských záchranných sborů (dále jen VZS), který se zdržuje na stanovišti určeném VLH, obvykle na závodní báňské záchranné stanici (§31, odst. 4 vyhlášky ČBÚ č. 447/2001Sb. v platném znění, dále jen ZBZS). V podzemí pak tvoří tyto uzly velitel důlní základny (dále jen VDZ) na důlní základně (§40, odst. 6 vyhlášky ČBÚ č. 447/2001Sb. v platném znění) a čety v zásahu. Schéma organizace je na obr. č. 1.
Mezi jednotlivými záchranáři v četě, která je kromě pár výjimek nedělitelná a tvoří ji 5 osob, není v současnosti zajištěna komunikace technickými prostředky. Topologie jednotlivých druhů spojení mezi výše popsanými uzly v záchranářské akci vypadá na první pohled velmi jednoduše, nicméně specifické podmínky hlubinného dolu sebou přinášejí řadu problémů a omezení. Počínaje vzdálenostmi jednotlivých uzlů:
1. VLH – VZS: stovky metrů, až několik kilometrů (více závodová struktura)
2. VZS – důlní základna: několik kilometrů (z povrchu do podzemí)
3. Důlní základna – četa v zásahu: stovky metrů až max. cca 2 kilometry.
4. V záchranářské četě: několik metrů až desítek metrů.
Spojení v uzlu 1. je vzhledem k potřebě vysoké spolehlivosti převážně zajištěno pevnou telefonní linkou ve stávající infrastruktuře dolu, nicméně může být rovněž v provedení nezávislém na veřejné telefonní síti a přívodu energie a v případě potřeby může být jako alternativa použito spojení mobilními telefony, popř. radiostanicemi, u kterých je však nutno zajistit písemné pořizování záznamů komunikace. Uzel 2. je pak vždy zajištěn pevnou telefonní linkou ve stávající infrastruktuře dolu. Zde je zajištěn záznam komunikace v deníku velitele základny (§ 32, odst. 6 vyhlášky ČBÚ č. 447/2001Sb. v platném znění). Nejdůležitější část spojení v záchranářské akci, vzhledem k efektivnosti zásahu a především bezpečnosti, tvoří uzel 3. Je to spojení mezi důlní základnou a četou v zásahu. Specifika důlních prostor, ve kterých mohou báňští záchranáři zasahovat, ať již se jedná o samotná důlní díla, či následky mimořádných událostí (požár, výbuch, zával, otřes, průtrž uhlí a plynů, průval vod a bahnin), která sebou přinášejí v řadě případů devastace důlních děl, poškození stávajících sdělovacích kabelů, apod. nám neumožňuje použít osvědčené prostředky komunikace používané běžně na povrchu např. u složek integrovaného záchranného systému. Deformace důlních děl, přítomnost vody, obrovské množství kovových předmětů a zařízení jsou faktory omezující prostupnost rádiových vln při použití klasické bezdrátové komunikace. Vybavení důlních děl před vznikem mimořádné události, které by mohlo během postupu záchranářské čety na místo nehody přenášet jakýkoli signál elektrický, elektromagnetický, akustický (elektrické rozvody, koleje pozemní či závěsné, potrubní řady) často ztrácí svou celistvost. V praxi se v současnosti uvažuje se vzdáleností maximálně 2 km mezi důlní základnou a četou v zásahu. V budoucnu však vzhledem k plánovaným otvírkám nových ložisek nerostů mohou být tyto vzdálenosti 3 km i více. Zde je však nutno brát v úvahu i bezpečnou maximální dobu v zásahu při použití dýchacích přístrojů.
Zkušenosti z vývoje záchranářských telefonů, jež zajišťují spojení mezi základnou a četou v zásahu, před nás staví řadu problémů a omezení. Jsou to především: nutnost provedení zásahové stanice v nevýbušném provedení, váha vodiče s nosičem, rychlost zprovoznění systému, možnost použití vodiče jako vodící linky v případě snížené viditelnosti (tzv. „life line“).
