综采工作面不同环境条件对作业人员生理指标影响分析与研究

发布时间：2022-12-18 16:34

　　综采工作面是一个由人、机、环境组成的、空间分布复杂的系统。在这一复杂的人机环境系统中,作业人员受井下温度、湿度、噪声、照度等复杂环境的影响,生理、心理存在较大的不稳定性和难控性,易引发事故。因此,研究综采工作面环境因素与人因事故关系,对有效预防事故发生,提升安全生产水平具有重要理论意义和实际应用价值。本文首先针对煤矿综采工作面作业环境的主要影响因素（温度、湿度、噪声、照明）对作业人员生理、心理的影响进行了理论分析。针对上述主要环境影响因素,对综采工作面的环境场进行数值模拟,得到环境场的分布规律。采用实验室模拟的方法建立了各环境因素与人体生理心理指标（收缩压、舒张压、心率、呼吸率、体温、率压积和疲劳度）的回归模型。其次,基于功能函数以及蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法,对作业人员的可靠度进行研究;确立了综采工作面不同环境下人的可靠度。结合平煤一矿实际,对综采工作面作业人员的生理指标进行测量,基于人体生理指标阈值以及所测得的主要敏感性指标,研究了作业人员安全劳动时间。最后,基于人的可靠度功能函数和安全劳动时间,建立了作业人员生理指标可靠度预警系统。本论文主要研究成果和结论如下:（1）... 

【文章页数】：266 页

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致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 温度场、湿度场、噪声场数值模拟
        1.2.2 矿井作业环境对作业人员生理、心理指标的影响
        1.2.3 作业人员的可靠性分析
        1.2.4 安全预警研究
        1.2.5 问题提出
    1.3 主要研究内容、研究方法和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法及技术路线
2 综采工作面环境对人体影响基本理论
    2.1 综采工作面环境对人体生理影响综述分析
        2.1.1 安全生理学概述
        2.1.2 综采工作面环境对作业人员生理的影响
    2.2 综采工作面环境对人体心理影响综述分析
        2.2.1 安全心理学概述
        2.2.2 综采工作面环境对作业人员心理的影响
    2.3 小结
3 综采工作面环境场数值模拟
    3.1 综采工作面温湿度环境数值模拟
        3.1.1 高温矿井综采工作面热环境分析
        3.1.2 综采工作面热源与风流换热系数的确定
        3.1.3 综采工作面热环境数值模拟
        3.1.4 模拟结果及分析
        3.1.5 验证试验
    3.2 综采工作面噪声环境数值模拟
        3.2.1 综采工作面噪声概况及噪声源介绍
        3.2.2 综采工作面噪声场模拟
        3.2.3 模拟结果及分析
        3.2.4 试验验证
    3.3 综采工作面照明环境数值模拟
        3.3.1 DIALux适用性分析
        3.3.2 煤矿巷道照明模拟
        3.3.3 模拟结果分析
    3.4 小结
4 综采工作面环境对人的影响实验研究
    4.1 实验准备
        4.1.1 实验平台
        4.1.2 实验样本选取
        4.1.3 测量工具介绍
        4.1.4 问卷星调查问卷
    4.2 实验方案与实验过程
        4.2.1 实验方案
        4.2.2 样本预处理
        4.2.3 实验过程
        4.2.4 多因素环境实验设计
    4.3 实验结果的单因素环境影响分析
        4.3.1 数据的处理与分析
        4.3.2 温度与各生理心理指标的回归模型
        4.3.3 湿度与各生理心理指标的回归模型
        4.3.4 噪声与各生理心理指标的回归模型
        4.3.5 照明度与各生理心理指标的回归模型
    4.4 实验结果的多因素环境影响分析
        4.4.1 数据的处理与分析
        4.4.2 多元线性回归
        4.4.3 收缩压与多环境因素的回归模型
        4.4.4 舒张压与多环境因素的回归模型
        4.4.5 心率与多环境因素的回归模型
        4.4.6 呼吸率与多环境因素的回归模型
        4.4.7 体温与多环境因素的回归模型
        4.4.8 率压积与多环境因素的回归模型
        4.4.9 疲劳度与多环境因素的回归模型
        4.4.10 实验结果分析
    4.5 多因素模型验证
    4.6 小结
5 综采工作面不同环境条件下作业人员可靠度模型研究
    5.1 传统可靠度模型
        5.1.1 人的可靠度模型
        5.1.2 人子系统的可靠度计算模型
        5.1.3 量化作业工人作业环境的安全区域、潜在危险区域、危险区域
    5.2 基于功能函数的作业人员作业可靠度模型
        5.2.1 功能函数与极限状态方程
        5.2.2 人的可靠度
        5.2.3 基于蒙特卡罗模拟法的可靠度计算
    5.3 人的可靠度求解中的M-C法
        5.3.1 模型建立分析
        5.3.2 模型建立
        5.3.3 建模结果与分析
    5.4 小结
6 综采工作面作业人员生理指标实测与安全劳动时间
    6.1 矿井基本情况
        6.1.1 井田位置与范围
        6.1.2 矿井开采与开拓
        6.1.3 主采煤层
    6.2 生理敏感指标分析
        6.2.1 综采工作面作业人员生理指标的测定
        6.2.2 敏感指标分析原理介绍
        6.2.3 井下作业人员生理指标显著性分析
        6.2.4 生理指标敏感性分析
    6.3 井下作业人员安全劳动时间
        6.3.1 GM(1,1)预测模型
        6.3.2 生理指标随工作时间变化模拟分析
        6.3.3 井下作业人员安全劳动时间确定
    6.4 小结
7 煤矿作业人员生理指标安全预警系统
    7.1 矿井安全预警系统综述
        7.1.1 矿井预警系统概述
        7.1.2 安全预警的主要功能
        7.1.3 考虑矿井环境特殊性的预警模型
    7.2 Hadoop数据自动收集与存储架构
    7.3 作业人员生理指标预警系统
        7.3.1 预警系统简介
        7.3.2 预警系统设计
    7.4 可靠度预警系统在煤矿的应用
        7.4.1 井下作业人员信息收集与录入
        7.4.2 可靠度预警系统应用
    7.5 系统优化功能介绍
        7.5.1 预警模型优化
        7.5.2 数据预处理
    7.6 小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 主要创新点
    8.3 展望
参考文献
附录
    附录A：POMS（心境状态量表）
    附录B：DGS24/127(A)的IES文件
    附录C：作业人员可靠度计算代码
    附录D：MATLAB程序代码
    附录E：作业人员作业环境预警系统建设方案
        E.1 背景
        E.2 目标和建设内容
        E.3 系统说明
        E.4 功能界面示例
        E.5 统计分析
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
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[4]基于层次分析法和D-S证据理论的底板突水风险评估方法[J]. 刘伟韬,廖尚辉,刘士亮,宋越.  煤炭技术. 2016(01)
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博士论文
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硕士论文
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[8]基于KJ101监控系统的瓦斯爆炸预警模型研究[D]. 张海峰.西安科技大学 2008
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本文编号：3722387