矿井热宽温度环境人体热健康分区热调节模型*

为评价矿井热环境中工人职业健康安全状况，提出矿井热宽温度环境人体热健康状态的基本特征与生理要求，分析热宽温度环境人体分区热调节规律与热健康状态的对应关系。基于生物控制论的观点，提出热宽温度范围内不同热应力作用下人体分区热调节机制，建立人体分区热调节模型。结果表明:模型能实现对环境热应力作用下人体物理热平衡状态与生理状态的参数化描述，揭示多因素作用下人体热健康状态的热应力边界与变化规律。分区热调节模型提供了人体热健康状态定量模拟平台，通过参数调整可使模型适应研究需求，模型为井下热环境工人职业健康安全状况分析与评价提供了可参考的思路与方法。     

热防护服降温效果评价指标与方法研究进展

热防护服对作业人员有隔热降温作用,可使其免受热应激反应影响。为考察防护服降温效果的有效性与稳定性,需对其进行安全评价。基于物理、生理、心理三大方向,概述了国内外热防护服降温效果的评价指标和方法,对各种评价方法的特点进行了分析。提出热防护服降温效果的评价可以从人体热反应机理研究、建立科学的综合评价体系两方面展开。     

高温干热强辐射环境人的耐受极限探索北大核心CSCD

为突破WBGT指标在热环境使用的局限性,准确评估人体热应力,利用人工环境舱使75名大学生在相对湿度40%,温度37℃、40℃、43℃,辐射强度0、1 kW/m^(2)、2 kW/m^(2)环境下进行重度强度劳动,实时监测生理和心理指标,采用方差分析、建立多元回归线性模型及拟合曲线的方法,探究生理指标变化规律和相关性,借助问卷调查在主观感觉层面进行补充。结果表明,皮肤温度受辐射因素变化最显著,且与口腔温度对耐受时长贡献率为1∶1.2,心率随时间变化的三次拟合曲线拟合度最高,R~2为0.949,最终基于不同TEQ和生理参数确定高温干热强辐射环境下新的人体耐受极限。在该环境下应加强防辐射措施;借助拟合曲线可预测心率,新耐受极限可为评估高温政策在该环境的适用性提供参考。     

16个高温高湿环境工况等级划分

为深入探究高温高湿环境对人体产生的影响,利用环境舱模拟高温高湿环境并开展人体热应激试验,以获得试验数据。试验温度分别为34、36、38和40℃,相对湿度(RH)分别为60%、70%、80%和90%,综合口腔温度tc、心率(HR)、皮肤温度tsk3个生理参数和热感觉投票(TSV)、疲劳程度得分(FS) 2个主观参数,提出综合生理指标F,根据各被试的F得分,应用聚类分析法对试验环境工况分类,用判别分析法建立判别函数确立分段界值。结果表明:由4个试验温度和4个相对湿度两两组合而成的16个高温高湿环境被分成了3类,此3类环境的F得分范围分别为28.14～39.76,39.17～45.21,44.13～52.39,将此3类环境划分为一般恶劣环境、中度恶劣环境和重度恶劣环境3个等级。     

话中暑

中暑是一种高温环境下发生的急性疾病,是人体散热机制发生障碍所造成的。在正常情况下,无论冬天或夏天,人的体温总是保持在36.5-37℃之间。这是由于人体本身有着调节体温的中枢,使人体产生的热量和放出的热量保持平衡。人吃的食物在体内产生的热和肌肉活动产生的热叫做“体热”。体热可以通过三种方式放散出来。一种是当空气温度比人体皮肤温度低的时候,皮肤把热传给身体附近的空气,由空气把热带走,这叫做“对流”。一种是身体将热直接放射到周围的物体上,这叫做“辐射”。另一种是出汗,当大气温度超过33℃时,对流和辐射散热几乎停止,人体主要靠出汗散     

高温户外环境电网作业人员热应激预测评价*

为了预测分析户外高温环境下电网作业人员热安全风险,采用预测热应激（Predicted Heat Strain,PHS）模型,考虑人体基础代谢率个体差异性和人体移动与风速对服装热阻和湿阻的影响,应用改进后的预测热应激模型对多种户外高温作业环境工况和不同劳动强度下电网作业人员的核心体温、出汗量等生理参数和最大允许暴露时长进行计算分析。结果表明:在户外高温环境中,随着环境温度、相对湿度和新陈代谢率的升高,电网作业人员的核心体温也随之升高,湿热环境中风速的增加会加剧电网作业人员的热应激;当电网作业人员从事代谢率为240 W/m2高劳动强度工作时,可接受的最大工作时长相比代谢率为190 W/m2中度劳动强度工作时长减小50%以上。研究结果可为电网公司夏季户外工作组织策略制定和作业人员热安全防护提供参考支持。     

