PRACOWNIA BEZPIECZEŃSTWA PRACY I ERGONOMII W GÓRNICTWIE
Temat ćwiczenia: Mikroklimat
Kierunek: Górnictwo i Geologia
II gig Mysłowice
Grupa: III

MIKROKLIMAT

Wstęp

Wyrobiska w podziemnych zakładach górniczych przewietrzane są za pomocą wentylatorów głównych. Celem przewietrzania jest zapewnienie odpowiedniego składu powietrza potrzebnego do oddychania, oraz nie dopuszczenie do nagromadzenia się w wyrobisku gazów niebezpiecznych pod względem wybuchowym. Kolejnym ważnym czynnikiem jest mikroklimat, a wiec: temperatura, wilgotność, zapylenie. Wszystkie te parametry regulują odpowiednie przepisy, a najważniejsze to:

1. Prawo geologiczne i górnicze, z 4 lutego 1994 r. ( z późn. Zm.)

2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, z 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych

3. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji, z 14 czerwca 2002 r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych.

W celu skontrolowania parametrów opisanych powyżej, używa się odpowiednich przyrządów pomiarowych, na których odczytuje się wskazania i podejmuje decyzje dla zapewnienia odpowiednich warunków pracy. W razie przekroczenia dopuszczalnych parametrów przewidzianych przepisami, dokonuje się zmian w technologii lub stosuje odpowiednie środki ochrony przed czynnikami szkodliwymi dla zdrowia. W przypadku klimatu można zastosować klimatyzatory, skrócony czas pracy, lub doprowadzić większą ilość powietrza, które również obniża stężenie gazów niebezpiecznych dla zdrowia lub gazów wybuchowych w wyrobisku. Nie wszystkie wyrobiska można przewietrzać za pomocą wentylatorów głównych. Na przykład wyrobiska ślepe są przewietrzane przy pomocy wentylacji odrębnej, wentylacją ssącą, tłoczącą lub kombinowaną. Można również stosować urządzenia pomocnicze takie jak nawiewki, przegrody wentylacyjne. Często stosuje się przewietrzanie poprzez dyfuzję.

Pomiar Mikroklimatu

Stanowisko do mikroklimatu wyposażone było w dwie komory: suchą i wilgotną, anemometr skrzydełkowy, psychometr Assmana, katatermometry, wentylator, stoper, podgrzewacz. Wykonaliśmy cztery pomiary prędkości powietrza, zmierzyliśmy psychometrem temperatury: termometrem suchym i termometrem wilgotnym, wykonaliśmy pomiary katastopni katatermometrem suchym i wilgotnym.

Katatermometr

Służy do pomiaru intensywności chłodzenia, wywołanego wspólnym działaniem temperatury, prędkości przepływu i wilgotności powietrza.

Zastosowanie:

Katatermometr służy do pomiaru katastopni.

Obsługa katatermometru

1. Umieścić zbiornik dolny katatermometru w naczyniu z gorącą woda.

2. Po zapełnieniu ½ zbiornika górnego cieczą ze zbiornika

dolnego wyjąć zbiornik z wody i wytrzeć go suchą szmatką, a

następnie przenieść katatermometr w miejsce pomiaru.

3. Włączyć stoper w momencie gdy słupek cieczy opadnie do

punktu wskazującego 38°C.

4. Wyłączyć stoper w momencie gdy słupek cieczy opadnie do

punktu wskazującego 35°C

Wzór na obliczenie katastopni - K_W

gdzie:

F – stała katatermometru (wartość zaznaczona na cylindrze katatermometru)

Τ - czas opadania słupka cieczy od 38 do 35°C,

Anemometr skrzydełkowy

Zastosowanie

Anemometr służy do pomiaru prędkości przepływu powietrza.

