人機工程學(xué)在煤礦安全中的應(yīng)用

1、Word文檔 人機工程學(xué)在煤礦安全中的應(yīng)用 煤炭行業(yè)是我國事故多發(fā)，傷亡率最高的產(chǎn)業(yè)之一。人機工程學(xué)是一門以人為中心，討論人、機、環(huán)境系統(tǒng)如何協(xié)調(diào)、高效、平安工作的科學(xué)。將人機工程應(yīng)用到煤炭平安生產(chǎn)中，可以使煤礦平安生產(chǎn)從單元管理達到系統(tǒng)管理，從事故應(yīng)急達到超前預(yù)防，從重視生產(chǎn)達到以人為本，對煤礦削減事故發(fā)生，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)平安生產(chǎn)，增加社會效益和經(jīng)濟效益，都將產(chǎn)生深遠的影響。 一、人機工程學(xué)在平安生產(chǎn)中的運用 1.人機工程學(xué)的基本原理 人機工程學(xué)是20世紀(jì)中期進展起來的交叉科學(xué)，起初是討論在工業(yè)設(shè)計中如何讓人、機匹配，使用起來更加舒適、高效和平安。進入工業(yè)化時代，人們熟悉到，對各種高效能

2、機器和機器系統(tǒng)(生產(chǎn)、運輸、航空器等)進行操縱和掌握時，整體系統(tǒng)的工作效率主要是由其中人的活動來打算的。人的力量和機器的潛力很好地協(xié)作，更能提高管理和掌握效率。隨著機械化、自動化和電子化的高度進展，人的因素在生產(chǎn)中的影響越來越大，人機協(xié)調(diào)問題也越來越顯得重要，人機工程學(xué)在這種背景下逐步進展起來了。 (1)人機工程學(xué)的定義 人機工程學(xué)是廣泛運用人體測量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、管理學(xué)及和工程技術(shù)等學(xué)科的理論和學(xué)問，主要討論人、機和環(huán)境(人機結(jié)合面)之間的關(guān)系，怎樣使人和機器相互適應(yīng)，更加協(xié)調(diào)、高效和平安工作的科學(xué)。人機工程學(xué)的特點是，在討論人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎(chǔ)上，將使用

3、“機”的人和所設(shè)計的“機”以及人與“機”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來討論，稱為“人機環(huán)境”系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關(guān)系打算著系統(tǒng)總體的性能。 (2)人機工程學(xué)的討論目的 人機工程學(xué)的討論目的是在設(shè)計機器和設(shè)備及工藝流程、工具以及信息傳遞裝置與信息掌握設(shè)備時，必需考慮人的各種因素，即人的生理的和心理的及人體測量參數(shù)、生物力學(xué)的需要與可能;使人操作簡便、省力、快速而精確;使人的工作條件和工作環(huán)境平安衛(wèi)生和舒適;最終目的是為了使人機系統(tǒng)協(xié)調(diào)，保障平安健康和提高工作效率。 (3)人機工程學(xué)的討論內(nèi)容 人機工程學(xué)的討論“人”的因素方面，主要包括人體生理、心理、人體測量

4、及生物力學(xué)、人的牢靠性;討論“機”的因素方面，主要包括顯示器和掌握器等物的設(shè)計;討論“環(huán)境”因素方面，主要包括采光、照明、噪聲等對人身心產(chǎn)生影響的因素;討論人機系統(tǒng)的整體設(shè)計、顯示器設(shè)、掌握器的設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、作業(yè)方法及人機系統(tǒng)的組織管理等。 2.人機工程學(xué)在平安中的運用 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的進展，人機工程學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛，其于平安工程中的應(yīng)用，就產(chǎn)生了平安人機工程學(xué)。平安人機工程學(xué)從平安的角度，運用人機工程學(xué)的原理和方法去解決人機結(jié)合面的平安問題。平安人機工程學(xué)討論人、機械、環(huán)境三者之間的相互關(guān)系，探討如何使機械、環(huán)境符合人的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)方面的特性，使人、機械、環(huán)境相經(jīng)協(xié)調(diào)，以求達到

5、人的力量與作業(yè)活動要求相適應(yīng)，制造舒適、高效、平安的勞動條件的學(xué)科。 (1)平安人機工程學(xué)的討論對象 根據(jù)人機工程學(xué)理論，在任何一個人類活動場所，總是包括人、機和環(huán)境。所謂的人，是指活動的人體即平安主體，人是有意識、有目的地操縱機器和掌握環(huán)境，同時又接受其反作用。所謂的機，包括勞動工具、機器、勞動手段和環(huán)境條件、工藝流程等全部與人相關(guān)的物質(zhì)因素。所謂的環(huán)境,是人和機在信息交換和功能上接觸或相互影響的領(lǐng)域(界面)。平安人機工程學(xué)主要討論對象是人、機和人機結(jié)合面三個平安因素，其目的以保證工作效率為必要條件和以追求實現(xiàn)人的平安(含健康)為目標(biāo)。 (2)平安人機工程學(xué)的任務(wù) 平安人機工程學(xué)討論的任務(wù)主