夏季穿着医用防护服人员热应激模拟

为降低夏季医护人员长时间穿着医用防护服带来的健康风险,选取标准中国男性人体作为研究对象,利用预测热应变(PHS)模型、热应变决策辅助(HSDA)系统和Fiala体温调节模型3种经典人体热应变模型,模拟人体穿着医用防护服时在夏季不同环境工况下的核心温度和出汗率,进而确定不同环境工况下的推荐补水量和安全工作时间。结果表明：环境参数对生理应激影响显著,不同环境下核心温度最大差值为11.17℃,出汗率最大差值为6 592 g/h;环境温度每增大1℃,相对湿度每升高1%,安全时间平均缩短5.9和0.89 min;环境温度36和40℃时,安全时间仅为88～124和75～100 min; 3种模型在低温低湿时预测结果相对接近,在高温高湿时预测结果存在明显差距,核心温度预测差值最大为7.55℃,平均出汗率预测差值最大为5 654.35 g/h。     

矿用通风服对人体热生理反应的影响试验研究

为明确矿用通风服对人体热生理的影响效果,探究不同环境温度、人体劳动强度、矿用通风服管路结构及通风量与人体热生理反应的关系,基于人工环境试验舱以及试验测量仪器,开展真人受训试验,收集记录试验数据,分析在36种不同工况下3种不同管路结构矿用通风服的人体热生理变化情况,结合双变量相关分析功能,寻求3种管路结构下不同环境温度、服装通风量、劳动强度3因素与人体热生理之间的相关性。结果表明：3种通风服衣内微空间的风量分布均匀性为横向型>混合型>竖向型。针对整体效果而言,在同一工况下,管路结构影响显著程度由高到低依次为横向型、混合型和竖向型;环境温度主要影响平均皮肤温度与心率,通风量主要影响收缩压与舒张压,劳动强度主要影响出汗量。     

高温作业环境下人体生理状态模糊综合评价

为预防高温作业环境对作业人员职业安全健康的危害,基于模糊综合评价方法研究了高温环境下人体生理状态.针对高温作业环境下人体生理指标进行测试,选取收缩压、舒张压、脉搏、口腔温度和平均皮肤温度作为生理状态评价指标,采用岭形模糊分布构造评价指标的隶属函数,利用熵权法确定生理状态评价指标的权重,引入生理状态评分(PSS)评价人体生理状态的安全等级,进而建立高温作业环境下人体生理状态模糊综合评价模型.结果表明,轻度劳动强度下男性和女性的生理状态评分比中度劳动强度稍低,女性的生理状态评分总体上比男性稍高,评价结果与主观热感受研究结果一致.     

COVID-19病区医护人员的人工环境及生理指标变化规律

为了保护COVID-19病区医护人员身心健康并分类制定合理的工作标准，对医用防护套装下的人工热湿环境及影响生理指标变化规律进行了研究。首先，通过试验测定了防护服内外的热湿环境，然后测试了心率、体温、呼吸频率、血氧饱和度、收缩压、舒张压和血糖等生理指标的变化情况，探明了人体在二级医用防护套装下工作时长和劳动强度对人体生理状态的影响规律。结果表明，夏季穿戴医用防护服的人体长期处于温度高于33℃、相对湿度大于80%的高温高湿环境中，生理指标如体温、心率、呼吸频率和血糖与常规环境下有极大区别，且受劳动强度影响显著，生理指标容易达到极限值。因此，在制定医用防护服下的工作标准时，需同时考虑劳动强度和引发潜在疾病等风险，这些结论可为在COVID-19等传染隔离病区工作的医护人员的职业安全和安全预警提供依据。     

机械制造企业安全现状模糊综合评价

为完善机械制造企业安全现状综合评价指标体系及评价方法,建立了包括人、物、环、管四个方面的机械制造企业安全现状综合评价指标体系,提出了模糊综合评价方法;运用层次分析法计算指标权重,采用专家评价和隶属度函数相结合的方法来确定各指标的评语等级隶属度;将该方法应用于湖南某汽车制造企业的安全现状综合评价中,得出企业安全现状等级为较好,明确了该企业在人员素质和作业环境方面存在的不足,为制定安全对策措施提供了指导。     

Application of a trapezoidal fuzzy AHP method for work safety evaluation and early warning rating of hot and humid environments

Hot and humid environments are prevalent in many industries. People working in hot and humid environments are at great risk of specific heat-related disorders, the productivity decrease and safety problems. In order to guarantee workers’ health and safety, safety evaluation and early warning rating of the hot and humid environments are studied in this paper. The fuzzy analytic hierarchy process (AHP) method is proposed to evaluate the work safety in hot and humid environments. Trapezoidal fuzzy numbers are adopted to handle inherent uncertainty and imprecision of the data involved in decision process. Within the proposed methodology, a decision group is firstly established. A safety evaluation framework containing three factors (work, environment, and workers) and ten sub-factors are established. The fuzzy weights of the factors and sub-factors are calculated based on the pair-wise comparisons. Then the fuzzy evaluating vectors of the sub-factors and factors can be calculated according to the initial evaluation data. Therefore, the comprehensive safety index, safety grade and early warning grade can be determined. An example is given to demonstrate the proposed method. The results demonstrate the engineering practicability and effectiveness of this method in extreme environment evaluation.     

