cieplne warunki pracy w wyrobiskach górnictwa skalnego

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa
Politechniki Wrocławskiej
Nr 87
Studia i Materiały
Nr 28
Nr 87
2000
górnictwo odkrywkowe, bezpieczeństwo pracy,
cieplne warunki pracy
Zbigniew NĘDZA *
CIEPLNE WARUNKI PRACY W WYROBISKACH
GÓRNICTWA SKALNEGO
Podstawowym wskaźnikiem stosowanym do oceny cieplnych warunków na stanowiskach pracy
jest wskaźnik WBGT. Stosowanie tego wskaźnika jest kompromisem między dążeniem do stosowania wskaźnika bardzo dokładnego a potrzebą bardzo łatwego przeprowadzania pomiarów w środowisku przemysłowym. Dokładnym wskaźnikiem, bardzo rzadko stosowanym, jest natomiast ilość
potu wyliczona na podstawie równania bilansu wymiany ciepła między człowiekiem a środowiskiem. Przedstawiono zależności na podstawie których przeprowadza się obliczenia przy zastosowaniu tej metody oraz przytoczono przykładowe obliczenia dla warunków panujących w okresie
wysokich temperatur letnich w kopalni granitu w Borowie.
1. WSTĘP
Człowiek, jako organizm stałocieplny, utrzymuje stałą temperaturę wewnętrzną
ciała w wąskim zakresie, bliskim 37 °C. W celu zachowania tego stanu powinna być
zapewniona równowaga zysków i strat ciepła. Ciało uzyskuje ciepło głównie z przemian metabolicznych oraz za pośrednictwem promieniowania i konwekcji ze środowiska, gdy jest ono cieplejsze od średniej ważonej temperatury skóry. Utrata ciepła
następuje głównie drogą promieniowania i konwekcji do środowiska chłodniejszego
niż średnia ważona temperatura skóry, a także przez parowanie wody zarówno z dróg
oddechowych, jak i potu na powierzchni skóry. Jeżeli zostanie zakłócona równowaga
pomiędzy zyskami i stratami ciepła, ciało magazynuje ciepło lub ma jego niedobór,
czego efektem jest zmiana temperatury ciała.
Utrzymanie stałej wewnętrznej temperatury ciała zależy od zrównoważonego bilansu ciepła. Wymianę ciepła między człowiekiem i otoczeniem przedstawia równanie:
S = M ± C ± R ± K − E − C req − E req
gdzie:
S
(1)
– zysk lub utrata ciepła netto przez organizm; przy zrównoważonym bilansie ciepła S = 0,
48
__________
* Politechnika Wrocławska, Instytut Górnictwa, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
M
– ilość ciepła wytwarzanego w organizmie zależna od wydatku energetycznego (ciepło metaboliczne), może wielokrotnie przekraczać ilość ciepła wytworzonego w spoczynku,
C – wymiana ciepła przez konwekcję, zależna od różnicy między temperaturą
otaczającego powietrza i temperaturą zewnętrznej powierzchni odzieży i
nieokrytych części ciała,
R – wymiana ciepła przez promieniowanie zależna od różnicy między temperatura otaczających powierzchni i temperaturą zewnętrznej powierzchni
odzieży i nieokrytych części ciała,
K – wymiana ciepła przez przewodzenie czyli bezpośredni kontakt ciała
z przedmiotami,
Ereq – utrata ciepła przez parowanie potu na powierzchni skóry zależna od parametrów mikroklimatu,
E – utrata ciepła przez dyfuzyjne parowanie potu przez skórę (pocenie niewyczuwalne),
Creq – utrata ciepła przez układ oddechowy jeśli temperatura powietrza wdychanego jest niższa od temperatury w płucach.
