dr inż. KRZYSZTOF SŁOTA dr inż. DARIUSZ MUSIOŁ dr inż. ZBIGW SŁOTA Politechnika Śląska, Gliwice Pomiary weryfikacyjne mikroklimatu w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego S.A. i Kompanii Węglowej S.A. Artykuł poświęcony jest problemowi pomiarów weryfikacyjnych mikroklimatu w kopalniach. Przedstawiono w nim metodykę tego rodzaju badań, opracowaną w ramach realizacji projektu, przeznaczoną do wykorzystania w kopalniach, w których występują trudne warunki mikroklimatu. W dalszej części zaprezentowano wyniki dokonanych pomiarów weryfikacyjnych. Łącznie wykonano 10 serii pomiarowych, podczas których pomiarami objęto 20 różnych stanowisk pracy. Badania potwierdziły występowanie zagrożenia cieplnego w wybranych wyrobiskach podziemnych. Omówiono też wnioski z wywiadu środowiskowego (przeprowadzonego w postaci ankiet), który wykazał m.in., że górnicy często pracują w ciężkich warunkach klimatycznych. WSTĘP Artykuł powstał na podstawie raportu [1] z wykonania części etapu 7. pt.: Opracowanie metodyki badań parametrów fizycznych powietrza w kopalniach oraz pomiary mikroklimatu i weryfikacja wyników pomiarowych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej w obszarze zadania badawczego pt.: Opracowanie zasad zatrudniania pracowników w warunkach zagrożenia klimatycznego w podziemnych zakładach górniczych, realizowanego w ramach strategicznego projektu badawczego pt.: Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR). 1. METODYKA POMIARÓW WERYFIKACYJ- NYCH W celu przeprowadzenia badań uwzględniających założenia i warunki realizacyjne projektu opracowana została szczegółowa metodyka pomiarów weryfikacyjnych [2]. Do badań takich wytypowano kopalnie, w których deklarowano występowanie trudnych warunków mikroklimatu. Z kopalń Katowickiego Holdingu Węglowego wybrano wyrobiska KWK Wujek Ruch Śląsk oraz KWK Wesoła, a z kopalń Kompanii Węglowej wyrobiska KWK Knurów- Szczygłowice Ruch Knurów, KWK Halemba- Wirek oraz KWK Sośnica-Makoszowy Ruch Makoszowy. Na wszystkich stanowiskach, na których dokonywano pomiarów weryfikacyjnych, przeprowadzano wywiad z pracownikiem i wypełniano listę kontrolną (tab. 1). Lista kontrolna podzielona została na dwie części. Uwzględniono w niej opinie samego pracownika oraz osoby dozoru odpowiedzialnej za dane stanowisko pracy. Wypełnianie listy kontrolnej w warunkach dołowych wiązało się z wieloma problemami, jednak decydując się na przeprowadzanie wywiadu w miejscu i w czasie pracy, eliminowało się przekłamania, które mogłyby się pojawić, gdyby wywiad przeprowadzano po zakończonej dniówce roboczej na powierzchni. Wywiad miał niejednokrotnie postać luźnej rozmowy, w którą wpleciono zasadnicze pytania umożliwiające wypełnienie listy kontrolnej. Taki sposób prowadzenia wywiadu umożliwiał uzys-
