人機(jī)工程學(xué)在煤礦安全中的應(yīng)用(2021版)

1、人機(jī)工程學(xué)在煤礦安全中的應(yīng)用（2021 版）Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizingthe goal of safety is the basic connotation of safety prevent ion.（安全管理）單位：姓名:日期：安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLATYK-AQ-0799人機(jī)工程學(xué)在煤礦安全中的應(yīng)用（2021版）1導(dǎo)語(yǔ)：做好準(zhǔn)備和保護(hù)，以應(yīng)付攻擊或者避免受霑，從而使彼保護(hù)對(duì)彖處丁沒(méi)有危III1險(xiǎn)、不受侵害、不出現(xiàn)事故的安全狀態(tài)。顯而易見(jiàn)，安全是目的，防范

2、是手段，通丨IIi過(guò)防范的手段達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)安全的目的，就是安全防范的基本內(nèi)涵。iij煤炭行業(yè)是我國(guó)事故多發(fā)，傷亡率最高的產(chǎn)業(yè)之一，究其煤礦自 身的原因，除了特殊的生產(chǎn)條件之外，主要是安全管理理念和方法的 局限。人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、 管理學(xué)及工程技術(shù)等理論知識(shí)，來(lái)研究人、機(jī)、環(huán)境之間的關(guān)系，通 過(guò)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，使人機(jī)系統(tǒng)能協(xié)調(diào)、高效和安全工作的新興科學(xué)。探 討人機(jī)工程學(xué)在煤炭安全管理中的應(yīng)用，既堅(jiān)持了 “以人為本”的科 學(xué)發(fā)展觀，更符合煤礦安全生產(chǎn)的實(shí)際，有著深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。一、人機(jī)工程學(xué)在安全生產(chǎn)中的運(yùn)用1、人機(jī)工程學(xué)的基本原理人機(jī)工程學(xué)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的交

3、叉科學(xué)，起初是研究在工 業(yè)設(shè)計(jì)中如何讓人、機(jī)匹配，使用起來(lái)更加舒適、高效和安全。進(jìn)入 工業(yè)化時(shí)代，人們認(rèn)識(shí)到，對(duì)各種高效能機(jī)器和機(jī)器系統(tǒng)（生產(chǎn)、運(yùn)輸、 航空器等）進(jìn)行操縱和控制時(shí)，整體系統(tǒng)的工作效率主要是由其中人的 活動(dòng)來(lái)決定的。人的能力和機(jī)器的潛力很好地配合，更能提高管理和第1頁(yè)安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799控制效率。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化和電子化的高度發(fā)展，人的因素在生 產(chǎn)中的影響越來(lái)越大，人機(jī)協(xié)調(diào)問(wèn)題也越來(lái)越顯得重要，人機(jī)工程學(xué) 在這種背景下逐步發(fā)展起來(lái)了。（1）人機(jī)工程學(xué)的定義人機(jī)工程學(xué)是廣泛運(yùn)用人體測(cè)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

4、和工程技術(shù)等學(xué)科的理論和知識(shí)，主要研究人、 機(jī)和環(huán)境（人機(jī)結(jié)合面）之間的關(guān)系，怎樣使人和機(jī)器相互適應(yīng)，更 加協(xié)調(diào)、高效和安全工作的科學(xué)。人機(jī)工程學(xué)的特點(diǎn)是，在研究人、 機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素本身特性的基礎(chǔ)上，將使用“機(jī)”的人和所設(shè)計(jì)的 “機(jī)”以及人與“機(jī)”所共處的環(huán)境作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究，稱為“人 機(jī)一環(huán)境”系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)中，人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素之間相互作 用、相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能。（2）人機(jī)工程學(xué)的研究目的人機(jī)工程學(xué)的研究目的是在設(shè)計(jì)機(jī)器和設(shè)備及工藝流程、工具以 及信息傳遞裝置與信息控制設(shè)備時(shí)，必須考慮人的各種因素，即人的 生理的和心理的及人體測(cè)量參數(shù)、生物力學(xué)的需要與可能；使人操作

5、簡(jiǎn)便、省力、快速而準(zhǔn)確；使人的工作條件和工作環(huán)境安全衛(wèi)生和舒 適；最終目的是為了使人機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)，保障安全健康和提高工作效率。安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799（3）人機(jī)工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容人機(jī)工程學(xué)的研究“人”的因素方面，主要包括人體生理、心理、 人體測(cè)量及生物力學(xué)、人的可靠性；研究“機(jī)”的因素方面，主要包 括顯示器和控制器等物的設(shè)計(jì)；研究“環(huán)境”因素方面，主要包括采 光、照明、噪聲等對(duì)人身心產(chǎn)生影響的因素；研究人機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè) 計(jì)、顯示器設(shè)、控制器的設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、作業(yè)方法及人機(jī)系統(tǒng)的組 織管理等。2、人機(jī)工程學(xué)在安全中的運(yùn)用隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)