Obsługa anemometru

1. Nacisnąć przycisk na obudowie - następuje skasowanie poprzedniego pomiaru i automatyczne uruchomienie stopera

2. Po jednej minucie stoper i pomiar zatrzymują się i odczytujemy wynik [m/min]

Pomiary

Komora sucha

Pomiar prędkości przepływu powietrza anemometrem skrzydełkowym:

V = 63,5 m/min / 60min = 1,05 m/s

Pomiar wilgotności psychometrem Assmana

Temp_sucha = 22⁰c Temp_wilgotna = 12,2⁰C

Wilgotność odczytana z tablic psychometrycznych 29%

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym (stała katatermometru 402)

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 58,65s

402/58,65 = 6,854 Ks

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem wilgotnym (stała katatermometru 402)

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 31,55s

402/31,55 = 12,741 Kw

Przyrost ciśnienia ΔL=72mm=0,072m

Barometr – 1006 hPA

Wzór na ciśnienie dynamiczne

gdzie:

g – przyspieszenie ziemskie =9,81 [m/s²]

ρ - gęstość =1000 [kg/m³]

ΔL = 0,072 [m]

sinα = 1/50

obliczenie ΔL=0,072*9,81*1000*1/50=14,1264 [Pa]

Komora wilgotna

Pomiar prędkości przepływu powietrza anemometrem skrzydełkowym:

V = 65 m/min /60min=1,08m/s

Pomiar wilgotności psychometrem Assmana

Temp_sucha = 21,8⁰c Temp_wilgotna = 13,6⁰C

Wilgotność odczytana z tablic psychometrycznych 39%

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 67s

402/67 = 6 Ks

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem wilgotnym

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 32,2s

402/32,2 = 12,484 Kw

Przyrost ciśnienia ΔL=51 mm = 0,051m

Barometr – 1006 hPA

gdzie:

g – przyspieszenie ziemskie =9,81 [m/s²]

ρ - gęstość =1000 [kg/m³]

ΔL = 0,051 [m]

sinα = 1/50

obliczenie ΔL=0,051*9,81*1000*1/50=10,0062 [Pa]

Komora wilgotna ogrzewana

Pomiar prędkości przepływu powietrza anemometrem skrzydełkowym:

V = 67 m/min / 60min = 1,11m/s

Pomiar wilgotności psychometrem Assmana

Temp_sucha = 23,4⁰c Temp_wilgotna = 15,4⁰C

Wilgotność odczytana z tablic psychometrycznych 36%

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 57,1s

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem wilgotnym

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 33,1s

Przyrost ciśnienia ΔL=54 mm = 0,054m

Barometr – 1006 hPA

gdzie:

g – przyspieszenie ziemskie =9,81 [m/s²]

ρ - gęstość =1000 [kg/m³]

ΔL = 0,054 [m]

sinα = 1/50

obliczenie ΔL=0,054*9,81*1000*1/50=10,5948 [Pa]

Komora sucha ogrzewana

Pomiar prędkości przepływu powietrza anemometrem skrzydełkowym:

V = 60 m/min /60m = 1m/s

Pomiar wilgotności psychometrem Assmana

Temp_sucha = 26,6⁰c Temp_wilgotna = 14,8⁰C

Wilgotność odczytana z tablic psychometrycznych 26%

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 79,4s

402/79,4 = 5,062 Ks

Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem wilgotnym

czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 45,1s

402/45,1 = 8,913 Kw

Przyrost ciśnienia ΔL=72 mm = 0,072m

Barometr – 1006 hPA

gdzie:

g – przyspieszenie ziemskie =9,81 [m/s²]

ρ - gęstość =1000 [kg/m³]

ΔL = 0,072 [m]

sinα = 1/50

obliczenie ΔL=0,072*9,81*1000*1/50=14,1264 [Pa]

Wnioski:

Przepisy dotyczące klimatu mówią: temperatura powietrza w miejscu pracy nie powinna przekraczać 28°C przy wykonywaniu pomiaru termometrem suchym, a intensywność chłodzenia nie powinna być mniejsza od 11 katastopni wilgotnych (Kw).

W komorze suchej i wilgotnej temperatura powietrza oraz wilgotność są zgodne z parametrami określonymi w przepisach.

Minimalne prędkości powietrza wynoszą:

• w polach niemetanowych 0,15m/s,

• w polach metanowych 0,3m/s,

natomiast maksymalne prędkości powietrza w wyrobiskach wynoszą:

• 5 m/s − w wyrobiskach wybierkowych,

• 8 m/s − w wyrobiskach korytarzowych,

• 12 m/s − w szybach i szybikach podczas jazdy ludzi.

Pomiary prędkości powietrza wykonanych na ćwiczeniach wykazały, że spełniają wymogi określone w przepisach.