王新平,暢濤濤,孫林輝
(西安科技大學(xué) 管理學(xué)院,陜西 西安 710054)
因煤礦特殊的生產(chǎn)環(huán)境,造成礦工的工作體力和壓力要遠(yuǎn)高于其他行業(yè)工人。礦工體力和壓力過(guò)大時(shí),不僅會(huì)產(chǎn)生礦工腦疲勞,還會(huì)嚴(yán)重影響礦工身體健康和其行為選擇[1],對(duì)煤炭生產(chǎn)安全構(gòu)成極大的威脅。國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局對(duì)中國(guó)煤炭事故傷亡人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)礦井事故中由于人為因素導(dǎo)致的占到95%以上。煤炭工人行為因素對(duì)煤礦作業(yè)安全影響極為重要[2]。郭伏等[3]研究發(fā)現(xiàn)單調(diào)作業(yè)極易引起體力疲勞和精神疲勞。幾十年來(lái),體 疲勞一直是人因工程研究的重要課題,然而,由于設(shè)備信息化以及自動(dòng)化程度逐漸提高,體腦疲勞研究成為現(xiàn)代學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)?,F(xiàn)階段采煤過(guò)程中,煤礦工人不僅要完成采掘和機(jī)器維修等體力作業(yè),同時(shí)也要進(jìn)行機(jī)器控制和文件記錄等腦力工作。體力和腦力的綜合作用增加了煤礦工人的疲勞感,會(huì)使其作業(yè)靈活性降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起人因失誤[4],而且長(zhǎng)期體腦疲勞會(huì)引發(fā)職業(yè)性疾病。
體腦疲勞研究是安全領(lǐng)域關(guān)注的重要課題,頗受煤炭行業(yè)的重視。體腦疲勞是由于作業(yè)者長(zhǎng)時(shí)間體力和腦力共同作業(yè)所導(dǎo)致的一種身心疲倦的狀態(tài),也是降低工作效率、誘發(fā)安全事故的重要原因之一[5]。Lorist等[6]對(duì)同時(shí)進(jìn)行體力作業(yè)和認(rèn)知任務(wù)的實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)體疲勞會(huì)對(duì)大腦認(rèn)知產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。腦疲勞是指在連續(xù)或強(qiáng)烈的腦力勞動(dòng)過(guò)程中,由于腦細(xì)胞的活力被抑制而引起信息流的增加和紊亂,最終形成慢性疲勞綜合征[7],影響人體新陳代謝系統(tǒng)[8]。Marcora等[9]研究發(fā)現(xiàn)腦疲勞會(huì)導(dǎo)致體力作業(yè)持續(xù)時(shí)間的下降及體疲勞感覺(jué)增強(qiáng)??傊m然目前對(duì)體腦疲勞交互影響的深入研究較少,但是根據(jù)現(xiàn)有的研究可以認(rèn)定兩者是互相影響的。
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行梳理,發(fā)現(xiàn)以往的學(xué)者對(duì)體腦疲勞交互影響研究較少。但在很多工作場(chǎng)合和實(shí)際生活中,尤其煤炭行業(yè),如果單獨(dú)地研究腦疲勞或體疲勞而不關(guān)注體腦疲勞的交互影響,難以準(zhǔn)確揭露疲勞的科學(xué)本質(zhì),也很難找到減輕體腦疲勞、提高工作效率的科學(xué)方法。因而本文對(duì)煤礦工人的體力疲勞情況、腦力疲勞情況和工作內(nèi)容與休息情況進(jìn)行調(diào)研分析,并針對(duì)煤礦工人作業(yè)疲勞狀況,提出有效的改進(jìn)措施。這對(duì)于緩解體腦疲勞以及預(yù)防意外事故發(fā)生都有極其重要的意義。
