Safe working conditions in hot mine environment – the analysis of different indices

• Autorzy: Drenda J. , Pach G. , Różański Z. , Wrona P. , Sułkowski J.

Identyfikatory

DOI

10.24425/118889

Warianty tytułu

PL

Bezpieczne warunki pracy w gorącym środowisku kopalni – analiza różnych wskaźników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the discussion and practical examples relating to the interpretation of the notion of safe working areas in hot environment based on various indices (American Effective Temperature (ATE), climate equivalent temperature (tzk) and the Silesian temperature (TS)). The first, theoretical part includes an analysis of the allowable dry bulb temperatures in line with the threshold values for the specified indices in case of various relative humidity and airflow velocity values. Also, the variability of the studied allowable working areas was exhibited for hypothetical extreme cases (such as an airflow of 0 m/s or the relative humidity of φ = 0%) as well as for actual conditions registered in headings. The second part consisted in the analysis of the allowable full-time working conditions for two selected cases of driving roadways. The analysis was conducted for two indices applied in the first part and complemented with an appraisal considering the dry bulb temperature (ts) and the wet kata thermometer units (Kw). It has been exhibited that while regulating the airflow and the dry bulb temperature in the heading, significant differences in the interpretations (ranges) of safe working areas occur depending on the index that is being used. The conducted works indicate that by applying air cooling in the heading (decreasing the psychrometric temperatures considering the thermodynamic process corresponding to sensible air cooling) or by increasing the airflow, the requirements of the microclimate indices are fulfilled in the following order: ATE, tzk, TS.

PL

W artykule przedstawiono dyskusję oraz przykłady praktyczne dotyczące interpretacji obszarów pracy bezpiecznej w środowisku gorącym według różnych wskaźników (Amerykańska temperatura efektywna ATE, temperatura zastępcza klimatu tzk, temperatura śląska TS). W pierwszej, teoretycznej części dokonano analizy dopuszczalnych wartości temperatury suchej według wartości granicznych dla wymienionych wskaźników dla różnych przypadków wilgotności względnej i prędkości powietrza. Wykazano także zmienność badanych obszarów pracy dopuszczalnej dla hipotetycznych przypadków skrajnych (np. prędkość powietrza w = 0 m/s lub wilgotność względna φ = 0%) jak i rzeczywistych, odnotowanych w wyrobiskach górniczych. W drugiej części przeprowadzono analizę warunków pracy dopuszczalnej w pełnym wymiarze godzin dla dwóch wybranych przykładów, dotyczących drążonych wyrobisk korytarzowych. Analizę prowadzono dla wskaźników zastosowanych w części pierwszej i uzupełniono je o ocenę według temperatury suchej (ts) i katastopni wilgotnych (Kw). Przedstawiono, że przy regulacji zarówno prędkości powietrza jak i temperatury suchej w wyrobisku występują znaczne różnice w interpretacji (zakresie) obszarów pracy bezpiecznej w zależności od wykorzystanego wskaźnika. Z przeprowadzonych prac wynika, że stosując w wyrobisku schładzanie powietrza (zmniejszanie temperatur psychrometrycznych według przemiany termodynamicznej odpowiadającej chłodzeniu jawnemu powietrza) lub zwiększanie prędkości powietrza wymagania stawiane przez wskaźniki mikroklimatu spełniane są w następującej kolejności ATE, tzk, TS.

Słowa kluczowe

EN

underground mining; thermal hazard; microclimate index

PL

górnictwo podziemne; zagrożenie cieplne; wskaźniki mikroklimatu

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, no. 1
• Strony: 111--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Drenda J.

• Silesian University of Technology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Pach G.

• Silesian University of Technology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Różański Z.

• Silesian University of Technology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Wrona P.

• Silesian University of Technology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Sułkowski J.

