基于人机工程学的宝山铅锌矿事故分析研究

田仁军,朱飞帆

(湖南宝山有色金属矿业责任有限公司, 湖南桂阳县 424402)

基于人机工程学的宝山铅锌矿事故分析研究

田仁军,朱飞帆

(湖南宝山有色金属矿业责任有限公司, 湖南桂阳县 424402)

人机工程学研究的核心是不同的作业中人、机器及环境三者间协调关系。地下矿山的正常生产中人-机器-环境相互影响,属于典型的人机系统。分析了地下矿山人-机器-环境的相互作用关系,以宝山铅锌矿作为研究对象,建立宝山铅锌矿井下生产的人机系统模型,分析了各种潜在的事故因素,对矿山的安全生产具有积极的作用。

人机过程;人机系统模型;安全生产;矿山企业

人机工程学是运用人机工程学的理论和方法研究人、机、环境系统,并使三者在安全的基础上达到最佳匹配,以确保系统高效、经济运行的一门综合性的边缘科学,其研究领域比较广泛。矿山是一个系统工程,安全生产是矿山第一要务,本文从人、机、环境方面对宝山铅锌矿的安全进行研究和探讨,从而实现矿山的生产安全化[1-5]。

1 地下矿山人-机器-环境系统的信息交流

通过对大量地下矿山事故调查发现,从人机工程学角度考虑,事故发生的主要原因归结于人-机器-环境相互协调性差,这其中主要因素为人的因素。典型的人-机器-环境系统的模型[6]见图1。

图1 人-机器-环境系统信息交流

采区的环境(粉尘、高温、落石、潮湿等)对工人的感觉器官(眼、耳、鼻)、中枢神经系统、矿山设备有直接的影响,通过感觉器官将对外部环境的认知反应到中枢神经系统,同时也对人的手脚发出指令-操作矿山机械,对机械的操作状态可以通过最后的执行动作显示出来。从图1可以看出,由外部环境开始引起的精神和体力的疲劳一直持续整个过程,在整个被动接受的过程中,工人的生理、心理发生剧烈的变化,可能引起头晕、内分泌失调等,加重了疲劳程度,影响工人的身体健康,同时也加重了矿山生产的不安全因素。

2 宝山铅锌矿事故因素的人机工程学模型

针对宝山铅锌矿的具体情况,建立影响宝铅锌矿安全高效生产的人机系统模型,如图2所示。

图2中所有箭头表示信息传递的方向,所有箭头相邻的左侧都是一起信息传递的因变量,从图中可以看出矿山的不安全的形成是长时间的积累。在矿山开采中,矿区的恶劣环境使得个人情绪、心理产生波动,这就使得个人在正常的工作中精力无法集中,工作能力下降,最终可能引起灾害的发生。从宝山人机系统模型可以得出以下一些结论:

(1)在人-机器-环境系统中,人是主体,是整个信息传递的关键;

(2)人的感觉器官是接收外界刺激的主要通道,它在接收外界的原始信息时,也向外界传递着人对外界刺激的反应;

(3)人生理和心理上的变化是影响人机协调的关键,学历等的差别在某种程度上只是潜在的危害;

(4)在人机系统中,人通过最后的执行行为来直观地反应其精神疲劳和身体的疲劳,并且在一个人机系统中,精神疲劳和身体上的疲劳是分不开的,两者往往相互影响;

(5)人的生理和心理上的变化是一个积淀的过程,从最开始接收环境的刺激到通过执行行为来表达,需要一个长时间的沉积。

由宝山铅锌矿的人机系统模型可以看出,事故的形成主要发生在外界对人的刺激、人自身对外界刺激的处理和对处理结果的输出。

图2 宝山铅锌矿人机模型

3 具体的解决方案

根据宝山铅锌矿人机系统模型,通过对关键环节的处理来得出解决方案。主要通过从人-机械-环境和管理4个方面制定对策[7-8]。

3.1 人的因素的对策

(1)在工人上岗前要对工人进行全面的培训,对其心理进行专门的测试,按岗位挑选最合适的人员。

(2)严格执行8 h的工作制度,按时上下班,使工人有个正常的作息时间,良好的生活环境。

(3)经常举办一些活动,如部门间的联谊、篮球比赛等,不仅可以加深工人对公司的感情,增加归属感,也使得工作引起的紧张压力得到有效的宣泄和释放。

(4)针对低学历的工人,实行一帮一的对策,将新招的年轻大学生与低学历的工人组织在一起,互相帮扶。这样有助于低学历的工人了解更多的专业理论知识,也有利于大学生多了解矿区的环境和文化。

3.2 机器方面的对策

(1)提高井下机械的自动化程度,从根源上消除潜在的安全因素。

(2)在适当的条件下,引进一些先进的设备,减少机械工作产生的噪声和振动,提高工人操作的舒适度。

3.3 环境方面的对策

(1)从技术上认真研究炮孔参数、巷道断面的支护等,尽可能地减少爆破飞石、炮烟和渗水漏水对工人产生的危害。

(2)建立良好的保障措施,针对宝山矿区含硫量高,采取安全的防护装置保护工人的身体健康。

3.4 管理方面的对策

(1)建立健全的奖励制度,提高工人的积极性,同时也要建立严格的惩罚制度,做到有奖有罚,公平公正。对重大伤亡事故实行一票否决制度,促使工人安全生产。

(2)用人唯贤,敢于和善于提拔新人,尊重高技术人才,实施公平的薪酬竞争制度。

(3)多组织一些有效的安全教育和技能培训,提高工人的作业素质和安全意识。

4 结束语

人机工程是一门边缘学科,但其有着重要的应用价值。减少事故的发生,提高生产效率是人机工程追求的目标。本文运用人-机器-环境系统信息交流图,针对于宝山铅锌矿制定了人机系统模型,发现工人精神疲劳和身体疲劳是一个长期沉积的过程,形象地描述出了工人从接受刺激到产生不安全的行为的基本路线,为管理人员制定解决方案提供了依据。运用人机系统模型,提出相应的安全对策,对宝山铅锌矿的安全高效生产具有较好参考价值。

[1]陈昌祺.安全生产与心理[M].重庆:重庆出版社,1985:25-26.

[2]冯肇瑞,崔国璋.安全系统工程[M].北京:冶金工业出版社, 1987:116-119.

[3]曲和鼎.安全系统工程概论[M].北京:化学工业出版社, 1988:256-259.

[4]欧阳文昭.安全人机工程学[M].武汉:中国地质大学出版社, 1991:56-59.

[5]韦冠俊.安全原理与事故预测[M].北京:冶金工业出版社, 1995:43-44.

[6]王海勇,梁 锋.基于人机工程学的驾驶疲劳模型[J].工业安全与环保,2005,31(2):45-46.

[7]杨宏刚.人-机系统事故预防理论研究[J].中国安全科学学报,2009,19(2):21-26.

[8]陈亦仁.运用人机工程学事故控制理论剖析煤矿事故[J].河北煤炭,2006(4):30-31.

2012-03-15)

田仁军(1986-),男,四川广安人,技术员,主要从事采矿方法和安全人机学方面的研究工作。