人类工效学是以人为中心,将人、机器及环境作为一个整体进行研究,通过应用医学、测量学、工程学等多个学科的知识,明确三者的相互关系,设计出与人的生理和心理特点相适应高效能的系统,实现人在生产劳动中健康、安全、舒适、高效的一门科学。在矿山行业生产过程中存在的不良工效学问题不仅会影响到劳动生产效率,还会威胁工人健康。通过工效学评估找出矿山行业生产工具及场所的设计缺陷,不良的生产组织流程,从而提出干预措施,使矿山行业的生产装置及附属设施更好地匹配生产工人的特征。因此,在矿山行业中提高生产效率不仅是提高机械化水平,更需要提高生产过程中人类工效学水平,使人-机器-环境相适应,从而提高生产力。
近年来,矿山行业工作环境和工人安全都得到了极大的提高。然而改进生产设备,提高作业环境安全性对提高矿山行业生产效率,保护劳动者健康都具有重要意义。矿山行业存在的不良工效学因素分布于各个工种,包括生理和心理影响。
矿山行业长期延长劳动者劳动时长是企业法人提高盈利的重要途径,也是造成工人伤亡事故突发的一个重要原因。在矿山作业中,凿岩、搬运、选矿、支护等皆为重体力高强度作业。人体工效学研究指出严格按照劳动工时制,劳逸结合是防止各类意外伤亡事故发生、保护劳动者的法律规定。
矿山工人在凿岩、搬运或搬举、选矿、检修等过程中因长期保持固定作业姿势,手持作业高度、手臂水平伸展距离、站位作业高度、视距和视角等不良姿势及搬举重物引起身体不适,如肩部、臂部、腰部肌肉或者骨骼的损伤。例如挂车、挖掘机、卡车等交通运输工具的长期驾驶可引起颈椎、臂部、腰部的肌肉损伤甚至压迫神经;工人长期站立可引起下肢静脉曲张;矿山工人的头上作业及视屏显示终端工作可引起颈部的肌肉劳损;手腕部过度弯曲和外展作业也可引起腕管综合征。
矿山井下环境黑暗,工作强度大,照明、湿度、温度、噪声等物理因素造成工人职业紧张,心理压力大,过度劳累。此外,工人工作的重复性、注意力程度、与他人交流等因素使工人产生烦躁情绪,一些综合因素可引起健康危害。优化作业环境,提高劳动工效是使劳动者安心作业、安全生产、提高企业效益的基础和保障。
在矿山行业中尽管大范围的机械化使用减轻了工人体力劳动,仍然存在重体力劳动的工种。矿山行业不良工效设计可造成职业工人健康危害。一些设计可能会影响工人的可见性,如椅子对操作员来说太低,可能无法正确地透过工作间窗观察外部情况;一些悬架的设计重量如果未对作业人员的重量进行校正,则会放大振动,造成振动暴露。不良工效学因素导致肌肉骨骼损伤、下肢静脉曲张、扁平足、腹疝、脊柱弯曲、个别器官紧张、压迫和摩擦所致疾患等。
肌肉骨骼损伤疾病当前在全世界受到关注,仍以矿山行业高发。在采矿业中存在过度的重体力劳动是重要的危险因素。机械自动化的操作往往会减少体力劳动,但也存在对健康的负面影响,如久坐工作机会的增加。此外,机械化设备的应用可能无法有效防止危害健康的物理因素,如由全身振动引起的健康问题。
长期、反复暴露于不良的工效学因素是导致肌肉骨骼损伤的重要因素。在矿山行业不良工效导致的职业工人肌肉骨骼损伤主要分布在打眼、出矿、钳工、起重、支柱等作业过程中。在矿山劳动中为了完成生产任务而克服外力负荷或需要保持一定的姿势或体位,以克服人体各部位所产生的重力而引起慢性肌肉损伤。在凿岩、选矿、碎矿、支护等作业过程中,常见的有站姿或坐姿时颈椎需要承受头部产生的负荷,腰椎需要承受腰以上身体各个部分产生的负荷,长时间负荷过重可能导致骨骼肌肉的慢性积累性损伤,主要包括肌腱炎、神经嵌压、肌筋膜疼痛等问题。
常用的肌肉骨骼损伤工效学预防措施如下:
(1)按照工效学原则改进矿山行业工作场所设施和设备。