• Jan Wyżykowski University, 6b Skalników Str., 59-101 Polkowice, Poland

Bibliografia

• [1] Bottomley P., Von Glehn F., Matthews, M., 1987. Predicting and Reducing Stope Heat Flow in South African Gold Mines. Proceedings of the 3rd Mine Ventilation Symposium, October 12-14, 1987, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania.
• [2] Brake R., Bates G., 2002. A Valid Method for Comparing Rational and Empirical Heat Stress Indices. Ann. Occup. Hyg., 46, 2, 164-174.
• [3] Drenda J. et al., 2014a. Raport końcowy – Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach, zadanie nr 5 – Opracowanie zasad zatrudniania pracowników w warunkach zagrożenia klimatycznego w podziemnych zakładach górniczych – unpublished work.
• [4] Drenda J., Sułkowski J., Słota Z., Domagała L., Musioł D., Różański Z., Pach G., Wrona P., Słota K., Morcinek-Słota A., Grodzicka A., 2014b. Kryteria bezpiecznej pracy górników w gorących stanowiskach pracy w kopalniach. Monografia: Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach, teoria i praktyka. Chapter: 5.1, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice XI. 2014, p. 153-171.
• [5] Drenda J., 1993. Dyskomfort cieplny w środowiskach pracy kopalń głębokich. Zeszyty Naukowe, Politechnika Śląska, z. 213/1993, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [6] Drenda J., 2012. Ocena klimatycznych warunków pracy górników w polskich kopalniach węgla kamiennego i rudy miedzi. Górnictwo i Geologia, Tome 7, Volume 3, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2012.
• [7] Frycz A., 1981. Klimatyzacja kopalń. Wydawnictwo Śląsk, Katowice.
• [8] Knechtel J., 2001. Wpływ temperatury pierwotnej skał na stan zagrożenia klimatycznego w wyrobiskach górniczych kopalń węgla. Główny Instytut Górnictwa, Ustroń 2001.
• [9] Mc Phearson M.J., 1993. Subsurface Ventilation and Environmental Engineering. Springer, Netherlands, 1993.
• [10] Mitchel D., Whillier A., 1971. Cooling Power of Underground Environments. Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, October, p. 93-99.
• [11] Ordinance, 2002. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 28.06.2002 w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu i specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (Dz. U. Nr 139, poz. 1169, z 2006 r. Nr 124, poz. 863 oraz z 2010 r. Nr 126, poz. 855).
• [12] Ordinance, 2013. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych (Dz.U. 2013 poz. 230).
• [13] PN-G-03100, 1997. Warunki klimatyczne kopalń podziemnych. Wyznaczenie temperatury zastępczej klimatu.
• [14] Ramsden R., Von Glehn F., 2012. Guidelines for selecting equipment in cooling systems, Proceedings of 14th U.S/North American Mine Ventilation Symposium, June 17-20, University of Utah, USA.
• [15] Strumiński A., Turkiewicz W., 2003. Warunki klimatyczne w oddziałach eksploatacyjnych kopalń rud miedzi przy występowaniu zagrożeń skojarzonych. Cuprum: Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud, 3, 109-128.
• [16] Wacławik J., Cygankiewicz J., Knechtel J., 1995. Warunki klimatyczne w głębokich kopalniach. Wydawnictwo CPPOGSMiE, PAN, Kraków, 1995.
• [17] Wacławik J., 2009. Ocena obciążenia cieplnego pracownika w mikroklimacie gorącym. V Szkoła Aerologii Górniczej, Wrocław 145-158.
• [18] Wacławik J., Knechtel J., Świerczek L., 2013. Analiza porównawcza wybranych wskaźników oceny mikroklimatu w gorących miejscach pracy kopalń węgla kamiennego. Górnictwo i Geologia, 4, 8, 171-181.
• [19] Yang W., Inoue M., 2012. Factors that Influence On a Mine Climate Simulation. Proceedings of 14th U.S/North American Mine Ventilation Symposium, June 17-20, University of Utah, USA.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)