Temperatura wewnętrzna jest więc fizyczną wypadkową równowagi między ciepłem zyskiwanym przez organizm a ciepłem rozpraszanym do otoczenia. Równowaga
cieplna jest osiągana przez ciągłą i precyzyjną regulację biologiczną, która może odbyć się na drodze behawioralnej i ściśle fizjologicznej. U człowieka termoregulacja
behawioralna sprowadza się do stosowania odpowiednio dobranej odzieży oraz
ogrzewania lub klimatyzowania pomieszczeń. Regulacja fizjologiczna zachodzi wówczas, gdy regulacja behawioralna jest niewystarczająca. Jej uruchomienie następuje
automatycznie.
Komfortem cieplnym nazywa się stan, w którym człowiek nie odczuwa ani chłodu, ani ciepła. Odzież jest jednym z podstawowych elementów, który powinien zapewnić człowiekowi komfort cieplny w różnych warunkach środowiska termicznego
i przy różnym poziomie aktywności fizycznej. W obszarze komfortu cieplnego bilans
cieplny organizmu jest zrównoważony, a oddawanie ciepła odbywa się przez promieniowanie, konwekcję i pocenie niewyczuwalne oraz przez układ oddechowy.
Działanie środowiska cieplnego należy ściśle wiązać z czasem, a wzrost tętna,
maksymalny wydatek potu oraz wzrost temperatury wnętrza ciała są czułymi wskaźnikami obciążenia cieplnego organizmu i wyznaczają granice tolerancji niekorzystnego
wpływu środowiska pracy na organizm człowieka [1].
W praktyce ocena tolerancji dokonywana za pomocą oznaczania wymienionych
wskaźników fizjologicznych obciążenia organizmu wydaje się zbyt uciążliwa.
Uproszczeniem jest określenie wskaźników skuteczności biologicznej organizmu, z
których jeden – wyznaczany na podstawie oceny obciążenia organizmu za pomocą
49
wskaźnika WBGT (wet bulb globe temperature) – jest opisany w normie ISO 7243 i
odpowiadającej jej polskiej normie PN-N-08011/1985. Należy jednak zwrócić uwagę
na fakt, że stosowanie wymagań zawartych w powyższej normie chroni wnętrze ciała
człowieka przed osiągnięciem temperatury przewyższającej 38 °C, natomiast nie
gwarantuje zachowania innych kryteriów fizjologicznych, np. częstości tętna lub ilości wydzielanego potu. Zastosowanie empirycznego wskaźnika WBGT do oznaczania
obciążenia organizmu jest kompromisem miedzy dążeniem do zastosowania wskaźnika bardzo dokładnego a potrzebą łatwego przeprowadzania pomiarów w środowisku
przemysłowym. Tym dokładnym wskaźnikiem jest ilość potu wyliczona na podstawie
równania bilansu wymiany ciepła między człowiekiem a środowiskiem. Metoda ta
opisana jest w normie ISO 7933 i odpowiadającej jej polskiej normie PN-N08008/1988 [1].
2. METODA OBLICZANIA WYMAGANEJ ILOŚCI POTU
Metoda obliczania wymaganej ilości potu oparta jest na porównaniu wymaganego nawilgocenia skóry i wymaganej ilości potu wynikających z warunków pracy,
przy czym chodzi w tym przypadku o nawilgocenie skóry i ilość potu, które są fizjologicznie możliwe do uzyskania. Dokładność, z jaką jest możliwe przewidywanie wymaganego nawilgocenia skory i wymaganej ilości potu, jest funkcją modelu przyjętego w zależnościach przedstawionych poniżej, dokładności pomiaru parametrów fizycznych oraz dokładności określenia poziomu metabolizmu i izolacyjności cieplnej
odzieży.
Obliczenie przewidywanego nawilgocenia skóry oraz wymaganej ilości potu
przeprowadza się w trzech etapach [2]:
– obliczenie poziomu parowania wymaganego do utrzymania równowagi termicznej ciała,
– obliczenie maksymalnego poziomu parowania możliwego do przyjęcia w
określonych warunkach otoczenia,
– obliczenie wymaganej ilości potu i wymaganego nawilgocenia skóry.
Poziom parowania wymagany do utrzymania równowagi termicznej ciała (Ereq)
jest to utrata ciepła wewnętrznego, które przez zrównoważenie wpływów odczuwalnego ciepła i wytworzenie ciepła metabolicznego, zapewnia utrzymanie równowagi
termicznej ciała. Człowiek wymienia ze swym otoczeniem ciepło następującymi czterema sposobami: przez przewodnictwo K, konwekcję C, promieniowanie R i parowanie E.
Przewodnictwo jest to przekazywanie ciepła między powierzchnią ciała a innymi
ciałami stałymi, znajdującymi się z nim w kontakcie. Konwekcja jest to przekazywanie ciepła przez skórę człowieka do otoczenia. Konwekcja powstaje na skórze i w
50
drogach oddechowych. Promieniowanie jest to przekazywanie ciepła za pomocą fal
elektromagnetycznych, zwłaszcza podczerwonych.
Parowanie potu przenosi ciepło wewnętrzne i prawie zawsze powoduje utratę
ciepła w organizmie. Występuje ono na skórze (odparowanie potu) i w drogach oddechowych. W pewnych warunkach związane jest ono z kondensacją pary na skórze.
Powoduje to przyrost ciepła.
Utrata ciepła przez ciało człowieka jest podawana jako suma algebraiczna zdefiniowanych poprzednio przepływów ciepła i może być obliczona na podstawie zależności (1).
W środowisku gorącym straty ciepła przy oddychaniu (konwekcja, parowanie) są
niewielkie i można ich nie brać pod uwagę. W celu utrzymania równowagi termicznej
ciała (wówczas Q = 0) organizm wydziela ilość potu zwaną wymaganą ilością potu
Ereq określoną zależnością:
E req = M − W − K − C − R
(2)
W warunkach przemysłowych wartość pracy zewnętrznej W jest bardzo mała
i może być pominięta. W praktyce nie bierze się również pod uwagę utraty ciepła
przez przewodnictwo K. Części ciała ludzkiego stykające się z przedmiotami, są zwykle niewielkie w porównaniu z całą powierzchnią ciała. Jeśli temperatury przedmiotów różnią się znacznie od temperatury skóry, wówczas te dwie powierzchnie oddziela się warstwą izolacyjną. Jeśli powierzchnie stykające się z sobą są duże, wówczas
przedmioty stykające się z człowiekiem wykazują tendencję do osiągania równowagi
z temperaturą otoczenia. W ten sposób w większości przypadków ilościowa wymiana
ciepła przez przewodnictwo może być włączona do straty ciepła na skutek konwekcji,
jaka mogłaby powstać, gdyby te przedmioty nie stykały się z żadnym przedmiotem.
Maksymalny poziom parowania Emax jest to taki poziom, jaki człowiek mógłby
osiągnąć w hipotetycznym przypadku, gdyby jego skóra była całkowicie mokra.
W takich przypadkach stosuje się zależność [2]:
p − pa
E max = sk
(3)
RT
w której:
Emax – maksymalny poziom parowania,
psk – ciśnienie nasyconej pary wodnej w kPa przy określonej temperaturze skóry,
pa – cząstkowe ciśnienie pary wodnej w kPa w temperaturze otaczającego powietrza,
RT – całkowita oporność parowania warstwy oddzielającej między powietrzem
a odzieżą.
Wymagane nawilgocenie skóry wreq jest określane jako stosunek między wymaganym poziomem parowania Ereq i maksymalnym poziomem parowania Emax
51
wreq =
E req
E max
(4)
Obliczanie wymaganej ilości potu powinno być przeprowadzone na podstawie
wymaganego poziomu parowania, lecz musi uwzględniać tę część potu, która może
spłynąć z powodu dużych zmian w lokalnym nawilgoceniu skóry. Wymaganą ilość
potu, biorąc pod uwagę człowieka bez odzieży, określa się z zależności:
SWreq =
E req
r
(5)
w której:
SWreq – wymagana ilość potu,
Ereq – wymagany poziom parowania,
r
– efektywność odparowania potu człowieka bez ubrania.
