У ПНДПУ спрогнозували рівень теплового стресу для гірників.

Процес видобутку корисних копалин включає в себе видобувні та ремонтні зміни, які характеризуються різними потужностями тепловиділення від обладнання. Також важливо враховувати, що при його увімкненні/вимкненні виникає тепловий інерційний ефект, і температура у виробці знижується не миттєво, а поступово.

Існуючі методи розрахунку теплового режиму не враховують цей фактор і те, як він впливає на зміну мікроклімату в просторі та часі. Вчені ПНІПУ та «ГІ Уро РАН» розробили математичну модель, яка дозволяє коректно розраховувати динаміку температури повітря та вологості в робочій зоні під час видобувних та ремонтних змін. Результати розрахунків надають можливість прогнозувати рівень теплового навантаження, яке відчуває працівник протягом зміни.

«Згідно з вимогами правил безпеки, температура повітря в робочих зонах не повинна перевищувати +26С. Крім того, важливо звертати увагу на можливість організму гірника підтримувати нормальну терморегуляцію. Ефективність відведення тепла, окрім температури навколишнього середовища, залежить від величини відносної вологості повітря. Вплив несприятливих умов навколишнього середовища призводить до накопичення теплового навантаження в організмі та погіршення стану людини», – пояснює доктор технічних наук, професор кафедри розробки родовищ корисних копалин ПНІПУ, завідувач лабораторії розвитку гірничого виробництва Гірського інституту Уро РАН Артем Зайцев.

Ключова особливість моделі вчених – це врахування нестціонарного теплообміну між повітрям та технологічним обладнанням, тобто враховується тепловий інерційний ефект, що виникає в моменти увімкнення та охолодження обладнання.

Результати моделювання підтвердили встановлену під час вимірювань залежність: зниження температури повітря після вимкнення обладнання відбувається не миттєво. На початку ремонтної зміни вона висока, з часом знижується через поступове охолодження джерела тепловиділення. При увімкненні обладнання після ремонтної зміни температура знову зростає, після чого приймає постійне значення.

«В очищувальних забоях калійних шахт робота організована згідно зі спеціальними планограмами. На них графічно зображені хронологія та послідовність дій на різних ділянках робочої зони. Порівнявши дані планограм та розподіл температури повітря, можна визначити рівень теплового стресу працівника. Ми оцінювали цей параметр за допомогою індексу теплового навантаження середовища, який дозволяє врахувати вплив температури, вологості, швидкості руху повітря, а також величину теплового випромінювання від обладнання на організм гірників», – розповідає асистент кафедри розробки родовищ корисних копалин ПНІПУ, інженер лабораторії розвитку гірничого виробництва Гірського інституту Уро РАН Дмитро Бородавкін.

Розроблений підхід вчених ПНІПУ та «ГІ Уро РАН» може бути використаний для оцінки рівня теплового стресу, який відчуває персонал у діючих забоях, а також для прогнозування теплового навантаження в перспективних робочих зонах. Це, в свою чергу, дозволить оптимізувати реалізацію заходів з нормалізації мікроклімату в шахтах, а також запобігти виникненню аварійних ситуацій і погіршенню здоров'я гірників від перегріву.

Стаття опублікована в журналі «Безпека праці в промисловості». Дослідження виконано за фінансової підтримки РНФ.