32 MECHANIZACJA I AUTOMATYZACJA GÓRNICTWA Lista kontrolna (szablon) [2] Tabela 1. LISTA KONTROLNA na podstawie wywiadu w miejscu pracy wypełnił. Stanowisko: Data: Pytania do pracownika Pytanie TAK 1. Czy odczuwasz w pracy wpływ trudnych warunków klimatycznych? 2. Czy wiesz, jaka temperatura panuje na Twoim stanowisku pracy? Jeśli tak, to czy jest to więcej niż 28 C? 3. Czy przepracowałeś ostatnie dwa tygodnie w trudnych warunkach klimatycznych? Jeśli nie, to czy przerwa była dłuższa niż 5 dni? 4. Czy masz przerwy w ciągu każdej godziny pracy? Jeśli tak, czy jest to średnio mniej niż 5 minut w ciągu godziny? 5. Czy oceniasz wykonywaną przez siebie pracę jako: 6. Czy na stanowisku pracy jesteś: całkowicie ubrany (spodnie, koszula z długim rękawem, bluza lub marynarka)? rozebrany do pasa (spodnie, ewentualnie podkoszulek)? nieubrany (wyłącznie szorty)? Pytania do kierownika oddziału lub osoby dozoru 1. Czy w rejonie panują trudne warunki klimatyczne? Jeśli tak, to czy czas pracy jest skrócony do 6 godzin? 2. Czy pracownik na tym stanowisku skarży się na trudne warunki klimatyczne? 3. Czy dopuszcza się pracę na tym stanowisku pracownika niekompletnie ubranego (bez koszuli, spodni)? 4. Czy na tym stanowisku możliwe są planowe przerwy w pracy? Jeśli tak, czy może to być średnio mniej niż 5 minut w ciągu godziny? 5. Czy oceniasz wykonywaną przez pracownika pracę jako: UWAGI:
Nr 2(504) LUTY 2013 33 kanie maksymalnie szczerych i prawdziwych odpowiedzi na zadane pytania. Powodował też, że poddane mu osoby chętnie udzielały wszelkich, wyczerpujących odpowiedzi. Pytania nr 1 i 2 do pracownika oraz pytanie 2. do osoby dozoru miały charakter informacyjnopoznawczy. Pytanie 3. do pracownika poświęcone było kwestii zaaklimatyzowania, natomiast pytanie 4. do pracownika i osoby dozoru planowych przerw w pracy. Pytanie 5. do obydwóch respondentów dotyczyło subiektywnej oceny ciężkości pracy i miało charakter orientacyjny przy ustalaniu przybliżonego wydatku energetycznego na danym stanowisku pracy. Pytanie 6. do pracownika i 3. do osoby dozoru dotykało problemu rodzaju używanej odzieży roboczej. Z uwagi na przyjętą metodykę [2] pomiary wykonywano na różnych stanowiskach pracy. Skupiono się przede wszystkim na ścianach oraz przodkach ślepych, czyli na takich, na których można było spodziewać się najtrudniejszych warunków mikroklimatu [4]. Podczas pomiarów weryfikacyjnych w sposób przybliżony (głównie na podstawie wywiadu) określa- no wydatek energetyczny pracownika na danym stanowisku. Dokładne określenie tego wydatku oraz uciążliwości pracy jest przedmiotem realizacji kolejnych zadań projektu. Przykład wypełnianych tabel dla ściany i przodka ślepego pokazano poniżej. Wyrobisko ścianowe Dane wyrobiska: wyrobisko ścianowe..., pokład..., długość ściany..., wysokość ściany..., nachylenie podłużne ściany..., nachylenie poprzeczne ściany..., wybieg całkowity ściany pozostało do końca..., system eksploatacji..., zabiór... Ponadto każde stanowisko pracy przedstawiono na szkicu przykład na rys. 1. Punkty pomiarowe: 1A. Czyszczenie trasy przenośnika 1B. Pracownik wnęki górnej Ściana 1A 1B ZAWAŁ L - długość ściany =250m Rys. 1. Szkic miejsca pomiaru: punkt 1A czyszczenie trasy przenośnika, punkt 1B pracownik górnej wnęki [2] Przodek ślepy Dane wyrobiska: wyrobisko korytarzowe..., pokład..., długość..., obudowa..., nachylenie... Stanowisko pracy: uzupełnione o szkic przykład na rys. 2.