(2)在组织生产劳动时,矿山企业合理安排工作任务、劳动强度、工作时间,以与工人的生理、心理能力相适应。调整作业制度、合理安排工作节奏、定期进行工种轮换、适当增加工休时间,以利于工人及时消除疲劳、恢复体力。
(3)加强体育锻炼,增加机体耐受力和抵抗力。矿山企业在常规的劳动安排中应设置工间操、工后操,劳动者个人也应形成自觉体育锻炼的意识,积极参加体育活动。
(4)提高劳动者工效学预防的意识,形成良好的作业习惯。对劳动者实施工效学有关知识的培训,可使劳动者充分了解肌肉骨骼疾病发生的原因及防护知识,可提高劳动者作业过程中的防范意识。
(5)加强专业的技能培训,进行规范操作。劳动者经过培训可提高职工的自我保健意识,掌握正确的作业方法、作业姿势,消除不良作业习惯带来的额外负担,减轻肌肉负荷与疲劳程度。
良好人体工效学条件下有利于预防肌肉骨骼损伤。通过设计出符合人体工效学、安全且美观的采矿工作场所有利于维护工人健康。运输车辆的驾驶舱、凿岩及选矿设备的新进引入应考虑员工的人体测量,例如女性通常比男性更轻、更矮。在高度自动化的工作系统中需要更加重视预防肌肉骨骼损伤,实现健康的劳动方式。
脊柱侧弯是指脊柱向一侧弯曲,同时伴有脊柱和胸廓的旋转,以及矢状面生理曲度的变化超过10°。脊柱侧弯可能来自先天性,特发性,病理性以及手术所致的医源性等。除了先天发育不良导致的脊柱侧弯外,后天因素也是导致脊柱侧弯的重要原因,如坐姿不当、长期负重过重等。长期从事负重作业的体力劳动者,致使晚年往往容易导致脊柱侧弯,如右侧肩膀长期负重,导致脊柱向右侧弯曲。
脊柱侧弯与椎间盘磨损有关。在劳动过程中不恰当姿势导致脊椎管纤维的拉伸、撕裂和散开,逐渐累积,直到椎管不能够容纳填充材料,导致脊液漏出,局部逐渐变窄、变平而导致脊柱侧弯,有时也可能椎管膨胀或突出所致。由于脊柱关节面没有痛觉感受器,这种损伤具有隐匿性,可能人们感觉不到疼痛的情况下损伤已经发生了。
预防脊柱侧弯的方法是保持正确的站姿和坐姿。不良站姿和坐姿是非疾病性脊柱侧弯的主因之一。此外,预防脊柱侧弯还应加强身体锻炼,使两侧肌肉平衡,增强肌力,矫正不良习惯,进行纠正体态训练。
工作过程中足部长期承受较大负荷,矿山工人站姿工作、行走、搬运或需要经常用力踩动控制器,可使趾、胫部肌肉过劳,韧带拉长、松弛,导致趾弓变平,成为扁平足。扁平足的早期表现为足跟及跖骨头疼痛,随着病情继续发展,可有步态改变、下肢肌肉疲劳、坐骨神经痛、腓肠肌痉挛。严重时,站立及步行均出现剧烈疼痛,可伴有胫部水肿。
器官紧张指的是在生产劳动中,频繁地使用个别器官系统,可造成这些器官系统处于生理过度紧张状态,甚至形成职业蓄积性损伤。在矿山行业中,手腕及手指的机械操控、长期驾驶等可引起器官紧张,导致关节炎、关节周炎及神经肌肉痛、痉挛。如指、掌频繁活动或前臂用力活动可引发腱鞘炎;腕、肘关节动作频繁而负重极大的工人,可患上踝炎;神经肌肉长期过度紧张,可致职业性神经肌肉痛;频繁精细的小动作可引起职业性痉挛。针对器官紧张的发病原因可以采取一些预防措施,按照人类工效学的原理组织合理的劳动过程,减轻过度体力劳动负荷,制订合理的操作流程。
腹疝多见于工人凿岩、搬运等长期从事重体力劳动者。由于负重或用力,使腹肌紧张,腹内压升高,长期作业可形成腹疝。其中脐疝和腹股沟疝比较常见,其次是股疝。一般无疼痛,对身体影响不大。劳动中突然发生的称为创伤性疝,疼痛剧烈,但很快可缓解或转为钝痛。
在矿山行业,掘进工及搬运工长期强烈的压迫或摩擦,四肢或躯干可形成胼胝及胼胝化,还可造成掌挛缩病和滑囊炎等。为防止压迫和摩擦所致的病变,应合理制作生产工具把手形状,经常接触身体的工具部分应包以软垫,及时发放个体防护用品等。此外,进行经常性的健康监测,根据工人的体质与健康水平,合理安排工作,预防职业病的发生。
(赵英政 常美玉 姚三巧)