Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: computer aided designing (CAD)

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Computer modelling and visualization of hazards in the underground system of coal mining

Winkler T.

Archives of Mining Sciences

2002

Vol. 47, nr 4

579-596

The following hazards occur in the anthropotechnical systems used in the mining industry: naturai hazards caused by the natural factors like: bumps, spontaneous fire, technical hazards caused by an improper action of technical means on men, personal hazards, which appear in the form of not controlled effects of an action of muscular and gravity forces. Methods of computer modelIing of hazards for the following case were given: in the area of high concentration of machines and people, for the equipment of uncertain geometric form, for emergency conditions. In the conclusions it was stated that it is not possible to eliminate fully the risk factors and that emergency conditions can be caused by men behavior.

W stosowanych w górnictwie układach antropotechnicznych występują następujące zagrożenia (Studenski 1997): zagrożenia naturalne wywołane takimi czynnikami naturalnymi, jak: tąpania, pożary endogeniczne, zagrożenia techniczne spowodowane niewłaściwym oddziaływaniem środków technicznych na człowieka, zagrożenia osobowe, które objawiają się w formie niekontrolowanych skutków działania siły mięśni oraz sił ciążenia. Dotychczasowe metody projektowania technicznego, w tym również w górnictwie, były "technocentryczne". Dobór cech konstrukcyjnych projektowanych środków technicznych oceniany był przede wszystkim według kryteriów technicznych. Wyrazem "antropocentrycznego" ujmowania układów" antropotechnicznych jest ich ocena w świetle kryteriów ergonomii i bezpieczeństwa. Stany układu antropotechnicznego mogą być rozpatrywane jako zbiory stanów podstawowych, które są utworzone z uporządkowanych zbiorów cech podstawowych. Stany podstawowe układów antropotechnicznych wyrażone są przez: geometryczne cechy konstrukcyjne, cechy antropometryczne, cechy kinematyczne opisujące tory obiektów materialnych i segmentów ciała ludzkiego, cechy statyczne, cechy dynamiczne, cechy związane z oddziaływaniami otoczenia, realizowane operacje technologiczne. Stany podstawowe traktowane jako rozłączne i różne elementy, tworzą zbiór wszystkich możliwych stanów podstawowych układu antropotechnicznego i opisane są równaniami od (1) do (10). W pracy przedstawiono sposoby komputerowego modelowania zagrożeń dla następujących przypadków: w strefach koncentracji ludzi i maszyn, dla zespołów maszyn o nieustalonej postaci geometrycznej, dla stanów awaryjnych. Stany podstawowe układu antropotechnicznego na skrzyżowaniu ściana-chodnik przedstawionego na rysunku l umieszczono w tablicy l. Analizowane stany kryterialne układu opisane są na rysunkach 2-7. Przypadek nieustalonej postaci geometrycznej omówiony został na przykładzie pętli układaka kabla zasilających kombajn ścianowy. Konstrukcja ogniwa układaka pokazana została na rysunku 8. Chwilowe postacie geometryczne pętli zidentyfikowano poprzez pomiary i przedstawiono na rysunku 9. Poprzeczne i wzdłużne nachylenie spągu powodują wychylenie pętli poza obrys zastawki przenośnika (rys. 10). Powstają w ten sposób zagrożenia wywołane: zsuwaniem się pętli po podłożu nachylonym wzdłużnie, przechylaniem się pętli na podłożu nachylonym poprzecznie. W tablicy 2 przedstawiono podstawowe stany takiego układu antropotechnicznego. Poruszające się pętle zawężają lokalnie przejścia i mogą pochwycić operatora (rys. 11). Zwiększenie wysokości zastawki może zmniejszyć wychylenie poprzeczne układaka, ale nie eliminuje całkowicie ryzyka pochwycenia dla operatora pracującego w ścianie wysokiej i poruszającego się w pozycji wyprostowanej (rys. 12). Ponieważ istnieją granice zwiększania wysokości zastawek, nie można środkami konstrukcyjnymi całkowicie wyeliminować ryzyka pochwycenia. Jest to przykład ryzyka resztkowego, o którym należy poinformować użytkowników systemu ścianowego. Stany awaryjne układu antropotechnicznego przedstawiono na przykładzie stacji zwrotnej przenośnika zgrzebłowego. W tablicy 3 umieszczone są stany podstawowe opisywanego stanu awaryjnego. Jako pierwszy wymieniony został stan, w jakim znajduje się stacja nie rozparta siłownikami o strop i spąg, a na rysunku 13 pokazany jest model bryłowy nie rozpartej stacji zwrotnej przenośnika zgrzebłowego. W wyniku zaburzeń w strudze transportowanego węgla następuje wyłamanie zgrzebeł. Zmienia się kąt nachodzenia cięgna na koło łańcuchowe stacji, przez co powstaje ramię działania względem chwilowego punktu obrotu rynny przylegającej do stacji. Następuje obrót rynny aż do wykasowania luzu w przegubie. Zmniejsza się wielkość ramienia, gdyż cięgno nadal jest prowadzone w następnej rynnie. Ustala się chwilowy stan równowagi. Wyłamanie się większej liczby cięgien powoduje, że więcej rynien ma możliwość względnego obrotu. Powstaje łańcuch kinematyczny, którego postać geometryczną pokazano na rysunku 14; zaś uniesiona stacja zwrotna widoczna jest na rysunku 15. Stopień ciężkości urazów jakie może wywołać opadająca stacja pozwala oszacować rysunek 16. We wnioskach zwrócono uwagę, że nie można całkowicie wyeliminować czynników ryzyka i że stany awaryjne wywołane mogą być zachowaniami człowieka. O istnieniu tzw. ryzyka resztkowego powinni być poinformowani użytkownicy środków technicznych, w tym przypadku kombajnów wyposażonych w układaki kabli. W psychologii pracy badane są skłonności człowieka do tzw. zachowań ryzykownych. Badania w dziedzinie psychologii pracy pokazują, że zdarzenia, które są uświadomione i łatwe do wyobrażenia sobie - jeśli chodzi o ich przebieg i możliwe skutki - uważa się za bardziej ryzykowne niż zdarzenia, których scenariusze nie są łatwe do wyobrażenia (Tyszka 1999). Udokumentowana ocena ryzyka zmniejsza możliwości błędnej jego oceny (Siuciu 1994). Wizualizacja stanu awaryjnego wpływa na uświadomienie skutków zaniechania rozpierania stacji zwrotnej przenośnika.

