Ergonomic aspects of electric shock risk in the conditions of an underground mine

• Autorzy: Gawor P.

Warianty tytułu

PL

Ergonomiczne aspekty ryzyka porażenia prądem elektrycznym w warunkach podziemi kopalń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The risk of electric shock in an underground mine should be considered with regard to ergonomic aspects. Narrow excavations, usually with large amounts of electrical equipment increase the risk of persons on situ making contact this equipment with different parts of the body. The risk of electric shock should be then considered in the context of the possibility of different shock-current paths. An analysis of the effects of an electric current on the human body during an accident caused by touching by any two body points is carried out in the article. A method of calculating factors affecting the severity of the shock by alternating current (a.c.) and direct current (d.c.) has been suggested. These factors describe the different effects of an electric current passing through a human body along the most common paths.

PL

Warunki środowiskowe podziemi kopalń należy traktować jako czynnik zwiększający ryzyko porażenia prądem elektrycznym. Ograniczone wymiary wyrobisk podziemnych sprawiają, że trzeba się liczyć z możliwością dotknięcia przez człowieka dowolnymi punktami ciała urządzeń elektrycznych zainstalowanych w tych wyrobiskach. Dotyczy to zarówno elektromonterów obsługujących urządzenia elektryczne, jak i innych osób stykających się z tymi urządzeniami przypadkowo. Skutki przepływu prądu rażeniowego zależą m.in. od drogi jego przepływu. Spośród znanych sposobów oddziaływania prądu elektrycznego na organizm człowieka, jedynie w działaniu na układ krążenia uwzględnia się zróżnicowanie skutków w zależności od drogi przepływu prądu, wprowadzając tzw. współczynnik prądu serca (1) dotyczący kilku najczęściej spotkanych dróg rażenia. Wartości tego współczynnika wg raportu IEC 479-1 (Skutki... 1999) zestawiono w wyróżnionych polach tablicy 1. Analizując działanie prądu elektrycznego na układ krążenia, płynącego wzdłuż innych dróg, zaproponowano pozostałe wartości współczynnika prądu serca (pola niezacieniowane w tabl. 1). Równoważność oddziaływania na układ krążenia przy tych samych wartościach napięcia dotykowego można wówczas określić za pomocą odpowiedniego wskaźnika (11). Działanie prądu rażeniowego płynącego dowolnymi drogami na układ nerwowy i tkanką wewnętrzną analizowano przyjmując za punkt wyjścia całkową postać prawa Ohma (4) w polu przepływowym prądu elektrycznego. Pozwoliło to przyjąć założenie, że rozległość drogi przepływu prądu rażeniowego, a więc i jego skutki, są proporcjonalne do sumy spadków napięcia wywołanych prądem rażeniowym w poszczególnych fragmentach ciała. Konsekwencją tego założenia jest przyjęcie definicji wskaźnika charakteryzującego działanie prądu rażeniowego na układ nerwowy i tkankę wewnętrzną, zależnego od rozległości drogi rażenia (12). Cieplne działanie prądu rażeniowego płynącego różnymi drogami oceniano na podstawie mocy wydzielonej na rezystancji poszczególnych fragmentów ciała, opisanej całkową postacią prawa Joule'a (8). Przy stałej wartości napięcia dotykowego równoważność cieplnego oddziaływania wzdłuż różnych dróg można określić wprowadzając odpowiedni wskaźnik (15). We wszystkich trzech wskaźnikach równoważności skutków porażenia (11), (12), (15) występują rezystancje poszczególnych odcinków ciała wzdłuż przepływu prądu rażeniowego. Wobec braku jednoznacznych ustaleń w tym zakresie zaproponowano schemat zastępczy ciała człowieka umożliwiający analizę poszczególnych oddziaływań (rys.1b). Uwzględniono w nim znane wartości rezystancji (np. kończyn) i przypisano dodatkowo porównywalne wartości rezystancji wzdłuż dróg dotąd nie rozpatrywanych w literaturze (10), kierując się m.in. specjalnym znaczeniem jakie odgrywają organy zlokalizowane w klatce piersiowej i w głowie. Znając wartości poszczególnych wskaźników zaproponowano wypadkowy wskaźnik stopnia (lub ciężkości) porażenia (17) charakteryzujący łączne oddziaływanie prądu płynącego wzdłuż różnych dróg. Wobec braku możliwości doświadczalnego zweryfikowania słuszności przyjętych współczynników wagowych, przedstawiono trzy wersje wypadkowego wskaźnika stopnia porażenia, eksponujące: działanie na układ krążenia (18), działanie na układ nerwowy i tkankę wewnętrzną (19) oraz łącznie obydwa działania (20). Obliczeniowe wartości poszczególnych wskaźników zestawiono w tablicach 2 i 3, natomiast względne wartości wypadkowych wskaźników odniesione do drogi lewa dłoń-obydwie stopy (Dl-SS), obliczone według wzoru (21) - w tablicach 4 i 5. Stopień porażenia prądem elektrycznym jako element składowy ryzyka wypadków elektrycznych, do których dochodzi w podziemiach kopalń, należy rozpatrywać w kontekście czynników ergonomicznych wynikających ze specyfiki warunków środowiskowych w miejscu pracy. Wyrazem udziału tych czynników jest m.in. możliwość porażenia prądem elektrycznym przepływającym dowolną drogą przez ciało człowieka. Zaproponowane w artykule wypadkowe wskaźniki stopnia porażenia umożliwiają uwzględnianie różnorodnych oddziaływań prądu na organizm, zróżnicowanych w zależności od drogi przepływu prądu. Wskaźniki te mogą być pomocne przy ocenie ryzyka porażenia prądem elektrycznym na różnych stanowiskach pracy w podziemiach kopalń.

Słowa kluczowe

EN

ergonomics; underground excavations; electric shock risk

PL

ergonomia; wyrobiska podziemne; porażenie prądem elektrycznym; ryzyko

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 47, nr 1
• Strony: 93--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., tab.

Twórcy

autor

Gawor P.

• Wydział Górnictwa i Geologii, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Gawor P., 2000: Ergonomiczne aspekty ryzyka wypadków porażenia prądem elektrycznym w wyrobiskach podziemnych zakładów górniczych. Prace Katedry Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa Politechniki Śląskiej. Praca BW-439/RG1/2000, Gliwice (niepubl.).
• [2] Goworkow W.A., 1962: Pola elektryczne i magnetyczne. WNT, Warszawa.
• [3] Manoilov V.Ye.,1991: Osnovy elektrobezopasnosti. Energoatomizdat, Leningrad.
• [4] Markiewicz H., 1999: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce. WNT, Warszawa.
• [5] Skutki działania prądu na ludzi i zwierzęta domowe. Cz. I. Aspekty ogólne., 1999. Raport techniczny IEC nr 479-1, wyd. 3, 1994. PKN, Warszawa.