煤礦工人操作運動輸出能力與事故傾向性的相關性研究

楊亞格 孫林輝 吳升林 代宗

摘 要：操作運動的輸出能力是人-機系統作業中，人通過操作自己的肢體完成各項人機交互活動的能力。不同年齡、不同工種礦工的工作崗位和工作環境不同，故其操作運動輸出能力也不同。為了解礦工操作運動輸出能力與其事故傾向性是否存在影響關系，進而為煤礦生產一線的安全管理提供依據。應用了鏡畫儀、手指穩定性儀、秒表等儀器對1 015名礦工的操作動作輸出能力進行測評，并選取近一年內礦工的受傷次數作為事故傾向性的評定標準，進而研究變量之間的影響關系。發現隨著年齡的增加，礦工的動作輸出能力顯著下降;動作輸出能力與工種無關，是一個普適性的指標。結果表明，礦工的操作運動輸出能力可作為評價礦工事故傾向性的重要參考指標，煤礦企業在進行安全生產評估時，應將礦工的操作運動輸出能力作為一項重要指標進行測評，加強礦工操作運動輸出能力的訓練可保證煤礦安全生產管理水平不斷提升。

關鍵詞：人因工程;實驗方法;礦工;操作運動輸出能力;事故傾向性

中圖分類號：F 273

Abstract：Operating movement output capacity is a very important information processing ability in humanmachine system.Miners of different ages and different types of work have different jobs and working environments，so their operational output capabilities are also different.This paper tries to find out the influence between operational movement output capacity and accident proneness so as to provide a basis for the safety management of the coal mine production line.Mirror drawing instrument，finger stabilization instrument，stopwatch and other instruments were used to evaluate the operation output ability of 1015 miners，and the number of injuries of miners in the past year was selected as the evaluation standard of accident tendency，and then the influence between variables was studied.It is found that with the increase of age，the miners movement output ability decreases significantly;the movement output ability has nothing to do with the type of work，and it is a universal indicator.The results show that：Operational movement output capacity is a very important reference index in coal mine production safety assessment and should be taken seriously.Strengthening the training of miners operational movement output capabilities can ensure the continuous improvement of coal mine safety production management.

Key words：human factors engineering;experimental method;miner;operational movement output capacity;accident proneness

0 引言

事故頻發傾向是一種人因性格特征。多數支持者都把它看作是一種獨立存在的人格狀態，并不是由某個特定事件或者某種特定環境所引發，而是天生固有的，或由一生的經歷所定型的性格特征。事故頻發傾向會使從業者卷入事故之中，成為引發事故的諸因素之一。現代事故理論認為，事故的發生既可能是單因素的，也可能多因素的。故而帶有事故頻發傾向的從業者，既可能獨自引發事故（如工作過程中的自我扭傷），也可能作為人因與機、環、管等多因素共同致因，形成事故[1-2]。

經過對大量事故的調查研究，美國佛羅里達國際大學管理學教授加里·德斯勒認為引發事故的因素主要有偶然因素、環境因素和人的行為因素3種，其中人因是事故產生的關鍵原因。對于煤礦工人事故傾向性的研究越來越受到學術界的重視，本課題組前期也做了相關的研究鋪墊，鄧明明對煤礦工人的視覺反應時、暗適應級數、聽覺反應時進行了測試，對其事故傾向進行了調查。將各年齡組、各工種工人的視覺反應時、暗適應級數、聽覺反應時、事故傾向進行了比較分析，并分析了視覺反應時、暗適應級數、聽覺反應時與事故傾向之間的關系。結果表明，隨年齡的增長，工人的反應變慢、暗適應能力下降、事故傾向加重;各工種工人的視覺選擇反應時存在顯著差異;視覺反應能力較弱的煤礦工人的事故傾向較重，暗適應能力較弱的煤礦工人的事故傾向較重[3]。之后，鄧明明繼續探討煤礦工人的異常心理、工作倦怠與事故傾向之間的關系，采用SCL-90量表、工作倦怠量表和事故傾向（受傷次數）問卷，對1 500名煤礦工人進行心理測評和調查。結果說明，煤礦工人的異常心理與事故傾向、工作倦怠與事故傾向、異常心理與工作倦怠均呈正相關，且影響煤礦工人異常心理的重要因素是工作倦怠、受傷次數和工齡。因此，煤礦安全生產管理中應重視工人的心理健康和工作倦怠問題[4]。最后，鄧明明基于證據理論從生理、心理和認知3個方面提出了煤礦工人事故傾向預測的層次結構模型[5]。在此前研究的基礎上，本次研究重點關注煤礦工人的動作輸出能力與其事故傾向性直接的關系。

