当前的世界环境

介绍

通过支撑诸如脚，臀部和背部的表面，整体振动（WBV）作为整体传递给人体。¹在工作中接触WBV与对人类健康，不适和感知的不利影响有关。若干因素负责从重型地球移动设备运营商引起的WBV暴露的强度。T.hese include machine related factors (vehicle type, design, age, condition of vehicle, suspension, seat arrangement, engine condition, speed), personal factors (operator’s age, body mass index, health issue and habits) and environmental factors (road conditions, geo-mechanical characteristics).Some studies report the influences of job related factors such as work organisation, task design and working conditions^{2 - 6}

根据流行病学研究人员，长期暴露于WBV导致低背部和腰椎的疼痛以及椎间椎间盘障碍。^7-9印度卸泵运营商的试点研究表明，其运营商在低背（85％），膝关节（7.8％）和肩部（30％）中具有疼痛症状。所有这些运营商在工作中接触到振动超过五年。¹⁰虽然下腰痛是矿山人员常见的职业病，但全身振动暴露与下腰痛之间的联系还没有被完全了解。Kjellberg等等。，仍然支持得出结论，WBV和LBP之间最有可能关联。然而，在现有文献的基础上，几乎不可能确定WBV曝光是否能够导致LBP，或者如果WBV仅组合与不同因素组合的风险，如长期坐着和某些工作姿势．²²

国际劳工局建议:“必须采取措施防止振动，以保护雇员;主管部门必须执行限制风险的标准。^11，12印度的矿山安全（DGMS）的董事会还建议执行几个步骤，以确保矿山全身振动的理想程度和保护。建议10^th在印度举行的矿山安全会议指出，“在按照ISO标准将每台采矿设备引入采矿作业之前，必须对它们进行振动研究。”¹³

印度的许多地下矿山都是机械化，定期部署重型机械，用于矿石和垃圾的矿山和运输。其他公用事业车辆用于携带矿业员工（人员承运人），牵引路（电机平地机），爆炸物供应，回填材料等等盟友。

在国外地下采矿设备中报告了各种田间调查。^14-16所有关于全身振动的研究文章，从印度发布的普通铸造矿。这是第一项研究，旨在表征从低调自卸卡车（LPDT），装载拖车者（LHD）以及地下矿井中的其他公用事业车辆产生的全身振动。它还强调了根据其操作速度，座椅布置，座椅悬架和操作员的工作实践从这些机器发出的振动的性质的变化。

材料和方法

采矿方法

本研究在印度西部的PB-Zn地下矿区进行，采矿由开放止挡或Mathew的方法进行。对于具有较薄和陡峭浸渍矿体的矿体的上部，采用纵向长孔开放式止挡（LHOS）。在较晚的时间内，横向长孔开放横向止动（TLHOS）采矿方法计划在矿井的下部，矿体较厚，浅浸渍。使用岩石填充（RF）和/或粘合岩石填充（CRF），采矿操作与后填充的开采空隙填充。

我的发展

矿业活动已开始于2011年开始。在前两年中，只有矿山开发工程进行了，并有一些偶然的矿石生产。矿山产量从第三年开始开始。深钻采用适合于矿山要求的钻机进行。乳液炸药用于通过电荷载体涂抹于面部的矿石。通过LPDT和LHD的组合挖掘和运输喷砂材料。这些材料在30/50吨LPDT上加载，支持LHD。在矿井中所有这些发展和矿石生产中使用的机器将振动传递给运营商。

该矿实行三班制，从a)上午8点到下午4点，然后b)下午4点到中午12点，再从c)中午12点到早上8点。在研究期间，每班大约有100名矿工在工作。该矿的振动源主要有LPDT、LHD、装药车、洒水车、多用途车、井下机动平地机、Millar(用于回填物料运输)、人员运输车等机械。每天要部署的机器和多用途车辆的数量取决于公司确定的每日生产目标，而这一目标在一年中通常不会有很大的变化。该研究的设计考虑了2016年7月期间矿山内采矿机械的平均每日部署情况，如下表(表一)。

