深井受限空间物理实验系统研发与安全人因参数实验研究.pdf

中图分类号 旦2 2 2 U D C 鱼2 2 博士学位论文 学校代码 Q 5 三三 密级公珏 深并受限空间物理实验系统研发与安全人因 参数实验研究 D e v e l o p m e n to f t h ep h y s i c a le x p e r i m e n ts y s t e mo fd e e p c o n f i n e ds p a c eo fm i n e sa n ds t u d yo nt h ee x p e r i m e n to f s a f e t yh u m a n f a c t o rp a r a m e t e r s 国家安全生产监督管理总局安全科技“四个一批”项目资助 安监总厅管一函[ 2 0 1 3 ] 1 2 1 号 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室开放基金项目资助 2 0 11 0 1 作者姓名 学科专业 研究方向 学院 系、所 指导老师 游波 安全技术及工程 安全工程 资源与安全工程学院 吴超教授 论文答辩日期型坐曼i答辩委员会 中南大学 2 0 1 4 年5 月 万方数据 学位论文原创性声明 ／I．II‘IIIIIIH口IIIII。IIIIII。IIIIIl9IINl2W15IIIIIII 本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 作者签名 趁至型塾日期2 坐L 年』月王日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学 位论文的规定即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。 保密论文待解密后适应本声明。 作者签名 盘型垒 日期业年』月上日 导师签名 年』月上日 万方数据 深井受限空间物理实验系统研发与安全人因参数实验研究 摘要深井开采实际上是在一个受限空间内作业。深井采矿作业面恶 劣环境条件会对人体的生理健康和工作效率产生重大的影响，并影响 到人体的安全行为。随着浅部资源的枯竭，我国矿山逐步进入到深部 开采，因此，研究深井开采作业面的安全与环境问题意义重大。由于 在深井现场开展研究极为困难和受到条件限制，如果能对深井受限空 间作业环境进行物理模拟仿真，在地面开展相关实验来研究其对人体 生理和工作效率的影响规律等，则可以避免井下的不利条件和收到更 好的效果。 本文在检索国内外相关研究成果的基础上，采用理论分析、环境 物理模拟仿真与室内模拟实验结合的研究手段，来系统研究深井受限 空间恶劣环境对人体生理和工作效率的单独和复合影响。论文的主要 研究内容和取得的成果如下 1 基于安全科学与生理学学科体系内容，提出了安全生理学原理 定义理论，阐述了其研究对象和内涵。对安全生理学原理划分了5 条 下属二级原理，包括安全生理需求原理、安全生理感知原理、安全生 理反馈原理、安全生理稳态原理和安全生理作业效能原理，并对各下 属原理的研究内容和之间的逻辑关系进行了探讨分析。最后研究分析 了安全生理学原理在人体安全行为过程中的应用机理、对安全的影响 和实际意义。 2 创建了安全工程原理理论体系，基于矿井工作环境特点，根据 安全工程原理的要求设计研发了深井受限空间环境与安全人工智能仿 真实验系统装备，在地面真正实现了对井下环境条件的真实物理模拟。 环境模拟装备能对矿井温度、湿度、噪声、照明度、气压、风速、粉 尘、有毒有害气体进行仿真模拟，并设计有人体生理参数测试系统， 利于研究各环境因素对人体生理参数的影响。该实验系统装备拥有先 进的自动化操作和监测监控技术，可以系统地开展一系列实验来探讨 研究深井受限空间恶劣作业环境与人体生理健康、工作效率及安全行 为之间的作用联系。 3 利用模糊数学理论对深井受限空间环境与安全人工智能仿真 实验系统装备的可靠性进行分析，建立实验系统的故障模式与影响分 析 F M E A 表，并划分了故障模式危害度，对实验装备系统内的各种仪 器设备的故障模式进行多层次模糊综合评判，最终得到各种故障模式 对系统可靠性影响大小的排序结果，为提高系统的可靠性提供了依据。 万方数据 4 在深井受限空间环境与安全人工智能仿真实验系统中开展单 因素对人体的影响实验，对深井的温度、湿度、噪声和照明度环境条 件进行物理仿真模拟，选取血压、心率、呼吸率、体温、疲劳度、注 意力、记忆力、反应速度为人体生理和工作效率响应评价指标，通过 人体在特殊的设定环境下进行劳动模拟测试，探索人体生理指标和工 作效率指标在深井受限空间恶劣环境中的变化规律，同时确定单因素 拟合公式，分析了各评价指标与各个环境因素之间的定量关系。 5 采用正交设计理论，开展深井受限空间温度、湿度、噪声和照 明4 中恶劣环境对人体复合影响的正交实验，在单因素影响实验结果 的基础上，运用S P S S 统计软件对正交数据进行分析，得到人体生理和 劳动效率各评价指标相对于恶劣环境因素的复合影响拟合公式，并对 数学预测模型的准确性进行了验证分析，揭示了人体各评价指标与环 境因素之间的数量关系。 本文包含图5 9 幅，表3 6 个，参考文献18 0 篇。 关键词深井受限空间；安全生理原理安全工程原理；环境模拟； F M E A ；模糊评判；正交实验 分类号T D 7 2 7 万方数据 D e v e l o p m e n to f t h ep h y s i c a le x p e r i m e n t s y s t e mo fd e e p c o n f i n e ds p a c eo fm i n e sa n ds t u d yo nt h ee x p e r i m e n to f s a f e t y h u m a nf a c t o rp a r a m e t e r s A b s t r a c t As e r i e so fs a f e t ya n de n v i r o n m e n t a li s s u e sw i l lb ei n d u c e di n t h ep r o c e s so fp r o d u c t i o no fd e e pc o n f i n e d s p a c eo fm i n e s ．S e v e r e e n v i r o n m e n th a sg r e a ti m p a c to nt h ep h y s i c a lh e a l t ho fh u m a n b o d ya n d w o r ke f f i c i e n c y ，t h u sa f f e c t st h e s a f e t yo fh u m a nb e h a v i o r ．W i t ht h e c o n t i n u o u sm i n i n go fs h a l l o wr e s o u r c e s ．t h em i n e so fO u rc o u n t r ya r ei n t o t h ed e e pm i n i n gg r a d u a l l y ．T h ee n v i r o n m e n tp r o b l e mo fc o n f i n e ds p a c eo f m i n e sh a sb e c o m es e r i o u s i n c r e a s i n g l yi nt h ep r o c e s so fd e e pm i n i n g ． S e v e r ee n v i r o n m e n tf a c t o r sm a k eh u m a n b o d yg e n e r a t ep h y s i c a l d i s c o m f o r t ，w h i c ha f f e c t ss a f e t yo fp r o d u c t i o n ．