1 研究方法

1.1 研究對象

本次研究對象為西北某煤業集團下屬煤礦的1 015名一線礦工，利用3個實驗以探究其操作運動輸出能力，采用受傷次數問卷調查了其事故傾向，得到有效問卷980份，有效回收率為96.5%。

1.2 測試工具及方法

1.2.1 眼手協調測定

本研究所使用的眼手協調性測試儀器是20世紀70年代由Daschbach等人用于考察被試眼和手共同處理問題能力的鏡畫儀（圖1），它包括筆狀電極、計數器、鏡面、擋板、導電板5部分。測試時被試操作筆狀電極沿著水平導電板上的黑色六角星軌跡運動一周，而眼睛只能通過觀察鏡面反射的反向六角星軌跡來指導手的運動。崔凱抽取了某煤礦109位職工，通過鏡畫儀來考察他們的工作差異對眼手協調機能的影響，結果顯示，煤礦工人的眼手協調機能沒有明顯的性別和崗位（井上對井下）差異;老年工人協調機能差;工齡大的職工眼手協調的速度較慢[6]。在其他方面鏡畫儀也有應用，鄭開梅利用鏡畫儀探討高職高專學生技能形成狀況及影響技能形成的因素[7];沈徳立等利用鏡畫儀研究中學生動作技巧形成[8];齊中延利用鏡畫儀對競技運動員動作技能遷移進行研究[9]。

鏡畫儀是分析動作技巧形成過程的心理學常用儀器。實驗時，被試將下額放在遮板上方，使其不能直接看到板下圖形，被試面對平面鏡內的圖形，用測試筆學習畫下畫板上圖形。

主要技術指標：①圖形板：四塊，可方便調換，圖案分別為六角星、梅花形、大工字、折線。圖案線寬5 mm;②遮板與平面鏡：能遮擋及觀察整幅圖案，平面鏡尺寸：170 mm×200 mm;③描繪筆：直徑2 mm;④BD-Ⅱ-308A型定時記時計數器，記錄下學習畫下圖形的時間及失敗次數。

1.2.2 手穩定測定

動作穩定性是動作技能的一個重要指標，他受個體自身和外界很多因素的影響，其中情緒就是一個重要的影響因素。情緒的波動會引起手臂肌肉的震顫。當一個人盡量控制自己的身體、手臂和手指等保持不動時，往往仍有明顯的不由自主的細微顫動，身體某部位的這種顫動范圍可作為控制運動能力的指標。顫動范圍越大，控制運動的能力越低;反之，控制運動的能力越強。學習手動作的穩定性目的是除了學習其本身，還要學會檢測情緒對手動作的穩定性的影響。實驗中被試從九洞儀直徑大的洞向直徑小的洞移動連續點擊，只要在每洞中點擊3次沒碰到邊則算通過，當出現連續碰邊2次時，則被認為失敗。

本儀器是為測驗保持手臂穩定能力之用，也可以間接測定情緒的穩定程度，如圖2所示。

主要技術指標：①九洞直徑分別為2.5，3，3.5，4，4.5，5，6，8，12 mm;②測試面：45°傾斜;③一個帶絕緣棒的金屬測試針，測試針直徑為1.5 mm;④測試針碰邊蜂鳴器報警，與中隔板接觸發光管亮;⑤DC 6V電源適配器。

