Анотація до роботи:

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 +300^оС) 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 +300^оС), максимальний променистий тепловий потік на відстані 5 м дорівнює від 3 до 25 кВт/м² при 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 +300^оС), 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^-4 м.

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 (+40^оС) 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.

Основні положення дисертації опубліковані у роботах:

1. Клименко Ю.В. Техническая оснащенность оперативных подразделений ГВГСС // Уголь Украины. - 1997. - №9. - С. 5–6.

2. Клименко Ю.В. Теоретические основы тепловых расчетов противотепловой одежды для горноспасателей // Науковий вісник НГАУ. - Дніпропетровськ, 2001. - №3. - С.70–73.

3. Клименко Ю.В. Математическая модель процесса замораживания охлаждающих элементов для противотепловой одежды горноспасателей// Науковий вісник НГАУ. - Дніпропетровськ, 2001. - №6. - С.71–75.

4. Клименко Ю.В., Марийчук И.Ф. Воздействие лучистого потока на человека при тушении подземного пожара// Науковий вісник НГАУ. - Дніпропетровськ, 2002. - №1. - С.46–49.

5. Макарцев В.И., Величко М.М., Клименко Ю.В. Определение работоспособности горноспасателей//Горноспасательное дело: Сб.науч.тр. НИИГД.-Донецк, 2001. - С. 62–69.

6. Клименко Ю.В., Землянский И.Я. Водоледяная система охлаждения ступней// Горноспасательное дело: Сб. науч. тр. НИИГД. - Донецк, 2002. - С.119–125.

7. Карпекин В.В., Марийчук И.Ф., Клименко Ю.В. Определение параметров водо-ледяного аккумулятора холода для противотепловой одежды горноспасателей// Науковий вісник НГАУ. - Дніпропетровськ, 2002. - №5. - С.82–86.

8. Клименко Ю.В., Величко М.М., Макарцев В.И. Определение и формирование эрготермической устойчивости горноспасателей в воздухо- и паронепроницаемом костюме// Науковий вісник Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки, 2002. - №1(5). - С. 97–101.

9. Клименко Ю.В.. Марийчук И.Ф., Карпекин В.В. Основы противотепловой защиты человека в экстремальных микроклиматических условиях// Пожежна безпека – 2001: Зб. наукових праць. - Львів: Сполом. - С. 199–201.

10. Smolanov S.N., Klimenko Yu.V., Mariychuk I.Ph. Heat protection of mine workers and mine rescuers/ 29–th International Conference of Safety in Mines Research Institutes. Vol. 2. - Central Mining Institute, Katowice, Poland, 2001. - p. 161–164.

11. Определение тепловой устойчивости горноспасателей в воздухо- и паронепроницаемом костюме. / И.Ф.Марийчук, А.С. Чумак, В.И. Макарцев, М.М. Величко, Ю.В. Клименко // Отраслевой стандарт Украины. - ГСТУ33.1.04675545.005–2002. - 17 с.

12. Руководство по ведению горноспасательных работ в зоне с повышенной температурой воздуха / С.П.Ткачук, Ю.В.Клименко, В.В.Радченко и др. // Устав ГВГСС по организации и ведению горноспасательных работ. - Киев, 1997. - С. 436–446.

13. Клименко Ю.В., Марийчук И.Ф., Карпекин В.В.. Средства индивидуальной противогазотепловой защиты для аварийно-спасательных подразделений // Материалы XIV науч.-практич. конф. «Крупные пожары: предупреждение и тушение», ВНИИПО МВД России. - Москва, 2001. - С. 353–354.

14. Противогазотепловая защита горноспасателей / А.Г.Заболотный, Ю.В.Клименко, И.Ф.Марийчук и др. // Пути развития горноспасательного дела: Тр. науч.-практич. конф. - Донецк, 1997. - С. 56–57.