redukcja obrażeń operatorów maszyn górniczych

Paulina DZIAŁAK, Katedra Konstrukcji i Badań Maszyn, Politechnika Wrocławska
Jacek KARLIŃSKI, Katedra Konstrukcji i Badań Maszyn, Politechnika Wrocławska
REDUKCJA OBRAŻEŃ OPERATORÓW MASZYN
GÓRNICZYCH PODCZAS WYPIĘTRZENIA SPĄGU
W KOPALNIACH MIEDZI
REDUCING THE INJURIES
OF THE MINING MACHINE OPERATORS
DURING THILL UPLIFT IN COPPER MINES
Słowa kluczowe: bezpieczeństwo, absorber, MES, obliczenia numeryczne
1. WSTĘP
Operatorzy maszyn przeznaczonych do prac w górnictwie podziemnym, narażeni są na
szereg różnych zjawisk dynamicznych, powodujących poważne, a nawet śmiertelne obrażenia.
Jednym z takich zdarzeń jest wypiętrzenie spągu powstające wskutek wstrząsu górotworu [1].
Skutkuje ono pionowym wyrzutem o dużej energii maszyny górniczej, która następnie uderza
w strop. Zjawisko to jest bardzo niebezpieczne dla zdrowia i życia operatorów tych maszyn.
Autorzy podjęli próbę opracowania elementu, który pochłonąłby energię uderzenia, jaka
przekazywana jest na operatora.
2. ANALIZA ELEMENTU REDUKUCJĄCEGO OBRAŻENIA
2.1. Model numeryczny
Rys. 1. Manekin umiejscowiony na fotelu wraz z elementem redukującym obrażenia
XIII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 156
Element redukujący obrażenia operatora został umieszczony pod jego fotelem (rys. 1).
Powinien on pochłaniać energię pionową, zarówno podczas wyrzucenia operatora jak
i podczas wciskania go w siedzisko. Należy pamiętać, że przestrzeń w kabinie operatora jest
mocno ograniczona [2], co znacznie wpływa na możliwy kształt elementu oraz metodę
absorbowania przez niego energii.
2.2. Wyniki symulacji
Analiza numeryczna [3] wypadku wykazała, że największe zagrożenie dla operatora
podczas opisywanego wypadku stanowią obrażenia kręgosłupa, szczególnie jego dolnego
odcinka. Wykres na rysunku 2 przedstawia porównanie sił pionowych działających na
kręgosłup lędźwiowy operatora w przypadkach, gdy zastosowany jest absorber pod fotelem
operatora oraz gdy manekin umiejscowiony jest na standardowym fotelu, bez elementów
redukujący obrażenia.
Rys. 2. Manekin umiejscowiony na fotelu wraz z elementem redukującym obrażenia
Otrzymane wyniki wskazują na to, że opracowany element działa zarówno podczas
ściskania jak i rozciągania kręgosłupa w trakcie zdarzenia. W przypadku wyrzucenia operatora
z fotela, siły działające na dolny odcinek kręgosłupa redukowane są nawet dwukrotnie,
natomiast przy wciskaniu operatora w fotel, obrażenia ograniczane są jedynie w około 20%.
LITERATURA
[1] Bukowska M., Geomechanical properties of rocks from the rockburst hazard viewpoint,
Archives of Mining Science, Vol. 47 (2), s. 11-138, 2002,
[2] Karliński J., Rusiński E., Smolnicki T., Protective structures for construction and mining
machine operators, Automation in Construction, Vol. 17(3), s. 232-244, 2008.
[3] Rusiński E., Iluk A., Stańco M., Numerical and experimental analysis of a truck frame,
Innovative simulation systems, Vol. 33, s. 217-231, 2016.