锚杆支护作业姿势与人因工效研究

发布时间：2020-08-22 15:45

【摘要】：综掘工作面是人-机-环境组成的复杂系统,人员设备集中,作业环境恶劣,是事故高发地点。虽然掘进作业机械化水平有所提高,但是掘进工作面作业空间狭小,作业人员被迫采用不良作业姿势作业,从而容易产生作业疲劳,导致安全事故的发生。本文针对锚杆支护工作业姿势安全舒适等问题进行研究,运用AHP-模糊综合评价方法对锚杆支护工作业姿势进行评价,以影响锚杆支护作业姿势因素中占比最大的作业场所空间尺寸为变量建立仿真方案,通过CATIA软件建立人机系统仿真模型,对评分最低的姿势进行仿真,得到合理的巷道场所空间尺寸范围,从而最大程度的提高工人作业舒适度,保障锚杆支护工进行安全生产。主要包含以下几方面研究内容。(1)分析人体作业姿势与工效,对综掘工作面支护工(临时支护、顶板支护和巷帮支护)作业姿势进行统计,得到临时支护工有18个作业姿势;顶板支护工有25个作业姿势;巷帮支护工有27个作业姿势。(2)分析影响综掘工作面支护作业姿势的工效因素,运用AHP方法对各因素进行权重求解,得到影响综掘工作面支护作业姿势的工效因素占比最高的是“巷道场所空间尺寸”,运用作业姿势模糊综合评价模型,对锚杆支护工(临时支护、顶板支护和巷帮支护)作业姿势进行评价,得到支护工(临时支护、顶板支护和巷帮支护)作业姿势评分最低的姿势,分别为“竖立支柱并顶住钢带”、“启动气动锚杆机并打锚杆眼”、“打底帮部钻孔”。(3)依据“巷道场所空间尺寸”为变量对锚杆支护作业(顶板支护和巷帮支护)分别建立72种和210种仿真方案,运用CATIA人因工程学设计与分析模块中RULA分析功能对顶板支护和巷帮支护中评分最低的作业姿势进行评价,得到合理巷道场所空间尺寸范围。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD353.6
【图文】：

作业姿势,受限,空间

图2-1空间受限作业姿势Figure2-1 Space-constrained working posture据现场观测，依据人体重心从高到低将综掘面作业姿势依次分为：弓步姿、坐姿、半蹲姿、蹲姿。1）立姿：操作者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方上肢自然下垂，手伸直，手掌朝外体侧，手指轻轻贴住大腿侧面，部，左右足后跟并拢，前端分开，使两足大至呈 45 度夹角，体重

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Figure2-9 Relation between productivity, visual fatigue and illumination2）湿热环境综掘工作面的湿热环境影响着作业人员的作业效能与身体健康情况。如果综掘面作业空间内湿度过高，作业人员就会感到呼吸困难，很容易产生疲劳；而湿度过低，口腔与皮肤又容易感到干燥。而目前大部分掘进工作面空间湿度高达 70%以上，在这种高温高湿的环境下，人很容易感到疲惫、精神不振、注意力下降，导致事故率上升。3）噪声环境掘进面噪声源多，且周围环境是封闭的受限空间，所以周围环境对噪声吸收系数小，消退慢。同时，噪声很大，普遍超过国家规定的卫生标准。4）作业空间环境以山西省阳煤集团新大地公司 15404 综掘工作面为研究背景，对综掘工作面巷道空间环境进行分析。15404工作面走向长1280.5m，巷道宽5.0m，巷道高3m，工作面倾斜长 200m，煤层平均厚度为 5.43m，可采储量为 913045t。15404 人机作业平面图如图 2-10 所示。

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工程硕士专业学位论文3 锚杆支护工作业姿势工效评价3 Safety and Ergonomics Evaluation of Bolt SupportWork Posture3.1 锚杆支护作业流程及空间位置转换(Joint Operation Processand Spatial Position Conversion of Bolt Support)3.1.1 锚杆支护作业流程综掘工作面作业空间狭小，作业内容复杂，为了更高效完成支护作业，机器的摆放与作业区域的划分很重要。以阳煤集团新大地矿 15404 工作面为研究背景，其中 15404 工作面走向长 1280.5m，巷道宽 5.0m，巷道高 3m，工作面倾斜长 200m，如图 3-1 展示的锚杆支护作业的人机布置与作业区域的位置。

【参考文献】