王藝， 王宏付

(江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

礦工，是一個危險性較高的職業(yè)。惡劣的工作環(huán)境，頻頻發(fā)生的事故，使得他們每天都把自己的生命握在手上，亦或交給未知的一片漆黑中。在對人道主義和人文精神高度重視的今天，以“人”為中心展開的設(shè)計思考是當(dāng)代設(shè)計師首要遵循的設(shè)計思路，它體現(xiàn)了人文關(guān)懷和對人性的尊重[1]。在“安全保護性、功能效率性、時尚美觀性”的設(shè)計總則下，礦工防護服一切圍繞人性化視域的角度展開設(shè)計[2]，使防護服更好地服務(wù)于從業(yè)者，讓生活和生產(chǎn)趨于更加安全、舒適、高效。

1 煤礦工人工種劃分

各行各業(yè)都需要明確的分工和職責(zé)劃分，尤其像煤炭開采這樣危險性行業(yè)，更加需要工人明確自身的崗位和職責(zé)，使得安全培訓(xùn)更具有針對性，并提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全。根據(jù)國家安監(jiān)總局施行的煤礦安全作業(yè)相關(guān)規(guī)定和各地方有關(guān)煤礦井下人員培訓(xùn)的相關(guān)文件，劃分出了8個部門和71個煤礦井下工種，并提出了相應(yīng)建議。8個部門具體包括：采煤、掘進、機電、運輸、通風(fēng)、防突、地測、安監(jiān)部門。各個煤礦企業(yè)在這8個部門下安排布置的操作人員崗位大同小異，功能上也都基本相同，只是各礦區(qū)及所屬集團公司、礦務(wù)局等由于地理環(huán)境、歷史等原因而造成名稱上的不同。按生產(chǎn)過程中的作業(yè)方式和功能確定了10 種作業(yè)類型，它們分別是: 井下電氣作業(yè)、井下爆破作業(yè)、安全檢測監(jiān)控作業(yè)、瓦斯檢查作業(yè)、安全檢查作業(yè)、運輸操作作業(yè)、采掘操作作業(yè)、瓦斯抽采作業(yè)、煤礦防突作業(yè)、煤礦地測作業(yè)[3]。具體作業(yè)類型如圖1 所示。

圖1 煤礦工人井下作業(yè)類型Fig.1 Underground job type of coal mine worker

2 動作分析

根據(jù)對模擬礦井的調(diào)研以及煤礦工人實操培訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)資料的搜集分析，選擇3個代表性部門(掘進、采煤、機電)的作業(yè)動作，對其常用姿勢和工作服易磨損部位進行分析。

因煤礦井下特殊的工作環(huán)境，工人常被迫采取的體位有蹲位、坐位、站位、彎腰體位。掘進組負(fù)責(zé)巷道的開采與挖掘，有打眼、安裝錨桿等工作，通常選擇雙手托舉打眼機器，直立或單腿重心的姿勢；采煤工負(fù)責(zé)落煤(爆破)、裝煤(人工)、運煤(溜子、皮帶)等，通常采用手持鐵鍬攉煤姿勢，雙腿彎曲、雙腿重心交替；機電組負(fù)責(zé)井下電器的安裝、維修等，直立最少，多處于蹲位、跪姿、雙腿彎曲或雙手抬起維修上部電器[4]。還有因巷道的低矮，礦工不能直立行走，必須選擇在巷道以及狹小空間中爬行；機械操作工通常采用站姿或坐姿等常用姿勢。通過對煤礦工人工種的劃分以及不同工種所負(fù)責(zé)的工作分析，匯總其常用動作，具體如圖2所示。

圖2 常用動作分析Fig.2 Common action analysis

表1列出了不同動作下服裝易磨損區(qū)域和設(shè)計建議。

表1服裝易磨損區(qū)域和設(shè)計建議

Tab.1Easylywearareaandsuggesteddesignanalysistable

代表工種易磨損區(qū)域設(shè)計建議采煤等膝、肘關(guān)節(jié)加厚、耐磨面料做護膝、護肘掘進、采煤等膝、肘關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)處收省道安監(jiān)等臀部加厚、耐磨面料，加大放松量機電等膝、肘關(guān)節(jié)及脛骨外側(cè)使用加厚、柔軟面料機電、通風(fēng)等腋下腋下采用彈性、透氣織物面料所有膝、肘關(guān)節(jié)及脛骨外側(cè)使用加厚、柔軟面料