研究對(duì)象為陜西某礦業(yè)公司的135名煤礦工人,全部為男性,所涉及的崗位有采煤機(jī)司機(jī)(46名)、單體支護(hù)工(39名)、采煤打眼工(50名),均為井下一線作業(yè)工人。調(diào)研對(duì)象的年齡在20~50歲之間,工齡為1~10年不等。
測(cè)量工人作業(yè)疲勞的主要方法有主觀疲勞評(píng)價(jià)法、心理學(xué)測(cè)試法、生物化學(xué)測(cè)試法以及綜合測(cè)試方法等[10]。主觀疲勞評(píng)價(jià)法是常用疲勞評(píng)價(jià)量表,采用現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)答的方式對(duì)被試對(duì)象進(jìn)行調(diào)查,并對(duì)疲勞等級(jí)進(jìn)行劃分,被試者根據(jù)自己主觀感受判斷疲勞程度[11]。主觀疲勞評(píng)價(jià)法操作便捷,并且能夠準(zhǔn)確反映被試者的生理疲勞和心理疲勞,因此這種方法廣泛應(yīng)用在全身性作業(yè)疲勞、心理作業(yè)疲勞和綜合作業(yè)疲勞的測(cè)量方面[12]。該方法與科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法相結(jié)合,更加直觀且科學(xué)地反映被試者作業(yè)疲勞情況。
本文選擇主觀疲勞評(píng)價(jià)法研究作業(yè)疲勞,將北歐肌肉骨骼調(diào)查問(wèn)卷和疲勞評(píng)定量表(FAI)相結(jié)合,設(shè)計(jì)出一款體腦疲勞評(píng)價(jià)量表問(wèn)卷,分析煤礦工人在作業(yè)過(guò)程中的體疲勞與腦疲勞情況。體疲勞從被試者頭部、頸部、肩部、前臂、后臂、手(腕)、腰部、腳(踝)和全身進(jìn)行測(cè)量,腦疲勞從被試者視疲勞、噪聲疲勞、記憶力疲勞、注意力疲勞、頭腦昏沉、思考困難、工作失誤率、對(duì)工作厭倦、容易犯困進(jìn)行測(cè)量。同時(shí),本研究使用的方法還包括訪談法和現(xiàn)場(chǎng)觀察法,調(diào)查了工人的作業(yè)負(fù)荷、作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)時(shí)長(zhǎng)和操作時(shí)的基本動(dòng)作等。最后采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
為深入了解采煤工人作業(yè)基本情況和休息情況,本研究對(duì)采煤機(jī)操控、單體支護(hù)和采煤打眼3個(gè)典型煤炭生產(chǎn)崗位的數(shù)名礦工進(jìn)行了調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn),采煤機(jī)司機(jī)的崗位一般不會(huì)輕易換崗;單體支護(hù)崗位的工作內(nèi)容為檢查頂板支護(hù)、管路和各種用具,最終掛梁和打點(diǎn)柱;采煤機(jī)操控崗位的工作內(nèi)容為檢查采煤機(jī)以及周邊環(huán)境,啟動(dòng)采煤機(jī)和采煤作業(yè);采煤打眼崗位的工作內(nèi)容為備齊注液槍、锨、鎬、側(cè)式供水鉆桿、鉆頭等工具,然后用手鎬刨點(diǎn)定位,用電鉆打眼,如圖1所示。
圖 1 煤礦工人作業(yè)圖Figure 1 Pictures of coal miners working
調(diào)查發(fā)現(xiàn),每個(gè)工種根據(jù)崗位安全操作規(guī)程進(jìn)行規(guī)范化操作,但是操作中體力勞動(dòng)占的部分比較多,多為掛梁、打點(diǎn)柱和打眼,小型設(shè)備較重,對(duì)采煤工人的體力透支較高。煤礦井下環(huán)境復(fù)雜,具有粉塵多、燈光暗、溫度低、噪音大、作業(yè)面狹窄等特點(diǎn),更易增加采煤工人腦力負(fù)荷[13]。煤礦工人每天工作8 h,偶爾會(huì)有加班情況,中午休息時(shí)間根據(jù)季節(jié)平均為2 h,上午和下午有簡(jiǎn)短的休息時(shí)間。當(dāng)工人感到身心疲憊時(shí)會(huì)用手部按摩或者小范圍活動(dòng)進(jìn)行舒緩,在下班之后會(huì)通過(guò)體育活動(dòng)、打游戲和聽(tīng)音樂(lè)等休閑活動(dòng)緩解疲勞。