Anthropotechnical systems in the mining machines designing processes

Winkler T.

Archives of Mining Sciences

2002

Vol. 47, nr 2

189-204

The present methods for designing of mining machines have a technocentric character and were focused mainly to obtain the possible best technical parameters in designed machines. The complicity of current roadway and longwall systems draw the attention to the meaning of human factor during their operation. In the operational process between men and technical means anthropotechnical systems are created. In the anthropotechnical system between man and the technical mean two types of relationships arc formed: relationships of somatic type and relationships receptor type. These relationships are assessed in the light of ergonomics and safety criteria. It was assumed that the state of anthropotechnical system, in which the relationships arc assessed for the assumed system of criteria is called the criterial state. A model representing the real anthropotechnical system and containing all its features that are assessed in the light of detailed assumed criteria is called the criterial model. Examples of anthropotechnical systems found in the mining machines were presented in the paper. Methods for machines and human silhouettes modelling using the CAD software were described.

Dotychczasowe metody projektowania maszyn górniczych miały charakter "tcchnocentryczny" i w głównej mierze były nakierowane na osiągnięcie jak najlepszych parametrów technicznych przez projektowane maszyny. Złożoność współczesnych systemów chodnikowych i ścianowych zwraca uwagę na znaczenie czynnika ludzkiego podczas ich eksploatacji. W procesie eksploatacji pomiędzy środkami technicznymi a ludźmi tworzą się więzi, dzięki którym powstają układy antropotechniczne (Dictrych 1985). W układzie antropotechnicznym pomiędzy człowiekiem a środkiem technicznym zachodzą dwa typy relacji: relacje typu somatycznego i relacje typu receptorowego (rys. 1). Relacje te są oceniane w świetle kryteriów ergonomicznych i bezpieczeństwa. Przyjmuje się, że stan układu antropotechnicznego, w którym dla przyjętego układu kryteriów oceniane są relacje, nazywany jest stanem kryterialnym. Model reprezentujący rzeczywisty układ antropotcchniczny i zawierający wszystkie te jego cechy, które są oceniane w świetle przyjętych kryteriów szczegółowych nazywany jest modelem kryterialnym. W modelowaniu relacji somatycznych uwzględniana jest zmienność cech antropometrycznych. Czynniki wpływające na zmienność cech antropometrycznych pokazane zostały na rysunkach 2 i 3. Relacje somatyczne posiadają swoją strukturą, do której należą: sposób połączenia elementów układu antropotcchniczncgo ze sobą oraz kolejność łączenia elementów. Obraz struktury relacji dla operatora kombajnu chodnikowego podczas urabiania przodka w strefie spągu zarejestrowany został na rysunku 4a. Zapis tej relacji w formie grafu umieszczono na rysunku 4b. Propozycję zmodyfikowanej konstrukcji układu sterującego wraz z odpowiadającą mu strukturą relacji przedstawiają rysunki 5a i 5b. Na potrzeby modelowania receptorów przyjmuje się uogólnione cechy receptorów: lokalizacja w przestrzeni, cechy antropometryczne związane z rozmieszczeniem receptorów na powierzchni ciała, cechy biofizyczne, cechy biochemiczne. Na rysunku 6 pokazano rozmieszczenie receptorów na powierzchni ciała, a w tablicy 1 umieszczona jest przykładowa lista uogólnionych cech dla receptorów słuchu. Na rysunkach 7a, 7b i 7c przedstawiono reprezentacje graficzne modeli receptorów. Na rysunku 8 widoczne są pośrednie położenia modelu sylwetki operatora podczas obsługi maszyny oraz chwilowe położenia modeli receptorów (rys. 9). Przykładowe wartości uogólnionych cech receptorów słuchu pokazane zostało na rysunku 10. W tablicy 2 przedstawiony został fragment przykładowego pliku z danymi wejściowymi do programu RAYNO1SE służącego do modelowania pól akustycznych (RAYNOISE 1995). Sposób modelowania relacji wzrokowej został przedstawiony dla operatora ładowarki podczas wyrównywania spągu w przodku chodnikowym. Na rysunku 1 la pokazany jest model krytcrialny ładowarki i cech antropometrycznych operatora. Widok osprzętu od strony siedzącego operatora umieszczono na rysunku 1 lb. Z rysunku wynika, że potencjalne punkty kolizji nie są widziane przez operatora. Na rysunkach 12a i 12b pokazano tę sama sytuację, z tym że operator stoi z przodu ładowarki, obok osprzętu. W tym położeniu operator widzi punkty kolizji. Stosowanie modeli komputerowych pozwala na ocenę warunków eksploatacji maszyn górniczych już we wczesnych fazach ich projektowania.