人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李延峰 呂倩

摘 要：人機(jī)工程對(duì)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全、效率和成本等方面具有深遠(yuǎn)的影響。根據(jù)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械事故分析，能夠得知在煤礦機(jī)械操作過(guò)程中，人的不安全行為是造成事故產(chǎn)生的原因之一。為此，應(yīng)當(dāng)提出以人為核心的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)礦山作業(yè)的實(shí)際情況，通過(guò)人機(jī)工程的操作，提高其工作效率。此次論文主要探討的是人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程;煤礦機(jī)械;設(shè)計(jì);應(yīng)用

人機(jī)工程主要探究的是人、機(jī)械和環(huán)境三個(gè)方面之間的聯(lián)系。我國(guó)煤礦豐富，且相對(duì)應(yīng)的煤礦機(jī)械產(chǎn)品也較多。而一般這一類機(jī)械的操作工序繁雜，且需要長(zhǎng)時(shí)間工作，工作環(huán)境較為惡劣。而隨著時(shí)代的推移，社會(huì)的發(fā)展，煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)更加注重人性化設(shè)計(jì)，以改善人為工作條件為核心，所以，人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越重要。

一、煤礦生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人機(jī)工程的基本需求

煤礦是一項(xiàng)生產(chǎn)系統(tǒng)較為繁雜的行業(yè)，也是高危行業(yè)之一。在煤礦井下生產(chǎn)操作中，人，機(jī)械設(shè)備除了會(huì)受到煤礦井下自然災(zāi)害的危害以外，其井下的操作環(huán)境也較差，如工作空間小，比較潮濕，光線昏暗，粉塵含量較為嚴(yán)重，且存在一定的有害氣體，會(huì)對(duì)人的身體健康造成一定的影響等。而這些惡劣的工作條件，會(huì)直接影響到井下工作人員的精神，工作效率等，導(dǎo)致工作人員操作失誤，造成安全事故發(fā)生。因此，伴隨著煤礦企業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)備各方面的要求越來(lái)越多，要求從人機(jī)工程學(xué)的角度分析，進(jìn)行合理的人性設(shè)計(jì)，根據(jù)安全生產(chǎn)的需求等進(jìn)行多方面的考慮，從而改善井下的工作環(huán)境。

二、人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

1.以人性化為核心，進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)

當(dāng)前，我國(guó)煤礦井下作業(yè)條件較差，工人綜合能力和專業(yè)素養(yǎng)不高，且勞動(dòng)強(qiáng)度較大，所以，對(duì)人的各方面，如適應(yīng)力，工作強(qiáng)度等都具有較高的要求。因此，從機(jī)械角度出發(fā)，進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì)，減輕工作人員的工作壓力是非常重要的。通過(guò)人性化的設(shè)計(jì)，能夠有效減少工作人員的工作強(qiáng)度，降低操作失誤發(fā)生的幾率，且提高整體的勞動(dòng)效率，為現(xiàn)場(chǎng)的操作人員提供一定的安全保障。通常情況下，人性化設(shè)計(jì)主要是以人機(jī)工程的理論為主，通過(guò)人，機(jī)械和環(huán)境的一體化，進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，做到功能合理分配。它包含的主要內(nèi)容主要有三點(diǎn)：第一，人機(jī)界面的優(yōu)化。人機(jī)界面指的是人與機(jī)械之間，進(jìn)行信息交流和共享的載體。所以，這個(gè)界面要求設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單清晰。比如，在煤礦井下作業(yè)時(shí)，可以采用新的液壓支架，運(yùn)用電腦系統(tǒng)進(jìn)行操作控制，以此解決以往機(jī)械操作繁雜的難點(diǎn)。第二，人機(jī)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。這一方面，主要是考慮人體功能學(xué)，根據(jù)人體的操作行為表現(xiàn)和肢體語(yǔ)言的表現(xiàn)形式，合理設(shè)計(jì)操作機(jī)械功能區(qū)域，如操作桿，腳踏等，應(yīng)當(dāng)根據(jù)操作人員的習(xí)慣，保持合理的高度。第三，造型美觀。很多煤礦機(jī)械并不注重外觀方面的設(shè)計(jì)，款式單一，缺乏特色，所以，給人的感覺(jué)也十分單一。因此，井下的操作人員在長(zhǎng)時(shí)間操作機(jī)械之后，很容易因?yàn)榍榫w方面的變化，而出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r，從而影響了生產(chǎn)的效率，甚至造成一定的安全事故。因此，機(jī)械外觀的造型，也需要予以重視。

2.煤礦機(jī)械設(shè)備實(shí)施“安全色”