在預(yù)測(cè)試中,信度檢驗(yàn)結(jié)果顯示整體的克隆巴赫系數(shù)(Cronbach α系數(shù))是0.951,但其個(gè)別變量的系數(shù)低于0.7,對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行二次修正并獲得足夠樣本后,本文繼續(xù)采用克隆巴赫系數(shù)作為調(diào)查問(wèn)卷的信度指標(biāo)。SPSS分析結(jié)果如表1顯示,所有題項(xiàng)的整體克隆巴赫系數(shù)高達(dá)0.913,大于0.8,表示整體信度非常好。
表 1 信度分析Table 1 Reliability analysis
為了檢測(cè)使用者所設(shè)計(jì)的心理或行為特質(zhì)達(dá)到的滿意程度,可以用效度(Validity)作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。首先對(duì)所有變量和測(cè)量指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn),表2顯示KMO值為0.891,說(shuō)明設(shè)計(jì)變量間的關(guān)系是比較好的。巴特利特球形度檢驗(yàn)在0.000的水平上顯著。檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明變量間的關(guān)系比較好。
表 2 KMO和巴特利特檢驗(yàn)Table 2 KMO and Bartlett tests
表 3 相關(guān)性分析(Pearson相關(guān)系數(shù))Table 3 Relevance analysis (Pearson correlation coefficient)
相關(guān)性分析研究各變量之間是否存在某種相互依存關(guān)系,以及相關(guān)的程度和相關(guān)方向。本文對(duì)體疲勞指標(biāo)和腦疲勞指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析,分析體腦疲勞交互影響,當(dāng)絕對(duì)值小于0.4時(shí)為低相關(guān),0.4~0.7為顯著性相關(guān),大于0.7為強(qiáng)相關(guān)。從表3可以看到,體腦疲勞中的各個(gè)指標(biāo)之間均存在相關(guān)性,體腦疲勞大部分存在顯著的相關(guān)關(guān)系(顯著水平0.01和0.05),其中,頭部疲勞和腦疲勞中部分指標(biāo)存在強(qiáng)相關(guān)。
表4為分析得到的煤礦工人體疲勞主觀疲勞評(píng)價(jià)表,采用李克特7級(jí)量表,分?jǐn)?shù)1~7表示疲勞最低到疲勞最高。分析煤礦工人各個(gè)身體部位的疲勞值和全身疲勞值,統(tǒng)計(jì)各工種的疲勞情況和所有工人的綜合疲勞情況。從圖2可以直觀看出,3個(gè)綜合采煤隊(duì)數(shù)據(jù)雖然有略微差別,但大體上的疲勞趨勢(shì)趨于一致。煤礦工人的疲勞主要集中在腰部、肩膀、前臂、后臂、手(腕),而膝部、腳(踝)的疲勞也不容忽視。工人的全身疲勞均處在量表的中間位置,說(shuō)明煤礦工人的勞動(dòng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的體疲勞。
表 4 煤礦工人體疲勞主觀疲勞評(píng)價(jià)Table 4 Physical fatigue subjective fatigue evalution of coal mine workers
圖 2 煤礦工人體疲勞主觀疲勞評(píng)價(jià)圖Figure 2 Human fatigue subjective fatigue evaluation of coal mine workers