3 設(shè)計要素

3.1 面料的性能要求

面料的性能是由組成面料的纖維、紗線、組織結(jié)構(gòu)和紡、織及后整理工藝所決定的[2]。在煤礦防護服的設(shè)計中，面料的選擇需針對井下特殊的環(huán)境以及特殊工種的工作要求而定。針對井下粉塵、靜電、高溫高濕等特點，要求防護服面料需具有防塵、抗靜電、阻燃、拒油污、拒水等性能。在面料織造過程中加入導(dǎo)電絲，使面料具有導(dǎo)電功能，能夠更好地消除工作環(huán)境內(nèi)的靜電。選擇純棉渦流紡紗線，透氣導(dǎo)濕。采用普魯苯法對面料進行阻燃整理和“三防”處理，使面料具有防油、防污、防水的功能，使織物具有不受污染的特性，不易滲入污漬，從而延長了服裝的洗滌間隔，也延長了防護服的使用壽命[4]。另外，面料還需耐磨性、輕薄、透氣，適應(yīng)大幅度運動的要求，關(guān)節(jié)處等拉伸大的部位可拼接彈性面料。

3.2 防護性設(shè)計要求

3.2.1可識別性 反光條是防護服設(shè)計中增強可識別性的重要元素，在昏暗環(huán)境下，容易識別的顏色有白、黃、黃橙、黃綠、橙色[5]。2014年以來，中國大部分城市交警都統(tǒng)一更換新式熒光黃防護衣上路執(zhí)勤，有效地維護交警的人身安全，實踐證明熒光黃色的視覺可識別度較高。

3.2.2領(lǐng)部結(jié)構(gòu) 根據(jù)筆者在中國煤炭博物館模擬地下礦井的調(diào)研，機械化的引入在很大程度上改變了傳統(tǒng)的井下作業(yè)模式，但是特殊的作業(yè)環(huán)境很難改善，尤其是粉塵對礦工生命安全威脅極大，因吸食大量粉塵污染物造成的塵肺病，不可逆轉(zhuǎn)且很難治愈，給無數(shù)礦工以及礦工家庭帶來了巨大的身心傷痛。因此，防塵在煤礦工人防護服設(shè)計中是不容忽視的要素。領(lǐng)部是服裝上最接近口鼻的部位，通過對領(lǐng)部進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，可阻擋煤礦工人對粉塵的吸食。

3.2.3口袋結(jié)構(gòu) 國外的防護服設(shè)計中，多采用無口袋設(shè)計。一方面可以避免機械勾掛，同時防止在發(fā)生事故時手正好放在口袋內(nèi)不能更好地保護自己。但是口袋可以解決一部分工具攜帶的問題，采用帶袋蓋或拉鏈的形式，可以避免普通口袋帶來的安全隱患，也可以方便礦工隨身攜帶工具。

3.2.4膝、肘部結(jié)構(gòu) 井下作業(yè)動作具有其特殊性，勞動強度大。下彎、伸肘等動作很多，服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須運用人體工效學(xué)原理。研究井下作業(yè)環(huán)境中人體—服裝—環(huán)境的系統(tǒng)特點，建立合理的服裝“衣環(huán)境”，除溫度濕度的調(diào)節(jié)作用外，也應(yīng)為動作的實施創(chuàng)造舒適的環(huán)境[6]。服裝作為人體第二層皮膚，井下作業(yè)服應(yīng)側(cè)重礦工井下作業(yè)的舒適性要求。根據(jù)動作分析，膝肘部是最容易磨損部位，加厚和使用耐磨面料可以增加舒適度并且使織物更加耐磨。另外，收省道隆起，可為大幅度動作提供活動空間。