Jednakże określenie wymaganej ilości potu na podstawie zależności (5) jest oparte na założeniu termolitycznej efektywności parowania równej jedności. Ponieważ parowanie z człowieka bez ubrania zachodzi tylko na powierzchni jego skóry, zatem ciepło parowania jest pobierane tylko z tej powierzchni. Inaczej wygląda to w przypadku
człowieka mającego na sobie odzież, gdyż wówczas część potu może być wchłonięta
przez ubranie a następnie może być oziębiona na skutek parowania. Efektywność termolityczna parowania może być wówczas mniejsza od jedności.
Interpretacja wartości obliczonych za pomocą prezentowanej metody jest oparta
na dwóch kryteriach obciążenia (stresu):
– wymaganym nawilgoceniu skóry wreq,
– wymaganej ilości potu SWreq
oraz na dwóch ograniczeniach napięcia (stresu):
– maksymalnej akumulacji ciepła Qmax,
– maksymalnym, możliwym do przyjęcia, odwodnieniu Dmax.
Wymagana ilość potu SWreq nie może przekraczać maksymalnej ilości potu
SWmax możliwej do osiągnięcia przez człowieka. Maksymalna ilość potu zależy od
tego, czy wysiłek mięśni człowieka jest niewielki (M ≤ 80 W/m2), czy większy
(M > 80 W/m2).
Wymagane nawilgocenie skóry nie może przekroczyć maksymalnego nawilgocenia skory możliwego do osiągnięcia przez człowieka wmax i powinno być mniejsze, niż
nawilgocenie skóry zgodne ze stałą temperaturą ciała ludzkiego wlim na skutek braku
równowagi między wewnętrznym a zewnętrznym przenoszeniem ciepła.
W przypadku braku równowagi w bilansie termicznym akumulacja musi być
ograniczona do wartości maksymalnej Qmax i zgodna z normalnym wykonaniem zadania, przy jednoczesnym braku objawów patologicznych. Przyjmuje się, że wzrost temperatury wewnątrz ciała odpowiadający tej maksymalnej akumulacji ciepła powinien
znajdować się w granicach od 0,8 do 1 °C.
52
Niezależnie od tego, jaka jest równowaga termiczna, odwodnienie ciała ludzkiego powinno być ograniczone do wartości odpowiadającej brakowi objawów patologicznych, to znaczy nie powinno przekraczać 4 do 6% masy ciała. Biorąc pod uwagę,
że ponowne nawodnienie podczas przebywania człowieka w środowisku gorącym
może tylko częściowo zastąpić utratę potu, jest pożądane ustalenie maksymalnej utraty
potu Dmax.
Dla wszystkich tych wartości ograniczających maksymalną utratę potu, maksymalną akumulację i maksymalną ilość potu, konieczne jest rozpatrzenie dwu poziomów, aby uwzględnić duże różnice między przypadkami indywidualnymi:
– poziom ostrzegawczy, przy którym nie istnieje zagrożenie dla człowieka zdrowego i fizycznie zdolnego do wykonywania tego rodzaju pracy,
– poziom niebezpieczeństwa, przy którym niektórzy ludzie, chociaż całkowicie
zdrowi i fizycznie zdolni do wykonywania takiej pracy, ponoszą jednak pewne ryzyko. Aby uwzględnić indywidualne trudności przy pracy w gorących środowiskach,
można zastosować metodę bardziej precyzyjną, włączając do niej ocenę termicznego
obciążenia opartą na analizie fizjologicznej reakcji pracownika.
Wśród wyróżnionych indywidualnych czynników – z wyłączeniem czynników
patologicznych – jednym z najważniejszych jest aklimatyzacja. Jest to stan wynikający z fizjologicznego procesu adaptacji, który zwiększa tolerancję człowieka eksponowanego w ciągu określonego czasu w danym środowisku. Dla człowieka niezaaklimatyzowanego wszystkie wartości graniczne dla nawilgocenia skóry, wymaganej ilości
potu i całkowitej ilości potu mogą być podwyższane. Aklimatyzację można uzyskać
albo sztucznie za pomocą powtarzanego i kontrolowanego umieszczenia człowieka
w kabinie klimatycznej, albo w sposób naturalny przez stopniowe przedłużanie okresów pracy człowieka w tym środowisku.
W przypadku akumulacji ciepła, wydatek potowy osiąga maksymalną wartość
SWmax. Efektywność parowania ro tego potu i nawilgocenia skóry wo zależy od ilości
potu SWmax i od maksymalnego poziomu parowania Emax, ustalonych na podstawie warunków klimatycznych i odzieży człowieka (dopóki ten ostatni nie osiąga wartości
ujemnej, powodującej kondensację); wartości wo i r0 można wyprowadzić z zależności
wo ⋅ E max = r0 ⋅ SWmax
(6)
Analiza sytuacji roboczej polega na określeniu przewidywanych wartości nawilgocenia skóry, poziomu parowania i ilości potu (wp ,Ep i SWp), przy wzięciu pod uwagę wartości wymaganych (wreq, Ereq, i SWreq ) oraz wartości granicznych określanych
jako funkcja właściwości eksponowanych ludzi w środowisku gorącym (zaaklimatyzowa- nych lub nie), przyjętych kryteriów (niebezpieczeństwa lub ostrzeżenia) i warunków otoczenia (wo, wmax, Emax i SWmax). Dopuszczalny czas eksploatacji człowieka
w środowisku gorącym można obliczyć jako funkcję wartości granicznych (wlim, Qmax
i Dmax). Porównanie tych wartości prowadzi do obliczenia następujących wielkości:
53
– przewidywanego nawilgocenia skóry wp
wp = wartość minimalna (wreq, wmax, wa)
(7 )
– przewidywanego poziomu parowania Ep
E p = w p ⋅ E max
( 8)
– przewidywanej ilości potu SWp
SWp = wartość minimalna (SWmax, Ep/rp)
(9)
w których rp jest efektywnością parowania, odpowiadającą nawilgoceniu skóry
– nawilgocenia skóry wp, powodującego brak równowagi między wewnętrznym
a zewnętrznym przenoszeniem ciepła w2
w2 = wartość maksymalna (wreq, wlim)
(10)
Nie przewiduje się ograniczenia czasu pracy dla zmiany roboczej w przypadku, gdy
E p = E req
(11)
wreq ≤ wlim
(12)
SW p ≤ 1 8 ⋅ D w max
(13)
Wartość SWp można wówczas stosować jako wskaźnik porównawczy w celu
uzyskania równowagi warunków stresu cieplnego.
W przypadku jeżeli którykolwiek z trzech podanych poniżej warunków nie zostanie spełniony, konieczne jest obliczenie dopuszczalnego czasu ekspozycji człowieka
w środowisku gorącym, DLE:
– w przypadku jeżeli wymagany poziom parowania jest niemożliwy do osiągnięcia
60 ⋅ Qmax
DLE1 =
(14)
E req − E p
– w przypadku gdy wymagane nawilgocenie skóry jest nadmierne i niezgodne ze
stałym układem temperatur ciała ludzkiego
60 ⋅ Qmax
DLE 2 =
(15)
Q ⋅ ( w2 − wlim )
– w przypadku gdy ilość potu powoduje nadmierne odwodnienie
DLE 3 =
60⋅ Qmax
SW p
(16)
W celu ograniczenia czasu pracy należy wziąć pod uwagę najkrótszy DLE. Jeżeli
DLE1 lub DLE2 są czynnikami decydującymi, to pracownikowi, zanim zostanie poddany działaniu gorącego środowiska, powinien przysługiwać okres wypoczynku wystarczający do przywrócenia jego normalnej temperatury ciała. Jeżeli czynnikiem de-
54
cydującym jest DLE3, to pracownik nie powinien być tego samego dnia poddany dalszemu działaniu tego środowiska.
