[00786539]掘进工作面复杂条件下人-环安全关系研究及应用

巷道掘进是煤矿生产工作中最为重要的一个环节，但是在巷道掘进过程中，事故频发，严重影响煤炭生产及安全。因此，有必要研究巷道掘进过程中事故发生的根本原因，为实现快速安全的掘进提供科学依据和技术指导。掘进工作面是一个由人、机、环境所组成的、空间分布复杂的系统，在这一复杂的人机环境系统中，由于人在生理、心理、社会和精神等方面的特点，存在较大的可塑性和难控性，因而造成的事故愈来愈多，人因导致的伤亡事故一般占伤亡事故总数的70%-80%，因而研究掘进工作面作业环境与人因事故关系十分必要和紧迫。该项目主要针对对人因事故发生机理进行研究，分析掘进巷道中复杂环境条件下对人作业的可靠度、失效频率的综合影响，确立发生人因失误时的生理临界点表象特征及生理危险区域。研究人-环耦合及安全关系模型和数理公式，确定不同状态条件下人的行为可靠度和差错率，减少人因差错，避免伤亡事故发生。研究内容：(1)运用以人为主的人环要素相结合的系统分析法，对井下煤巷掘进工作面中人的因素、环境因素系统的分析，并就各种影响因素深入地研究，确定环境与人因失误关系模型，建立多因素环境条件与人因失误关系公式。(2)研究人因失误机理及人的行为量化关系：人-环境系统中，人不仅受环境的制约，还受到人自身知识、经验、生理等因素的影响。人作为一个极其复杂的而又相对高度完美的自适应反馈系统保证了其行为的可靠性，人所具有的功能自由度又导致了不同程度的失误。立项课题应用动作研究科学家吉尔布雷斯“人的17个基本动”作如：抓取、移动等，和动作经济原则，对井下作业人员在从事生产作用中的动作进行分解分类，确定基本动作要素，剔除危险动作，然后科学分析，建立安全可靠的操作顺序。(3)人为失误生理临界点表象特征研究：由于煤矿生产条件的特殊性，如照度、噪声、温度、湿度、风速等微气候都会引起井下作业人员的生理反映，表现为明显的生理特征：眨眼次数、脑电波、皮肤电及肌电等，通过观测生理特征，判定作业人员出现人为事故的生理临界点，构建生理指标危险区域图。(4)确定在不同环境条件下，人S-O-R行为过程的差错率，通过研究井下煤巷掘进工作面这一特定环境条件下人S-O-R行为过程，尤其是随时空变化其可靠度状态的转移量，确定其差错率。研究目标：(1)建立井下作业人员与掘进工作面环境的耦合关系；(2)量化掘进工作面环境下安全行为模式；(3)确定发生人因失误时的生理临界点表象特征；(4)确定不同环境条件下掘进工作面人的差错率。项目获得6项目发明专利，围绕着掘进工作面的环境、加固、钻进、效率等方面进行技术创新。在平煤、焦煤、郑煤等矿区或集团进行了推广应用。采用该项技术掘进效率提高50%，缩短掘进时间，采煤工作面提前出煤，累计增加销售额48700万元，增加利润12120万元。