6、用越來(lái)越廣泛，其于安 全工程中的應(yīng)用，就產(chǎn)生了安全人機(jī)工程學(xué)。安全人機(jī)工程學(xué)從安全 的角度，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問(wèn)題。 安全人機(jī)工程學(xué)研究人、機(jī)械、環(huán)境三者之間的相互關(guān)系，探討如何 使機(jī)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(jī)械、環(huán)境相經(jīng)協(xié)調(diào)，以求達(dá)到人的能力與作業(yè)活動(dòng)要求相適應(yīng)，創(chuàng) 造舒適、高效、安全的勞動(dòng)條件的學(xué)科。（1）安全人機(jī)工程學(xué)的研究對(duì)象按照人機(jī)工程學(xué)理論，在任何一個(gè)人類活動(dòng)場(chǎng)所，總是包括人、 機(jī)和環(huán)境。所謂的人，是指活動(dòng)的人體即安全主體，人是有意識(shí)、有安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799目的地操縱機(jī)器

7、和控制環(huán)境，同時(shí)又接受其反作用。所謂的機(jī)，包括 勞動(dòng)工具、機(jī)器、勞動(dòng)手段和環(huán)境條件、工藝流程等所有與人相關(guān)的 物質(zhì)因素。所謂的環(huán)境，是人和機(jī)在信息交換和功能上接觸或互相影響 的領(lǐng)域（界面）。安全人機(jī)工程學(xué)主要研究對(duì)象是人、機(jī)和人機(jī)結(jié)合 面三個(gè)安全因素，其目的以保證工作效率為必要條件和以追求實(shí)現(xiàn)人 的安全（含健康）為目標(biāo)。（2）安全人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)安全人機(jī)工程學(xué)研究的任務(wù)主要是，為工程技術(shù)設(shè)計(jì)者提供人體 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）；人體的安全范圍（不致傷害的最 低限度和環(huán)境要求）；安全防護(hù)設(shè)施如何適應(yīng)人的各種使用要求。（3）安全人

8、機(jī)工程學(xué)的研究范圍安全人機(jī)工程學(xué)研究范圍及內(nèi)容是，研究人機(jī)之間分工及其相互 適應(yīng)問(wèn)題，使兩者各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，達(dá)到協(xié)調(diào)、高效、安全的目的；研 究作業(yè)環(huán)境，創(chuàng)造安全條件，讓操作者感到舒適和安全；研究安全防 護(hù)，用安全裝置將危區(qū)與人體隔開(kāi)，消除可能對(duì)人的傷害；選擇合適 的操作者，提高人機(jī)關(guān)系的協(xié)調(diào)性，保證安全生產(chǎn)；研究生產(chǎn)過(guò)程中, 操作者的疲勞原因及減輕疲勞的措施等。安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799二、礦井安全中人機(jī)工程學(xué)分析近年來(lái)，隨著煤炭生產(chǎn)機(jī)械化水平的提高，煤礦井下人、機(jī)、環(huán) 境系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，這種復(fù)朵的系統(tǒng)處理不好，不但影響到煤炭生產(chǎn) 效率，還會(huì)影響到煤礦安

9、全。以安全生產(chǎn)為著眼點(diǎn)，利用人機(jī)工程學(xué) 來(lái)分析和認(rèn)識(shí)煤礦人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)的特點(diǎn)與問(wèn)題，可以為煤礦人、 機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)的優(yōu)化提供基礎(chǔ)，以保證工作效率的提高和人員的安全 （包括健康）O基于人機(jī)工程學(xué)的我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的分析，可將影響礦井安全 生產(chǎn)或者造成事故的基木原因，歸納為人的因素、機(jī)的因素、環(huán)境的 因素。1、煤礦安全中人的因素分析在煤礦人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)中，人是主體，是操作機(jī)械完成生產(chǎn)任 務(wù)的關(guān)鍵，也是安全事故的主要致因。礦工在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)器中， 不能按規(guī)定操作或操作不準(zhǔn)確，從而使系統(tǒng)中的人、機(jī)和環(huán)境受到損 害，造成事故發(fā)生。調(diào)查新汶礦業(yè)煤礦事故中人的不安全行為因素， 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一

