综放工作面微气候对可靠性的影响

综放工作面微气候对可靠性的影响

1影响工作面微气候的因素在综合开采工艺的人本机系统中，随着设备的可靠性的提高，员工的操作可靠性已成为影响整个工作场所生产和安全的主要因素之一。据统计，超过80%的整个车间发生了操作人员的错误操作或失败。因此，影响工人操作的因素对提高整个车间的生产起到了积极作用。由于综放工作面工人在综采工作面的微环境中进行操作,所以综放工作面微气候直接影响工人的操作可靠性,就目前来说,我国综放工作面微气候环境普遍不好,通过现场实际调查发现,70%的操作失误,都直接或间接由微气候引起。因此,改善工作面的微气候环境显得至关重要。笔者主要讨论了综放工作面微气候(综放工作面温度、湿度、风速和煤尘)对于工人操作失误的影响,并提出其应对措施。2湿度、温度与热传导的关系综放工作面的微环境十分特殊,其中温度、湿度、风速和空气质量(煤尘)是影响工人操作的主要因素。在我国的煤矿中存在大量的特殊工作面,例如:高温工作面、高湿度工作面、高煤尘工作面,各种微气候因素给工人的操作带来了极大的影响。在温度方面的研究,美国ASHREHandbook提出了不同有效温度对人体热感觉的影响如下表所示。根据上表,工人操作环境温度以18～29℃最为适宜,如果过高,因身体散热不良而引起体温升高,血管扩张,脉搏增快,产生头晕甚至中暑;人体耐力、负荷力也会降低,极易疲劳,导致情绪暴躁。高温环境中,人体中枢神经系统受到抑制,注意力分散,动作的准确性与协调性降低,事故的发生机率增大。图1、图2是医学研究的结果,相对事故率以24℃为最低,随气温的升高或下降,事故率相应增加。对于空气湿度,研究表明在任何气温条件下,潮湿的空气对人体都是不利的。湿度过大时,人体中一种叫松果腺体分泌出的松果激素量也较大,使得体内甲状腺素及肾上腺素的浓度相对降低,细胞就会“偷懒”,人会无精打采,萎靡不振。长时间在湿度较大的地方工作、生活,还容易患湿痹症;而湿度过小时,蒸发加快,干燥的空气容易夺走人体的水分,导致皮肤干燥、鼻腔粘膜受到刺激,易引起上呼吸道粘膜感染,患上感冒。所以秋冬季节干冷空气侵入时,极易诱发呼吸系统病症。此外,空气湿度过大或过小,都有利于一些细菌和病毒的繁殖和传播。科学测定,当空气湿度高于65%或低于38%时,病菌繁殖滋生最快,而当相对湿度在45%～55%时,病菌死亡较快。当温度升高,湿度增大,水汽趋于饱和时,人体散热功能的发挥受到抑制,使人感到十分闷热和烦躁。当温度降低,湿度增大时,热传导则会加快约20倍,人会觉得更加阴冷、抑郁。关节炎患者由于患病部位关节滑膜及周围组织损伤,抵抗外部刺激的能力减弱,无法适应激烈的降温,使病情加重或酸痛加剧。湿度过小时,因上呼吸道粘膜的水分大量丧失,人感觉口干舌燥,甚至出现咽喉肿痛、声音嘶哑和鼻出血,并诱发感冒。调查研究还表明,当相对湿度达90%以上,26℃会让人感觉如同31℃。干燥的空气能以与人体汗腺制造汗液的相等速度将汗液吸收,使人感觉凉快。可是湿度大的空气却由于早已充满水分,因而无力再吸收水分,于是汗液积聚在皮肤上,使人体体温不断上升,工人不堪重负。3本研究中，微气候对人类生命的影响3.1矿井作业方式综放工作面的工作属重体力劳动,矿工在综放环境中劳动,产热及受热量大、人体保持热平衡较为困难。随温度升高与风速下降,工人工作效率明显下降。国外资料统计也是显示此种规律,工作空间空气温度每增加10℃,工作效率降低6%～8%。在综放工作面的端头支护、移架、放煤与材料搬运等重体力劳动中,若温度过高,人体汗液大量分泌,致使矿工全身倦怠,精神不振,注意力不集中,四肢无力,严重时会导致严重脱水而中暑晕厥,同时人体中枢神经系统受到抑制,注意力分散,动作的准确性与协调性降低,事故的发生机率增大。据日本北海道7个煤矿的调查,30～37℃的工作面事故率较30℃以下增加1.5～2.3倍。国内外高温矿井中,生产率均较低,有的矿山其相对劳动效率仅为30%～40%。鹤壁六矿回采工作面风温高达32℃,相对湿度达99%以上,1984年8月30日,1个班就有4名矿工中暑倒在工作地点。日本1979年全国调查统计,30～40℃气温的工作面,比低于30℃时的事故率高3.6倍;南非多年的调查统计,当矿内作业地点的空气湿球温度达到28.9℃(相当于干球温度30℃),开始出现中暑死亡事故。