Извори светлости у рударству

1879. патентирана је практична лампа са жарном нити. Као резултат тога, светлост више није зависила од извора горива. Од Едисоновог открића направљена су многа запањујућа открића у знању о осветљењу, укључујући и неке са применама у подземним рудницима. Сваки од њих има инхерентне предности и недостатке. Табела 1 наводи типове извора светлости и пореди неке параметре.

Табела 1. Поређење рудничких извора светлости

цд = кандела, ДЦ = једносмерна струја; лм = лумени.

Струја за напајање извора светлости може бити наизменична (АЦ) или директна (ДЦ). Фиксни извори светлости скоро увек користе наизменичну струју, док преносиви извори као што су лампе са поклопцима и фарови за подземна возила користе ДЦ батерију. Нису сви типови извора светлости погодни за једносмерну струју.

Фиксни извори светлости

Лампе са волфрамовим влакном су најчешће, често са мат сијалицом и штитом за смањење одсјаја. Флуоресцентна лампа је други најчешћи извор светлости и лако се разликује по свом цевастом дизајну. Кружни дизајни и дизајни у облику слова У су компактни и имају рударску примену јер су рударска подручја често у скученим просторима. Волфрамова филамента и флуоресцентни извори се користе за осветљење тако разноврсних подземних отвора као што су шахт станице, транспортери, путеви, трпезарије, станице за пуњење, резервоари за гориво, депои за поправке, складишта, алатнице и станице за дробљење.

Тренд у осветљењу рудника је коришћење ефикаснијих извора светлости. Ово су четири извора пражњења високог интензитета (ХИД) која се називају паре живе, метални халогенид, натријум високог притиска и натријум ниског притиска. За сваки од њих је потребно неколико минута (један до седам) да би се достигао пуни излаз светлости. Такође, ако се напајање лампе изгуби или искључи, лучна цев се мора охладити пре него што се лук може ударити и лампа поново упалити. (Међутим, у случају натријумових (Сок) лампи ниског притиска, поновни удар је скоро тренутан.) Њихова спектрална дистрибуција енергије се разликује од оне природне светлости. Лампе са живином паром производе плавичасто бело светло, док натријумове лампе високог притиска производе жућкасто светло. Ако је диференцијација боја важна у подземним радовима (нпр. за коришћење бојом означених гасних боца за заваривање, читање знакова кодираних у боји, спајање електричних инсталација или сортирање руде по боји), мора се водити рачуна о својствима приказивања боје извор. Боје површине објеката ће бити изобличене када их осветли натријумова лампа ниског притиска. Табела 1 даје поређење приказа боја.

Мобилни извори светлости

Са радним местима која су често распоређена и бочно и вертикално, и са сталним минирањем на овим радним местима, сталне инсталације се често сматрају непрактичним због трошкова инсталације и одржавања. У многим рудницима лампа са капом на батерије је најважнији појединачни извор светлости. Иако су у употреби флуоресцентне лампе са капом, далеко већина сијалица са капом користи лампе са капом са волфрамовим влакном. Батерије су оловне или никл-кадмијумске. Минијатурна волфрам-халогена сијалица се често користи за рударску лампу. Мала сијалица омогућава лако фокусирање зрака. Халогени гас који окружује филамент спречава да материјал волфрамове нити искључује, што спречава да зидови лампе поцрне. Сијалица се такође може сагорети топлије, а самим тим и светлије.

За осветљење мобилних возила најчешће се користе сијалице са жарном нити. Не захтевају посебну опрему, јефтине су и лако се замењују. Параболичне алуминизоване рефлекторске (ПАР) лампе се користе као фарови на возилима.