產(chǎn)生疲勞的原因是工人與機(jī)器配合不佳和生產(chǎn)方法的非規(guī)范化使用。在進(jìn)行單體支護(hù)作業(yè)時(shí),工人的發(fā)力點(diǎn)主要集中在臂部和肩部,如打梁作業(yè)中,工人需要對(duì)頂部面板進(jìn)行固定和安裝,期間需要多次舉起設(shè)備進(jìn)行作業(yè),因而臂部和肩部都承受重大的下壓力,工人普遍反映腰部、臂部和肩部是易疲勞部位。打眼工一天的工作都需要使用設(shè)備進(jìn)行體力勞動(dòng),腰部、手(腕)承受的力累積下來(lái)就會(huì)形成體疲勞。采煤機(jī)司機(jī)相對(duì)于體力勞動(dòng)較少,需要集中精力進(jìn)行采煤機(jī)操控,腦力勞動(dòng)較強(qiáng)。
表 5 煤礦工人腦疲勞主觀疲勞評(píng)價(jià)Table 5 Mental fatigue subjective fatigue evaluation of coal mine workers
表5和圖3為統(tǒng)計(jì)分析得到的采煤工人腦疲勞主觀疲勞評(píng)價(jià)指標(biāo)值。從圖3可以直觀看出,工人的腦疲勞值除了噪聲疲勞數(shù)值較高其余均不明顯,記憶力、大腦思考等方面不會(huì)產(chǎn)生疲勞。調(diào)查表明,噪聲疲勞和視疲勞是煤礦工人腦疲勞的主要影響因素。因?yàn)榈V井下采煤機(jī)和其他儀器操作聲音較大,作業(yè)環(huán)境較差,尤其是掘進(jìn)和傳輸過(guò)程中,機(jī)器產(chǎn)生高分貝的噪音,煤礦工人與機(jī)器設(shè)備近距離接觸,勢(shì)必會(huì)影響身心健康。但也有工人表示工作久了會(huì)習(xí)慣井下環(huán)境和噪音,對(duì)其疲勞影響逐漸減小。此外,由于長(zhǎng)時(shí)間工作,工人對(duì)工作厭倦也比較突出,因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境相對(duì)較差,環(huán)境對(duì)心理和生理影響較大,每天的工作內(nèi)容重復(fù),經(jīng)年累月工人會(huì)對(duì)工作內(nèi)容產(chǎn)生厭倦。
煤礦工人操作規(guī)程固定,工人在熟練操作規(guī)程之后,表示操作流程較為簡(jiǎn)單且易懂,不會(huì)有辨別不清或者記憶方面的困擾。煤礦工人的平均年齡在40歲左右,身體機(jī)能不差,且長(zhǎng)期從事同種工作,適應(yīng)能力強(qiáng)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)夜間睡眠后疲勞就會(huì)消除,暫時(shí)未發(fā)現(xiàn)因長(zhǎng)期從事煤炭開(kāi)采工作而導(dǎo)致的腦力損傷或職業(yè)性疾病。
圖 3 煤礦工人腦疲勞主觀疲勞評(píng)價(jià)Figure 3 Mental fatigue subjective fatigue evaluation of coal mine workers
在傳統(tǒng)意義上,體腦疲勞交互是指作業(yè)者在工作過(guò)程中由于長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)不斷消耗能量,導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)生理、心理和腦細(xì)胞的變化而導(dǎo)致工作能力的下降。在現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展下,來(lái)自工作的壓力越來(lái)越大,以復(fù)雜多變?yōu)樘攸c(diǎn)的現(xiàn)代作業(yè)疲勞已經(jīng)取代了以長(zhǎng)期單一為特點(diǎn)的傳統(tǒng)作業(yè)疲勞。現(xiàn)代作業(yè)疲勞是指在傳統(tǒng)疲勞的基礎(chǔ)上,加入了現(xiàn)代化元素,不論是體力疲勞還是腦力疲勞都會(huì)通過(guò)相應(yīng)的形式表現(xiàn)出來(lái),最終展現(xiàn)在人的行為和工作狀態(tài)中[14]。長(zhǎng)時(shí)間的打眼作業(yè)會(huì)導(dǎo)致上肢酸痛,長(zhǎng)時(shí)間注視采煤機(jī)能引起眼睛干澀、大腦恍惚。體腦疲勞交互狀態(tài)下工人的工作效率和工作質(zhì)量都會(huì)低于正常狀態(tài),體腦疲勞交互時(shí)反應(yīng)相對(duì)緩慢,作業(yè)遲鈍,失誤率提升。因此,本文針對(duì)調(diào)查和研究所發(fā)現(xiàn)的體腦疲勞交互影響問(wèn)題,提出以下建議。