3.2温度和湿度对工人操作积极性及操作可靠性的影响矿区研究表明,综放工作面湿度过小,容易产生煤尘,对工人的身体产生极大的影响,同时也使煤矿的安全系数降低;若是湿度过高,当冬天温度过低时,由于工作面气压低,湿度过大,会影响工人的血压、血沉、尿量等,使工人出现沮丧、抑郁情绪,感觉寒冷,工作注意力分散,反应速度减缓,操作积极性下降,工人的劳动效率和操作可靠性也随之降低。另外,由于长时间在潮湿的环境中工作,大部分工人都患上了关节炎,劳动积极性不高。夏天温度高,劳动容易出汗,过高的湿度使工人的汗液不易排出,皮肤感觉很不舒服,散热困难,中暑的机率增加,同时工人会感到心情烦闷,无法静心工作,注意力分散,增加了工人操作失误率。调查表明在28℃,相对湿度达90%时,工人会有气温达到34℃的感觉。研究显示长期在井下高湿度环境中工作,工人容易患上类风湿性的疾病。3.3高煤尘对工人的影响工作面放煤口是综放工作面的最大产尘源之一。放煤时的瞬时粉尘浓度有时可高达每立方米万余毫克,对作业人员的身体健康危害极大,同时煤尘浓度过高会引起煤尘爆炸。据阳泉矿务局的测定,放煤时的产尘量约占工作面总产尘量的35%。采煤机滚筒割煤是放顶煤综放工作面的主要尘源之一,其产尘量约占工作面产尘量的31%,液压支架在移架过程中由于放顶煤综采支架直接顶向煤层,经过多次移架,支架上方的顶煤已逐渐破碎。因此,在降柱、移架时,破碎的顶煤就会产生大量粉尘,瞬时粉尘浓度可高达每立方米数千毫克,在工作面主风流的作用下,粉尘到处扩散。矿尘对工人的直接影响表现为3方面:一是矿工在高浓度矿尘环境中为减少矿尘吸入量,自觉不自觉地屏气、调整呼吸,停止手中的工作,分散了注意力,极易疲劳,减缓了操作的可靠性,同时在这样的环境当中,工人总是担心自己患上职业病,因此,很难提高工作积极性;二是矿尘降低了可见度,矿尘浓度在80～100mg/m3左右时,可见度仅1m左右,严重影响视觉环境;三是由于工人吸入矿尘,对工人的身体健康造成严重影响,调查表明在高煤尘矿井当中,有很大数量的工人都患有尘肺病。上述3方面的影响都会使矿工工效下降,下降的幅度随矿尘浓度的增大而增大。4减少对全球微气候的影响4.1煤矿工人的造林主要应在自然条件下持续使用的方法就减少综放工作面温度的影响主要是要减少高温和低温对于工人操作所带来的影响,针对高温矿井的最佳方法是采用局部空调,但受国内经济条件限制,只有少数有条件的矿井使用。所以主要的方法还是:①通风降温;②合理的开拓方式降温;③充填采矿法降温;④减少热源法降温;⑤个体防护降温;⑥采用一些措施来减少高温环境的影响。其中减少高温环境影响的措施,如将煤矿工人常用的三八作业制改为四六制,减少矿工接触高温时间;或者适当地调整矿工的劳动定额,如在综采工作面上部工人的定额低于下部工人,高温作业环境下工人的定额应低于常温作业环境下工人的定额。4.2工作面湿度的控制减少综放工作面湿度的影响主要是要减少湿度过高或者过低对于工人操作所带来的影响,湿度过大时候可采用的方法有:1)加强通风,以便可以降低工作面的湿度,让外来空气降低工作面湿度。2)干燥工作面的进风,用干燥的空气降低工作面的湿度。湿度过低时可采用的方法与:①通过预先湿润煤层的方法,提高煤层湿度;②通过采煤机喷雾的方法,提高空气湿度。4.3发展高效低能耗煤煤调湿风选技术对于综放工作面的煤尘,我国在这方面投入大量的人力物力取得了巨大成功,主要有:①根据放顶煤综采的具体特点和开采煤层特征,试验研究或制定适合于开采煤层的注水方式和参数,从而显著降低割煤、放煤时的粉尘产生量;②大力发展和推广使用采煤机中、高压喷雾或高压水辅助切割降尘技术,同时在借鉴国外煤矿防尘技术经验的基础上,设计研究试验适合我国煤矿具体特点的吸尘滚筒,使其能有效控制采煤机割煤时产生的大量粉尘,以改善放顶煤综放工作面的劳动卫生条件;③在放顶煤液压支架上,使用中、高压自动喷雾实现强力喷射降尘,并配合物理化学方法和控尘、控风技术措施,实现对放煤和移架时产生的高浓度粉尘有效的拦截和捕集;④加强对防尘工作的科学管理,提高作业人员的素质,使他们真正认识到粉尘对人体健康的严重危害性,增强他们对防尘工作的自觉性和迫切性。4.4健康健康检查要定期地对综放工作面工人进行健康检查,消除工人们的健康顾虑。调查表明,该措施对于提高工人的工作积极性作用很大。5工作面微环境的控制随着设备可靠性的不断提高,综放工作面当中人的可靠性越来越重要,工作面微环境因素对于工人操作可靠性的