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:
    $ 2.91万
  • 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:
    2018
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2018-01-01 至 2019-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One occupation featuring continuous high levels of heat stress is ultra-deep mining, with the rock face at**temperatures approaching 60°C and chamber temperatures commonly at 40°C with high humidity. Thus, even**moderate physical work can cause miners to quickly exceed existing occupational heat exposure guidelines and**increase risk of heat illness. An extra risk is the prolonged transport to surface medical facilities. Beyond health**and safety concerns, productivity is reduced due to an inefficient work-rest regime. Further, the achievable ore**depths are limited by cautious heat stress management.**Currently, the primary strategy for reducing thermal stress in ultra-deep mining is by cooling and ventilating**mine chambers, with the penalty of very high energy requirements and costs. A potential alternative for**occupational 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 through**reducing 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 risk**of heat stress for miners working at ultra-deep depths, with cooling intensity individualized based on a**combination of environmental conditions, activity levels, and physiological feedback. The present proposal**supports this target through developing a Heat Strain Estimator Algorithm (HSEA) to regulate the cooling of**this Active Cooling Vest. This will be accomplished by: 1) developing a model to predict core temperature**from heart rate and skin temperature; 2) developing the HSEA to predict overall heat production during**different mining tasks; 3) Incorporate and test the HSEA's ability to serve as a health warning system and to**control a personal cooling system to reduce heat strain in the lab and during actual mining. The overall goal is**to 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**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,可达到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。**除了改善工人的健康之外,这种方法还通过**减少大型采矿室的批发冷却需求,具有节省大量能源的经济效益。**总部位于安大略省萨德伯里的 Jannatec Technologies 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**, 根据环境条件、活动水平和生理反馈的组合个性化的冷却强度。目前的提案**通过开发热应变估计算法(HSEA)来调节**这款主动冷却背心的冷却,从而支持这一目标。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 作为健康预警系统和**控制个人冷却系统以减少实验室和实际采矿过程中的热应变的能力。总体目标是**大幅减少超深部采矿的热应变并提高生产率。

项目成果

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会议论文数量(0)
专利数量(0)

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  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
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知道了