表1：采矿设备库存

设备	n	使	动力,惠普
装载机器
加载运输转储（LHD）	4.	桑迪克	柴油，388惠普
加载运输转储（LHD）	1	阿特拉斯·科普柯	柴油，250惠普
		ST 1030.
加载运输转储（LHD）	1	桑迪克	柴油，268惠普
牵引机器
低姿态自卸车(LPDT)50T	2	阿特拉斯·科普柯	柴油，650惠普
低调自卸卡车（LPDT）30T	2	阿特拉斯·科普柯	柴油,400马力
低调自卸卡车（LPDT）30T	2	桑迪克	柴油,400马力
多功能车
地下自行式平地机	1	毛虫	129
运兵车	2	Normet	129
钻孔机
钻DD321-40	1	桑迪克	147
Boomer B282.	5.	阿特拉斯·科普柯	78

选择设备

这个地下PB-Zn矿被综合机械化，生产每次约1500吨。为全身振动研究了十二个采矿设备（表II），包括几乎所有主要类别的机器，具体取决于他们的研究可用性。由于钻机的操作员在使用控制杆的站立姿势中运行钻头，因此这些机器被排除在本研究之外。可以注意到，在ISO 2631-1：1997中，WBV透过脚和其可能的效果。¹⁷目前研究的是坐姿与振动的接触问题。这里研究的所有机器的座椅都有调节机构。

表2：研究全身振动的设备列表

设备	设备号	使	能力	振动曝光途径	座椅类型
牵引机器
LPDT.	T1	阿特拉斯·科普柯	30吨	通过座椅胸部脚	春天 - 垫子
LPDT.	T2	桑迪克	30吨	通过座底和座脚	春天 - 垫子
LPDT.	T3	桑迪克	30吨	通过座底和座脚	春天 - 垫子
LPDT.	T4	阿特拉斯·科普柯	30吨	通过座底和座脚	春天 - 垫子
装载机器
铲运机	l - 1	桑迪克	6码拖运	通过座底和座脚	春天 - 垫子
铲运机	l2	桑迪克	6码拖运	通过座底和座脚	春天 - 垫子
多功能车
地下自行式平地机	RG1	毛虫	225马力	通过座底和座脚	春天 - 垫子
爆炸性的电荷载体	C1.	骤流	-	通过座底和座脚	春天 - 垫子
(Charmec)
型电磁车	U1.	骤流	-	通过座底和座脚	春天 - 垫子
Millar（用于回填材料运输）	M1	骤流	3.5吨	通过座底和座脚	缓冲
运兵车	PC1	骤流	32座位	通过座底和座脚	春天 - 橡胶
水洒水	WT1.	骤流	4吨	通过座底和座脚	大量的

材料和方法

仪表

如此计划并执行全身振动研究，它没有打扰或干扰转变中的日常操作。在读数之前，每个操作员都解释了测量的目的。

如ISO 8041:2005和ISO 2631-1:1997所述，^17,18座垫加速度计被置于操作者的坐骨头（臀部）下方，即在座椅（振动源）之间的界面和操作员的身体部分直接受到影响。集成的电子压电（IEPE）TRI轴向座椅焊盘加速度计以这样的方式放置，即根据ISO 5805：1997的ISO 5805：1997对准座椅垫表面上印刷的轴图对对齐¹（图1）。SV 106A人振计和分析仪（由SVANTEK，波兰制造）通过传输电缆连接到座垫加速度计（图2）。测量以下参数：a）频率加权根均线（r.m.s.）加速值由a表示_w， b)峰值加速度、线性峰值因子和振动剂量值(VDV)。信号传输电缆放置安全，避免对操作造成干扰。

图1：基础轴的轴 人体考虑评估 翻译全身振动 （礼貌：Balram Jhariya） 点击这里查看图

图2:座椅垫加速度计 在运营商的座位上 点击这里查看图

振动评估

用均方根加速度对振动幅度进行基本评估

According to ISO 2631-1:1997 Standard, the measurement of magnitude of vibration is to be carried out in three orthogonal (mutually perpendicular) axes (x, y and z) expressed in terms of frequency-weighted root mean square (r.m.s.) acceleration values. The weighted r.m.s. acceleration is expressed in ms^-2．加权的r.m.s.加速度（A._w)，按下式测量:

... [1]

在那里,
一种_{w (t)}=频率加权瞬时加速度t和
T =测量周期，单位为秒

频率加权下的r.m.s加速值单独（即，对于x，y和z）乘以比例因子（k），然后确定主导振动轴（K._X，K._y= 1.4，K._z= 1）。

波峰因素（CF）

如ISO 2631- 1:20 97(第6.2.1款)中所述，线性峰值因子定义为频率加权峰值加速度值与其平均加速度值之比。它可以用来检验对脉冲冲击更敏感的进一步评价方法的适用性。对于波峰系数小于或等于9，基本的评价方法通常是充分的。如果波峰系数大于9，则应进行进一步评估。

振动剂量值（VDV）

振动剂量值(VDV)用于评估波峰系数大于9的健康风险。VDV基于加速度值的四次方，对峰值(脉冲振动信号)更加敏感。

... [2]

在那里,
一种_{w (t)}=频率加权瞬时加速度t和
T =测量周期(s)。

总振动剂量值（VDV_T.）

按照ISO 2631- 1:20 97第6.3.2款的要求，总振动剂量值(VDV_T.）应计算当振动暴露由不同的幅度组成时。总振动剂量值（VDV_T.)为各振动剂量值的四次幂和的四次方根:

…[3]

计算VDV_T.在非循环和循环操作中

VDV受测量持续时间的限制，需要按比例增加，以表示每天的接触量。在循环操作或重复操作中，如LPDT上下运动，总振动剂量值(VDV)_T.）对于整个班次，可以用mandal表示等．,¹⁹

…[4]

在那里,
VDV._T.=总振动剂量值，
VDV._{n（测量）}=测量用于操作的n个数字循环的振动剂量值
n =一天中的旅行数（对于LPDT和类似设备）。

如ISO 2631-1：1997的第6.3.2条所述，衍生出上述表达式，用于评估涉及一系列暴露期（旅行）的总曝光。在非循环操作（例如LHD）中，计算VDV，用于表示常规工作的较小时间段作为基本值。随后，在Mandal的一天内计算总曝光期总量的总VDV等等。，¹⁹

…[5]

在那里,
VDV._{n（测量）}=测量期间的振动剂量值，
t_{n（测量）}=测量持续时间，
t_n=每天暴露的平均持续时间和
VDV._T.=总振动剂量值。

测量持续时间和振动暴露

In case of cyclic operations, a complete trip/cycle was recorded for the vibration exposure level (e.g., LPDT which included loading, hauling, unloading and returning to the loading point. Number of trips is multiplied with time taken per cycle to evaluate total duration of exposure in an 8 hours shift as shown below

t =（n * t）/ 3600 ... [6]

在那里,
N =每班出行次数
T =在SEC中为一个完整的周期（装卸）采取的时间
T =总暴露时间(小时)。

对于不太具体的操作(如装卸式翻车机(LHD))，至少需要15分钟的读数。暴露时间从矿山工作人员处采集，或通过时间或运动研究确定。例如，为每个LHD分配三个lpdt用于日常工作。在重复加载操作期间，根据LHD对LPDT的平均加载时间进行了测量。同时，铲运机还会进行铲土等物料处理工作，用于工作面的准备工作，甚至还会降低铲运机铲斗，将杂物推离进场道路(车道或交叉路口)。在下一次加载工作开始之前，这些额外的工作将花费大约20%的时间。这个数据被用来找出如下的工作时间。¹⁹

…[7]

LHD计算（例如）

T = 1.2（900 * 3 * 8）/ 3600 = 5.76小时

在那里,
t= LHD装载LPDT所需的平均时间(秒)，
N= No。由LHD提供的LPDTs
C=在班次中由LPDT制作的跳闸数量，
T.=在小时内暴露的总持续时间。

振动对操作人员健康的影响

在ISO 2631-1（1997）之后，健康指导小心区域（HGCZ）的图形表示已被用于评估暴露风险（图3）。与较低和上限相关的设置两个平行线之间的区域，其描述了关于HGCZ。在那个图表中，我们可以看到两个这样的集合。第一个使用RMS值中的曝光持续时间和加速度（一种_w）在X和Y坐标中分别以确定暴露的严重程度。根据当天（x轴）中的曝光持续时间绘制的点P（x，y）的健康风险评估根据点的位置参考点的位置进行小心区域的上部和下边界。HGCZ以下的暴露已被称为风险评估的“最小”，因为健康效应没有充分记录。Exposure points falling within the HGCZ boundaries have been termed as ‘moderate’ for risk assessment as there is a probability of adverse effect on health and above the zone, exposures have been considered as ‘high’ in risk assessment procedure as there is a significant risk of adverse health effects.