6、要是，為工程技術(shù)設(shè)計者供應(yīng)人體合理的理論參數(shù)和要求，諸如：人體作業(yè)的舒適范圍(最佳狀態(tài));人體的允許范圍(保證工作效率);人體的平安范圍(不致?lián)p害的最低限度和環(huán)境要求);平安防護設(shè)施如何適應(yīng)人的各種使用要求。 (3)平安人機工程學(xué)的討論范圍 平安人機工程學(xué)討論范圍及內(nèi)容是，討論人機之間分工及其相互適應(yīng)問題，使兩者各自發(fā)揮優(yōu)勢，達到協(xié)調(diào)、高效、平安的目的;討論作業(yè)環(huán)境，制造平安條件，讓操感到舒適和平安;討論平安防護，用平安裝置將危區(qū)與人體隔開，消退可能對人的損害;選擇合適的操，提高人機關(guān)系的協(xié)調(diào)性，保證平安生產(chǎn);討論生產(chǎn)過程中，操的疲憊緣由及減輕疲憊的措施等。 二、礦井平安中人機工程學(xué)分析 近年

7、來，隨著煤炭生產(chǎn)機械化水平的提高，煤礦井下人、機、環(huán)境系統(tǒng)越來越簡單，這種簡單的系統(tǒng)處理不好，不但影響到煤炭生產(chǎn)效率，還會影響到煤礦平安。以平安生產(chǎn)為著眼點，利用人機工程學(xué)來分析和熟悉煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)的特點與問題，可以為煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)的優(yōu)化供應(yīng)基礎(chǔ)，以保證工作效率的提高和人員的平安(包括健康)。 基于人機工程學(xué)的我國煤礦平安生產(chǎn)的分析，可將影響礦井平安生產(chǎn)或者造成事故的基本緣由，歸納為人的因素、機的因素、環(huán)境的因素。 1.煤礦平安中人的因素分析 在煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)中，人是主體，是操作機械完成生產(chǎn)任務(wù)的關(guān)鍵，也是平安事故的主要致因。礦工在生產(chǎn)現(xiàn)場操作機器中，不能按規(guī)定操作或操作不精

8、確，從而使系統(tǒng)中的人、機和環(huán)境受到損害，造成事故發(fā)生。調(diào)查新汶礦業(yè)煤礦事故中人的擔(dān)心全行為因素，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是礦工文化程度低，技術(shù)素養(yǎng)差，井下生產(chǎn)人員多為農(nóng)夫工，學(xué)校一下文化程度占多數(shù)，并且流淌性大，工作閱歷欠缺，操作不嫻熟。二是部分礦工平安意識淡薄，不能按平安規(guī)程作業(yè)，“三違”問題較多。三是井下生產(chǎn)時間長，勞動強度大，一個班要十幾個小時，簡單產(chǎn)生疲憊和失誤。四是井下高溫、潮濕、通風(fēng)不暢等導(dǎo)致人的生理、心理特別，造成的反應(yīng)遲鈍、操作失誤。 2.煤礦平安中機的因素分析 在煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)中，機械是由人來操作進行作業(yè)生產(chǎn)的工具，由于機械性能的問題，也是造成事故的緣由。機的擔(dān)心全因

9、素是指機械設(shè)備因設(shè)計不合理、缺少宜人化、平安性能差、消失故障等，從而造成事故的消失。從新汶礦業(yè)發(fā)生的事故案例來看，機的緣由引發(fā)的擔(dān)心全因素，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是部分礦井機械化、自動化程度低，用人多，缺乏自動平安防護功能。二是設(shè)備選型與本礦地質(zhì)條件、煤層厚度不相宜，設(shè)備效能發(fā)揮失常。三是機械設(shè)備質(zhì)量有問題，平安牢靠性差，從而導(dǎo)致機電等故障。四是大功率機電液一體化采掘機械結(jié)構(gòu)簡單，形狀粗大、笨拙、帶棱角，使人產(chǎn)生壓迫感與操作困難。五是井下機械設(shè)備在運行中產(chǎn)生的噪音和震驚過大，影響到操作人員的心理和工作狀態(tài)。 3.煤礦平安中環(huán)境的因素分析 在煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)中，井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境是人、機在

10、信息交換和功能上接觸或相互影響的結(jié)合面(或稱界面)，是影響煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)平安的又一重要因素。煤礦大部分是井下作業(yè)，特別的作業(yè)條件帶來煤礦整體工作環(huán)境比較惡劣。通過新汶礦業(yè)的調(diào)查了解，引發(fā)事故的有關(guān)環(huán)境因素主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是隨著井下的延長，自然災(zāi)難增多，除了水、火、瓦斯、煤塵、冒頂外，孫村、華豐礦等還消失了沖擊地壓等危急源;二是河流水庫、盜采沙坑等地面隱患給井下可能帶來災(zāi)難，如華源公司、協(xié)莊礦發(fā)生的事故。三是薄煤層、老礦井殘留煤等特別開采，由于作業(yè)條件特別而產(chǎn)生事故。四是井下工作面機器的噪聲、震驚、溫度、濕度以及照明通風(fēng)等指標(biāo)不達標(biāo)，影響礦工身心健康導(dǎo)致事故。五是井下系統(tǒng)、巷道、