V současnosti používaný systém komunikace mezi důlní základnou a četou v zásahu je systém drátový, tzv. TTW (Through-the-Wire) typové řady AZD, který se mnohdy jeví pro potřeby současnosti nedostatečný.
Přestože v široké laické veřejnosti převládá pozitivní náhled na možnosti komunikace v zásahu báňských záchranářů, mnohdy podporovaný i médii (např. během zásahu při záchraně 33 horníků ze zavaleného dolu mědi San-Jose v Chile v roce 2010), skutečnost je ve většině případů jiná. Stávají se případy, kdy i nejlépe materiálně a finančně zabezpečení těžaři nejsou schopni se bránit přírodě. Proto je nutno neustále pracovat na zdokonalování systému záchranářské komunikace s využitím nejnovějších poznatků a vědomostí.
V současnosti jsou teoreticky dostupné tyto komunikační systémy:
1. Komunikace kabelovou linkou tzv. TTW (Through-the-Wire)
2. Quasi-bezdrátová komunikace tzv. Q-TTA (Quasi- Through-the-Air)
3. Bezdrátová komunikace tzv. TTA (Through-the-Air)
4. Komunikace přes horninový masiv tzv. TTE (Through-the-Earth)
Poslední z vyjmenovaných druhů komunikace má v hlubinném dobývání marginální využití (velká hloubka, různé geologické složení, podzemní technologická infrastruktura), nicméně, vzhledem k neustále se rozvíjejícím technologiím, které v současnosti ještě nejsou v civilním prostředí aplikovány, je nutno v prognóze počítat i s touto možností. Všechny výše uvedené systémy pracují s elektromagnetickým médiem, tzn. prvkem přenášejícím informaci je buď proud plynoucí v elektrickém obvodu, případně pomocí proudu vyvolané elektromagnetické vlnění. Také akustické systémy komunikace (hlasité telefony, reproduktory), využívané především v dopravě fungují jako zvuková signalizace spojená mezi sebou elektrickým vodičem. Z pohledu záchranářské činnosti je velmi důležitá nezávislost celého systému. Rozsáhlé systémy, jako např. důlní slaboproudá sdělovací síť, vyžadují centrální zdroj napájení a hierarchii organizace. V dalších oblastech může být lokální síť komunikace např. v oblasti porubu, samostatného větrního oddělení, části dopravní linky i nezávislá.
Rozvody kabelovou linkou TTW jsou provedeny pomocí tzv. telefonních párů, které tvoří měděné vodiče a v posledních letech jsou postupně nahrazovány vodiči s optickými vlákny. Specifika šíření vln v podzemí hlubinných dolů rozvinula technologii quasi-bezdrátovou tzv. Q-TTA. Koaxiální vodič, tvořící anténu, je uložen v důlním díle a plní současně funkci antény pro vysílání a příjem. První takovéto systémy se uplatňovaly zejména v důlní dopravě, v porubech a na odtěžovacích linkách a především ve svislé dopravě, kde jako anténu tvořilo v podstatě těžní lano. Pásmo využívaných kmitočtů rádiových vln se pohybovalo od středních vln MB (Midle Band Frequency, několik set kHz) až po dolní hranici VHF (Very High Frequency, 30-300 MHz). V současnosti jsou jednotlivé rozvody postupně nahrazovány vyzařujícím vodičem (Leaky feeder).
II. Záchranářská komunikace stacionární a mobilní
O tom, jestli má být daná část komunikační sítě stacionární či mobilní, rozhoduje především její role mezi jednotlivými uzly spojení. Ze schématu organizace komunikace v záchranářském zásahu na obr. 1. vyplývá, že uzly: VLH, VZS a VDZ na důlní základně jsou „stálé“ a ve většině případů neměnné, oproti tomu záchranářská četa je uzlem „pohyblivým“. Část sítě komunikace zahrnující tři první uzly je tedy pevná, ale spojení mezi základnou a četami v zásahu je vždy pohyblivé.
