Реферат Курсовая Конспект
Требования к тепловому режиму в подземных выработках - раздел Производство, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА Тепловой Режим В Подземных Выработках Характеризуется Совокупностью...
|
Тепловой режим в подземных выработках характеризуется совокупностью термодинамических параметров воздуха, окружающего массива, горной массы, машин и людей. Основными термодинамическими параметрами для количественной оценки теплового режима шахт и рудников являются температура, энтальпия, влагосодержание, а также изменение этих параметров в течение года.
В конечном итоге тепловой режим шахт и рудников определяется температурой, влагосодержанием рудничного воздуха и скоростью его движения в подземных выработках. Как показывает практика, в настоящее время при глубинах подземных разработок свыше 900-1000 м искусственное охлаждение и осушение рудничного воздуха практически неизбежно. В условиях же разработки многолетнемер-злых пород, наоборот, необходимо подогревать рудничный воздух.
Таким образом, как в одном, так и другом случаях возникает необходимость регулирования теплового режима в подземных выработках.
Тепловой режим в подземных выработках должен обеспечивать комфортные условия труда человека, при которых бы он отдавал в окружающую среду столько тепла, сколько выделяется в его организме. В том случае, когда теплопотери человека больше, чем количество тепла, вырабатываемого в его организме, ему холодно, и наоборот. Следовательно, температура воздуха, его влажность и скорость в подземных выработках должны быть такими, при которых бы существовало равновесие между теплом, вырабатываемым в организме человека, и теплом, отдаваемым им в окружающую среду.
В организме человека в спокойном состоянии вырабатывается энергии около 320 кДж/ч (~90 Вт), при физической нагрузке средней напряженности — около 800 кДж/ч (~220 Вт) и при тяжелой физической нагрузке — до 1600 кДж/ч (~440 Вт).
Теплоотвод от человека через дыхание составляет 10%, а теплоотвод через кожу — 90% общего. Теплоотвод через кожу происходит путем лучеиспускания, конвекции и испарения пота.
Если температура воздуха выше температуры тела человека, то вдыхаемый воздух охлаждается в организме, отдавая ему часть своего тепла, и наоборот. В первом случае, дыхание затрудняет теплообмен между человеком и окружающей средой. Во втором случае, особенно при температуре воздуха ниже допустимой, может наступить переохлаждение организма.
Теплообмен организма человека с окружающей средой путем лучеискускания может происходить только в том случае, если температура стенок выработки ниже температуры его кожи, то есть 307-309 К (34-36°С). В противном случае лучеиспускание противодействует теплообмену. При температуре стенок выработки 293 К (20°С) путем лучеиспускания организм человека теряет около 120 кДж/ч (-33 Вт), а при температуре 313 К (40°С) получает около 40-60 кДж/ч (11-15 Вт).
Удельный тепловой поток, отдаваемый кожей человека в окружающую среду конвекцией, пропорционален скорости движения воздуха и разности между его температурой и температурой кожи человека. Из этого следует, что для обеспечения теплообмена конвекцией необходимо регулировать температуру и скорость движения рудничного воздуха.
Равнозначным в количественном отношении с теплообменом конвекцией является отвод тепла из организма человека путем потовыделения. При выделении человеком 1 кг пота он теряет около 2260 кДж тепла и 8 г соли.
Потовыделение происходит только в том случае, когда влажность воздуха не выше влажности насыщения. В противном случае теплообмен путем потовыделения прекращается. Из этого следует, что регулирование влажности шахтного воздуха является одним из основных каналов управления тепловым режимом в подземных выработках.
Тепловой режим в подземных выработках должен поддерживаться таким, чтобы обеспечивался нормальный теплообмен организма человека в окружающей средой по всем четырем каналам: дыханием, лучеиспусканием, конвекцией и потовыделением. Канал теплообмена дыханием реализуется, когда температура воздуха ниже 310К (37°С). Канал теплообмена лучеиспусканием — когда температура стенок выработок ниже 307К (34°С). Так как температура воздуха в выработке на 2-3 градуса ниже температуры стенок, то температура шахтного воздуха по условиям теплообмена лучеиспусканием должна быть ниже 304-305 К (31÷32°С).
Канал теплообмена конвекцией реализуется, когда имеется движение воздуха в подземных выработках.
Канал теплообмена потовыделением реализуется, когда влажность воздуха в выработках ниже влажности насыщения.
Если закрыты все четыре канала теплообмена человека с окружающей средой в течении длительного времени, то наступает тепловая смерть.
Как показывает практика, комфортные условия труда по тепловому режиму при средней физической нагрузке на организм человека имеют место в том случае, когда температура, относительная влажность и скорость движения воздуха в подземных выработках соответственно равны 298К (25°С), 80-90% и 4 м/с. Если, например, температура воздуха будет 301К (28°С), то при прежних остальных его параметрах к концу семичасовой рабочей смены температура тела человека поднимется до 300,1К (37,1°С). Таким образом, регулирование теплообмена через вышеуказанные каналы необходимо осуществлять путем изменения температуры, влажности и скорости движения воздуха в подземных выработках.
Без регулирования рудничного микроклимата возможности сбалансирования количества вырабатываемого в организме человека тепла Qч с теплом Qт, отдаваемым им во внешнюю среду, весьма ограничены. В какой-то степени это удается осуществить с помощью спецодежды, которая в зависимости от рудничного микроклимата может быть легкой или утепленной.
При переходе из одного рудничного микроклимата в другой терморегуляционный аппарат человека старается сбалансировать величины Qч и Qт, однако этот аппарат обладает некоторой инерционностью (10-15 мин) и поэтому резкие изменения параметров рудничного микроклимата и, в частности, температуры для организма человека весьма нежелательны.
Если Qч > Qт, то наблюдается переохлаждение организма человека, что приводит к простудным заболеваниям, а если Qт < Qч — возрастает частота его дыхания, повышается температура и при длительном сохранении этого условия возникают необратимые изменения в организме человека, приводящие к ухудшению его здоровья.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Кольский филиал Петрозаводского государственного университета...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Требования к тепловому режиму в подземных выработках
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов