Клименко Юрій Володимирович. Розробка технічних засобів індивідуального протитеплового захисту і методу підготовки гірничорятувальників для роботи в екстремальних мікрокліматичних умовах

brief description

Клименко Юрій Володимирович. Розробка технічних засобів індивідуального протитеплового захисту і методу підготовки гірничорятувальників для роботи в екстремальних мікрокліматичних умовах: дисертація канд. техн. наук: 05.26.01 / Національний гірничий ун-т. - Д., 2003.

Клименко Ю.В. Розробка технічних засобів індивідуального протитеплового захисту і методу підготовки гірничорятувальників для роботи в екстремальних мікрокліматичних умовах. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 - Охорона праці”, Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2003.
Дисертація присвячена дослідженню й розробці удосконалених технічних засобів індивідуального протитеплового захисту і методу підготовки гірничорятувальників для роботи в екстремальних мікрокліматичних умовах. Виконано аналіз впливу нагрівального навколишнього середовища на організм гірничорятувальника. Розроблені основні теоретичні положення, необхідні для удосконалення методів і засобів індивідуального захисту. Розроблено новий типоряд з чотирьох моделей протитеплового одягу для температури зовнішнього середовища від 300 до 573 К (від +27 до +300оС) та виконані дослідження параметрів кожної моделі. Удосконалено методику експрес-діагностики придатності гірничорятувальників до робіт при високих ерготермічних навантаженнях і теплового тренування для підвищення їхньої теплової стійкості.

У дисертації здійснено рішення актуальної науково-технічної задачі підвищення безпеки аварійно-рятувальних робіт у зоні з підвищеною температурою повітря, що полягає в обґрунтуванні принципів створення технічних засобів індивідуального протитеплового захисту гірничорятувальників, уточнення механізму формування теплового балансу у системі «навколишнє середовище захисний одяг організм людини», створенні локальної конвективно-кондуктивної системи охолодження тіла гірничорятувальника в екстремальних мікрокліматичних умовах та розроблення нової ефективної та енергозберігаючої методики з теплового тренування гірничорятувальників.
Основні висновки, наукові і практичні результати роботи полягають у наступному.
1. Обґрунтовано принцип створення типоряду індивідуального протитеплового захисту гірничорятувальників, що базується на зображенні ерготермічних умов у шахтах як системи з параметрами (температурою, вологістю, швидкістю повітря, променистим тепловим потоком, фізичним навантаженням), які визначають вибір методу підготовки і конкретних захисних засобів для різних умов. Встановлено, що у екстремальних умовах на гірничорятувальника впливає температура навколишнього середовища від 303 до 573 К (від +30 до +300оС), максимальний променистий тепловий потік на відстані 5 м дорівнює від 3 до 25 кВт/м2при площі поперечного перерізу виробки від 4 до 16 м2.
2. Досліджено механізм формування теплового балансу системи «навколишнє середовище - засіб захисту - організм людини». Встановлено параметри тепловиділення респіратора і теплообміну за рахунок випаровування поту людини. Обґрунтовано співвідношення товщини теплоізолюючої оболонки одягу від потужності системи охолодження з використанням маятникової схеми охолодження рук та ніг гірничорятувальника при температурах повітря від 333 до 573 К (від +60 до +300оС), що дало можливість знизити відносну погрішність у визначенні основної технічної характеристики - часу захисної дії - з 40 до 20%.
3. Обґрунтовано застосування локальної конвективно-кондуктивної системи охолодження тіла гірничорятувальника у вигляді гнучких чотирьохсекційних акумуляторів холоду, що забезпечує теплозняття з різних ділянок тіла при мінімальній масі і коефіцієнті теплопроводності, термічної міцності водо-крижаних охолоджуючих елементів, виготовлених з плівки поліетилену низького тиску товщиною 1,510-4м.
4. Теоретично доведена та експериментально підтверджена гіпотеза про можливість використання ізолюючих костюмів з повітро- та паронепроникного матеріалу для експертизи професійної придатності гірничорятувальників до ерготермічних навантажень. Встановлено, що ерготермічне навантаження в ізолюючому костюмі з виконанням фізичної роботи відповідає навантаженню, створеному в мікрокліматичній камері при температурі 313 К (+40оС) і відносній вологості повітря 85%.
5. Дані експериментальних досліджень дослідних зразків захисного одягу з різними системами охолодження, що отримані при участі гірничорятувальників у тепловій камері, дослідно-експериментальній штольні НДІГС та навчальній шахті ДВГРС, які атестовані у Донецькому Державному центрі стандартизації, метрології та сертифікації, задовільно збігаються з результатами теоретичних досліджень.
6. На підставі отриманих результатів досліджень і випробувань розроблено і впроваджено у підрозділи ДВГРС типоряд засобів індивідуального протитеплового захисту гірничорятувальників (куртка ТК-50, костюми ТК-60М, ПТК-80, ПТК-300 і ВПК), що за своїми технічними характеристиками перевершують попередні засоби, у тому числі закордонні. Розроблені та використовуються нормативні документи: «Посібник по веденню гірничорятувальних робіт в умовах підвищеної температури рудникової атмосфери» (Додаток 21 до Статуту ДВГРС) та ДСТУ «Визначення теплової стійкості гірничорятувальників у повітро- та паронепроникному костюмі. Методика».
Розроблені засоби можуть бути використані підрозділами МНС для аварійно-рятувальних робіт і при гасінні пожеж, для ремонту плавильних печей металургійної промисловості та інших галузей, а метод підготовки гірничорятувальників до ерготермічних навантажень - шахтарями, що працюють на глибоких горизонтах в умовах підвищених температур.
Загальний річний економічний ефект від впровадження засобів та методу підготовки гірничорятувальників складає 730 тис.грн.