T h e r e f o r e ，t h ep h y s i c a l s i m u l a t i o no ft h ew o r k i n ge n v i r o n m e n ti n d e e pc o n f i n e ds p a c eo fm i n e s a n dc a r r y i n go u tr e l e v a n tt e s t st os t u d yt h ee f f e c to fs e v e r ee n v i r o n m e n to n h u m a np h y s i o l o g ya n dw o r k i n ge f f i c i e n c y ，h a v e i m p o r t a n tt h e o r e t i c a l s i g n i f i c a n c ea n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o nv a l u et op r e v e n to c c u p a t i o n a lh a z a r d s a n de n s u r et h es a f e t yo f p r o d u c t i o n ． O nt h eb a s i so fr e v i e w i n gt h er e l e v a n tr e s e a r c hr e s u l t sa th o m ea n d a b r o a d ，w i t ht h e o r e t i c a la n a l y s i s ，p h y s i c a ls i m u l a t i o na n di n d o o rs i m u l a t i o n t e s t s ，t h es i n g l ea n dc o m p o s i t ee f f e c to fs e v e r ee n v i r o n m e n to fd e e p c o n f i n e ds p a c ei nm i n e so nh u m a np h y s i o l o g ya n dw o r k i n ge f f i c i e n c yi s s t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y ．T h em a i nc o n t e n t sa n da c h i e v e m e n t so ft h et h e s i s a r ea sf o l l o w s 1 B a s e do nt h ec o n t e n t so fs a f e t ys c i e n c ea n dp h y s i o l o g yd i s c i p l i n e ， t h ed e f i n i t i o no fs a f e t yp h y s i o l o g yp r i n c i p l ew a sp r o p o s e d ，a n dt h er e s e a r c h o b je c t sa n dc o n n o t a t i o no fs a f ep h y s i o l o g yp r i n c i p l ew e r ed i s c u s s e d ．F i v e s u b o r d i n a t ep r i n c i p l e so fs a f e t yp h y s i o l o g yw e r ec o n c l u d e d ，w h i c hw e r e t h ed e m a n dp r i n c i p l eo fs a f e t y p h y s i o l o g y ，t h ep e r c e p t i o np r i n c i p l eo f s a f e t yp h y s i o l o g y ，t h ef e e d b a c kp r i n c i p l eo fs a f e t yp h y s i o l o g y ，t h es t e a d y s t a t ep r i n c i p l eo fs a f e t yp h y s i o l o g ya n do p e r a t i o ne f f i c i e n c yp r i n c i p l eo f s a f e t yp h y s i o l o g y ．A n dt h er e s e a r c hc o n t e n t sa n dl o g i c a lr e l a t i o n s h i po f t h e s ef i v es e c o n dp r i n c i p l e sw e r e a n a l y z e d ．F i n a l l y ，t h ea p p l i c a t i o n m e c h a n i s m ，t h ei m p a c to nt h es a f e t ya n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo fs a f e t y p h y s i o l o g yp r i n c i p l e s i nt h e p r o c e s s o fh u m a ns a f e t yb e h a v i o rw e r e 1 1 1 万方数据 a n a l y z e d ． 2 T h et h e o r ys y s t e mo fs a f e t ye n g i n e e r i n gp r i n c i p l ew a sc r e a t e d ． B a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e w o r k i n ge n v i r o n m e n to fm i n e s ， a c c o r d i n gt o t h e r e q u i r e m e n to ft h es a f e t ye n g i n e e r i n gp r i n c i p l e s ，t h e a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c ee q u i p m e n tf o rs i m u l a t i o no ft h ee n v i r o n m e n ta n d s a f e t yc o n d i t i o n si nd e e pc o n f i n e ds p a c eo fm i n e sw a sd e s i g n e da n dm a d e ， r e a l i z i n gt h ep h y s i c a ls i m u l a t i o no fe n v i r o n m e n tc o n d i t i o ni nm i n e so nt h e g r o u n d ．T h ee q u i p m e n tc a nb eu s e dt os i m u l a t ev a r i o u se n v i r o n m e n t a l f a c t o r ss u c ha st e m p e r a t u r e ，h u m i d i t y ，n o i s e ，i l l u m i n a t i o n ，a i rp r e s s u r e ， w i n ds p e e d ，d u s t ，t o x i ca n dh a r m f u lg a s e s ，e ta 1 ．