10、是礦工文化程度低，技術(shù)素質(zhì)差，井下 生產(chǎn)人員多為農(nóng)民工，初中一下文化程度占多數(shù)，并且流動(dòng)性大，工 作經(jīng)驗(yàn)欠缺，操作不熟練。二是部分礦工安全意識(shí)淡薄，不能按安全安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799規(guī)程作業(yè)，“三違”問(wèn)題較多。三是井下生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大， 一個(gè)班要十幾個(gè)小時(shí)，容易產(chǎn)生疲勞和失誤。四是井下高溫、潮濕、 通風(fēng)不暢等導(dǎo)致人的生理、心理異常，造成的反應(yīng)遲鈍、操作失誤。2、煤礦安全中機(jī)的因素分析在煤礦人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)中，機(jī)械是由人來(lái)操作進(jìn)行作業(yè)生產(chǎn)的 工具，由于機(jī)械性能的問(wèn)題，也是造成事故的原因。機(jī)的不安全因素 是指機(jī)械設(shè)備因設(shè)計(jì)不合理、缺少宜人化、安全性

11、能差、出現(xiàn)故障等, 從而造成事故的出現(xiàn)。從新汶礦業(yè)發(fā)生的事故案例來(lái)看，機(jī)的原因引 發(fā)的不安全因素，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是部分礦井機(jī)械化、 自動(dòng)化程度低，用人多，缺乏自動(dòng)安全防護(hù)功能。二是設(shè)備選型與本 礦地質(zhì)條件、煤層厚度不適宜，設(shè)備效能發(fā)揮失常。三是機(jī)械設(shè)備質(zhì) 量有問(wèn)題，安全可靠性差，從而導(dǎo)致機(jī)電等故障。四是大功率機(jī)電液 一體化采掘機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形粗大、笨拙、帶棱角，使人產(chǎn)生壓迫 感與操作困難。五是井下機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音和震動(dòng)過(guò)大， 影響到操作人員的心理和工作狀態(tài)。3、煤礦安全中環(huán)境的因素分析在煤礦人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)中，井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境是人、機(jī)在信息 交換和功能上接觸或互相影響的

12、結(jié)合面（或稱界面），是影響煤礦人、安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)安全的又一重要因素。煤礦大部分是井下作業(yè)，特殊的 作業(yè)條件帶來(lái)煤礦整體工作環(huán)境比較惡劣。通過(guò)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(gè)方面：一是隨著井下的 延伸，自然災(zāi)害增多，除了水、火、瓦斯、煤塵、冒頂外，孫村、華 豐礦等還岀現(xiàn)了沖擊地壓等危險(xiǎn)源；二是河流水庫(kù)、盜采沙坑等地面 隱患給井下可能帶來(lái)災(zāi)難，如華源公司、協(xié)莊礦發(fā)生的事故。三是薄 煤層、老礦井殘留煤等特殊開(kāi)采，由于作業(yè)條件異常而產(chǎn)生事故。四 是井下工作面機(jī)器的噪聲、震動(dòng)、溫度、濕度以及照明通風(fēng)等指標(biāo)不

13、達(dá)標(biāo)，影響礦工身心健康導(dǎo)致事故。五是井下系統(tǒng)、巷道、采面設(shè)計(jì) 布局不合理導(dǎo)致事故發(fā)生。煤礦人、機(jī)、環(huán)境之間是相互聯(lián)系的一個(gè)系統(tǒng)工程，這里把人、 機(jī)、環(huán)境各單元或者說(shuō)子系統(tǒng)，進(jìn)行分解、單獨(dú)剖析，只是出于研究 和闡述的方便。三、應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的措施煤礦井下生產(chǎn)，從人機(jī)工程學(xué)理論來(lái)看，是一個(gè)“人、機(jī)、環(huán)境” 系統(tǒng)。因此，在設(shè)計(jì)礦井人機(jī)系統(tǒng)時(shí)，要注意把人和機(jī)器作為一個(gè)整 體來(lái)考慮，合理地或最優(yōu)地分配人和機(jī)器的功能，保證系統(tǒng)在環(huán)境變 動(dòng)下達(dá)到要求的目標(biāo)。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，要使整個(gè)礦井“人、機(jī)、安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799環(huán)境”系統(tǒng)達(dá)到協(xié)調(diào)、舒適、