第二组平行线基于VDV形成HGCZ_T,哪个在8.5和17米/秒有上界和下界^L.75， 分别。VDV._T.除了基本的评估外，还使用a来导出值并进行风险分析_w线性波峰因子(CF)等于或大于9的值。线性波峰因子由加速度峰值值除以相应的加速度均方根值计算得到。

图3:健康指导警告区(HGCZ)(来自ISO 2631- 1:20 97，附件B) 点击这里查看图

结果

表3显示了使用r.m.的振动暴露的风险评估。不同设备运营商的加速度。在十二个采矿设备中，六个设备具有Z轴作为主导振动轴，两个设备操作员具有Y轴作为主导振动轴，类似地，其中四个设备具有X轴作为主导振动轴。

评估运营商的健康风险

结果表明:LPDT noT2，T3以y轴为振动主导轴，操作人员处于中等健康风险;LPDT没有T1以z轴为主导轴，操作人员处于中等健康风险。同样,LPDT没有T4将X轴作为主导轴，其操作员通过WBV曝光暴露于适度的健康风险。观察到r.M.S.加速度下降0.46至0.79米/秒之间²（表3）。在LPDT NO T1和T4上进行额外的评估，以找到VDV_T.．VDV._T.值(10.91和18.16米/秒^1.75)显示，操作员正分别面临高度和中度的健康风险(表4)。

基本评估在两个LHD上进行。观察到LHD L1和LHD L2具有X轴作为主导轴_w值为0.77和1.01 m / s²．运营商暴露于适度的健康风险（表3）。只有LHD L2的嵴因子大于9.因此，进行了额外的评估。它显示了VDV._T.值为14.69 m / s^1.75他们的操作员使用HGCZ暴露于最小的健康风险（表4）。

地下电机平地机（RG1）的尺寸为下午0.62米/秒的加速度值²沿X轴是主要的振动轴。在曝光期间考虑时，操作员在HGCZ时暴露于最小的健康风险。

乳化炸药装药载体Charmec (C1)的振动主导轴为z轴。它的均方根加速度值为0.55 m/s²．运营商暴露于适度的健康风险。

一个32座位人员承运人（PC1）用于运输运营商和其他人。它显示Z轴作为使用具有r.m.S的基本评估标准作为主导振动轴。加速度为1.00米/秒²．额外的评估显示VDV_T.值为22.27 m / s^1.75（表4）

最高振动幅度为1.30,1.77和1.96米/秒²在水油轮（WT1），型多用途车辆（U1）和Millar（M1）（用于运输回填材料）。所有这些都具有Z轴作为振动曝光的主导轴。

表3：使用R.m.S值的振动曝光风险评估（n = 12）

否	设备名称及编号	振动轴	一种w（m / s2）	调整A.w(米/秒2）按比例因子k*	主导轴	暴露时间(小时)	健康风险（HGCZ）
1	LPDT - T1	x	0.38	0.53	z	6.	中等
		y	0.38	0.53
		z	0.79	0.79
2	LPDT - T2.	x	0.33	0.46	y	6.	中等
		y	0.44	0.62
		z	0.52	0.52
3.	LPDT - T3	x	0.37	0.52	y	6.	中等
		y	0.47	0.66
		z	0.46	0.46
4.	LPDT - T4	x	0.46	0.64	x	6.	中等
		y	0.38	0.53
		z	0.63	0.63
5.	LHD-L1	x	0.55	0.77	x	5.76	中等
		y	0.47	0.66
		z	0.59	0.59
6.	LHD-L2	x	0.72	1.01	x	5.76	中等
		y	0.56	0.78
		z	0.86	0.86
7.	地下电机平地机RG1	x	0.44	0.62	x	5.	最小的
		y	0.33	0.46
		z	0.4	0.4
8.	人员承运人PC 1	x	0.46	0.64	z	5.	中等
		y	0.45	0.63
		z	1	1
9.	1号洒水喷头	x	0.36	0．5	z	5.	高的
		y	0.43	0.6
		z	1.3	1.3
10	CharmecC1(炸药载体)	x	0.31	0.43	z	5.	中等
		y	0.37	0.52
		z	0.55	0.55
11	型效用车U1	x	0.51	0.71	z	2.5	高的
		y	0.41	0.57
		z	1.77	1.77
12	Millar M1（用于回填材料的运输）	x	0.38	0.53	z	4.	高的
		y	0.54	0.76
		z	1.96	1.96