A n dt h ee q u i p m e n th a s h u m a np a r a m e t e r s m e a s u r m gs u b - - s y s t e mt os t u d yt h ee f f e c to fv a r i o u s e n v i r o n m e n tf a c t o r so nh u m a np h y s i o l o g y ．1 1 1 e e x p e r i m e n ts y s t e m i s e q u i p p e dw i t ha d v a n c e da u t o m a t i o na n dm o n i t o r i n gt e c h n o l o g y ，a n dc a n c a r r yo u tas e r i e so fe x p e r i m e n t ss y s t e m a t i c a l l yt od i s c u s st h er e l a t i o n s h i p b e t w e e ns e v e r ee n v i r o n m e n to fd e e pc o n f i n e ds p a c eo fm i n e sa n dh u m a n p h y s i o l o g i c a lh e a l t h ，w o r k i n ge f f i c i e n c ya n ds a f e t yb e h a v i o r ． 3 1 1 1 er e l i a b i l i t yo ft h ea r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c ee q u i p m e n t f o r s i m u l a t i o no ft h ee n v i r o n m e n ta n ds a f e t yc o n d i t i o n si nd e e pc o n f i n e ds p a c e o fm i n e sw a sa n a l y z e dw i t hf u z z ym a t h e m a t i c st h e o r y ．AF M E A t a b l eo f t h ee x p e r i m e n ts y s t e mi Se s t a b l i s h e d ，a n dt h eh a r md e g r e e so ff a i l u r em o d e w e r ed i v i d e d ．T h ef a i l u r em o d e so fv a r i o u s i n s t r u m e n t se q u i p m e n to f e x p e r i m e n ts y s t e mw e r ea n a l y z e dw i t hm u l t i l e v e lf u z z yc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n ，a n dt h es o r t i n gr e s u l to ft h ei m p a c to fv a r i o u sf a i l u r em o d e so n t h e s y s t e mr e l i a b i l i t y i s o b t a i n e d ，p r o v i d i n g t h eb a s i st o i m p r o v et h e r e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m ． 4 T h et e s to ft h es i n g l ef a c t o re f f e c to nh u m a nw a sc a r r i e do u ti nt h e a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c ee q u i p m e n tf o rs i m u l a t i o no ft h ee n v i r o n m e n ta n d s a f e t yc o n d i t i o n si nd e e pc o n f i n e ds p a c eo fm i n e s ，a n dt h ee n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n so ft e m p e r a t u r e ，h u m i d i t y ，n o i s e ，i l l u m i n a t i o ni nm i n e sw e r e s i m u l a t e dp h y s i c a l l y ．B l o o dp r e s s u r e ，h e a r tr a t e ，r e s p i r a t o r y r a t e ，b o d y t e m p e r a t u r ew e r es e l e c t e da sh u m a np h y s i o l o g i c a li n d i c a t o r s ．F a t i g u e ， a t t e n t i o n ，m e m o r y , r e a c t i o ns p e e dw e r es e l e c t e da sw o r k i n ge m c i e n c y i n d i c a t o r s ．T h r o u g h t h es i m u l a t i o nt e s to fl a b o ri n s p e c i a ls e t t i n g e n v i r o n m e n t ，t h ec h a n g i n gr u l e so fh u m a np h y s i o l o g i c a li n d i c a t o r sa n d 万方数据 w o r k i n ge 伍c i e n c yi n d i c a t o r sw e r ed i s c u s s e d ，a n dt h ef i t t i n gf o r m u l a sw e r e d e t e r m i n e dt oa n a l y z et h eq u a n t i t a t i v er e l a t i o n s h i pb e t w e e ne a c hi n d i c a t o r a n de n v i r o n m e n tf a c t o r ． 5 O r t h o g o n a lt h e o r yw a su s e dt od e s i g nt h et e s t o ft h ec o m p o s f f e e f f e c to ft e m p e r a t u r e ，h u m i d i t y ，n o i s e ，i l l u m i n a t i o ni nd e e pc o n f i n e ds p a c e s o fm i n e so nh u m a n ．