安全色主要是通過(guò)視覺(jué)上的沖擊，表達(dá)一種安全的理念，以此刺激相關(guān)的工作人員。煤礦行業(yè)的工作場(chǎng)所比較特色，其周邊的工作環(huán)境大多數(shù)都是巖體或者煤礦的顏色，如黑色，褐色等，顏色暗沉，缺乏生命力，所以，長(zhǎng)時(shí)間感染，很容易形成一種壓迫的視覺(jué)環(huán)境，給工作人員在精神上帶來(lái)一定的壓力和緊迫感。因此，長(zhǎng)時(shí)間工作之后，很多工作人員會(huì)感覺(jué)工作單一，容易精神疲倦，從而出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r。為此，在機(jī)械設(shè)備的顏色方面，應(yīng)當(dāng)注重色彩方面的搭配設(shè)計(jì)，根據(jù)相關(guān)的理論，改善煤礦井下的視覺(jué)環(huán)境，讓工作人員能夠有不一樣的工作色彩，從而改善工作人員的精神狀態(tài)。而當(dāng)前人機(jī)工程技術(shù)中，已經(jīng)將色彩融入其中，主要以紅黃藍(lán)綠等比較顯眼的顏色為主，如液壓支架、運(yùn)輸機(jī)等，會(huì)根據(jù)這些機(jī)械設(shè)備的操作環(huán)境，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)環(huán)境相反的顏色，從而形成顏色對(duì)比刺激。這樣，既可以消除現(xiàn)場(chǎng)工作人員的視覺(jué)疲勞，豐富工作環(huán)境的色彩，讓工作人員能夠保持愉悅的心情，進(jìn)行工作。也能夠讓相關(guān)的操作人員迅速辨識(shí)這些機(jī)械。

3.煤礦井下信號(hào)的發(fā)布

煤礦井下的燈光和聲音信號(hào)的傳遞，都會(huì)受到井下昏暗的環(huán)境以及嘈雜聲音的影響。那么，如何使煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，讓相關(guān)的信號(hào)能夠迅速傳遞到人或者機(jī)械呢？是當(dāng)前值得深思的一個(gè)問(wèn)題，如瓦斯超限的警報(bào)，礦車(chē)行駛的信號(hào)燈等。在傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)布中，大多數(shù)都是以燈光或者鈴聲進(jìn)行傳遞信號(hào)。而近幾年來(lái)，井下的信號(hào)能夠?qū)艄夂吐曇敉桨l(fā)出，也就是當(dāng)前的聲光信號(hào)器，它是一種現(xiàn)代化的煤礦機(jī)械設(shè)備，主要運(yùn)用在井下作業(yè)方面，通過(guò)聲音和燈光等對(duì)作業(yè)的工作面所處的狀態(tài)，發(fā)出安全指令。比如，絞車(chē)操作人員，需要確認(rèn)，周邊通道是否存在阻礙，如浮石等等。

4.改善煤礦噪聲環(huán)境

煤礦井下的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備較多，且各個(gè)設(shè)備的功率都比較大，所以，井下的噪聲污染比較嚴(yán)重，而且，井下操作的工作空間較小，很多噪聲都會(huì)疊加在一起，形成較大的噪音，所以，煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境中，噪音問(wèn)題是比較關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題。而且，噪音的危害較大，如噪音會(huì)損傷現(xiàn)場(chǎng)工作人員的聽(tīng)力能力，導(dǎo)致井下作業(yè)人員無(wú)法正常與外界進(jìn)行交流。而且，刺耳的噪音，很容易影響現(xiàn)場(chǎng)操作人員的情緒，導(dǎo)致操作人員注意力分散，從而操作不當(dāng)，又或者噪音的聲音過(guò)大，完全掩蓋了一些安全指令或者信號(hào)發(fā)布的聲音，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，信息傳遞錯(cuò)誤等情況。為此，一直以來(lái)，在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)方面，主要針對(duì)噪音方面控制的設(shè)計(jì)，已經(jīng)逐漸加強(qiáng)，比如減少不平衡的振動(dòng)，改變風(fēng)機(jī)共振構(gòu)件的固有頻率等，通過(guò)多種途徑，有效控制噪音的產(chǎn)生。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人機(jī)工程技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用，不但需要貫徹人性化的設(shè)計(jì)，讓人與人，人與機(jī)械之間安全交流，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)有效控制，通過(guò)人機(jī)界面的操作，合理安排每一個(gè)工作環(huán)節(jié)，以此提高相關(guān)工作的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]高煥，劉瀟驍.分析現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013，（05）：32-33.

[2]李紅濤，張驎.人機(jī)工程在煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].礦山機(jī)械，2013，（05）：1-4.

[3]魏軍英，李士陽(yáng).現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2012，（04）：23-24.

[4]李剛，朱華，吳兆宏，葛世榮.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2012，（09）：80-83.