煤矿工人操作运动输出能力与事故倾向性的相关性研究

杨亚格 孙林辉 吴升林 代宗

摘 要：操作运动的输出能力是人-机系统作业中，人通过操作自己的肢体完成各项人机交互活动的能力。不同年龄、不同工种矿工的工作岗位和工作环境不同，故其操作运动输出能力也不同。为了解矿工操作运动输出能力与其事故倾向性是否存在影响关系，进而为煤矿生产一线的安全管理提供依据。应用了镜画仪、手指稳定性仪、秒表等仪器对1 015名矿工的操作动作输出能力进行测评，并选取近一年内矿工的受伤次数作为事故倾向性的评定标准，进而研究变量之间的影响关系。发现随着年龄的增加，矿工的动作输出能力显著下降;动作输出能力与工种无关，是一个普适性的指标。结果表明，矿工的操作运动输出能力可作为评价矿工事故倾向性的重要参考指标，煤矿企业在进行安全生产评估时，应将矿工的操作运动输出能力作为一项重要指标进行测评，加强矿工操作运动输出能力的训练可保证煤矿安全生产管理水平不断提升。

关键词：人因工程;实验方法;矿工;操作运动输出能力;事故倾向性

中图分类号：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

事故频发倾向是一种人因性格特征。多数支持者都把它看作是一种独立存在的人格状态，并不是由某个特定事件或者某种特定环境所引发，而是天生固有的，或由一生的经历所定型的性格特征。事故频发倾向会使从业者卷入事故之中，成为引发事故的诸因素之一。现代事故理论认为，事故的发生既可能是单因素的，也可能多因素的。故而带有事故频发倾向的从业者，既可能独自引发事故（如工作过程中的自我扭伤），也可能作为人因与机、环、管等多因素共同致因，形成事故[1-2]。

经过对大量事故的调查研究，美国佛罗里达国际大学管理学教授加里·德斯勒認为引发事故的因素主要有偶然因素、环境因素和人的行为因素3种，其中人因是事故产生的关键原因。对于煤矿工人事故倾向性的研究越来越受到学术界的重视，本课题组前期也做了相关的研究铺垫，邓明明对煤矿工人的视觉反应时、暗适应级数、听觉反应时进行了测试，对其事故倾向进行了调查。将各年龄组、各工种工人的视觉反应时、暗适应级数、听觉反应时、事故倾向进行了比较分析，并分析了视觉反应时、暗适应级数、听觉反应时与事故倾向之间的关系。结果表明，随年龄的增长，工人的反应变慢、暗适应能力下降、事故倾向加重;各工种工人的视觉选择反应时存在显著差异;视觉反应能力较弱的煤矿工人的事故倾向较重，暗适应能力较弱的煤矿工人的事故倾向较重[3]。之后，邓明明继续探讨煤矿工人的异常心理、工作倦怠与事故倾向之间的关系，采用SCL-90量表、工作倦怠量表和事故倾向（受伤次数）问卷，对1 500名煤矿工人进行心理测评和调查。结果说明，煤矿工人的异常心理与事故倾向、工作倦怠与事故倾向、异常心理与工作倦怠均呈正相关，且影响煤矿工人异常心理的重要因素是工作倦怠、受伤次数和工龄。因此，煤矿安全生产管理中应重视工人的心理健康和工作倦怠问题[4]。最后，邓明明基于证据理论从生理、心理和认知3个方面提出了煤矿工人事故倾向预测的层次结构模型[5]。在此前研究的基础上，本次研究重点关注煤矿工人的动作输出能力与其事故倾向性直接的关系。

1 研究方法

1.1 研究对象

本次研究对象为西北某煤业集团下属煤矿的1 015名一线矿工，利用3个实验以探究其操作运动输出能力，采用受伤次数问卷调查了其事故倾向，得到有效问卷980份，有效回收率为96.5%。

1.2 测试工具及方法

1.2.1 眼手协调测定

本研究所使用的眼手协调性测试仪器是20世纪70年代由Daschbach等人用于考察被试眼和手共同处理问题能力的镜画仪（图1），它包括笔状电极、计数器、镜面、挡板、导电板5部分。测试时被试操作笔状电极沿着水平导电板上的黑色六角星轨迹运动一周，而眼睛只能通过观察镜面反射的反向六角星轨迹来指导手的运动。崔凯抽取了某煤矿109位职工，通过镜画仪来考察他们的工作差异对眼手协调机能的影响，结果显示，煤矿工人的眼手协调机能没有明显的性别和岗位（井上对井下）差异;老年工人協调机能差;工龄大的职工眼手协调的速度较慢[6]。在其他方面镜画仪也有应用，郑开梅利用镜画仪探讨高职高专学生技能形成状况及影响技能形成的因素[7];沈徳立等利用镜画仪研究中学生动作技巧形成[8];齐中延利用镜画仪对竞技运动员动作技能迁移进行研究[9]。