14、高效、安全，聯(lián)系新汶礦區(qū)實(shí)際，借鑒 安全先進(jìn)煤礦的經(jīng)驗(yàn)，可以考慮采取以下措施。1、針對(duì)煤礦人的措施（1）建立以人為中心的安全管理體制，堅(jiān)持“安全第一”的方針, 在煤礦設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝備、建設(shè)、人力資源配置、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理中， 首先把安全放在第一的位置。（2）在職工中開(kāi)展安全法制教育，安全 知識(shí)教育，安全技能教育，安全思想教育，典型事故案例教育等，提 高礦工的安全意識(shí)和安全技能，全面推行“手指口述”，提高人員操 作的準(zhǔn)確性。（3）對(duì)職工進(jìn)行“人文關(guān)懷”，提高礦工的心理素質(zhì)， 提高礦工的身體素質(zhì)，推行協(xié)莊礦建立職工“個(gè)人健康檔案”和“安 全心理健康診所”的經(jīng)驗(yàn)。（4）改革用工制度，全面推行新汶礦業(yè)的

15、“以招生代招工”的做法，堅(jiān)持先培訓(xùn)后上崗，按崗位特種挑選合適 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“四三”工時(shí)制，將傳統(tǒng)的“三班倒”改為“四班 倒”，減少工人疲勞，保證其精力充沛。2、針對(duì)煤礦機(jī)采取的措施（1）提高煤炭生產(chǎn)現(xiàn)代化水平，在推行采掘機(jī)械化的同時(shí)，提高 提升、運(yùn)輸、排水、通風(fēng)等方面的現(xiàn)代化水平，實(shí)行“電腦控制”、安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799“遙控操作”、“無(wú)人工作面”，推行華泰礦業(yè)的“大巷封閉式管理” 等，盡量消除機(jī)的不安全。（2）在煤機(jī)的設(shè)計(jì)、制造中，樹(shù)立“以人 為本”的理念，引入“CAE輕量化研

16、究”，對(duì)煤機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改變 機(jī)器設(shè)備粗大、笨拙的外觀造型，使機(jī)械的使用更加安全，操作更加 宜人化。（3）研發(fā)薄煤層等特殊煤層的采掘機(jī)械，減少這些現(xiàn)場(chǎng)人的 不舒適、不安全。（4）提高機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化水平, 用自動(dòng)化、智能化替代手工操作，減少和防止人為的操作失誤。（5） 降低機(jī)械設(shè)備的噪音和振動(dòng)，對(duì)設(shè)備的顯示裝置與操縱裝置、人機(jī)距 離與帶電體距離進(jìn)行相合性設(shè)計(jì)。3、針對(duì)煤礦環(huán)境采取的措施（1）在煤礦的選址、設(shè)計(jì)、建井過(guò)程中，注意地而河流、山體等 地貌，地層中含水、地?zé)?、瓦斯等伴生物等，?duì)井下開(kāi)采可能帶來(lái)的 不安全影響。（2）在建井施工中，注意根據(jù)生產(chǎn)能力、機(jī)械化程度、 設(shè)備的選

17、型等，合理地布局巷道、工作面，對(duì)作業(yè)空間的設(shè)計(jì)要求反 映所有機(jī)器、設(shè)備、工具和人員的操作活動(dòng)功能之間聯(lián)系的合理，使 作業(yè)空間既經(jīng)濟(jì)、合理、安全，又能給人員的操作帶來(lái)方便和舒適。（3）認(rèn)真分析井下潛在的危險(xiǎn)源，對(duì)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)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，從技術(shù)上制定防止災(zāi)害事故發(fā)生 安全技術(shù) I DOCUMENT TEMPLAT YK-AQ-0799的預(yù)案。（4）深入研究煤炭深部開(kāi)采中的支護(hù)、排水、降溫、防沖擊 地壓等技術(shù)難題，積極推廣孫村礦冰冷降溫等深部開(kāi)采的成熟技術(shù)， 確保安全采煤。（5）針對(duì)礦井下的惡劣工作環(huán)境，采取安全防護(hù)裝置, 對(duì)井下人員和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)性的防護(hù)措施。4、針對(duì)煤礦安全管理采取的措施保持煤礦人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、高效、安全，需要對(duì)其進(jìn)行 持續(xù)優(yōu)化，其管理十分重要。按照人機(jī)工程學(xué)，管理的措施可以考慮:（1）完善安全生產(chǎn)法規(guī)，加強(qiáng)行政監(jiān)督檢查，杜絕煤礦事故發(fā)生。（2） 煤礦要將安全貫徹到人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)的全過(guò)程，落實(shí)安全第一的方 針。（3）企業(yè)要推行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確分工管理范圍和崗位安全 職責(zé)。（4）建立安全約束激勵(lì)機(jī)制，把安全目標(biāo)管理和效果與人員收 入分配結(jié)合起來(lái)。（5）建立健全煤礦安全監(jiān)檢機(jī)構(gòu)，選拔技術(shù)素質(zhì)高、 責(zé)任心強(qiáng)的專業(yè)人員