*其中K._xk = 1.4,_y= 1.4，k_z= 1.0
**最小，中等和高是指未指明，指明和可能ISO标准的健康风险类别分别为2631-I：1997。

全身振动（WBV）研究总共进行了12种矿业机械。考虑到相应的暴露持续时间来分析结果，以预测使用ISO 2631-1：1997的不良健康影响的严重程度。发现十二个设备中的六个有峰值大于九个。所以我们考虑附加参数即振动剂量值（VDV）。表4显示了使用振动剂量值的振动暴露的风险评估。

表4。利用VDV值进行振动暴露风险评估(n=6)

否	设备名称及编号	主导轴	测量VDV (ms - 1.75)	VDV.T（MS-1.75）	健康风险（HGCZ）
1	LPDT - T1	z	10.8	18.16	高的
2	LPDT - T4	x	6.49	10.91	中等
3.	铲运机- L2	x	4.89	14.69	最小的
4.	个人运营商PC 1	z	9.73	22.27	中等
5.	效用Vehicle-U1	z	18.6	37.97	高的
6.	Millar-M1	z	20.2	41.83	高的

*最小，中等和高是指未指明，指明和可能ISO标准的健康风险类别分别为2631-I：1997。

讨论

地下矿山的全身振动暴露需要特别注意，因为这些机器在地下矿山的操作有多个限制。LPDTS T1和T4是转向操作的，操作员驱动它直截了当向前朝向前部。另外两个LPDT，T2和T3是操纵杆操作，操作者的视线垂直于机器的纵向轴线。前后振动（X轴）在T1和T4中占主导地位。但是T2和T3都有Y轴（横轴）作为主要振动轴。由于驾驶员在T2和T3中的姿势姿势相对于T1和T4处于90度，因此X和Y的基础轴的位置已经换了它们的各个位置。因此，T2和T3的Y轴仅为T1和T4的X轴。连同的是，所有LPDT都具有前后轴（X轴）作为振动的主要轴。结果似乎与Opencast Mines中的倾销器相比;一个带18个倾销器的一项研究显示Z轴作为它们的主导振动轴。¹⁰LPDT的高度很低，以适应通过地下隧道的机动。LPDT运营商必须以有限的速度操作设备;保持侧视镜和通路的持续注意，以避免在LPDT的外表面和地下矿井的隧道壁之间发生冲突。然而，任何操作员的驾驶的速度和风格肯定会影响当前加速度的变化（0.64至0.79 m / s²）.如果允许他们的病情进一步恶化，他们所有人都可能造成中度至较高的健康障碍风险。

装载拖车（L1和L2）操作员都暴露于适度的健康风险。它们都被发现将x轴作为主导振动轴，同时执行如扰动，漫游空和擦伤等任务。我们的结果与某些先前的地下LHD研究进展顺利，其中X轴是振动轴的主导轴和下午。加速度值在0.53至1.19米/秒的相似范围内²如前所述。^20.LHD与开放式铸造地雷的装载机很像。因此，运动主要在前后方向上。在开放铸造矿山19个装载机上进行的先前研究表明，其中79％将X轴作为主导振动轴。机器的工作实践有效地影响了任何轴的出现作为主要振动轴，因此任何身体部位或可能受到振动伤害的易感性。²¹装载机或铲运机的操作与突然的颠簸和冲击有关。这两种机器的操作特点是在前进和后退运动之间连续而有力的交替。因此，这些机器通常以x轴(前-后)为主导轴。

As suggested in the ISO 2631-1, a health-guidance caution zone (HGCZ) defined by values of A(8) of 0.43 and 0.87 m/s² r.m.s.The A(8) values for these two LHDs (L1 & L2) are 0.63 and 0.83 m/s² respectively, hence both had moderate health risks from vibration exposure at work. If operators of these LHDs work for six hours instead of 5.76 hour in a shift, it will pose high health risk to them which means this exposure is only marginally below the upper limit of HGCZ.