镜画仪是分析动作技巧形成过程的心理学常用仪器。实验时，被试将下额放在遮板上方，使其不能直接看到板下图形，被试面对平面镜内的图形，用测试笔学习画下画板上图形。

主要技术指标：①图形板：四块，可方便调换，图案分别为六角星、梅花形、大工字、折线。图案线宽5 mm;②遮板与平面镜：能遮挡及观察整幅图案，平面镜尺寸：170 mm×200 mm;③描绘笔：直径2 mm;④BD-Ⅱ-308A型定时记时计数器，记录下学习画下图形的时间及失败次数。

1.2.2 手稳定测定

动作稳定性是动作技能的一个重要指标，他受个体自身和外界很多因素的影响，其中情绪就是一个重要的影响因素。情绪的波动会引起手臂肌肉的震颤。当一个人尽量控制自己的身体、手臂和手指等保持不动时，往往仍有明显的不由自主的细微颤动，身体某部位的这种颤动范围可作为控制运动能力的指标。颤动范围越大，控制运动的能力越低;反之，控制运动的能力越强。学习手动作的稳定性目的是除了学习其本身，还要学会检测情绪对手动作的稳定性的影响。实验中被试从九洞仪直径大的洞向直径小的洞移动连续点击，只要在每洞中点击3次没碰到边则算通过，当出现连续碰边2次时，则被认为失败。

本仪器是为测验保持手臂稳定能力之用，也可以间接测定情绪的稳定程度，如图2所示。

主要技术指标：①九洞直径分别为2.5，3，3.5，4，4.5，5，6，8，12 mm;②测试面：45°倾斜;③一个带绝缘棒的金属测试针，测试针直径为1.5 mm;④测试针碰边蜂鸣器报警，与中隔板接触发光管亮;⑤DC 6V电源适配器。

可选购BD-Ⅱ-308A型定时记时计数器，记录碰边次数与实验时间。

1.2.3 闭眼单脚站立测定

闭眼单脚站立是平衡能力的一种简单测试方法。它是通过测量人体在没有任何可视参照物的情况下，仅依靠大脑前庭器官的平衡感受器和全身肌肉的协调运动，来维持身体重心在单脚支撑面上的时间，以反映平衡能力的强弱[10]。时间越短，平衡力越差，身体素质越差。观察法始于1846年Romberg试验，是在双脚并拢站立下，用肉眼观察睁、闭眼时人体摇摆情况。1966年GRAYBIEL在Romberg试验的基础上，改进了测试姿势，被试者单脚站立，观察其睁、闭眼时身体的摆动。随后日本京都府立大学的山田教授[11]，根据30多年对人体生理功能的研究和平衡测试方法的改进，总结出能测验反应肌力与平衡功能的“闭眼单脚站立试验”。试验方法为：令受测者双手下垂贴身两侧，闭双眼单脚独立，记下站立不倒时间。根据山田提供的经验，一般来说，年龄越大，不倒时间越短。目前，该方法已经被广泛采用。闭眼单脚站立传统的测试方法是用秒表计时，测试时，受试者自然站立，当听到“开始”口令后（同时测试员开表计时），闭上双眼，使用优势腿单脚站立，非优势腿抬离地面，且不能靠于支撑腿，两臂自然垂于身体两侧。当受试者支撑脚移动或抬起脚着地时，测试员停表。测试准确性受到人为因素的影响，而且在大批量测试时的工作量较大[12]。

1.2.4 事故倾向的问卷调查

文献[13]中用受伤次数来分析铁路工人的事故倾向，参考其具体的研究方法，用煤矿工人的“受伤次数”来衡量其“事故倾向”。采用自编的受伤次数问卷来调查煤矿工人的事故倾向。问卷中，煤矿工人的受伤次数分1～4这4种程度，分别说明如下：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 数据分析

2.1 各年龄组煤矿工人动作输出能力分析

根据测试、调查结果，采用SPSS 19.0进行统计分析，得出各年龄组煤矿工人的眼手协调能力，手稳定能力及闭眼单脚站立4项动作输出能力的比较结果，见表1。

表1结果显示，20至40周岁之间的煤矿工人的眼手协调能力、手稳定能力以及闭眼单脚站立时间与年龄无明显的相关性，而40至50周岁，尤其是50周岁以上的工人，其各项指标均明显劣于20至40周岁之间的工人。出现这一结果的原因，一方面是20周岁至40周岁之间的工人在生理、心理方面占据明显优势，另一方面则是由于年轻赋予他们饱满的工作热情。

