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《太原理工大学》 2010年
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矿山安全行为控制集成技术研究

栗继祖  
【摘要】: 矿山安全与人的因素关系很大,加强与事故有关的心理行为因素的研究并提出可行的对策对于防范事故的发生具有重要价值。本文构建了以安全心理学和安全行为学为基础的理论框架及其安全技术和管理方法,为减少矿山安全事故提供行为集成技术。主要内容包括:矿山安全心理测试指标与管理体系的研究,矿山从业人员安全行为规范与管理研究,矿山安全行为模拟仿真系统研究,基于心理行为要求的矿山生产场所优化设计,基于人员行为特点的安全避难装置设计 本文首次提出了矿山从业人员心理测试指标控制体系,这一体系依据矿山从业人员履行工作职责所必需心理水平的基本要求,用标准化的心理学方法,通过心理仪器测验、标准化个性问卷测验和SPSS统计手段,建立感知觉、认知能力、个性特点、职业态度倾向的心理测评指标,通过心理测量手段评价矿山从业人员在履行安全职责方面的基本心理倾向和心理特点,为矿山安全管理提供了人员选拔与调配工作的心理学依据的科学化的心理测量和测验。 本文根据矿山安全工作对于人的心理要求,制定和采用了两种个性心理测试和五种感知、认知能力测试,自编了五种职务评价表。使用心理测量技术,建立起岗位职责与人的心理之间的数量关系,详细分析了事故人的因素,提供了安全心理测评技术,建立了安全心理岗位职责要求并提供了与其相关的管理措施,提供了矿山员工心理因素常模,并与国内进行了比较,数量化的评估了这一体系对于安全管理的有效性。实现了安全心理指标预测工作适应性的技术要求,为在安全管理中使用这一技术提供了基础。 研究表明,心理预测指标评价中的能力、注意广度是矿山从业人员应具备的重要认知能力,做事尽职、有恒负责、安详、自信、沉着、善于抽象思维、行为现实、力求稳妥是矿山从业人员应具备的重要心理特征。本研究所采用的心理测查和预测源指标均是信度和效度较好的指标,可以作为矿山安全管理的重要依据。 结合矿山企业对各工种岗位职责要求,通过大量的问卷调查,依照安全行为学有关原理和数理统计手段,获得了各工种典型的安全行为,采用因子分析等手段验证了安全行为规范三级指标的科学性,确保有关指标的科学性。最后,结合岗位操作规程要求制定出了煤矿从业人员安全行为规范。研究提出与矿山从业人员工作特征联系最密切的“班前准备”、“接班”、“作业”、“交班”作为四个基本方向,以矿山安全管理工作的有关具体内容中应达到的要求对矿山从业人员素质目标进行目标分类。并以这样的目标分类系统设计出了安全行为规范调查表。然后,对各类人员进行了行为测验。在对测试所收集的数据进行了分析处理后,对安全行为效标进行的因子分析,采用主成分分析法因子旋转后的结果,提取了指标的主因子,保证主因子能概括这一因子的大部分信息。其中描述这一指标的成分,作为一个类别。通过因子负荷矩阵,根据因子得分系数和原始变量的标准化值计算出二级指标的得分值,并据此对观察量进行进一步的分析。最后进行因子旋转聚类,经10次迭代收敛后的因子旋转聚类结果取绝对值较大的负荷系数,主要概括二级因子的主要行为,确定了安全行为规范的主要内容。 本文提出的矿山从业人员安全行为规范涉及119个工种,内容涉及矿山作业各专业,内容繁杂,为了保证行为规范管理融入企业日常管理之中,提高管理效率,使安全行为规范制定出来后能有效的应用于矿山安全管理实践,真正服务于安全生产,编制了矿山安全行为规范管理软件。 软件开发了针对不同工种的安全行为规范管理功能,包括员工违章记录、奖惩、聘任管理、绩效考核管理等功能。并且具有强大的档案查询功能、人事结构统计分析功能、绩效考核查询功能以及各种报表功能。本部分的研究由于密切结合矿山企业管理实际,为安全行为管理提供了可操作的手段。 根据矿山井下的实际情况和人员的行为要求,把虚拟现实技术与煤炭安全生产相结合,建立煤矿工人安全行为仿真系统。通过电脑软硬件设备,根据煤矿地层数据、巷道数据和图像模拟出包括煤矿各种自然实体和人工实体在内的三维空间,使用户在其中可以自然地与各种虚拟实体进行交互,通过三维可视化的操作,可使工人熟悉井下环境、了解危险源、掌握安全行为,,最终实现行为的规范化。 系统以矿山企业工人为主要的操作对象,使用者可以通过电脑指挥工人进行行为动作,在系统文字及声音的提示下进行正确的行为。通过反复的练习,达到熟悉井下环境,规范工人安全行为的目的。画面主要以实际场景为依据,声音也主要以现场的环境为基础进行制作。模型在导入Virtools中后,可以利用行为模块(Building Blocks)实现工人行为模拟,实现运用键盘控制工人行动,电脑指挥工人实现井下导览、危险源辨识、安全行为指导。 设计了实现工人进行安全的行为动作模拟,提供了有关技术要点。本系统同时实现了虚拟的行为操作等多功能,交互形式丰富,使工人有临场感、真实感。由于本文提供的行为模拟系统具有交互、易用、安全等特性,因此可以用于煤矿安全培训、应急演练等领域,减少运行成本,提高工作效率。 对安全行为学与环境有关的行为研究进行了分析,针对目前关于矿山井下环境优化的问题提出了研究的重点,在分析矿山尤其是煤矿生产场所对人行为心理以及身体的负面影响进行了归纳,应用系统优化的基本思想、原则和方法,结合矿山井下工作场所工作的基本内容,提出了基于安全行为科学的工作场所设计的理论框架模型。为建立基于安全行为科学的工作场所优化设计的数学模型奠定了基础。 对矿山生产环境人的行为规律进行了数学描述并提出了基本假设,给出了人在工作场所行动的参数、决策变量和参考线示意图。按照人的行为规律,进行了改善作业者行为的安全环境设计和作业行为界定,构建了以人为核心的矿山生产环境。同时就井下工作场所健康环境设计,提高井下工作场所舒适度设计,进行了探讨。 对矿山井下生产与防灾分区进行了研究,提出了基于人行为特点的矿井事故应急躲避装置设计,首先分析了事故情况下人的应急特点,在此基础上进行生产与防灾分区的安全防护设计。研究根据人在危险情况下的需求制定了设计目标及原则,构建了安全防护体系,对救生舱部署安装及设计依据、矿井原有系统的嵌入进行了设计,论证了人员在各种事故、危险情况下使用的可靠性。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD79

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