Materiały laboratoryjne z przedmiotu
Bezpieczeństwo pracy i ergonomia

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Katedra Górnictwa Podziemnego

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych

1. Mikroklimat i pomiary jego parametrów w

środowisku górniczym

2. Pomiary zapylenia
3. Powietrze kopalniane
4. Pomiary hałasu
5. Wybuchy pyłu węglowego

Literatura

1) Materiały z wykładów
2) Skrypt 814
3) Rozporządzenia (www.sejm.gov.pl)
4) Normy (Biblioteka Główna AGH)
5) Materiały laboratoryjne
6) Literatura fachowa (książki, czasopisma)
7) Inne źródła (Internet)

Wybuchy pyłu węglowego –

pojęcia podstawowe

Wielobok

wybuchowości

Bezpieczna zawartość części niepalnych

w kopalniach gazowych i niegazowych

Przyczyny zainicjowania

wybuchu pyłu węglowego

Pył węglowy

Wybuchy pyłu węglowego

PALIWO

ROZPROSZONE

WYMIESZANIE

PALIWA

Z UTLENIACZEM

ZAMKNIĘTA

PRZESTRZEŃ

UTLENIACZ

ZAPŁON

Wybuchy pyłu węglowego –

pojęcia podstawowe

Neutralizacja pyłu

Skutki wybuchu

Parametry wybuchu pyłu węglowego

• stężenie pyłu

• temperatura zapłonu

• ciśnienie wybuchu

Wybuchy pyłu węglowego

Neutralizacja pyłu

Określenie współczynnika:

n

op

– zawartość części niepalnych stałych w pyle suchym,

wystarczająca do zabezpieczenia przed przenoszeniem wybuchu,

%, kopalnie gazowe – 80%, kopalnie niegazowe – 70%

n

o

– zawartość części niepalnych w suchym pyle węglowym, %,

odczyt z krzywej cechowania inflabaru

Wynik wyznacza ilość pyłu wapiennego, jaką należy dodać do

pyły węglowego, aby zneutralizować wybuch.

op

o

op

n

n

n







100



Stanowisko pomiarowe

Komora do pomiaru

najmniejszych stężeń

wybuchowych (2 dm

3

)

Komora do pomiaru

ciśnienia wybuchu

pyłu (2,3 dm

3

)

Waga

elektroniczna

Metodyka badań

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym:
• określenie najmniejszego stężenia wybuchowego pyłu

węglowego,

• pomiar ciśnienia wybuchu pyłu węglowego,
• pomiar stężenia CO w gazach powybuchowych,
• określenie bezpiecznej mieszaniny pyłu węglowego i

kamiennego.

Wyniki i obliczenia:
• określenie jednostkowego współczynnika ,
• metody zwalczania zagrożenia pyłowego.

WNIOSKI !!!

Literatura

Skrypt 814,
Dz.U. 2002 r. Nr 139 poz. 1169 „Bezpieczeństwo i higiena

pracy, prowadzenie ruchu oraz specjalistyczne zabezpieczenia

przeciwpożarowe w podziemnych zakładach górniczych”

Dz.U. 2002 r. Nr 217 poz. 1833 „Najwyższe dopuszczalne

stężenia czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku

pracy”

Dz.U. 2002 r. Nr 94 poz. 841 „W sprawie zagrożeń naturalnych

w zakładach górniczych”

Pomiar zapylenia –

pojęcia podstawowe

NDS-y dla pyłów węgla

kamiennego i brunatnego

Włókna respirabilne

Pył respirabilny

Pył całkowity

Strefa oddychania

Pył

Pomiar zapylenia

Główną i najbardziej niebezpieczną drogą
atakowaną przez pył jest uk

ukłład oddechowy

ad oddechowy.

Grubość błony pęcherzyków płucnych wynosi

1-4 m. W związku z tym szczególnie

niebezpieczne są ziarna pyłu zawartego w
powietrzu o średnicy poniżej 5 m.
Zanieczyszczenie powietrza pyłem może być
przyczyną wielu schorzeń układu
oddechowego i chorób zawodowych.