34 MECHANIZACJA I AUTOMATYZACJA GÓRNICTWA Rys. 2. Szkic z miejscami pomiaru w chodniku ślepym przykład [2] 2. POMIARY WERYFIKACYJNE Metodyka pomiarów wymagała m.in. przedstawienia szkicu miejsca, w którym przeprowadzono pomiary oraz wypełnia przygotowane tabele z określonymi parametrami. Poniżej pokazano przykładowy pomiar weryfikacyjny wykonany w KWK Knurów-Szczygłowice Ruch Knurów (rys. 3, tab. 2) oraz listę kontrolną (tab. 3). Przodek ślepy Dane wyrobiska korytarzowego: przekop B6E, pokład 405/1, długość 1000 m, obudowa ŁP14, nachylenie 0. Stanowisko pracy: górnik zabudowa przodka rys. 3. Rys. 3. Szkic miejsca pomiaru w chodniku ślepym (przekop B6E) [2] Wyniki pomiarów parametrów powietrza i wydatku energetycznego [2] Tabela 2. Data pomiaru, wykonał 06.04.2012 r., Krzysztof Słota Stanowisko górnik zabudowa przodka Ciśnienie powietrza p, hpa 1130 Temperatura termometru suchego t s, C 28,2 Temperatura termometru wilgotnego t w, C 25,6 Prędkość powietrza w, m/s 0,4 Natężenie chłodzenia powietrza Kw, katastopnie wilgotne 7,2 Wydatek energetyczny M, W/m 2 220 UWAGI: górnik ubrany tylko w slipy i podkoszulek
Nr 2(504) LUTY 2013 35 Lista kontrolna [2] Tabela 3. LISTA KONTROLNA na podstawie wywiadu w miejscu pracy wypełnił dr inż. Krzysztof Słota Stanowisko: Górnik zabudowa przodka Data: 06.04.2012 r. Pytania do pracownika Pytanie TAK 1. Czy odczuwasz w pracy wpływ trudnych warunków klimatycznych? 2. Czy wiesz, jaka temperatura panuje na Twoim stanowisku pracy? Jeśli tak, to czy jest to więcej niż 28 C? 3. Czy przepracowałeś ostatnie dwa tygodnie w trudnych warunkach klimatycznych? Jeśli nie, to czy przerwa była dłuższa niż 5 dni? 4. Czy masz przerwy w ciągu każdej godziny pracy? Jeśli tak, czy jest to średnio mniej niż 5 minut w ciągu godziny? 5. Czy oceniasz wykonywaną przez siebie pracę jako: 6. Czy na stanowisku pracy jesteś: całkowicie ubrany (spodnie, koszula z długim rękawem, bluza lub marynarka)? rozebrany do pasa (spodnie, ewentualnie podkoszulek)? nieubrany (wyłącznie szorty)? Pytania do kierownika oddziału lub osoby z dozoru 1. Czy w rejonie panują trudne warunki klimatyczne? Jeśli tak, to czy czas pracy jest skrócony do 6 godzin? 2. Czy pracownik na tym stanowisku skarży się na trudne warunki klimatyczne? 3. Czy dopuszcza się pracę na tym stanowisku pracownika niekompletnie ubranego? 4. Czy na tym stanowisku możliwe są planowe przerwy w pracy? Jeśli tak, czy może to być średnio mniej niż 5 minut w ciągu godziny? 5. Czy oceniasz wykonywaną przez pracownika pracę jako: UWAGI: górnik ubrany w slipy i podkoszulek, zajmował się zabudową przodka
36 MECHANIZACJA I AUTOMATYZACJA GÓRNICTWA Celem pomiarów weryfikacyjnych było: stwierdzenie rzetelności danych pochodzących z wykonanych (w ramach projektu) pomiarów wstępnych, potwierdzenie występowania trudnych warunków klimatycznych w wybranych miejscach pracy w kopalni, poznanie realnych warunków pracy w trudnych warunkach klimatycznych poprzez wywiad środowiskowy in situ. Wyniki pomiarów weryfikacyjnych pokazały duże zróżnicowanie zbadanych parametrów mikroklimatu. Dla wyrobisk ścianowych temperatura mierzona termometrem suchym wahała się od 21,6 do 28,6 C. Temperatura termometru wilgotnego dla tych wyrobisk mieściła się w przedziale od 19,2 do 27,8 C. Prędkość przepływu powietrza zawierała się w granicach od 1,1 do 2,54 m/s. Natężenie chłodzenia powietrza mierzone katatermometrem wilgotnym przybierało wartości z zakresu od 11,5 do 19,8 katastopni wilgotnych. Dla przodków ślepych temperatura mierzona termometrem suchym wahała się od 21,4 do 30,2 C. Temperatura termometru wilgotnego dla tych wyrobisk mieściła się w przedziale od 19,8 do 28,6 C. Prędkość przepływu powietrza zawierała się w granicach od 0,3 do 0,67 m/s. Natężenie chłodzenia powietrza mierzone katatermometrem wilgotnym przybierało wartości z zakresu od 5,4 do 14,1 katastopni wilgotnych. Przykład przeprowadzonej weryfikacji przedstawia tabela 4. Tabela 4. Porównanie wybranych pomiarów własnych (weryfikacja) z zestawieniami pomiarów klimatycznych Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej [1] KWK Wesoła Zagrożenie klimatyczne wg wyników wstępnych Zagrożenie klimatyczne wg weryfikacji przeprowadzonej w etapie 7. ściana 575/1 pkt. A TAK TAK ściana 575/1 pkt. B TAK TAK KWK Wujek upadowa wentylacyjna J, pkt. A upadowa wentylacyjna J, pkt. B KWK Sośnica-Makoszowy Ściana h50 pkt. A TAK TAK Ściana h50 pkt. B TAK TAK KWK Halemba-Wirek Dowierzchnia transportowa 1/418/F TAK Uwagi, wg obowiązujących przepisów praca dozwolona w pełnym wymiarze, wg obowiązujących przepisów praca dozwolona w pełnym wymiarze nie było możliwości przeprowadzenia pomiarów w tych samych warunkach unieruchomiony przenośnik podczas pomiarów weryfikacyjnych PODSUMOWA Niniejszy artykuł opisuje fragment prac wykonanych w ramach etapu 7. pt.: Opracowanie metodyki badań parametrów fizycznych powietrza w kopalniach oraz pomiary mikroklimatu i weryfikacja wyników pomiarowych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej [1] w części dotyczącej opracowania metodyki pomiarów weryfikacyjnych oraz wykonania pomiarów weryfikacyjnych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej. Metodykę opracował i pomiarów dokonał zespół w składzie: dr inż. Zbigniew Słota (pomiary w KW S.A.), dr inż. Dariusz Musioł (pomiary w KHW S.A.), dr inż. Krzysztof Słota (pomiary w KW S.A.) oraz dr inż. Anna Morcinek-Słota (opracowanie wyników). W części, którą obejmuje niniejszy artykuł, skupiono się na pomiarach weryfikacyjnych. Na podstawie opracowanej metodyki stworzono tabele i schematy do wykonywania pomiarów weryfikacyjnych. Następnie przeprowadzono pomiary weryfikacyjne w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej. Do pomiarów weryfikacyjnych wytypowano kopalnie, w których deklarowano występowanie trudnych warunków mikroklimatu, co znalazło potwierdzenie w przeprowadzanych pomiarach. Do badań weryfikacyjnych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego wybrano wyrobiska
Nr 2(504) LUTY 2013 37 KWK Wujek Ruch Śląsk oraz KWK Wesoła, a w kopalniach Kompanii Węglowej wyrobiska KWK Knurów-Szczygłowice Ruch Knurów, KWK Halemba-Wirek oraz KWK Sośnica- Makoszowy Ruch Makoszowy. Łącznie wykonano 10 serii pomiarowych, podczas których pomiarami objęto 20 różnych stanowisk pracy. Pomiary weryfikacyjne potwierdziły występowanie zagrożenia cieplnego w wybranych wyrobiskach podziemnych. Stwierdzono także, że pomiary wstępne były wykonywane prawidłowo. Dodatkowo przeprowadzony wywiad środowiskowy (w postaci ankiet) wykazał, że górnicy często pracują w ciężkich warunkach klimatycznych bez odzieży ochronnej i przy przekroczonych dopuszczalnych parametrach klimatu. Literatura 1. Drenda J. z Zespołem: Raport z wykonania etapu 7. pt.: Opracowanie metodyki badań parametrów fizycznych powietrza oraz pomiary mikroklimatu i weryfikacja wyników pomiarowych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej, Politechnika Śląska, Gliwice 2012. 2. Słota Z., Musioł D., Słota K., Morcinek-Słota A.: Raport z wykonania części etapu 7. pt.: Opracowanie metodyki badań parametrów fizycznych powietrza w kopalniach oraz pomiary mikroklimatu i weryfikacja wyników pomiarowych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej część dotycząca opracowania metodyki pomiarów weryfikacyjnych oraz wykonania pomiarów weryfikacyjnych w kopalniach Katowickiego Holdingu Węglowego i Kompanii Węglowej, Politechnika Śląska, Gliwice 2012. Artykuł został zrecenzowany przez dwóch niezależnych recenzentów. mgr inż. Jan Jarosz 30.01.1945-23.12.2012 Dnia 23 grudnia 2012 r. w wieku 67 lat zmarł mgr inż. Jan Jarosz długoletni i ceniony pracownik ZKMPW i Centrum EMAG, adiunkt naukowo-badawczy i specjalista z zakresu elektryfikacji kopalń. Jan Jarosz urodził się 30 stycznia 1945 roku w Jarosławiu. Po ukończeniu w 1958 roku szkoły podstawowej w Strzemieszycach, w 1963 roku Śląskich Technicznych Zakładów Naukowych w Katowicach i w 1969 roku Wydziału Górniczego Politechniki Śląskiej w Gliwicach, mgr inż. Jan Jarosz 2 maja 1969 roku podjął pracę w Zakładzie Elektryfikacji Pionu Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa ZKMPW w Katowicach, który w 1975 roku został przekształcony w Centrum EMAG. W Zakładzie Elektryfikacji ZKMPW, a następnie w Centrum EMAG mgr inż. Jan Jarosz pracował nieprzerwanie do czasu przejścia na emeryturę w 2008 roku. Zajmował tam kolejno stanowiska: stażysty, automatyka, st. asystenta naukowobadawczego, adiunkta naukowo-badawczego, kierownika zespołu i kierownika zakładu. Działalność zawodowa i naukowa, którą mgr inż. Jan Jarosz konsekwentnie i rzetelnie realizował w ZKMPW i Centrum EMAG przez ponad 39 lat, współpracując z przemysłem wydobywczym i elektrotechnicznym, skoncentrowana była głównie na opracowywaniu, badaniach oraz wdrażaniu do produkcji i eksploatacji coraz bardziej nowoczesnego i bezpiecznego wyposażenia elektrycznego potrzebnego do elektryfikacji i automatyzacji procesów wydobywczych w kopalniach. Mgr inż. Jan Jarosz był między innymi twórcą i współtwórcą silników elektrycznych dla różnego rodzaju maszyn górniczych, rozdzielnic niskiego i średniego napięcia, urządzeń do kompensacji mocy biernej w podziemnych sieciach energetycznych oraz całego typoszeregu przewoźnych stacji transformatorowych w wykonaniu normalnym i ognioszczelnym o mocach od 100 do 1200 kva i napięciach dolnych 525 V, 1050 V i 3,3 kv, zawierających nowatorskie rozwiązania techniczne i funkcjonalne. Stacje te stanowiły i nadal stanowią podstawowe i niezawodne źródła zasilania w energię elektryczną maszyn oraz urządzeń stosowanych w procesach wydobywczych surowców nie tylko w polskich kopalniach, ale także w wyniku ich eksportu w wielu krajach Europy i Azji. Mgr inż. Jan Jarosz był współtwórcą 4 wynalazków oraz autorem i współautorem 18 publikacji z zakresu elektryfikacji kopalń, zamieszczonych w czasopismach naukowo-technicznych i materiałach konferencyjnych. Ponadto przez szereg lat mgr inż. Jan Jarosz na specjalistycznych kursach dla średniego i wyższego dozoru górniczego prowadził szkolenia z zakresu wdrażanych do eksploatacji nowych rozwiązań w urządzeniach i systemach zasilających maszyny górnicze w energię elektryczną. Za osiągnięcia w pracach badawczych, konstrukcyjnych i wdrożeniowych mgr inż. Jan Jarosz uzyskał wiele nagród, wyróżnień i odznaczeń, takich jak: nagrody indywidualne i zespołowe Ministra Górnictwa, Naczelnej Organizacji Technicznej (NOT), zasłużonego Pracownika ZKMPW i Centrum EMAG, Srebrny i Złoty Krzyż Zasługi, złotą odznakę Zasłużonego dla Górnictwa RP, odznaki Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP) i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Górnictwa (SITG) oraz stopnie górnicze do Dyrektora Górniczego I-go stopnia włącznie. Duża wiedza teoretyczna i umiejętności praktyczne, uporządkowany, wysoce rozważny i odpowiedzialny styl pracy, talent organizacyjny oraz sztuka współpracy w zespołach twórczych i badawczych sprawiły, że mgr inż. Jan Jarosz przez wielu uważany był za Człowieka Prawego i Autorytet. I takim pozostanie w pamięci współpracowników, a także szerokiego grona elektryków pracujących w kopalniach, na zapleczu naukowo-badawczym Przemysłu Węglowego, fabrykach przemysłu elektrotechnicznego, władzach górniczych i stowarzyszeniach naukowo-technicznych. /-/ doc. dr inż. Franciszek Szczucki