O nt h eb a s i so ft h er e s u l to fs i n g l ef a c t o re f f e c tt e s tt h e o r t h o g o n a ld a t aw a sa n a l y z e dw i t hS P S Ss t a t i s t i c a ls o f t w a r e ，a n dt h ef i t t i n g f o r m u l a so fh u m a np h y s i o l o g i c a li n d i c a t o r sa n dw o r k i n ge m c i e n c y i n d i c a t o r st os e v e r ee n v i r o n m e n tf a c t o r sw e r eo b t a i n e d ．T h ea c c u r a c yo f t h e m a t h e m a t i c sp r e d i c t i o nm o d e lw a sv e r i f i e da n dt h eq u a n t i t a t i v er e l a t i o n b e t w e e nh u m a ni n d i c a t o r sa n dt h ee n v i r o n m e n t a lf a c t o r sw a sr e v e a l e d ． K E YW O R D S d e e pc o n f i n e ds p a c e s o fm i n e s ，s a f e t y p h y s i o l o g y p r i n c i p l e s ，s a f e t ye n g i n e e r i n gp r i n c i p l e s ，e n v i r o n m e n ts i m u l a t i o n ，F M E A ， f u z z ye v a l u a t i o n ，o r t h o g o n a lt e s t C l a s s i f i c a t i o n T D 7 2 7 V 万方数据 目录 学位论文原创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一I 目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅵ l 绪{ 仑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 ．1 深井受限空间作业环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 ．2 深井恶劣环境危害⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．1 ．3 环境模拟装备技术研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．2 深井受限空间环境模拟的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 1 ．2 ．1 国内相关研究成果对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 1 ．2 ．2 国外研究成果对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．2 ．3 恶劣环境因素危害研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 1 ．2 ．4 装备可靠性的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 1 ．3 本文的研究意义与主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 2 安全生理学原理及其应用研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 2 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 2 2 ．2 安全生理学原理定义及其研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 2 ．2 ．1 安全生理学原理定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．2 ．2 安全生理学原理研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 2 ．3 安全生理学原理的下属原理及内涵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 - 3 ．1 安全生理需求原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 - 3 ．2 安全生理感知原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 2 ．3 _ 3 安全生理反馈原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 2 ．3 ．4 安全生理稳态原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 2 ．3 ．5 安全生理作业效能原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 2 ．4 安全生理学原理的应用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 7 2 ．4 ．1 安全生理学原理应用机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 2 ．4 ．2 安全生理学原理对安全的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 2 ．4 ．3 安全生理学原理的研究实际意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 0 3 深井受限空间物理实验系统研发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 3 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 万方数据 3 ．2 安全工程原理理论及其应用研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 3 ．2 ．1 安全工程原理定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 3 ．2 ．2 安全工程原理的研究对象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 3 ．2 3 安全工程原理下属原理及其内涵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 3 ．2 ．4 安全工程原理应用分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 3 ．3 实验装备设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 3 ．3 ．1 实验装备设计的目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 3 1 3 ．