Lp. Nazwa i nr CAS czynnika szkodliwego dla

zdrowia

NDS

mg/m

3

1)

Pyły węgla kamiennego i brunatnego:

zawierające wolną krystaliczną

krzemionkę powyżej 50%

pył całkowity

1

1

pył respirabilny

2

0,3

2)

zawierające wolną krystaliczną

krzemionkę powyżej 10% do 50%

pył całkowity

1

2

pył respirabilny

2

1

3)

zawierające wolną krystaliczną

krzemionkę od 2% do 10%

pył całkowity

1

4

pył respirabilny

2

2

4)

zawierające wolną krystaliczną

krzemionkę poniżej 2%

pył całkowity

1

10

Pomiar zapylenia –

pojęcia podstawowe

Kategorie zagrożenia działania

pyłów szkodliwych

Klasy sprzętu filtrującego

Szkodliwe działanie

pyłów

Pomiar zapylenia

Przyrządy do pomiaru
zapylenia:

• konimetr

onimetr

• pyłomierz

yłomierz

grawitacyjny

grawitacyjny

Pyłomierz Barbara 3A

Zasilacz

Komora pyłowa

Stanowisko pomiarowe

Waga laboratoryjna

Suszarka

Metodyka badań

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym:
• przygotowanie próbek (3 pomiary 15 minutowe),
• ważenie filtrów
• ważenie zbiorniczków z pyłem,

Wyniki i obliczenia:
• przyrost masy filtrów,
• objętości powietrza,
• zapylenie,
• analiza statystyczna wyników (wg tab. 6.4)

WNIOSKI !!!

Literatura

Skrypt 814,

Dz.U. 2002 r. Nr 139 poz. 1169 „Bezpieczeństwo i higiena pracy,

prowadzenie ruchu oraz specjalistyczne zabezpieczenia

przeciwpożarowe w podziemnych zakładach górniczych”

Dz.U. 2002 r. Nr 217 poz. 1833 „Najwyższe dopuszczalne

stężenia czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku

pracy”

Powietrze kopalniane –

pojęcia podstawowe

NDS

NDSCh

NDSP

Podział gazów

kopalnianych

Powietrze kopalniane

Charakterystyczne

właściwości gazów

kopalnianych

Powietrze kopalniane

Gaz

mg/m

3

%

mg/m

3

%

CO

2

-

1

-

1

CO

30

0,0026

180

0,015

NO, NO

2

5

0,00026

10

0,00052

SO

2

2

0,000075

5

0,00019

H

2

S

10

0,0007

20

0,0014

NDS

NDSCh

1

ppm = 1/10

6

10

-4

%

Nazwa gazu

wybuchowego

Granica

wybuchowości %

Temperatura

zapłonu

° C

CO

12,5 ÷ 74

609

H

2

S

4 ÷ 46

290

CH

4

5 ÷ 15

650

H

2

4 ÷ 72

530

Powietrze kopalniane

Powietrze kopalniane –

pozostałe zagadnienia

Przyrządy pomiarowe

(metanomierze interferencyjne,

żarowe, rurki wskaźnikowe)

Kategorie zagrożenia metanowego

w pzg wydobywających

• węgiel kamienny

• sól

• rudy metali nieżelaznych

Rurki

wskaźnikowe

WG -2M

Powietrze kopalniane

Metanomierz

VM-1z

Metanomierz

Ricken

Metanomierz

Szi-3

Zawory gazowo -

powietrzne

Stanowisko pomiarowe

Miernik CO

Metodyka badań

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym:
• pomiar CH

4

metanomierzem żarowym VM-1z w komorze 1 i 2

• pomiar CH

4

i CO

2

metanomierzem interferencyjnym Szi-3 w

komorze 1 i 2
• pomiar CH

4

i CO

2

metanomierzem interferencyjnym Ricken w

komorze 1 i 2
• pomiar CO analizatorem gazów
• pomiar CO i CO

2

za pomocą rurek wskaźnikowych

Wyniki i obliczenia:
• zestawienie otrzymanych stężeń metanu, dwutlenku węgla i tlenku

węgla

WNIOSKI !!!