可選購BD-Ⅱ-308A型定時記時計數器，記錄碰邊次數與實驗時間。

1.2.3 閉眼單腳站立測定

閉眼單腳站立是平衡能力的一種簡單測試方法。它是通過測量人體在沒有任何可視參照物的情況下，僅依靠大腦前庭器官的平衡感受器和全身肌肉的協調運動，來維持身體重心在單腳支撐面上的時間，以反映平衡能力的強弱[10]。時間越短，平衡力越差，身體素質越差。觀察法始于1846年Romberg試驗，是在雙腳并攏站立下，用肉眼觀察睜、閉眼時人體搖擺情況。1966年GRAYBIEL在Romberg試驗的基礎上，改進了測試姿勢，被試者單腳站立，觀察其睜、閉眼時身體的擺動。隨后日本京都府立大學的山田教授[11]，根據30多年對人體生理功能的研究和平衡測試方法的改進，總結出能測驗反應肌力與平衡功能的“閉眼單腳站立試驗”。試驗方法為：令受測者雙手下垂貼身兩側，閉雙眼單腳獨立，記下站立不倒時間。根據山田提供的經驗，一般來說，年齡越大，不倒時間越短。目前，該方法已經被廣泛采用。閉眼單腳站立傳統的測試方法是用秒表計時，測試時，受試者自然站立，當聽到“開始”口令后（同時測試員開表計時），閉上雙眼，使用優勢腿單腳站立，非優勢腿抬離地面，且不能靠于支撐腿，兩臂自然垂于身體兩側。當受試者支撐腳移動或抬起腳著地時，測試員停表。測試準確性受到人為因素的影響，而且在大批量測試時的工作量較大[12]。

1.2.4 事故傾向的問卷調查

文獻[13]中用受傷次數來分析鐵路工人的事故傾向，參考其具體的研究方法，用煤礦工人的“受傷次數”來衡量其“事故傾向”。采用自編的受傷次數問卷來調查煤礦工人的事故傾向。問卷中，煤礦工人的受傷次數分1～4這4種程度，分別說明如下：1表示0次，2表示一次，3表示二次，4表示3次或3次以上。

2 數據分析

2.1 各年齡組煤礦工人動作輸出能力分析

根據測試、調查結果，采用SPSS 19.0進行統計分析，得出各年齡組煤礦工人的眼手協調能力，手穩定能力及閉眼單腳站立4項動作輸出能力的比較結果，見表1。

表1結果顯示，20至40周歲之間的煤礦工人的眼手協調能力、手穩定能力以及閉眼單腳站立時間與年齡無明顯的相關性，而40至50周歲，尤其是50周歲以上的工人，其各項指標均明顯劣于20至40周歲之間的工人。出現這一結果的原因，一方面是20周歲至40周歲之間的工人在生理、心理方面占據明顯優勢，另一方面則是由于年輕賦予他們飽滿的工作熱情。

2.2 各工種煤礦工人動作輸出能力分析

根據測試、調查結果，采用SPSS 19.0進行統計分析，得出各工種煤礦工人的眼手協調能力，手穩定能力及閉眼單腳站立4項動作輸出能力的比較結果，見表2。

表2結果顯示各工種之間數據相差并不大，閉眼單腳站立時間中表現最好的是瓦檢員，最不好的是探水工和其他工種。這是由于探水工主要工作地在某個區域內，而不會來回移動，而其他工種中大部分是辦公室的行政人員和起降機司機，他們不需要長時間站著，因此體力和平衡能力都不如其他工種，而瓦檢員需要在巷道里的各個瓦斯觀測點直接來回檢查，經常出入一些崎嶇的路段，經長時間的鍛煉耐力和平衡能力都有提高。手穩定性基本都穩定在4.5左右。眼手協調能力完成時間最短的是探水工，他們需要隨時檢查巷道中是否有漏水，滲水等現象，需要他們發現并及時判斷。而眼手協調錯誤最低的瓦檢員和其他工種，這也是由于他們特殊的工作性質和工作要求形成的，瓦檢員需要邊看邊記錄各主要位置的瓦斯濃度，起降機司機需要一邊觀察起降機一邊操作按鈕，故而他們的眼手協調能力都較強。

