Development of a heat strain estimator algorithm control for personal cooling in ultra-deep mining
开发用于超深部采矿中个人冷却的热应变估计算法控制
基本信息
- 批准号:515594-2017
- 负责人:
- 金额:$ 4.14万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Collaborative Research and Development Grants
- 财政年份:2017
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2017-01-01 至 2018-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
One occupation featuring continuous high levels of heat stress is ultra-deep mining, with the rock face attemperatures approaching 60°C and chamber temperatures commonly at 40°C with high humidity. Thus, evenmoderate physical work can cause miners to quickly exceed existing occupational heat exposure guidelines andincrease risk of heat illness. An extra risk is the prolonged transport to surface medical facilities. Beyond healthand safety concerns, productivity is reduced due to an inefficient work-rest regime. Further, the achievable oredepths are limited by cautious heat stress management.Currently, the primary strategy for reducing thermal stress in ultra-deep mining is by cooling and ventilatingmine chambers, with the penalty of very high energy requirements and costs. A potential alternative foroccupational cooling are individual personal cooling systems, where cooling is customized to the individual.Beyond improving worker health, this approach has the economic benefit of large energy savings throughreducing the need for wholesale cooling of large mining chambers.Jannatec Technologies, based in Sudbury ON, is developing a portable Active Cooling Vest to decrease the riskof heat stress for miners working at ultra-deep depths, with cooling intensity individualized based on acombination of environmental conditions, activity levels, and physiological feedback. The present proposalsupports this target through developing a Heat Strain Estimator Algorithm (HSEA) to regulate the cooling ofthis Active Cooling Vest. This will be accomplished by: 1) developing a model to predict core temperaturefrom heart rate and skin temperature; 2) developing the HSEA to predict overall heat production duringdifferent mining tasks; 3) Incorporate and test the HSEA's ability to serve as a health warning system and tocontrol a personal cooling system to reduce heat strain in the lab and during actual mining. The overall goal isto greatly reduce heat strain and increase productivity in ultra-deep mining.
超深部采矿是一种持续高热应力的职业,岩面温度接近 60°C,矿室温度通常为 40°C,湿度很高。因此,即使是适度的体力劳动也会导致矿工很快超出现有的职业热暴露准则,并增加中暑的风险。额外的风险是长时间运送到地面医疗设施。除了健康和安全问题之外,低效的工作休息制度还导致生产力下降。此外,可实现的矿石深度受到谨慎的热应力管理的限制。目前,减少超深部采矿热应力的主要策略是对矿室进行冷却和通风,但其代价是能源需求和成本非常高。职业冷却的一个潜在替代方案是单独的个人冷却系统,其中冷却是针对个人定制的。除了改善工人健康之外,这种方法还可以通过减少大型采矿室的批发冷却需求来节省大量能源。Jannatec Technologies 位于安大略省萨德伯里,正在开发一种便携式主动冷却背心,以降低在超深深度工作的矿工的热应激风险,冷却强度个性化 基于环境条件、活动水平和生理反馈的结合。目前的提案通过开发热应变估计算法(HSEA)来调节该主动冷却背心的冷却来支持这一目标。这将通过以下方式实现:1)开发一个模型,根据心率和皮肤温度预测核心温度; 2)开发HSEA来预测不同采矿任务期间的总体产热量; 3) 纳入并测试 HSEA 充当健康预警系统和控制个人冷却系统的能力,以减少实验室和实际采矿过程中的热应变。总体目标是大大减少超深部采矿的热应变并提高生产率。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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