2 实验舱体的结构特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 3 ．3 ．3 实验装备的组成部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 3 ．4 实验装备构建子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 3 ．4 ．1 温度调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 3 ．4 ．2 湿度调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 3 ．4 ．3 照明度调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 3 ．4 ．4 风速调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 3 ．4 ．5 噪音调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 3 ．4 ．6 气压调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 6 3 ．4 ．7 气体调节子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 6 3 ．4 ．8 多参数测试子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 3 ．4 ．9 通讯操作子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 3 ．5 实验项目开发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 3 ．5 ．1 深井高温高湿环境对人体生理和心理影响的实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 3 ．5 ．2 矿井作业面噪声危害实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 0 3 ．5 ．3 高气压与低气压对人体生理影响实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 l 3 ．5 ．4 矿井有毒有害气体的毒理学实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 3 ．5 ．5 矿井作业面粉尘危害毒理实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 3 ．5 ．6 矿井机器设备可靠性分析实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 3 ．5 ．7 矿井人体生理指标与安全行为之间联系实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 3 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 4 深井受限空间物理实验系统的可靠性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 4 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 4 ．2 模糊综合评判⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 4 ．2 ．1 模糊综合评判的数学原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 4 ．2 。2 一级模糊综合评判模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 4 ．2 ．3 多层次模糊综合评判模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 V I I 万方数据 4 - 3 故障模式影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 4 ．3 ．1 故障模式影响分析基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 4 ．3 ．2 故障模式影响分析方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 4 ．3 ．3 故障模式影响分析应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 4 ．4 装备可靠性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 4 ．4 ．1 深井环境仿真模拟系统的故障与影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 4 _ 4 ．2 深井环境物理模拟系统F M E A 的模糊综合评判⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 4 ．4 ．3 可靠性分析结果运用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 4 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 0 5 深井受限空间恶劣环境单因素影响实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 2 5 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 5 ．2 深井受限空问恶劣环境因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 5 ．2 ．1 温度环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3 5 ．2 ．2 湿度环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3 5 ．2 ．3 噪声环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 4 5 ．2 ．4 照明度环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 4 5 ．3 人体生理响应指标分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 5 5 ．3 ．1 血压⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 6 5 ．3 ．2 心率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 7 5 ．3 ．3 呼吸率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 7 5 ．3 ．4 体温⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一8 8 5 ．4 工作效率响应指标分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