2.2 各工种煤矿工人动作输出能力分析

根据测试、调查结果，采用SPSS 19.0进行统计分析，得出各工种煤矿工人的眼手协调能力，手稳定能力及闭眼单脚站立4项动作输出能力的比较结果，见表2。

表2结果显示各工种之间数据相差并不大，闭眼单脚站立时间中表现最好的是瓦检员，最不好的是探水工和其他工种。这是由于探水工主要工作地在某个区域内，而不会来回移动，而其他工种中大部分是办公室的行政人员和起降机司机，他们不需要长时间站着，因此体力和平衡能力都不如其他工种，而瓦检员需要在巷道里的各个瓦斯观测点直接来回检查，经常出入一些崎岖的路段，经长时间的锻炼耐力和平衡能力都有提高。手稳定性基本都稳定在4.5左右。眼手协调能力完成时间最短的是探水工，他们需要随时检查巷道中是否有漏水，渗水等现象，需要他们发现并及时判断。而眼手协调错误最低的瓦检员和其他工种，这也是由于他们特殊的工作性质和工作要求形成的，瓦检员需要边看边记录各主要位置的瓦斯浓度，起降机司机需要一边观察起降机一边操作按钮，故而他们的眼手协调能力都较强。

2.3 相关分析

为验证矿工动作输出能力与其事故倾向性之间的关系，对动作输出能力的4项指标与事故倾向性做相关分析，见表3。

从表3的分析中可以看出来，闭眼单脚站立时间与手稳定性成显著正向相关，与眼手协调错误次数显著负向相关，说明闭眼单脚站立时间越长手稳定性越好，眼手协调错误次数越少;眼手协调时间与眼手协调错误次数在0.05水平上显著相关，说明这次测试的数据可信度较好。在于事故倾向性的相关分析中，只有手稳定性与事故倾向性成显著负向相关，说明手稳定越好事故倾向性越低。

3 结论及建议

3.1 结论

1）20至40周岁的矿工，动作输出能力差别不大;当年纪到40周岁以上，尤其是50周岁以上时，矿工的操作运动输出能力呈现明显的下降趋势。这也符合正常的生理变化。

2）操作动作输出能力的各项指标与工种无关，仅与矿工的个人身体素质相关，可以作为一个普适性指标运用在煤矿安全生产的评估中，无需再对每一个工种设置相应的指标，大大减低了测评的难度和任务量。

3）在相关性的分析中，相关性不是很好的主要原因可能是源于数据收集时只搜集了过去一年的数据，数据区分度不是很强;其次，采取矿工自填问卷的方式，加之测评时间紧，测评人员解释不到位，矿工填写时可能存在着瞒报或者漏报的现象，对最后的数据处理产生影响。

3.2 煤矿安全生产管理的建议

从分析结果可知，煤矿工人的事故倾向与其动作输出能力有一定的关系。煤矿总体的安全是以每一名职工的人身安全为前提的。因此在煤矿安全生产管理中，应重视工人的健康问题和井下的视觉环境问题，下面给出几点煤矿安全管理的建议。

1）在工人的招聘和选拔中，要将矿工的动作输出能力作为矿工是否适合井下工作的一项重要的考核指标，动作输出能力强的矿工下井生产作业也是煤矿安全生产的要求。同时，对工人的劳作输出能力进行定期测试，对于劳动输出能力明

显提升的员工，企业应给予适当的物质或精神激励。

2）注重矿工操作运动

输出能力的训练。实验证明，通过反复练习可缩短反应时，提高操作运动输出能力，对于煤矿生产一线的工人应按照不同工种再实际操作中对不同操作输出能力的需求，加强相应能力训练，比如对探水工和其他工种增

加一些跳绳、前后跳、侧跳等锻炼身体协调性的训练。

3）注重劳动保护。煤矿工作环境恶劣，面临许多职业病的威胁，比如肌肉骨骼损伤，尘肺病等，会严重影响到矿工的动作输出能力。煤矿企业应加强对环境指标的监控，在环境对工人的健康及安全有较大危害时，应禁止工人下矿作业，同时，对工人进行定期体检，当工人身体有恙时应建议其进行休整，待身体状态好时在投入生产。

4）关注年长煤矿工人的身体健康。从数据分析中可以看出，当年纪到40周岁以上，尤其是50周岁以上时，矿工的操作运动输出能力呈现明显的下降趋势。因此，工作中與年青员工合理搭档。年长的矿工动作输出能力会明显下降，这时候应加强对操作运动输出能力的训练，并考虑将其调离动作输出要求高的岗位，更多的利用其经验和技能指导年轻员工。

参考文献：

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（责任编辑：张 江）