Stosowanie ograniczeń czasu ekspozycji człowieka na działanie gorącego środowiska, obliczanych przy uwzględnieniu poziomów ostrzegawczych, zapewnia populacji pracowników maksimum bezpieczeństwa. Okresy ekspozycji ustalone między poziomem ostrzegania a poziomem niebezpieczeństwa mogą jednak dla niektórych pracowników być niebezpieczne. Należy więc podać do wiadomości ostrzeżenie, że w takich sytuacjach mogą pracować tylko ci pracownicy o których wiadomo, że nadają się
do pracy w gorących środowiskach, na podstawie specjalnie przeprowadzonego
w tym celu badania lekarskiego. Należy unikać okresów ekspozycji pracowników w
gorącym środowisku dłuższych niż określa to poziom niebezpieczeństwa, gdyż dla
większości pracowników stanowi to zagrożenie. Można tych pracowników dopuścić
do pracy, lecz tylko po wyposażeniu ich w specjalne środki ochronne.
Interpretacja wymaganej ilości potu, jaka przedstawiono powyżej, może być stosowana do każdego okresu pracy oraz do całego zadania wykonywanego na stanowisku pracy [2].
3. WYNIKI BADAŃ CIEPLNYCH WARUNKÓW PRACY
Badania cieplnych warunków pracy w wyrobisku skalnym wykonane zostały
w sierpniu 1998 w kopalni granitu w Borowie [3]. Dni w których wykonywane były
badania ustalano na podstawie prognozy meteorologicznej dla terenu Dolnego Śląska
tak, aby temperatura prognozowana wynosiła około 30 °C. Do pomiarów oraz niezbędnych obliczeń używano miernika mikroklimatu MM-01, wyprodukowanego
w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Automatyki i Urządzeń Precyzyjnych w Łodzi.
Miernik ten przeznaczony jest do pełnej oceny stanu środowiska termicznego we
wszystkich miejscach przebywania człowieka – tak w pomieszczeniach jak i w otwartych przestrzeniach. Przyrząd dokonuje w cyklu automatycznym pomiarów podstawowych parametrów powietrza i na ich podstawie wyznacza wszystkie wskaźniki środowisk termicznych, określone obowiązującymi obecnie normami polskimi i zagranicznymi.
W dniach wykonywania pomiarów miernik ustawiany był w rejonie pracy skalników, kliniarzy oraz zapinaczy. Ustawienie miernika w każdym dniu realizacji badań
zapewniało wykonywanie pomiarów gwarantujących uzyskanie parametrów powietrza zgodnych z miejscem wykonywania pracy.
Dla wszystkich realizowanych pomiarów założono jednakową izolacyjność
odzieży: 0,5 clo. W trakcie realizacji obliczeń zakładano 3 poziomy wydatku energetycznego: 3,0; 3,5; 4,0 met.
Uzyskane wyniki badań graficznie przedstawione zostały na rysunkach 1–6.