11、采面設(shè)計布局不合理導(dǎo)致事故發(fā)生。 煤礦人、機、環(huán)境之間是相互聯(lián)系的一個系統(tǒng)工程，這里把人、機、環(huán)境各單元或者說子系統(tǒng)，進行分解、單獨剖析，只是出于討論和闡述的便利。 三、應(yīng)用人機工程學(xué)實現(xiàn)礦井平安生產(chǎn)的措施 煤礦井下生產(chǎn)，從人機工程學(xué)理論來看，是一個“人、機、環(huán)境”系統(tǒng)。因此，在設(shè)計礦井人機系統(tǒng)時，要留意把人和機器作為一個整體來考慮，合理地或最優(yōu)地安排人和機器的功能，保證系統(tǒng)在環(huán)境變動下達到要求的目標(biāo)。依據(jù)人機工程學(xué)原理，要使整個礦井“人、機、環(huán)境”系統(tǒng)達到協(xié)調(diào)、舒適、高效、平安，聯(lián)系新汶礦區(qū)實際，借鑒平安先進煤礦的閱歷，可以考慮實行以下措施。 1.針對煤礦人的措施 (1)建立以人為中心的平安

12、管理體制，堅持“平安第一”的方針，在煤礦設(shè)計、生產(chǎn)、裝備、建設(shè)、人力資源配置、生產(chǎn)經(jīng)營管理中，首先把平安放在第一的位置。(2)在職工中開展平安法制訓(xùn)練，平安學(xué)問訓(xùn)練，平安技能訓(xùn)練，平安思想訓(xùn)練，典型事故案例訓(xùn)練等，提高礦工的平安意識和平安技能，全面推行“手指口述”，提高人員操作的精確性。(3)對職工進行“人文關(guān)懷”，提高礦工的心理素養(yǎng)，提高礦工的身體素養(yǎng)，推行協(xié)莊礦建立職工“個人健康檔案”和“平安心理健康診所”的閱歷。(4)改革用工制度，全面推行新汶礦業(yè)的“以招生代招工”的做法，堅持先培訓(xùn)后上崗，按崗位特種選擇合適人才。(5)改革礦工的工作、休息制度，改善礦工的工作和生活環(huán)境，全面推行協(xié)莊礦的

13、“四三”工時制，將傳統(tǒng)的“三班倒”改為“四班倒”，削減工人疲憊，保證其精力充足。 2.針對煤礦機實行的措施 (1)提高煤炭生產(chǎn)現(xiàn)代化水平，在推行采掘機械化的同時，提高提升、運輸、排水、通風(fēng)等方面的現(xiàn)代化水平，實行“電腦掌握”、“遙控操作”、“無人工作面”，推行華泰礦業(yè)的“大巷封閉式管理”等，盡量消退機的擔(dān)心全。(2)在煤機的設(shè)計、制造中，樹立“以人為本”的理念，引入“CAE輕量化討論”，對煤機進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，轉(zhuǎn)變機器設(shè)備粗大、笨拙的外觀造型，使機械的使用更加平安，操作更加宜人化。(3)研發(fā)薄煤層等特別煤層的采掘機械，削減這些現(xiàn)場人的不舒適、擔(dān)心全。(4)提高機械設(shè)備的自動化、數(shù)字化、智能化水平，

14、用自動化、智能化替代手工操作，削減和防止人為的操作失誤。(5)降低機械設(shè)備的噪音和振動，對設(shè)備的顯示裝置與操縱裝置、人機距離與帶電體距離進行相合性設(shè)計。 3.針對煤礦環(huán)境實行的措施 (1)在煤礦的選址、設(shè)計、建井過程中，留意地面河流、山體等地貌，地層中含水、地?zé)帷⑼咚沟劝樯锏?，對井下開采可能帶來的擔(dān)心全影響。(2)在建井施工中，留意依據(jù)生產(chǎn)力量、機械化程度、設(shè)備的選型等，合理地布局巷道、工作面，對作業(yè)空間的設(shè)計要求反映全部機器、設(shè)備、工具和人員的操作活動功能之間聯(lián)系的合理，使作業(yè)空間既經(jīng)濟、合理、平安，又能給人員的操作帶來便利和舒適。(3)仔細分析井下潛在的危急源，對可能發(fā)生的瓦斯爆炸、礦井坍塌、漏水滲水等各種潛在災(zāi)難進行猜測，從技術(shù)上制定防止災(zāi)難事故發(fā)生的預(yù)案。(4)深化討論煤炭深部開采中的支護、排水、降溫、防沖擊地壓等技術(shù)難題，樂觀推廣孫村礦冰冷降溫等深部開采的成熟技術(shù)，確保平安采煤。(5)針對礦井下的惡劣工作環(huán)境，實行平安防護裝置，對井下人員和作業(yè)現(xiàn)場進行技術(shù)性的防護措施。 4.針對煤礦平安管理實行的措施 保持煤礦人、機、環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、高效、平安，需要對其進行持續(xù)優(yōu)化，其管理非常重要。根據(jù)人機工程學(xué)，管理的