地下电机平地机算子暴露于最小的健康风险。座位状况非常好，机器运行得非常慢。它是轮胎安装的，必须仔细驱动，以拯救刀片击中侧壁。应该定期监测它以观察可能在很长一段时间内发生的任何恶化。

Charmec(爆炸性装药载体)的操作人员暴露在中等健康风险中，均方根加速度值为0.55 m/s²．座位状况很好。由于它拥有细长的车身结构，操作人员往往会把它开得非常快。如果驾驶速度放慢，风险可能会降到最低。

同样，通过VDV的基本评估和附加评估，人员携带者操作人员暴露在中度健康风险中_T。目前，该车辆每天大约行驶五次，有时还会根据需要处理额外的呼叫。随着巷道越深越低，总的移动时间会慢慢增加，从而增加了进一步增加振动暴露持续时间的风险。此外，汽车座椅悬架还带有调节系统，可根据驾驶员的体重进行高度调节。如果在其他必要的预防措施中进行座椅调整，风险可以降低到最低。

使用1.30米/秒的加速度将水喷水灭火器操作员暴露于高健康风险²和5个小时的暴露。该车辆为控制井下运输道路上的粉尘，进行了多次行车。它有一个固定的不可调节的座椅，它的状况是所有研究的设备中最差的。此外，驾驶速度相当高，这可以由操作人员控制，以减少自己的健康风险。

使用1.77米/秒的加速度，公用车辆运营商暴露于高健康风险²一次只暴露了2.5小时。根据VDV进行的额外评估仍然存在很高的风险_T.．该车辆用于携带设备备件，钻杆，食品和在地下地雷不同部门的饮用水供应。座位的状况非常差，车辆的整体维护不达到标记。高速，苛刻的制动，座椅状况不佳和维护不良的组合导致了操作员的高健康风险。

同样，Millar(用于回填材料运输)操作人员的健康风险为1.96 m/s²r.m.s.换档时加速度值和4小时的曝光。事实上，在如此高的振动水平，健康风险将保持高位，只有1小时35分钟的曝光在令人震惊的情况下。在研究期间，这辆车正在高速推动，运输路的状况也不好。

基于本研究，作者认为，通过可用的控制措施降低了暴露于振动冲出矿井的严重程度，包括改进运输路况和使用阀座悬架进行振动隔离。由于地下工作环境产生的许多不利因素，全身振动可能会增强已经强调的矿工的整体健康风险。然而，需要更多的样本来明确引起问题的严重程度，最重要的是，在促进矿业社区的更好职业健康方面需要增加这方面的意识。

结论

这项研究结论是，在这种地下矿井中使用LPDT，以通过普遍的振动强度和曝光持续时间对其运营商进行加载，拖运和卸载矿石。曝光持续时间较小或车辆加速时，所有运营商都将具有更高的健康风险。

除了lpdt外，所有lhd都以x轴(从前到后)作为振动的主导轴。因此，除了垂直轴(z轴)的调整外，这些车辆在x方向上也必须有减振设施。这些操作人员也有中等的健康风险。

由于高运行速度，水轮，型多用途车辆和Millar等具有很高的健康风险，这通常可以控制，以降低暴露风险。

座椅调整设施已经在许多车辆中提供，但司机没有正确了解他们。由于对暴露于振动的风险普遍缺乏意识，因此可以通过矿山的职业培训中心（VTC）定期组织意识和培训计划，以提高工作环境。

致谢

作者感谢国家矿工卫生研究所纳格普尔（印度）董事，为开展研究的所有必要设施以及根据研究文章的公布许可。

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