2.3 相關分析

為驗證礦工動作輸出能力與其事故傾向性之間的關系，對動作輸出能力的4項指標與事故傾向性做相關分析，見表3。

從表3的分析中可以看出來，閉眼單腳站立時間與手穩定性成顯著正向相關，與眼手協調錯誤次數顯著負向相關，說明閉眼單腳站立時間越長手穩定性越好，眼手協調錯誤次數越少;眼手協調時間與眼手協調錯誤次數在0.05水平上顯著相關，說明這次測試的數據可信度較好。在于事故傾向性的相關分析中，只有手穩定性與事故傾向性成顯著負向相關，說明手穩定越好事故傾向性越低。

3 結論及建議

3.1 結論

1）20至40周歲的礦工，動作輸出能力差別不大;當年紀到40周歲以上，尤其是50周歲以上時，礦工的操作運動輸出能力呈現明顯的下降趨勢。這也符合正常的生理變化。

2）操作動作輸出能力的各項指標與工種無關，僅與礦工的個人身體素質相關，可以作為一個普適性指標運用在煤礦安全生產的評估中，無需再對每一個工種設置相應的指標，大大減低了測評的難度和任務量。

3）在相關性的分析中，相關性不是很好的主要原因可能是源于數據收集時只搜集了過去一年的數據，數據區分度不是很強;其次，采取礦工自填問卷的方式，加之測評時間緊，測評人員解釋不到位，礦工填寫時可能存在著瞞報或者漏報的現象，對最后的數據處理產生影響。

3.2 煤礦安全生產管理的建議

從分析結果可知，煤礦工人的事故傾向與其動作輸出能力有一定的關系。煤礦總體的安全是以每一名職工的人身安全為前提的。因此在煤礦安全生產管理中，應重視工人的健康問題和井下的視覺環境問題，下面給出幾點煤礦安全管理的建議。

1）在工人的招聘和選拔中，要將礦工的動作輸出能力作為礦工是否適合井下工作的一項重要的考核指標，動作輸出能力強的礦工下井生產作業也是煤礦安全生產的要求。同時，對工人的勞作輸出能力進行定期測試，對于勞動輸出能力明

顯提升的員工，企業應給予適當的物質或精神激勵。

2）注重礦工操作運動

輸出能力的訓練。實驗證明，通過反復練習可縮短反應時，提高操作運動輸出能力，對于煤礦生產一線的工人應按照不同工種再實際操作中對不同操作輸出能力的需求，加強相應能力訓練，比如對探水工和其他工種增

加一些跳繩、前后跳、側跳等鍛煉身體協調性的訓練。

3）注重勞動保護。煤礦工作環境惡劣，面臨許多職業病的威脅，比如肌肉骨骼損傷，塵肺病等，會嚴重影響到礦工的動作輸出能力。煤礦企業應加強對環境指標的監控，在環境對工人的健康及安全有較大危害時，應禁止工人下礦作業，同時，對工人進行定期體檢，當工人身體有恙時應建議其進行休整，待身體狀態好時在投入生產。

4）關注年長煤礦工人的身體健康。從數據分析中可以看出，當年紀到40周歲以上，尤其是50周歲以上時，礦工的操作運動輸出能力呈現明顯的下降趨勢。因此，工作中與年青員工合理搭檔。年長的礦工動作輸出能力會明顯下降，這時候應加強對操作運動輸出能力的訓練，并考慮將其調離動作輸出要求高的崗位，更多的利用其經驗和技能指導年輕員工。

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（責任編輯：張 江）