55
10
8
6
Serie1
4
Serie2
2
29
27
25
23
21
19
0
17
Dopuszczalny czas
ekspozycji w
środowisku gorącym
[h]
w środowisku gorącym [h]Dopuszczalny czas ekspozycji
Jak wynika z przeprowadzonych obliczeń dla pracownika niezaaklimatyzowanego, biorąc pod uwagę poziom niebezpieczeństwa, przy temperaturze 29 °C podczas
wykonywania pracy o wydatku energetycznym 3,0 met, dopuszczalny czas ekspozycji
nie powinien przekraczać 5,5 godziny, natomiast przy wydatkach energetycznych 3,5
oraz 4,0 met odpowiednio 4,75 oraz 2,5 godzin. W przypadku pracownika zaaklimtyzowanego dla przedstawionych powyżej warunków dopuszczalny czas ekspozycji nie
powinien przekraczać 8,0; 7,25 oraz 6,5 godziny. Jeżeli natomiast za punkt odniesienia zostanie przyjęty poziom ostrzegania dla pracownika niezaaklimatyzowanego dla
przyjętych jak powyżej wydatków energetycznych dopuszczalne czasy ekspozycji nie
powinny przekraczać 2,0; 1,25 oraz 0,5 godziny, natomiast dla pracownika zaaklimatyzowanego 6,25; 5,75 oraz 5,1 godziny.
Te m pe ratura pow ie trza [ C]
Temperatura powietrza [°C]
Rys. 1. Wykres zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym
od temperatury powietrza; pracownik niezaaklimatyzowany, M = 3,0 met, ICL = 0,5 clo
(seria 1 – poziom ostrzegania, seria 2 – poziom niebezpieczeństwa)
Fig. 1. A graph showing relations of permissible time of exposition in hot environment
and air temperature, not acclimatised, M = 3,0 met, ICL = 0,5 clo
(series 1 – level of warning, series 2 – level of danger)
10
8
6
Serie1
4
Serie2
2
29
27
25
23
21
19
0
17
Dopuszczalny czas
ekspozycji w
środowisku gorącym
[h]
w środowisku gorącym [h]Dopuszczalny czas ekspozycji
56
Re m pe ratura pow ie trza [ C]
Temperatura powietrza [°C]
Rys. 2. Wykres zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym
od temperatury powietrza; pracownik niezaaklimatyzowany, M = 3,5 met, ICL = 0,5 clo
(seria 1 – poziom ostrzegania, seria 2 – poziom niebezpieczeństwa)
Fig. 2. A graph showing relations of permissible time of exposition in hot environment
and air temperature, not acclimatised, M = 3,5 met, ICL = 0,5 clo
(series 1 – level of warning, series 2 – level of danger)
10
8
6
Serie1
4
Serie2
2
30
28
26
24
22
20
18
0
16
Dopuszczalny czas
ekspozycji w
środowisku gorącym
[h]
w środowisku gorącym [h]Dopuszczalny czas ekspozycji
57
Te m pe ratura pow ie trza [ C]
Temperatura powietrza [°C]
Rys. 3. Wykres zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym
od temperatury powietrza; pracownik niezaaklimatyzowany, M = 4,0 met, ICL = 0,5 clo
(seria 1 – poziom ostrzegania, seria 2 – poziom niebezpieczeństwa)
Fig. 3. A graph showing relations of permissible time of exposition in hot environment
and air temperature, not acclimatised, M = 4,0 met, ICL = 0,5 clo
(series 1 – level of warning, series 2 – level of danger)
Dopuszczalny czas
ekspozycji w środowisku
gorącym [h]
w środowisku gorącym [h]Dopuszczalny czas ekspozycji
58
10
8
6
Serie1
4
Serie2
2
0
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Te m pe ratura pow ie trza [ C]
Temperatura powietrza [°C]
Rys. 4. Wykres zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym
od temperatury powietrza; pracownik zaaklimatyzowany, M = 3,0 met, ICL = 0,5 clo
(seria 1 – poziom ostrzegania, seria 2 – poziom niebezpieczeństwa)
Fig. 4. A graph showing relations of permissible time of exposition in hot environment
and air temperature, acclimatised, M = 3,0 met, ICL = 0,5 clo
(series 1 – level of warning, series 2 – level of danger)
10
8
