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井下湿热因素对工人体力疲劳的影响探讨

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:42512
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  • 日期:2022-12-01
  • 来源:上海论文网

工程管理论文哪里有?本文两个实验均采用实验室模拟的方法,首先进行实验台的设计与搭建工作,然后对疲劳属性指标以及疲劳模型进行筛选,实验1选择心率、血压、肌肉力量下降百分比和RPE分值作为体力疲劳指标来探究井下温度和湿度对人体体力疲劳的影响。

1 绪论

1.2 国内外研究现状

国标GB935-89[21]《高温作业允许持续接触热时间限值》规定了高温作业工人允许持续接触热时间与休息时间限值。

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在国外,Tsutsumi[22]等人选取湿度作为自变量,热舒适度和工作效率作为因变量,探究它们之间的相互关系。研究表明,当湿度较低时,其对人的主观热感觉和工作效率影响不大,但当相对湿度较高时,超过70%,会导致人体疲劳感加重。

Ismail[23]选取光照、温度和湿度作为环境变量,通过模拟实验,探究环境因素对作业人员工作效率的影响。模拟实验采用田口法进行研究,通过实验发现,环境因素影响工作效率的主次顺序为:温度、光照、相对湿度。

Mook等人[24]为了研究了环境因素与工作效率之间的关系,采用模拟实验的方法。研究发现环境因素与工作效率有直接关系。这就会使员工注意力随着环境条件偏离舒适状态力而越发不集中,导致工作效率下降。

Srinavin[25]通过现场调研,探究作业人员在高温环境下工作效率和工作类型之间的关系。根据调查结果,对数据进行统计学分析,并建立了不同工种对工作效率影响的预测模型。

Trongt等人[26]通过实验前有无饮用低温的薄荷醇饮料来进行对比,证实了其可以提高被试人员在湿热环境下的运动效率。

Wen[27]为了制定更加合理的工作制度,利用实验室模拟高温环境,对建筑工人的工作机制开展了深入研究。同时,通过试验也证明了环境指标WBGT值对在高温环境下工作的建筑工人的热应激特性具有良好的解释性[28]。

Kamijio[29]研究发现温度升高会导致血管扩张,因此,他认为高温环境下热应力会对工人血液流动产生影响。

3 井下湿热因素对工人体力疲劳的影响研究

3.1 疲劳指标的选取

体力疲劳一般是以肌肉疲劳的形式表现出来,因此,本文不对肌肉疲劳与体力疲劳进行细致的区分。

3.1.1 肌肉疲劳指标选取

在工效学领域中,目前对肌肉疲劳(体力疲劳)进行评估的方法主要依据绩效测量和生理信号两类指标。通过生理信号评估肌肉疲劳的方法相较于绩效测量比较麻烦,不仅需要专业的设备,数据处理复杂,而且不能广泛用于各个作业环境。通常人们运用的最多的是基于绩效测量的肌肉疲劳属性指标中最大自主收缩(MVC),MVC不仅能够对肌肉疲劳情况进行评价,还能够广泛的应用于各种作业环境,数据处理也相对简单,但最大自主收缩(MVC)会受到个体因素、外界因素的影响而产生变化,因此,为了降低个体差异对实验数据的影响,本文选取肌肉力量下降比(MVC变化幅度)作为肌肉疲劳(体力疲劳)指标。而肌肉力量下降百分比是指在一定时间内被试肌肉力量变化值与最大自主收缩(MVC)之比。

3.1.2 心率指标选取

通常人们运用的最多的心率指标是在运动过程或体力劳动过程中心率的最大值(HRMAX)或取最大心率的百分比(HRMAX%)作为疲劳评价指标,是有一定实用性的。但是从另一个角度来看,心率对于不同个体是存在显著差异的,最大心率会因年龄、性别或其他生理差异而不同。

4 高温高湿作业后工人合理休息时间研究

4.1 实验设计

赵杰修[86]结合了大量国内外研究数据,进一步描述了高温高湿环境:将温度高于35°C的生活环境以及温度高于32°C的训练环境定义为高温环境,将相对湿度高于60%的环境定义为高湿环境。为了验证井下极端高温下人体休息时间的准确性,本实验设定的湿热环境中温度为43°C,相对湿度为75%,而体力劳动强度根据GB935-89《高温作业允许持续接触热时间限值》中的标准,选取3个等级:轻度、中度、重度,如表4-1所示。

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注:心率测定方法,在劳动过程中于工作开始5min后对其进行心率测量,记数0.5~1min,计算心率。其平均心率小于92次/min者,为轻劳动,93~110次/min者为中等劳动,超过110次/min为重劳动。

由于实验1进行的模拟推式作业属于静态作业,而实验2要达到高温作业允许持续接触热时间限值所需要的实验时间较长,如果继续通过模拟推式作业实验装置进行实验2显然不现实,因此,本次实验中被试者采用跑步机来进行实验2中的疲劳任务,并根据实验设定的三种劳动强度,增加负荷和确定高温作业允许持续接触热时间。

4.2 实验结果分析

 对10名被试人员按照4.1.3小节的实验流程进行实验,并对5个女生与5个男生的实验数据进行平均数处理,其中10名被试分别在3种劳动强度前的静息心率平均值如下表4-2所示。

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从上表中的数据可以看出,女性的静息心率略高于男性的静息心率。 

5 总结与展望

5.2 研究不足与展望

 (1)本文构建的模拟实验室相对比较简易,还有许多需要改进的地方。而且本次实验1主要研究了温度和湿度两个因素对井下工人体力疲劳的影响,但由于实际井下作业环境比较复杂,其他环境因素如:噪声、照度、风速、粉尘等对体力疲劳的影响,还有待进一步研究。

(2)实验2疲劳恢复的依据主要参考心率恢复时间,但人体体力疲劳恢复除了心率,还包括血氧浓度、乳酸含量、呼吸率等指标,这些都需要在今后的工作中进行进一步研究。

(3)本文实验中所选取的被试均是学生,且样本容量有限,与实际体力劳动者相比,不论是工作经验还是年龄、身高、体重等都存在差异,因此模拟实验中得到的体力疲劳规律是否与实际体力劳动者的体力疲劳规律一致仍需要进行探讨研究。如果条件允许,下一步我们将去现场进行实验,收集数据。

参考文献(略)

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