煤矿井下受限空间的噪声特性及其对人不安全行为的影响研究

近年来，煤矿井下大型、高效、大功率设备的陆续投入使用，在降低劳动强度、提高生产效率的同时，随之带来的噪声污染也越来越严重。矿山井下下噪声污染具有声源多、连续噪声多、噪声传播空间受限等特点，对作业人员的危害严重，极易引起人的不安全行为，进而导致事故的发生。本项目主要研究井下受限空间的噪声特性，重点研究采场、掘进巷道的噪声传播，在考虑噪声衰减因素的基础上，建立井下受限空间的噪声预测模型，并通过实测数据检验其准确性和有效性。考虑井下受限空间噪声场作业人员的工作位置和工作时间，通过建立多级模糊综合评价体系，系统的研究噪声对作业人员不安全行为的影响及其程度，并提出相应的噪声控制措施。项目采用理论分析、现场测试、数值模拟和实验室相似模拟相结合的方法开展研究。项目的实施对于避免煤矿井下安全事故的发生和创造良好的井下生产环境具有重要的意义。

煤矿井下有限空间噪声很高，工人长期在高噪声环境下工作容易造成自身听力损伤，而过高的噪声也往往容易掩盖安全警备信号造成事故，因此相关研究越来越受到关注。本项目主要研究了井下设备受限空间的噪声辐射强度、噪声传播特性和噪声频谱特性，噪声源强度全部超过85dBA的限值要求，近70%的噪声源超过90dBA的限值，有些更超过100dBA；在煤矿井下噪声源远场环境下，噪声衰减与地面半自由场环境存在显著不同；工作人员长期聚集最为集中的区域，噪声基本超过85dBA的限值，噪声频谱基本呈宽频带特性，特别在语言的主要部分500Hz、1000Hz和2000Hz为中心的倍频带的噪声表现更为突出。分析表明：井下噪声对作业人员的影响是由年龄、工龄、作业区综合影响的结果，只从单一因素考虑噪声对井下人员的影响是不全面的; 噪声对井下作业人员的影响，不仅与年龄、工龄有关，还因作业区间的不同而不同。井下噪声对心理的影响主要是使作业人员产生烦躁情绪，对生理的影响主要包括对听觉、消化系统、神经系统、内分泌系统等系统的影响。相似实验结果表明：在噪声环境中，受试者血压和心率有升高的趋势，神经系统呈兴奋状态，处在焦躁、不安、不适状态下，随噪声源声压级的升高，升高趋势未发生显著变化；人的行为失误率随着声压级的升高，有增大的趋势。在煤矿工作过的人员比未工作过的人员对噪声的适应性更强，相同条件下的具体作业程序操作成功率较高。模拟环境中，噪声对人的语言交流产生很大影响，能够极大的掩盖信息的传播。井下噪声会导致作业者的可靠性降低，以至于出现人为失误或差错，即出现人的不安全行为，从而导致事故的发生。综合评价结果表明：噪声对人的不安全行为影响较大，尤其是对煤矿井下部分作业地点如采煤工作面、掘进头、装载点等的作业人员。高噪声的地点也是矿井事故的高发地点。