6
4
2
0
Serie1
29
27
25
23
21
19
Serie2
17
Dopuszczalny czas
ekspozycji w
środowisku
gorącym [h]
w środowisku gorącym [h]Dopuszczalny czas ekspozycji
59
Te m pe ratura pow ie trza [ C]
Temperatura powietrza [°C]
Rys. 5. Wykres zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym
od temperatury powietrza; pracownik zaaklimatyzowany, M = 3,5 met, ICL = 0,5 clo
(seria 1 – poziom ostrzegania, seria 2 – poziom niebezpieczeństwa)
Fig. 5. A graph showing relations of permissible time of exposition in hot environment
and air temperature, acclimatised, M = 3,5 met, ICL = 0,5 clo
(series 1 – level of warning, series 2 – level of danger)
10
8
6
Serie1
4
Serie2
2
29
27
25
23
21
19
0
17
Dopuszczalny czas
ekspozycji w
środowisku gorącym
[h]
w środowisku gorącym [h]Dopuszczalny czas ekspozycji
60
Te m pe ratura pow ie trza [ C]
Temperatura powietrza [°C]
Rys. 6. Wykres zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym
od temperatury powietrza; pracownik zaaklimatyzowany, M = 4,0 met, ICL = 0,5 clo
(seria 1 – poziom ostrzegania, seria 2 – poziom niebezpieczeństwa)
Fig. 6. A graph showing relations of permissible time of exposition in hot environment
and air temperature, acclimatised, M = 4,0 met, ICL = 0,5 clo
(series 1 – level of warning, series 2 – level of danger)
4. ZAKOŃCZENIE
Wyciąganie wniosków na podstawie badań jednorocznych należy uznać za przedwczesne. Praktyczne wskazówki na podstawie zależności dopuszczalnego czasu ekspozycji w środowisku gorącym DLE od temperatury powietrza można będzie przedstawić dla górnictwa skalnego na podstawie badań kilkuletnich. Z uwagi na zmienne
parametry powietrza w wyrobisku należy, przy opracowywaniu wniosków praktycznych, wziąć pod uwagę średnie ważone poziomów parowania i maksymalnych poziomów parowania, do czego niezbędna jest seria pomiarów wielodniowa (przy temperaturach powietrza powyżej 30 °C).
61
Dotychczas uzyskane wyniki badań, zwłaszcza dla pracowników niezaaklimatyzowanych, przy dużych wydatkach energetycznych, sugerują konieczność zmiany dotychczasowego modelu czasu pracy.
LITERATURA
[1] Bezpieczeństwo pracy i ergonomia (praca zbiorowa), Warszawa, Centralny Instytut Ochrony Pracy,
1977.
[2] Norma PN-88/N-08008 Ergonomia. Środowisko gorące. Analityczne określenie i interpretacja stresu
cieplnego oparte na podstawie obliczenia wymaganej ilości potu, Centralny Ośrodek Badawczy Normalizacji, 1988.
[3] NĘDZA Z., Analityczne określenie stresu cieplnego oparte na podstawie obliczenia wymaganej ilości potu na wytypowanych stanowiskach pracy w zakładach górnictwa skalnego, prace niepublikowane Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, nr archiwalny I-11/S-71/98, Wrocław, 1998.
THERMAL CONDITIONS OF WORK IN ROCK MINING HEADINGS
The basic indicator used in evaluation of thermal conditions on work places is a WBGT index. Employment of thisindex constitutes a compromise between an aim employning a very precise measurement
and the need of easinees of measurement taking in an industrial environment. A precise index, used very
rarely, is the volume of sweat calculated on the basis of a heat exchange balance between a man and the
environment. There were connections presented on the basis of which the calculations are performed with
employment of method and there were quoted examples of calculations for conditions prevalent over the
period of high temperatures in a summer in granite mine in Borów.
Recenzent: prof. dr hab. inż. Konrad Wanielista, Politechnika Wrocławska.