2023年《安全管理论文》之基于人机工程学的矿井通风系统可靠性分析.docx

基于人机工程学的矿井通风系统可靠性分析 　　摘　要：矿井通风系统是矿井生产系统的重要辅助系统，其可靠性上下对矿井生产和平安管理有着直接的影响。将人机工程学用于矿井通风系统的可靠性的研究，就是用人机系统的观点来研究矿井通风中人、机、环境３个子系统各自的特点及相关性，并给出了矿井通风“人—机—环境〞系统可靠性的定义和数学模型。 　　关键词：人机工程学；通风系统；可靠性 　　矿井通风系统由通风动力及其装置、通风井巷网络、风流检测、控制系统组成。在生产时期其任务是利用各种动力，以最经济的方式，向井下各用风地点提供足够的新鲜空气，保证工作人员的呼吸，稀释并排除瓦斯等各种有害物质，降低热害，给井下工人创造良好的工作环境；发生事故时，有效地控制风流方向和大小，与其他措施相结合，防止灾害的扩大，进而到达消灭事故的目的。人们将其实现上述任务的能力程度称为矿井通风的可靠性。 　　以前的研究为了简化工程求解的难度，系统的可靠性研究只考虑硬件局部的可靠性，而人和环境被认为完全可靠，即可靠度为１。对“人—机—环境〞系统可靠性研究，可以弥补在工程领域可靠性研究只分析硬件可靠性而设定人员为完全可靠的缺乏，使可靠性的研究更加完善。事实上，系统的故障既可能是由硬件引起的，也可能是由操作人员的操作失误或者是由于环境条件所引起。因此，在分析系统的可靠性时，应该对人—机—环境三要素进行综合考虑。 　　可靠性工程是从２０世纪４０年代开始迅速开展起来的一门新兴综合学科，涉及数学、物理、化学、电子、机械、经济管理以及人机工程等各个领域，致力于研究提高各种产品的可靠性、维修性和平安性，是一个十分复杂的系统工程。煤矿平安事故占我国平安事故的比重很大，可靠性是衡量矿井通风系统优劣的重要指标，研究矿井通风系统的可靠性成为现实的需要。可靠性的上下直接关系到矿井能否平安生产及防止事故的发生。 　　人机工程学是以人的生理、心理特征为依据，运用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境及机械与环境之间相互作用，为设计操作简便省力、平安舒适、人—机—环境的配合到达最正确状态的工程系统提供理论和方法的学科。 　　１ 系统组成的相互关系 　　根据“人—机—环境〞系统工程理论，任何一个有人参与的工作系统，都称为人—机—环境系统。在矿井通风系统中，“人〞是指参与矿井通风系统的管理者、决策者和维护矿井通风系统正常运转的人员，以及由他们所引起的行为结果，如组织管理和各种规章制度等；“机〞为矿井通风系统的各种硬件设施，包括矿井通风动力、矿井通风网络、矿井通风设施、局部通风系统、矿井通风监测系统等；“环境〞是指矿井通风系统存在于矿井生产系统这个大环境中，是矿井生产这个大系统中的子系统。 　　矿井通风系统与其他子系统共同孕育开展，也是“人—机—环境〞系统相互作用而构造的整体结果。矿井生产可能引起如下“环境〞变化：采动影响导致顶板塌落，通风巷道变化；瓦斯气体涌入工作空间；粉尘浓度加大；地热、机电设备与地下水等热源和湿源增加了井下空气的温度与湿度。这就是矿井生产作用于环境，导致环境的变化过程。工作环境随着开采过程的动态变化，人机系统的环境不断变化，这种变化的环境又反作用于人与机，引起人—机—环境之间的信息传递不可靠，需要及时的调整以适应环境变化。有时会引起人—机—环境之间的联系中断，造成事故的发生。 　　矿井通风系统是以人、机与环境组成的有机系统，而人是这个系统的核心，因为人是机的控制者，同时人又是机的不平安条件和其自身不平安行为导致的事故受害者；由于人、机与环境的缺陷，而造成的事故切断系统实现功能目标的途径，反过来又会对系统造成破坏或者是对设备、人、环境条件的破坏。 　　２ 系统可靠性的分析方法 　　人是平安系统中的一个子系统，要研究人的因素，就必然涉及所操作的机及其所处的环境，应对由人、机与环境构成的系统进行分析。在这个系统中，人是核心，人、机与环境各子系统并重。人、物、环境，即构成事故的三要素。当三要素相矛盾，即重叠阴影局部为事故必然发生区域。一般先由物、环境的缺陷形成隐患，人的不平安行为触及后即发生事故。还说明以下３点：第一，管理可以改善人、物、环境条件和状态；第二，事故对生产任务起否决作用；第三，平安管理重点是三角形ＡＢＣ危险Ｅ域。这种分析方法全面反映了系统可靠性的现象和本质。