Стандарди за осветљење рудника

Земље са добро успостављеном индустријом подземног рударства обично су прилично специфичне у својим захтевима у погледу тога шта чини безбедан систем осветљења рудника. Ово посебно важи за руднике који имају гас метан који се испушта из погона, обично рудници угља. Гас метан може да се запали и изазове подземну експлозију са разорним последицама. Сходно томе, сва светла морају бити дизајнирана да буду или „својствено безбедна“ или „отпорна на експлозију“. Природно безбедан извор светлости је онај код кога струја која напаја светло има веома мало енергије тако да било какав кратки спој у колу не би произвео варницу која би могла да запали гас метан. Да би лампа била отпорна на експлозију, свака експлозија изазвана електричном активношћу лампе налази се у уређају. Поред тога, сам уређај се неће загрејати довољно да изазове експлозију. Лампа је скупља, тежа, са металним деловима обично од ливења. Владе обично имају објекте за тестирање да би потврдили да ли се лампе могу класификовати за употребу у гасном руднику. Натријумова лампа ниског притиска не може бити тако сертификована јер би се натријум у лампи могао запалити ако се лампа поквари и натријум дође у контакт са водом.

Земље такође доносе законске стандарде за количину светлости која је потребна за различите задатке, али законодавство се увелико разликује у количини светлости која треба да буде постављена на различитим радним местима.

Смернице за осветљење рудника дају и међународна тела која се баве осветљењем, као што су Друштво за инжињерство за осветљење (ИЕС) и Међународна комисија за заштиту животне средине (ЦИЕ). ЦИЕ наглашава да је квалитет светлости коју око прима подједнако важан као и количина и даје формуле за утврђивање да ли одсјај може бити фактор визуелног учинка.

Ефекти осветљења на несреће, производњу и здравље

Очекивало би се да би боље осветљење смањило незгоде, повећало производњу и смањило опасност по здравље, али то није лако поткрепити. Директан ефекат осветљења на подземну ефикасност и безбедност је тешко измерити јер је осветљење само једна од многих варијабли које утичу на производњу и безбедност. Постоје добро документовани докази који показују да се несреће на аутопуту смањују са побољшаним осветљењем. Слична корелација је забележена у фабрикама. Сама природа рударства, међутим, налаже да се подручје рада стално мења, тако да се у литератури може наћи врло мало извештаја који се односе на минске несреће са осветљењем и остаје област истраживања која је углавном неистражена. Истраге несрећа показују да је лоше осветљење ретко примарни узрок подземних несрећа, али често доприноси фактор. Иако услови осветљења играју одређену улогу у многим минским несрећама, они имају посебан значај у несрећама које укључују падове тла, пошто лоше осветљење олакшава пропуштање опасних услова који би се иначе могли исправити.

Све до почетка двадесетог века рудари су обично патили од очне болести нистагмуса, за коју није било познатог лека. Нистагмус је изазвао неконтролисано осциловање очних јабучица, главобоље, вртоглавицу и губитак ноћног вида. То је узроковано радом при веома ниским нивоима осветљења током дугог временског периода. Рудници угља су били посебно осетљиви, јер се веома мало светлости која пада на угаљ рефлектује. Ови рудари су често морали да леже на боку када су радили у малом угљу и то је такође могло допринети болести. Увођењем електричне лампе са капом у руднике, рударски нистагмус је нестао, елиминишући најважнију опасност по здравље повезану са подземном расветом.

Са недавним технолошким напретком у новим изворима светлости, поново је оживело интересовање за осветљење и здравље. Сада је могуће имати нивое осветљења у рудницима које би раније било изузетно тешко постићи. Главна забринутост је одсјај, али је такође изражена забринутост због радиометријске енергије коју емитују светла. Радиометријска енергија може утицати на раднике било дејством директно на ћелије на површини коже или близу ње или покретањем одређених одговора, као што су биолошки ритмови од којих зависи физичко и ментално здравље. ХИД извор светлости и даље може да ради иако је стаклена коверта у којој се налази извор напукла или сломљена. Радници тада могу бити у опасности да приме дозе које прелазе граничне вредности прага, посебно зато што се ови извори светлости често не могу монтирати веома високо.

Назад