火电机组氢冷系统安全评价

国外已经对火电厂的安全评价工作进行了一定的研究,但是国内对此项工作的研究还是比较匮乏,尤其对火电厂危险化学品更缺乏相关的安全评价方法及研究。在火力发电厂实际生产中,需使用到大量易燃、易爆危险化学品,由于使用、存储不当,极易造成重大事故。根据某火电厂实际情况,结合安全评价的基本程序,运用道(DOW)化学火灾、爆炸危险指数评价法对火电机组氢冷系统(GRH)单元进行了评价。结果显示,GRH单元的本质危险性很大,经过安全措施补偿后危险性较轻,说明利用道氏法对火电厂危险化学品使用状况进行评价,能够比较准确地反映被评价单位的实际情况,根据评价结果和存在的问题提出有针对性的对策措施,进一步改善火电机组运行环境的安全。评价结果可为火电厂提高安全管理水平提供有价值的参考。     

火灾烟气危害定量评价模型THVCH及其应用

为更加准确地评价实际火灾烟气的危害性,针对以往烟气毒性定量评价方法N-GAS和FED模型的不足,提出了一种新的火灾烟气危害性定量评价模型THVCH(Toxicity,Heat and Visibility Comprehensive Harmfulness)。实际火灾烟气的危害包括烟气毒性和烟气高温辐射。两者都具有时间累积效应,人员在火灾环境中的暴露时间越长,所受到的伤害越大。烟气的遮光性是影响火场中人员暴露时间的重要因素,低能见度下人员疏散所需要的时间是高能见度的3.8倍。THVCH模型在考虑烟气毒性的同时兼顾了能见度对人员暴露时间的影响以及高温辐射对人体的伤害。以重庆开县5.5火灾为工程背景,运用大涡模拟技术对其火灾过程进行数值重构。在此技术上采用N-GAS、FED和THVCH模型对不同阶段的火灾危害性进行了评价,证明了火灾烟气危害评价中考虑能见度和高温辐射的必要性。     

胶结充填体水化放热规律及其影响研究

为了研究充填采矿法中胶结充填体的水化放热作用，现场实测充填体温度，并对充填体散热的影响及治理进行了研究。研究结果表明:充填采矿法的采掘作业面均依靠局扇供风，因此通风效果直接影响作业面热环境，充填作业完成后3 d内放热量达到最大，此时充填体周围采场气温达28℃以上，应依据降温风速（0.5~1.0 m/s）的要求重新计算需风量；运用Ventsim预测采深为1 456 m时在3种风速下的采场热环境，当独头风量为3 m3/s时属于一级热害矿井，当风量增至6 m3/s和9 m3/s时热害降至一级标准以下，热环境明显改善，且入风为21.4℃、风量为6 m3/s时采场气温会降至27.2℃，因此加大采场有效风量和风速是改善深部热环境的有效措施；充填水化热与采场气温呈正相关，因此应合理安排作业计划，避免在放热量大的充填体周围作业，如需作业应加强通风，人员上岗应进行职业健康检查，合理安排岗位并及时发放降暑饮品，以免出现紧急情况或危险。     

基于KPCA-LSSVM的矿井工作面动力环境安全评价模型

为实现对采前工作面所处动力环境的客观、准确评价,选取9个直接影响工作面 动力环境的指标因素构建安全评价指标体系,建立基于核主成分分析(KPCA)和最小二乘 支持向量机(LSSVM)的工作面动力环境多因素耦合安全评价智能模型。首先根据KPCA理 论对评价指标施行简约化处理,剔除冗余信息,得出6个简约后的评价指标并输入LSSVM 模型中训练学习,最后得到评价模型。选取从平顶山矿区和大同矿区搜集到的30组工作 面历史数据,按照20∶10的比例对模型进行训练和测试,并将测试结果与其他四种模型 结果进行了对比,结果表明:KPCA方法可有效减少数据信息冗余,利用KPCA优化的 LSSVM模型可准确评价工作面动力环境,误判率为0。     

一种分离式可降温安全帽设计

为了解决高温作业环境下安全帽内部微环境积热严重问题,运用ANSYS软件模拟分析了安全帽内部微环境积热的空间和时间分布情况。基于模拟结果,设计了一款分离式可降温安全帽,其由帽体、喷嘴、风管、风机和开关组成。在高温高湿环境下,模拟人员分别佩戴在帽衬带上装有温度传感器的普通安全帽和分离式可降温安全帽进行剧烈运动模拟高温作业人员高强度劳动,记录其温度变化。结果表明:分离式可降温安全帽有良好的降温效果,同时具有不破坏安全帽的结构和强度,几乎不增加安全帽重量,无噪声、无电磁辐射,拆装简便等优点。     

深井高温热环境的数值评价

根据井下工作面热环境的特点,采用了数值模拟的方法,对高温巷道中的热环境进行数值模拟计算,并应用预计热舒适指标(PMV)对不同设计参数的井下环境的热舒适程度进行科学的评价,给出了高温巷道中的速度场、温度场、热舒适PMV值。以某矿山高温巷道为实例进行了热环境评价,得出了热环境评价结果。结果表明在温度为40℃的高温巷道中,采用入口处风速为0.8m/s即可满足通风降温的要求,所得结果更具有直观性、准确性,为最优通风降温方案的确定提供了技术依据。