Problematické šíření rádiových vln v podzemí znamená, že technika provedení stacionární části komunikace se opírá především o kabelové rozvody. Výzvou pro řešení zůstává část komunikační sítě mezi základnou a záchranářskými četami v zásahu. Praxe ukazuje, že toto spojení může být realizováno ve třech výše vyjmenovaných modifikacích (TTW, Q-TTA a TTA).
III. Problematika spojení mezi základnou a četou v zásahu
Omezení v oblasti dnes používaných tradičních vodičových záchranářských telefonů (např. český systém AZD, polský systém PTR, ULR, německý systém Sprechanlage) vychází především z konstrukce jednotlivých systémů. O jejich efektivnosti rozhodují především rozměry a váha jednotlivých prvků (bubnů s vodičem). Všechny tyto vodičové systémy mohou pracovat na dosti dlouhých vzdálenostech (polský PTR až do 5 km), při splňování kritérií maximální bezpečnosti a spolehlivosti. Nicméně mají i řadu nevýhod, jako je především hmotnost, malá mobilita přemísťování, problematika spojení při postupu záchranářské čety podél již nataženého vedení. Bohužel nelze v současnosti vyrobit tenký vodič o minimálním vyhovujícím průřezu, který by byl dostatečně pevný a současně splňoval požadavky na spolehlivost spojení. Využití přenosu kabelem s modulovanou nosnou frekvencí (anglický systém m-Comm) umožňuje sice spojení na vzdálenost až 5 kilometrů, ovšem na úkor zvýšení váhy u záchranářské stanice. Tato stanice vyžaduje vlastní autonomní napájení, což přináší i omezení doby použití.
Mnohem více problémů pak sebou přináší spojení bezdrátové. Řadu let již probíhají v podzemí hlubinných dolů zkoušky a pokusy spojené s šířením rádiových vln. Odborníci se shodují na faktu, že důlní chodby i stěnové poruby jsou charakteristické tlumením pásma vlnění, vzhledem ke svým specifickým průřezům. Dalším prvkem omezujícím šíření vln je bezesporu rozměr antény, jejíž délka by měla činit čtvrtinu až polovinu délky šířené vlny. Báňští záchranáři, pohybující se s vybavením mnohdy v podřepu, případně plížením, nemohou být vybaveni radiostanicemi, jejichž anténa by měla rozměr té, která je například montována na vozidlech (např. rádiový systém spojení „Dotra“ používaný na hlubinných měděných dolech společnosti KGHM v Polsku). Nevhodné jsou i systémy používané běžně v jeskyních. Prostředí přirozených jeskynních systémů je naprosto odlišné od podzemí hlubinných dolů. Koncentrace obrovského množství kovových předmětů a také mnohakilometrových rozvodů technické infrastruktury (kabely, potrubí, koleje), částečně umožňují šíření vln, ale jsou i zdrojem rušení a to i na velmi krátkých vzdálenostech. Teoreticky by bylo možné rozmístěním směrových antén zlepšit kvalitu signálu, nicméně jejich použití po důlní nehodě by bylo značně problematické. Více než desetileté zkušenosti s používáním quasi-bezdrátové komunikace (Q-TTA) u kolegů v polské báňské záchranné službě používáním systému GABI pomohli diagnostikovat řadu problémů a poukázat na možná řešení. Na základě těchto zkušeností se podařilo na HBZS Ostrava ve spolupráci s firmou ZAM Servis, s.r.o. vyvinout a vyrobit první českou soupravu quasi-bezdrátového záchranářského telefonu SEFAR BZS.
