рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Требования к тепловому режиму в подземных выработках

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:

Термодинамические и газодинамические процессы горного производства

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

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Термодинамические параметры земной коры
  Верхняя толща горных пород Земли называется земной корой. Земная кора простирается от поверхности Земли до границы Мохоровичича, которая отделяет земную кору от мантии Земли. Мощ­но

Источники тепла земных недр
  Тепловое поле земной коры формируется в результате процесса теплообмена при наличии источников тепла. Теплообмен в земной коре осуществляется посредством теплопроводности, конвекции

Процессы теплопереноса в недрах Земли
  Как было отмечено ранее, теплообмен в горных породах осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением. Применительно к задачам горного производства весьма важной является з

Использование тепла земных недр
  Геотермальные ресурсы разделяют на повсеместно распростра­ненные и локализованные. Повсеместно распространенные гео­термальные ресурсы представлены те

Приближенные методы расчета температурных режимов при эксплуатации породных теплообменников
  Если принять, что вода, фильтрующая в породном теплообмен­нике, нагревается только за счет тепла, заключенного в его объеме, а потеря тепла в нем компенсируется за счет подпитки теп

Разработка связных пород в период с отрицательными температурами
  В России около 25-30% ежегодных объемов разрабатываемых рыхлых и связных пород на карьерах приходится на периоды года с отрицательными температурами. Еще больший объем земляных ра­б

Месячные колебания температуры внешней среды
  Для определения зависимости изменения температуры в зим­ний период используем значения среднемесячной температуры в данном районе. Обозначим среднемесячные температуры с октября по

Расчет глубины промерзания связанных пород
  Рассмотрим случай промерзания связной породы при открытой разработке месторождений. Сформулируем задачу: на поверхности полупространства в момент времени t=0 устанав

Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий
  Рассмотрим случай, когда теплоизоляционное покрытие обес­печивает полное предотвращение промерзания грунта. Для определения толщины теплоизоляционного покрытия (d) и

Промерзание грунта на допустимую глубину при использовании теплоизоляционного покрытия
  Для решения данной задачи рассмотрим модель «теплоизоляци­онное покрытие-промерзший грунт-талый грунт», изображенную на рис. 2.3.

Сущность способа и область его применения
  Проведение горных выработок в слабоустойчивых водоносных породах невозможно без специальных мероприятий по их упрочне­нию и понижению водопроницаемости. При строительстве ш

Тепловой расчет формирования одиночного ледопородного цилиндра
  При замораживании вокруг каждой замораживающей колонки формируется температурное поле, изотермы которого представляют собой в плане концентрические окружности. Температура породы не

Параметры образования ледопородных ограждений
  Формирование ледопородных водонепроницаемых ограждений и подпорных стен производят с помощью серии замораживающих колонок, расположенных на равном расстоянии друг от друга. В этом с

Влияние теплового режима на процессы ведения подземных горных работ
  Влияние теплового режима рудничного воздуха сказывается на производительности труда горнорабочих, обеспечении безопасных условий их труда, поддержании устойчивости горных выработок

Уравнения теплообмена массива с вентиляционной струей в шахтной выработке
  При проветривании возможны следующие случаи взаимодейст­вия вентиляционной струи в шахтной выработке с окружающим мас­сивом: • стационарный режим теплообмена; • не

Теплообмен при проветривании подземных выработок
  Критериальная зависимость для определения параметров теп­лообмена рудничного воздуха со стенками выработок имеет следую­щий вид:

Источники тепла в подземных выработках
  Учет источников тепловыделения в выработках и определение их интенсивности необходимо для составления уравнений теплового баланса, на основании которых производят расчет необходимог

Методы нормализации температурного режима рудничного воздуха
  Мероприятия по нормализации температурного режима руд­ничного воздуха можно разделить на два типа: 1) теплотехнические, основанные на применении различных технически

Проблемы разработки и транспортирования рыхлых и связных пород
  При разработке талых рыхлых и связных пород проблемным является вопрос предотвращения налипания горной массы на рабо­чую поверхность добычного и транспортного горного оборудования и

Термодинамическое разрушение талых рыхлых и связных пород
  Как уже указывалось, что для очистки транспортных сосудов от налипшей горной массы применяют бесконтактный термодинамиче­ский способ. В качестве генератора высокоскоростной газовой

Термодинамическое хрупкое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород
  Этот способ разрушения имеет место при термическом бурении скважин в мерзлых породах, а также при термодинамической очист­ке рабочих поверхностей добычного и транспортного горного о

Термодинамическое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции
  Режим термодинамического разрушения мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции имеет место при TTh < 106°С/м в процесс бурения скважин или оч

Техника и технология термодинамического разрушения талых и мерзлых пород при их разработке и транспортировании
  Термодинамическое разрушение талых и мерзлых рыхлых и связных пород применительно к очистке добычного и транспортного горного оборудования от налипшей и намерзшей горной массы в нас

Коэффициенты диффузии
  В выражениях для диффузионных газовых потоков ко­эффициенты молекулярной и турбулентной диффузии являются единственными параметрами, учитывающими свойства среды. Ес­тественно, что э

Общие положения
  Во многих случаях по­лезные результаты могут быть получены более простым инте­гральным методом. Интегральный метод, или метод усредненных характеристик, ос­нован на том фак

Выработка как объект вентиляции
  Характер проявления газодинамических эффектов в горных выработках существенно зависит от характера движения воздуха в последних. Как известно, в практике шахтной аэрологии воздушные

Ограниченные потоки в системе выработок
  Возникающие в выработках с ограниченными воздушными по­токами газодинамические ситуации зависят от режима вентиляции, вида источника (точечный или линейный), характера газовыделения

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги