新型礦用降溫服在兩準(zhǔn)高溫煤礦中的應(yīng)用

梁國(guó)治 周孟穎 張奮奮

(安徽省煤炭科學(xué)研究院火災(zāi)熱害研究中心)

新型礦用降溫服在兩準(zhǔn)高溫煤礦中的應(yīng)用

梁國(guó)治 周孟穎 張奮奮

(安徽省煤炭科學(xué)研究院火災(zāi)熱害研究中心)

介紹了新型礦用降溫服的結(jié)構(gòu)、面料及性能指標(biāo)并分析了新型礦用降溫服在兩淮高溫煤礦的應(yīng)用情況。結(jié)果表明，新型礦用降溫服熱舒適性好，并具有調(diào)節(jié)人體生化指標(biāo)等功能，實(shí)用性較強(qiáng)。

降溫服 高溫煤礦 生化指標(biāo)

隨著煤礦開(kāi)采深度的增加，高溫礦井越來(lái)越多。礦井熱害已嚴(yán)重威脅到煤礦的安全生產(chǎn)和礦工的身心健康，必須采取切實(shí)可行的技術(shù)措施加以防治[1-4]。在煤礦井下無(wú)法采取常規(guī)降溫措施的情況下，通過(guò)礦工穿著礦用降溫服，來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)體降溫，是一種投資少(制冷成本僅為其他制冷成本的1/5左右)、見(jiàn)效快、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、高效節(jié)能、智能可靠的降溫方式。

1 新型降溫服

1.1 降溫服結(jié)構(gòu)

新型礦用降溫服由服裝和蓄冷袋2部分組成，蓄冷袋和服裝可自由分離，使用方便靈活。蓄冷袋的核心部件為蓄冷材料，以聚乙烯醇系蓄冷材料和聚丙烯酸鈉系蓄冷材料為主。礦用降溫服結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。礦用降溫服的前部和后部外側(cè)各設(shè)有2個(gè)口袋，每個(gè)口袋可放1個(gè)重量為0.2 kg的蓄冷袋，口袋開(kāi)口處縫制1只按扣，可以有效的將蓄冷袋固定于口袋中。

圖1 礦用降溫服結(jié)構(gòu)示意(單位：cm)

1.2 降溫服面料類型

礦用降溫服面料關(guān)系到降溫服的舒適性和安全性，由于煤礦行業(yè)的特殊性，礦用降溫服必須具有防靜電、阻燃性、耐久性、舒適性(透氣透濕)、安全性與經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。因此選擇以棉織物作為降溫服的面料。

1.3 性能指標(biāo)

①蓄冷劑的內(nèi)貼人體表面散冷層面材料和外隔熱層材料應(yīng)具有環(huán)保、高效隔熱保冷的作用；②蓄冷劑放置位置合理，避免影響人體身體健康；③降溫服所用面料應(yīng)具有“抗靜電高、透氣性好、傳導(dǎo)性高”的特性；④降溫服總重量為1.2～1.5 kg； ⑤降溫服放冷時(shí)間，環(huán)境溫度35 ℃，可維持放冷(16～28 ℃)4～5 h；⑥能在一定程度上緩解礦井熱害對(duì)人體生理、生化指標(biāo)的危害。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況

分別選擇淮北某高溫煤礦及淮南某高溫煤礦進(jìn)行井下著裝試驗(yàn)，試驗(yàn)地點(diǎn)調(diào)查情況見(jiàn)表1。

表1 兩淮礦井高溫作業(yè)地點(diǎn)環(huán)境調(diào)查結(jié)果

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 舒適滿意度統(tǒng)計(jì)

對(duì)所有的試驗(yàn)人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，得到測(cè)量溫度在30～33 ℃時(shí)，穿著降溫服感覺(jué)舒適的試驗(yàn)人員占總?cè)藬?shù)的86.1%。在濕度為70～94 RH%的環(huán)境下，穿著降溫服感覺(jué)舒適的試驗(yàn)人員占總?cè)藬?shù)的87.2%。

2.2.2 鈉離子含量統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)人員鈉離子含量變化見(jiàn)圖2。由圖2可知，正常體檢人員的鈉離子含量約為144 mmol/L，當(dāng)試驗(yàn)人員進(jìn)入高溫工作面后，穿著降溫服的試驗(yàn)人員鈉離子含量的降低幅度小于未穿著降溫服的試驗(yàn)人員，這是因?yàn)椋诘V井高溫條件下，未穿著降溫服的試驗(yàn)人員大量出汗，使鈉離子大量排出，從而使得體內(nèi)鈉離子含量大大降低，而穿著降溫服能夠降低人體的表面溫度，防止鈉離子的過(guò)量流失，對(duì)于保持人體健康具有一定的作用。

圖2 不同條件下試驗(yàn)人員鈉離子含量變化

2.2.3 血糖含量統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)人員血糖含量變化情況見(jiàn)圖3。由圖3可知，試驗(yàn)人員在正常未工作條件下，血液中血糖含量為(5.64±0.50) mmol/L，當(dāng)試驗(yàn)人員進(jìn)入工作面進(jìn)行高溫作業(yè)時(shí)，穿著礦用降溫服的試驗(yàn)人員和未穿著降溫服的試驗(yàn)人員的血糖值都有所下降，但穿

著降溫服的試驗(yàn)人員的下降幅度小于未穿著降溫服的試驗(yàn)人員，這是因?yàn)?，在高溫環(huán)境下人體出汗量大，代謝率加快，從而導(dǎo)致血糖含量下降，穿著礦用降溫服，可以有效降低人體表面溫度，減少出汗量，減緩體內(nèi)代謝。

圖3 不同條件下試驗(yàn)人員血糖含量變化

3 結(jié) 語(yǔ)

新型礦用降溫服擺脫了礦井熱害治理常規(guī)技術(shù)的束縛，使礦工的勞動(dòng)條件得到很好的改善，從而提高了煤礦生產(chǎn)效率。兩淮煤礦現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明：①礦用降溫服能夠滿足大部分試驗(yàn)人員的降溫需求，滿意度值趨于86%；②穿著礦用降溫服能夠在一定的程度上減少人體在高溫環(huán)境下的排汗量，降低人體為應(yīng)付高溫帶來(lái)的額外人體代謝，使人體代謝水平趨于正常，有利于人體健康。

[1] 張寅平，王 馨，朱穎心，等.醫(yī)用降溫服熱性能與應(yīng)用效果研究[J].暖通空調(diào)，2003(3)：58-61.

[2] 李艷軍，焦海朋，李 明.高溫礦井的熱害治理[J].能源技術(shù)與管理，2007(6)：45-47.

[3] 王春耀，程衛(wèi)民，李偉清，等.礦工熱舒適性指標(biāo)測(cè)定及其分析與評(píng)價(jià)[J].煤礦安全，2007(6)：66-68.

[4] 吳勇華.礦井氣候環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)[J].陜西煤炭，2002(2)：31-34.

2015-01-07)

梁國(guó)治(1978—)，男，助理研究員，國(guó)家注冊(cè)安全工程師，安全評(píng)價(jià)師，碩士研究生，230001 安徽省合肥市包河區(qū)宣城路81號(hào)。