從表3相關(guān)性分析可知,煤礦工人體疲勞和腦疲勞是一種共生存在的關(guān)系,體腦疲勞交互影響著煤炭工人正常作業(yè)。調(diào)研結(jié)果顯示,煤礦工人長(zhǎng)期工作體疲勞較為嚴(yán)重,操作規(guī)程誤解和不恰當(dāng)?shù)墓ぷ髯藙?shì),都會(huì)帶來(lái)工人的體疲勞,煤礦工人在打眼作業(yè)和支護(hù)作業(yè)時(shí)需要多次使用臂力支撐和下腰動(dòng)作,腰部、手腕和小臂是極易疲勞的部位。采煤機(jī)司機(jī)主要?jiǎng)幼魇遣倏夭擅簷C(jī),由于設(shè)備龐大且難以控制方向,所以工人應(yīng)時(shí)刻關(guān)注采煤機(jī)的動(dòng)態(tài),容易形成體腦疲勞。通過(guò)配備先進(jìn)的探測(cè)儀器將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)秸{(diào)度室,采煤機(jī)司機(jī)可以減少自己移動(dòng)距離,相對(duì)減少體疲勞和腦疲勞。單體支護(hù)工在工作中身體轉(zhuǎn)動(dòng)幅度大,手持小型設(shè)備,極易引起體疲勞,因此,支護(hù)工間斷性地更換角色,工人在掛梁工作1 h后可以進(jìn)行打點(diǎn)柱工作,在工作的更換中可以減少工人的體疲勞,改變礦工換崗頻次,提高工作效率[15]。爆破作業(yè)是煤炭開(kāi)采的一種主要方式,工人打眼是爆破作業(yè)重要的環(huán)節(jié),打眼工對(duì)爆破點(diǎn)的選擇應(yīng)遵循人因工程學(xué)理論,打眼過(guò)程中盡量采用站立打眼,不能隨意更改作業(yè)姿勢(shì)。在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中,工人極易產(chǎn)生疲勞,所以正確的作業(yè)動(dòng)作對(duì)于煤礦工人減緩體腦疲勞交互影響起到了決定性作用。
煤礦作業(yè)場(chǎng)所大多數(shù)為井下作業(yè),作業(yè)條件比較艱苦。調(diào)查顯示,我國(guó)95%以上的煤礦是井工煤礦,礦井深度平均在400 m以上,作業(yè)環(huán)境特殊性明顯。根據(jù)實(shí)地調(diào)研以及研究發(fā)現(xiàn)礦井作業(yè)環(huán)境存在以下問(wèn)題。
1) 礦井作業(yè)場(chǎng)所空間狹小。采煤作業(yè)面積根據(jù)煤層厚度而確定,中厚煤層作業(yè)面積相對(duì)較大,薄煤層作業(yè)空間比較窄小,給作業(yè)人員和運(yùn)輸人員造成不便,采掘作業(yè)面經(jīng)常處在銜接交替之處,綜采作業(yè)的條件較為惡劣。
2) 井下作業(yè)空間沒(méi)有自然光照,作業(yè)工人須頭戴礦燈照明,采掘儀器和一些運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分貝較高,經(jīng)常造成噪聲超標(biāo)。
3) 井下作業(yè)空間和巷道容易產(chǎn)生淋水現(xiàn)象,或者巷道內(nèi)存有少量積水,導(dǎo)致礦井地面潮濕。
4) 在煤炭采掘進(jìn)程中,伴隨著煤炭粉塵和有害氣體的產(chǎn)生,采煤深度較大的礦井伴有地?zé)岈F(xiàn)象,礦井溫度較高。作業(yè)場(chǎng)所井深巷遠(yuǎn),加上輔助時(shí)間,煤礦工人在礦井時(shí)間較長(zhǎng),勞動(dòng)強(qiáng)度較大。
