煤矿井下环境在人_机_环境系统中的重要地位

煤矿安全

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　　　　　　安全监察与管理

煤矿井下环境在人-机-环境系统中

的重要地位

丁克舫,张洪斌

(华北科技学院,北京东燕郊065201)

摘　要:阐述在人-机-环境系统中人、机器与环境3者之间的关系,分析煤矿井下高温环境因素对人体以及井下环境因素对煤矿生产产生的影响。关键词:人;机器;环境;效率;安全

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中图分类号:TD791　　　　文献标识码:C　　　文章编号:1003-496X(2009)08-0120-02　　人-机-环境系统工程是一门应用范围极其广泛的综合性边缘学科,它把人、机器与整个客观环境联系在一起,3者密不可分,互相影响,特别是煤矿井下环境因素,随着我国国民经济的不断发展,采矿业发展迅速,煤矿井下开采深度不断增加,大多数矿井属于高温、高湿矿井,环境条件恶劣,煤矿井下环境因素在煤炭生产中的作用不容忽视,在人-机-环境系统中的重要地位日益突出。煤矿生产中的井下作业均是处于人-机-环境系统中,系统中的任一要素出现故障,都会影响煤矿生产的正常运行,甚至危及煤矿生产的安全性,造成重大事故。因此,重视煤矿井下的环境因素对人及机器产生的影响,会将事故消灭在萌芽状态,保证煤矿生产在“安全、经济、高效”下运行。1　人机器与环境的关系

“安全、高效、经济”下运行。

2　煤矿井下环境因素在人-机-环境系统中的重

要作用

　　人与机器在煤矿井下生产中的作用无需赘言,

而煤矿井下的环境因素,包括自然的、人为的、常态的和异常的,我们不得不提,如高温、高湿、振动、噪声、粉尘及有害气体,还有水灾、火灾及瓦斯爆炸等,这些环境因素的存在,时刻威胁着人们的身心健康和煤矿的安全生产,表明煤矿井下作业环境的特殊性与严峻性,其危害由影响工人的健康状况和工作效率到损伤身体,甚至危及人的生命。当然,环境因素对人体的影响是多方面的,比如常见的高温环境对人的体温、神经系统、心血管系统、呼吸系统、排泄系统以及对人体的热平衡均有影响。

据资料记载,煤矿工人在井下劳动的适宜温度为22～28℃,超过这个温度,人就会有明显的闷热感,主观感到难受,劳动能力和工作效率下降。如图1所示为某矿工人在高温环境下作业时的生理反应,即对高、低温环境下可耐时间的测定曲线。从图中可知,人们在热环境中作业的时间与温度值的关系,即人体的可耐限度。可耐限度包括可耐时间和可耐温度2部分,图中2条曲线中间的区域为可耐区,曲线1表示环境温度超过可耐温度对人体造成的局部性伤害,如烧伤等;曲线2表示高温环境条件超过可耐时间对人体造成的全身性伤害。从图中看出,全身性伤害的温度不一定特别高,但高温持续的时间过长,人体内积热过多,就会引起种种不适应症状,如头晕、恶心、出虚汗、疲乏、焦虑、易激动、自持能力降低等,严重者会出现虚脱、热惊厥、中暑直至

在人-机-环境系统中,人是劳动的主体,始终有意识、有目的地操纵机器和控制环境,而机器只是人的劳动手段和工具,始终要服从于人,执行人的意志。同时,人和机器更要面临环境因素的挑战。无论是在地面、高空,还是在地下,人和机器都被各种复杂的环境因素所包围,高温、高湿、高压、缺氧、辐射、振动、有害气体等,它们直接或间接地影响人们的工作和生活,严重的可危及人的生命和安全。因此,在人-机-环境系统中,如果忽略了各种环境因素对人和机器产生的影响,人类的智慧便不能得到充分的发挥和利用,机器的先进性也不可能得到很好的体现,而且还有可能导致事故的发生。特别是煤矿井下工作环境恶劣,突变因素较多,如果不能充分考虑环境因素的影响,煤矿生产就难以保证在

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(2009-08)

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图1　一般人对高、低温的可耐时间

图2　热适应与肛温的关系死亡。表1表示了高温环境中达到热虚脱的暴露时间。

表1　高温环境下达到热虚脱的暴露时间干球温度/湿球温度/℃

35.7/33.938.0/35.340.0/36.745.0/41.053.0/48.3

对热环境已适应者和未经过热环境适应训练者平均肛温均在逐渐上升,但经过热适应训练者的肛温要比未经过热适应训练者低,这说明,经过热适应训练者耐热能力提高,从而可提高生产效率。4　结　论

出现热虚脱的平均暴露时间/min

84442612

5%的人出现热虚脱的平均暴露时间/min

5333301

人-机-环境系统工程把人、机器和环境作为一个整体来考虑,他们相互影响,互相制约。由于煤矿井下环境条件的特殊性,更不容忽视环境因素对煤矿生产产生的影响,因此,煤矿生产中只有充分考虑环境因素在人-机-环境系统工程中的重要地位,才能保证煤矿生产系统在“安全、经济、高效”下运行。参考文献:

〔1〕　陈　信.论人-机-环境系统工程〔M〕.北京:人民军

医出版社,1988.

〔2〕　严荣林.矿井空调技术〔M〕.北京:煤炭工业出版社,

1994.

　　应该指出,我国高温矿井环境对人体危害的测

定数据还比较少,确切找出大多数人的可耐温度和高温下的可耐时间还需要今后继续进行现场测定或模拟测定,建立人体生理参数数据库,最终找出人在高温环境下作业与温度相对应的可耐时间和高温安全极限值,该研究成果可为制定煤矿井下作业的安全措施与劳动保护提供科学的依据。3　环境因素对煤矿生产高效性的影响

研究煤矿井下环境因素在人-机-环境系统工程中的地位与作用,是为了使煤矿生产系统工作效率达到最优化。系统的高效性应从人、机器和环境因素等方面综合考虑,可用下列公式表达:

ηs=ηhηmηe

ηs—式中　——系统的效率,%;ηh—　——人的效率,%;η　——机器的效率,%;m—ηe—　——环境的效率。

从上式中可以看出,煤矿生产系统的总效率与人、机器和环境的效率密切相关。环境适宜可以提高人的工作效率,高温环境下人的工作效率可以通过耐热训练来提高。图2所示为某矿对经过及未经过热环境适应训练的矿工在不同工作温度及劳动强度下连续工作4h后的肛温测定结果。从图中看出,

〔3〕　刘国庚.安全管理工程概论〔M〕.北京:机械工业出版

社,1999.

　　作者简介:丁克舫(1963-),女,辽宁抚顺人,1986年毕业于阜新矿业学院机电系,现在华北科技学院任教,副教授。

(收稿日期:2009-01-12;责任编辑:郭瑞年)