IV. Perspektivy rozvoje systémů záchranářské komunikace
Pohled do historie rozvoje systémů bezdrátové komunikace v podzemí nám může ukázat, že již od konce devadesátých let minulého století se na trhu začaly objevovat první komerční nabídky systémů Q-TTA. Nicméně mimo bouřlivého rozvoje této techniky v jiných odvětvích průmyslu a staveb, jako jsou například prostory tunelů, metra, letištních terminálů, případně ve velkých halách (technologie GSM, TV, UKF, WLAN atd.), rozvoj systémů opírajících se o světelné kabely, byl v hornictví hodně opožděn. Ukázalo se totiž, pokud stacionární sítě Q-TTA fungují bezvadně v takových oblastech, jako je důlní doprava, pak v prostředí, kde dochází k dynamickým změnám (např. v oblasti stěnových porubů) bylo spojení problematické. Jinak tomu nebylo i v báňském záchranářství. Přesto, že v Polsku zavedli systém GABI 98 a ve stejném čase v USA systém Res-Q-Com, během dalších deseti let se ukázalo pouze několik dalších podobných systémů v této oblasti. V České republice to byl především bezdrátový záchranářský telefon Sefar-BZS, vyráběný firmou ZAM-Servis, s.r.o. a v polských měděných dolech pak systém Dotra-R, výrobce Inova, jež však nebyl v nevýbušném provedení. Současně se zdokonalují systémy klasických záchranářských pojítek s vodičem, které mají báňští záchranáři tzv. zažité a to v podstatě na celém světě. Z tohoto důvodu pokračuje i modernizace stávajících záchranářských telefonů s vodičem. V Polsku používané PTR-1, jsou postupně nahrazovány typy PTR-3 a PTR-4 s měřením teploty a vlhkosti. V druhé polovině roku 2012 s očekává nová verze záchranářského pojítka ULR-10. V České republice se momentálně hledá náhrada doposud používaného vodiče v záchranářském pojítku AZJD. I přes tyto skutečnosti se báňští záchranáři nebrání rozvoji nových technologií, které budou lepší a především bezpečnější a mohli by konkurovat dnes zavedeným technikám. V této souvislosti vyhlásilo polské Národní centrum vědy a rozvoje (NCbiR) v květnu roku 2011 konkurs na vědecký projekt nazvaný: „Vypracování funkčního systému bezdrátové záchranářské komunikace pro použití v dolech s nebezpečím výbuchu metanu a uhelného prachu“. Iniciátorem projektu byl WUG (obdoba ČBÚ – poznámka autora). Výběrové řízení bylo ukončeno v lednu roku 2012 a vítězné konsorcium, jež tvoří 9 firem pod vedením AGH, dostalo na řešení dotaci 2,4 mil. zlotých (cca 14,5 mil Kč) z rozpočtu NCBiR. Na konci realizace plánovaného řešení v I.Q. 2014 jsou plánovány testy ve spolupráci s CSRG Bytom. Téma komunikace báňských záchranářů v zásahu bylo jedním z hlavních témat nedávného 1. ročníku záchranářského workshopu pořádaného CSRG Bytom.
V podmínkách našeho revíru se v současnosti jeví jako nejlepší kombinace dvou systémů. Pro první zásah je to použití klasického záchranářského pojítka řady AZJD, které zaručuje okamžitou funkčnost a je nezávislé na infrastruktuře postiženého závodu. Při déletrvajících zásazích je to pak quasi-bezdrátový záchranářský telefon SEFAR BZS.
Literatura:
1. Mgr. Inž. Piotr Golicz, CSRG Bytom: Przyszłość łączności v ratownictwie górniczym, Przewód czy radio? Ratownictwo Górnicze NR 2/2012
2. Vyhláška Českého báňského úřadu č. 447/2001 Sb. ze dne 3 prosince 2001, o báňské záchranné službě, ve znění vyhlášky č. 87/2006 Sb. ze dne 10. března 2006
3. DOTRA-R [online]. [cit.2012-09-12], dostupné na
www: http://inova-cit.home.pl/produkty/telekomunikacja/dotra-r/
4.m-Comm Mine Rescue & Confined Space Communication Systém [online].
[cit.2012-09-12], dostupné na www: http://www.golder.co.uk/en/en/modules.php?name=Services&sp_id=1319#M