因此,煤礦企業(yè)應(yīng)對(duì)礦井環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。煤礦工人在掘進(jìn)作業(yè)時(shí),確保地質(zhì)安全和生產(chǎn)安全的情況下應(yīng)盡可能擴(kuò)大井下空間,應(yīng)配備先進(jìn)的探測(cè)設(shè)備,改善礦井下的視覺(jué)環(huán)境,優(yōu)化作業(yè)環(huán)境,減少作業(yè)工人移動(dòng)距離[16]。井下作業(yè)環(huán)境必須遵循《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—煤礦井下安全標(biāo)志》(AQ1017)相關(guān)規(guī)定,每個(gè)工人必須配備獨(dú)立信號(hào)電源變壓器和獨(dú)立燈光。采用排水設(shè)備排出作業(yè)區(qū)間的積水,工人服裝采用防水設(shè)備,對(duì)于淋水現(xiàn)象及時(shí)處理。按照國(guó)家規(guī)定對(duì)生產(chǎn)性粉塵和粉塵中游離SiO2含量、生產(chǎn)性毒物、噪聲、放射線及其他有害物理因素等進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)[17]。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理,改善工作環(huán)境,減少煤礦工人體腦疲勞交互影響。
通過(guò)對(duì)煤礦企業(yè)調(diào)研和觀察發(fā)現(xiàn),此煤礦的管理分為行政部門(mén)和安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心,調(diào)度指揮中心管理下級(jí)科室和區(qū)隊(duì),科室和區(qū)隊(duì)的配合形成了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。根據(jù)綜采隊(duì)的作業(yè)環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容,建議設(shè)置崗位定時(shí)輪換制度,對(duì)工人進(jìn)行培訓(xùn)使其熟悉多個(gè)工作崗位,采煤工人可以在崗位內(nèi)部進(jìn)行人員調(diào)動(dòng),也可以在崗位之間進(jìn)行崗位調(diào)動(dòng),這有利于減少工人體腦疲勞和提高工人的積極性。另外企業(yè)需要對(duì)休息制度進(jìn)行優(yōu)化,以往方式是工人固定時(shí)間才可以休息,休息方式也只是工人之間相互閑聊或者小范圍活動(dòng),應(yīng)適當(dāng)增加工人的休息時(shí)間,工人可以走出礦井,到室外進(jìn)行有氧呼吸,增設(shè)員工休息室等減緩工人的疲勞。煤礦企業(yè)也可通過(guò)優(yōu)化績(jī)效考核制度,關(guān)注礦工生理健康和心理健康問(wèn)題等措施來(lái)提升煤礦工人的工作積極性。
我國(guó)的煤炭開(kāi)采逐步向自動(dòng)化時(shí)代轉(zhuǎn)變,但仍需大量的一線礦工,煤礦工人在生產(chǎn)作業(yè)中既要進(jìn)行體力勞動(dòng),也要進(jìn)行腦力勞動(dòng),容易受到體腦疲勞交互的影響,導(dǎo)致嚴(yán)重的人因失誤。預(yù)防和控制煤礦工人的人因失誤是遏制煤礦重特大事故的根本途徑。
本文研究得知,煤礦工人的體疲勞主要發(fā)生在腰部、肩膀、前臂和后臂等部位,噪聲疲勞、視疲勞是影響工人腦疲勞的主要因素,因此建議對(duì)礦工的作業(yè)動(dòng)作和作業(yè)規(guī)程進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于腦疲勞的緩解,煤礦企業(yè)應(yīng)盡可能地改善工人工作環(huán)境,優(yōu)化生產(chǎn)流程和管理制度,以充分保護(hù)勞動(dòng)者健康,減少煤礦工人體腦疲勞交互影響,預(yù)防職業(yè)性疾病。