深井受限空間物理實驗系統(tǒng)研發(fā)與安全人因參數(shù)實驗研究.pdf

1、深井開采實際上是在一個受限空間內(nèi)作業(yè)。深井采礦作業(yè)面惡劣環(huán)境條件會對人體的生理健康和工作效率產(chǎn)生重大的影響，并影響到人體的安全行為。隨著淺部資源的枯竭，我國礦山逐步進入到深部開采，因此，研究深井開采作業(yè)面的安全與環(huán)境問題意義重大。由于在深井現(xiàn)場開展研究極為困難和受到條件限制，如果能對深井受限空間作業(yè)環(huán)境進行物理模擬仿真，在地面開展相關(guān)實驗來研究其對人體生理和工作效率的影響規(guī)律等，則可以避免井下的不利條件和收到更好的效果。
　　本文

2、在檢索國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，采用理論分析、環(huán)境物理模擬仿真與室內(nèi)模擬實驗結(jié)合的研究手段，來系統(tǒng)研究深井受限空間惡劣環(huán)境對人體生理和工作效率的單獨和復合影響。論文的主要研究內(nèi)容和取得的成果如下:
　　(1)基于安全科學與生理學學科體系內(nèi)容，提出了安全生理學原理定義理論，闡述了其研究對象和內(nèi)涵。對安全生理學原理劃分了5條下屬二級原理，包括安全生理需求原理、安全生理感知原理、安全生理反饋原理、安全生理穩(wěn)態(tài)原理和安全生理作業(yè)效能原理

3、，并對各下屬原理的研究內(nèi)容和之間的邏輯關(guān)系進行了探討分析。最后研究分析了安全生理學原理在人體安全行為過程中的應用機理、對安全的影響和實際意義。
　　(2)創(chuàng)建了安全工程原理理論體系，基于礦井工作環(huán)境特點，根據(jù)安全工程原理的要求設(shè)計研發(fā)了深井受限空間環(huán)境與安全人工智能仿真實驗系統(tǒng)裝備，在地面真正實現(xiàn)了對井下環(huán)境條件的真實物理模擬。環(huán)境模擬裝備能對礦井溫度、濕度、噪聲、照明度、氣壓、風速、粉塵、有毒有害氣體進行仿真模擬，并設(shè)計有人體生

4、理參數(shù)測試系統(tǒng)，利于研究各環(huán)境因素對人體生理參數(shù)的影響。該實驗系統(tǒng)裝備擁有先進的自動化操作和監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，可以系統(tǒng)地開展一系列實驗來探討研究深井受限空間惡劣作業(yè)環(huán)境與人體生理健康、工作效率及安全行為之間的作用聯(lián)系。
　　(3)利用模糊數(shù)學理論對深井受限空間環(huán)境與安全人工智能仿真實驗系統(tǒng)裝備的可靠性進行分析，建立實驗系統(tǒng)的故障模式與影響分析(FMEA)表，并劃分了故障模式危害度，對實驗裝備系統(tǒng)內(nèi)的各種儀器設(shè)備的故障模式進行多層次模糊

5、綜合評判，最終得到各種故障模式對系統(tǒng)可靠性影響大小的排序結(jié)果，為提高系統(tǒng)的可靠性提供了依據(jù)。
　　(4)在深井受限空間環(huán)境與安全人工智能仿真實驗系統(tǒng)中開展單因素對人體的影響實驗，對深井的溫度、濕度、噪聲和照明度環(huán)境條件進行物理仿真模擬，選取血壓、心率、呼吸率、體溫、疲勞度、注意力、記憶力、反應速度為人體生理和工作效率響應評價指標，通過人體在特殊的設(shè)定環(huán)境下進行勞動模擬測試，探索人體生理指標和工作效率指標在深井受限空間惡劣環(huán)境中的變