根據(jù)煤礦工人井下作業(yè)常用動作和環(huán)境因素，總結(jié)礦工防護服結(jié)構(gòu)功能性設(shè)計要素，具體見表2。

表2 設(shè)計要素分析

4 礦工防護服設(shè)計

4.1 礦工防護服設(shè)計效果

文中設(shè)計了一款礦工防護服，整體效果如圖3所示。

圖3 效果示意Fig.3 Effect diagram

4.2 款式結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析

礦工防護服的款式如圖4所示。

圖4 款式示意Fig.4 Style diagram

4.2.1領(lǐng)部與防塵口罩結(jié)合 礦井中空氣流通較差，有害粉塵顆粒物濃度很高，當(dāng)煤礦工人執(zhí)行圖2中的動作1，2時，最容易受到揚塵煤粉顆粒的侵襲。在中國統(tǒng)計的塵肺病人中，80%是煤工塵肺，發(fā)病率潛伏期在10年以上，特別是一些私人煤窯，很少會使用防塵、除塵設(shè)施，幾乎完全暴露在粉塵中。文中采用領(lǐng)部與防塵口罩可拆卸設(shè)計，拉鏈拼接。一般的煤礦用防塵口罩最多可清洗十次，它與服裝的壽命不同。領(lǐng)部口罩可拆卸設(shè)計可及時更換口罩部分，保證口罩部分的防塵性，也不會因兩部分使用壽命不同而造成服裝的浪費。雙層面料中夾層為濾料纖維及活性炭，有攔截、吸附粉塵顆粒的作用[7]。礦工防護服領(lǐng)部與防塵口罩細(xì)節(jié)設(shè)計如圖5所示。領(lǐng)部中植入防塵口罩，二合一的設(shè)計方便礦工穿戴，彌補容易遺漏防塵口罩的缺點，能有效地通過防護服阻擋礦工對粉塵的吸食，極大程度地降低塵肺病等一系列呼吸疾病的發(fā)病率。

圖5 領(lǐng)部與防塵口罩結(jié)合設(shè)計Fig.5 Combination of collar and dust mask

4.2.2反光條 礦工有時需要在光線微弱的巷道中作業(yè)，易在過于黑暗的環(huán)境中誤傷自己和同事[8]。多處反光條的設(shè)計能增強可識別性，避免誤傷。防護服上身中反光條集中在手臂兩側(cè)，因為手臂運動頻繁且運動幅度較大，上肢反光條隨人體的運動而晃動可增強識別性。褲裝中反光條位于兩腿外側(cè)縫，通過腿部運動帶動反光條運動。通過反光條在服裝上的位置設(shè)計，增強整體的時尚感。

4.2.3連體設(shè)計 現(xiàn)有礦工工作服大多為分體設(shè)計，因井下悶熱潮濕的環(huán)境，很多礦工會選擇只穿下裝，裸露著上半身，這種違規(guī)行為極易將自己劃傷。連體的設(shè)計能避免工人偷懶不穿著整套防護服，同時穿脫便捷，可使服裝更好地保護人體。

4.2.4護膝 針對圖2中動作1，2，4，6等易磨損膝、肘關(guān)節(jié)等部位，護肘、護膝處選擇耐磨損面料，省道起拱，為手臂彎曲和下蹲提供空間，使得動態(tài)下穿著更舒適。加厚的關(guān)節(jié)處在肘部、膝蓋、小腿等接觸墻壁、地面時更加柔軟舒適，減少工人不適，保護關(guān)節(jié)。

4.2.5頭圈 松緊橡膠材質(zhì)，使用領(lǐng)部防塵口罩時套在頭上，讓口罩與面部更貼合。后部有防滑設(shè)計，防止滑落，使得穿戴更牢靠。

4.2.6口袋 拉鏈的設(shè)計如圖6所示。圖6中上裝口袋開口拉鏈位于反光條上，為隱形運動拉鏈，與普通口袋相比可避免鉤掛，同時發(fā)光材質(zhì)易于礦工在昏暗中找到口袋位置。隱形運動拉鏈的使用，提高實用性，并融入時尚元素。

圖6 拉鏈Fig.6 Zipper

4.2.7工具袋 多口袋設(shè)計，方便攜帶工具，有袋蓋，避免鉤掛危險。

4.2.8褶裥 提供后背活動松量。

4.2.9透氣面料 透氣面料及防護服腋下結(jié)構(gòu)見圖7和圖8。根據(jù)圖2動作5，可知腋下面料拉伸較大，且大多數(shù)工作服腋下面料和衣身一致，為增強透氣性和彈性，選擇網(wǎng)眼彈性面料做拼接。

圖7 透氣面料Fig.7 Breathable fabric

圖8 腋下結(jié)構(gòu)Fig.8 Structure under the arm

4.2.10橡筋線 后腰采用收褶裥、抽橡筋線設(shè)計，收腰設(shè)計靈活方便且美觀。

4.2.11袖口、褲腳口 圖9為袖口、褲腳口結(jié)構(gòu)。采用拉鏈?zhǔn)饺切尾迤确奖愦┟?，又可以收緊袖口、褲腳口，減少大幅度運動時的裸露皮膚面積[9]，防止灰塵進入。

圖9 袖口、褲腳口結(jié)構(gòu)Fig.9 Structure of cuffs

5 結(jié)語

文中針對煤礦工人井下作業(yè)動作分析的防護服設(shè)計，符合新時代的礦工防護服的設(shè)計要求和理念。使防護服細(xì)節(jié)設(shè)計的針對性更強，提升工人穿著的安全性、舒適度，有利于提高工作效率；融入時尚設(shè)計元素，打破工作服的原貌，能夠體現(xiàn)職業(yè)特點，因工作裝的設(shè)計給特殊行業(yè)從業(yè)者心理帶來職業(yè)歸屬感和自豪感。

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