• porównanie otrzymanych wskaźników z dopuszczalnymi

wartościami (NDS-y i granice wybuchowości)

Literatura

Skrypt 814, materiały do ćwiczeń laboratoryjnych
Dz.U. 2002 r. Nr 217 poz. 1833 Rozporządzenie w sprawie

najwyższych dopuszczalnych stężeń czynników szkodliwych

dla zdrowia w środowisku pracy
Dz.U. 2002 r. Nr 94 poz. 841 Rozporządzenie w sprawie

zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych

Hałas

–

pojęcia podstawowe

Przedział słyszalności

dźwięku

Próg słyszalności

Próg bólu

Pasma oktawowe

Dźwięki

• proste

• złożone

Dźwięk

Hałas

–

pojęcia podstawowe

Objawy obciążenia

hałasem

Rodzaje hałasu ze względu

• na częstotliwości drgań

• na różnicę poziomów dźwięku

Hałas

Pomiary hałasu

Wartości dopuszczalne hałasu na

Wartości dopuszczalne hałasu na

stanowiskach pracy ze względu na

stanowiskach pracy ze względu na
ochronę słuchu pracownika:

ochronę słuchu pracownika:

• poziom ekspozycji na hałas – 85 dB

85 dB

• maksymalny poziom dźwięku A – 115 dB

115 dB

• szczytowy poziom dźwięku C – 135 dB

135 dB

Miernik poziomu

dźwięku typ N-201

Wzmacniacz

Magnetofon

Tłumiki hałasu

Stanowisko pomiarowe

Częstościomierz

cyfrowy

Oscylator 10Hz – 10MHz

Stanowisko pomiarowe

Metodyka badań

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym:

• pomiar poziomów dźwięku z uwzględnieniem czasu ekspozycji,
• pomiar częstotliwości oktawowych w przedziałach od 63 Hz do

8000 Hz

• pomiar tłumienia hałasu

Wyniki i obliczenia:

• wyznaczenie poziomów ekspozycji,
• charakterystyki natężenia hałasu dla częstotliwości

oktawowych,

• charakterystyki i dobór filtrów tłumienia hałasu

WNIOSKI !!!

Literatura

Skrypt 814, materiały do ćwiczeń laboratoryjnych,
PN-ISO 9612:2004 - Akustyka. Wytyczne do pomiarów i

oceny ekspozycji na hałas w środowisku pracy.

PN-N-01307:1994 - Hałas. Dopuszczalne wartości hałasu

w środowisku pracy. Wymagania dotyczące

wykonywania pomiarów.

Dz.U. 2002 r. Nr 217 poz. 1833 - Rozporządzenie w

sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń

czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.

Mikroklimat I –

pojęcia podstawowe

Pomiary

wilgotności

(psychrometr)

Pomiary

prędkości

(anemometr,

rurka P-P)

Mikroklimat

Komfort

cieplny

Mikroklimat I –

pojęcia podstawowe

Wskaźnik WBGT

Przepisy

górnicze dot.

środowiska

cieplnego

Pomiary intensywności

chłodzenia

(katatermometr)

Wskaźnik

klimatyczny K

Wskaźnik TE

wentylatory

anemometr

komory (sucha i wilgotna)

psychrometr

katatermometry

manometr

Stanowisko pomiarowe

stoper

rurka Pitota-Prandtla

Metodyka badań – Mikroklimat I

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym:

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym:
• prędkość powietrza przed komorami (anemometr),
• czas opadania słupków alkoholu (katatermometry),
• temp. suchej i wilgotnej (psychrometr),
• ciśnienia dynamicznego (rurka Pitota-Prandtla +

manometr),

• ciśnienia barometrycznego (barometr)

Wszystko to dla komory suchej, wilgotnej oraz z

nagrzewaniem.

Metodyka badań – Mikroklimat I

Wyniki i obliczenia:

Wyniki i obliczenia:
• intensywności chłodzenia,
• prędkości przepływu powietrza wyznaczone za pomocą

katatermometrów

• wilgotności względne (odczyt z tablic i porównanie z

obliczonymi),

• temperatura efektywna (odczyt i porównanie z

wykresem),

• prędkość powietrza na wylocie,
• wskaźniki WBGT, K.

WNIOSKI !!!

Zakres wiedzy

Mikroklimat, komfort cieplny, intensywność chłodzenia,

dopuszczalne temperatury, prędkości, wilgotność
względna, bezwzględna, właściwa, aparatura pomiarowa,
wskaźniki WBGT, K, TE

Literatura:
Skrypt 814, materiały do ćwiczeń laboratoryjnych, www.wug.gov.pl
PN-85/N-08011 -

Ergonomia. Środowiska gorące. Wyznaczanie obciążeń

termicznych działających na człowieka w środowisku pracy, oparte na
wskaźniku WBGT

.

PN-G-03100 -

Warunki klimatyczne kopalń podziemnych

Dz. U. 2002 nr 139 poz. 1169 -

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia

28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy,

prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia

przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych