人機工程在煤礦機械設計中的應用

侯帥

摘要：我國煤礦資源豐富，在煤礦資源開采中應用的礦山機械產品較多。各類礦山機械操作復雜程度較高，震動性、噪聲與沖擊力較大，屬于重型機械機器。相關操作人員長期處于此類惡劣環境中展開生產操作，將會在工作情緒方面產生疲憊以及煩躁心理，對機器靈活操作會產生諸多負面影響，將會對煤礦整體生產操作效率產生較大負面影響。在目前社會發展新時期，人們對現代化煤礦機械設計提出的要求在不斷提升，目前在工作實踐中要注重做好人機工程應用，對煤礦機械高效化應用提供保障。

Abstract： China is rich in coal resources，and there are many mining machinery products used in the mining of coal resources. Related operators in such a harsh environment for a long time to carry out production operations，will have fatigue and irritability in the work mood， which will have a greater negative impact on the overall production and operation efficiency of the coal mine. In the new period of social development，people's requirements for modern coal mine machinery design are constantly improving.At present，we should pay attention to the application of man-machine engineering in the work practice，so as to provide guarantee for the efficient application of coal mine machinery.

關鍵詞：人機工程;煤礦機械;設計應用

Key words： ergonomics;coal mining machinery;design and application

中圖分類號：TD402? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0203-02

0? 引言

在我國社會現代化經濟發展中煤炭行業是重要的支撐行業，當前在煤礦開采以及生產中，逐步建立了機械化生產操作模式。煤礦生產過程中各類機械應用種類較多，涉及到諸多操作模式。加上煤礦機械設備應用中操作原理以及操作過程復雜性突出，加上礦井生產環境相對惡劣，噪聲、油污、粉塵等危害較大，對煤礦機械穩定操作應用會產生較大負面影響。從諸多操作人員個人角度來看，長期處于此類嘈雜、相對惡劣的環境中會由于個人緊張、疲憊等產生操作失誤問題，最終導致機械設備產生故障問題。在我國機械工業長期發展中，煤礦機械設計中對人機工程提出了更多更高要求，在煤礦機械設計中要合理應用人體工程學，降低人為操作導致故障發生概率。

1? 人機工程相關原理概述

人機工程主要是基于以人為本基本原則對機械設備全面展開高效化設計以及制造，便于技術人員進行有效操作。在人機工程發展中人是重要組成部分，基于以人為本發展思路構造與設計相關機械設備，對各個環節工程活動有效統籌。在煤礦機械設計中，人機工程項目中融入了工程技術學、人機界面互動、環境學、機械造型美學等諸多學科。在機械設備設計過程中，要注重綜合分析各類機械設備應用適應性，還要對人與機械設備對應的匹配性集中處理。現階段在煤礦機械操作過程中人機界面應用能得出，煤礦機械設計操作復雜程度較高，其中涉及到多項操作流程。在機械設備初期設計階段，要注重對機械設備實際用途與要完成的作業流程集中分析。在人機工程設計中，要注重從整體角度兼顧操作精準性、便捷性、科學性，集中優化人員操作方式，以此來強化機械設備整體運行效率，對設計中存有的各項問題集中控制。目前煤礦機械設備人機工程應用在全面滿足機械設備生產需求基礎上，要注重對人員操作穩定性與安全性集中控制[1]。

2? 人機工程對煤礦生產的重要性

現階段煤礦生產系統應用以及生產方式實踐中復雜程度較高，近年來隨著我國煤炭行業機械化發展進程加快，自動化趨勢逐步推進，煤礦機械應用覆蓋范圍較廣。近年來隨著煤礦機械應用普及度擴大，各類機械故障發生較多，礦井下設備應用以及生產人員面對著噪聲、粉塵、潮濕的環境，對井下人員與設備安全具有較大威脅，導致井下人員整體精神狀態變差，這樣將會導致操作故障問題發生，對井下生產作業穩定性具有較大威脅。隨著煤礦開采難度逐步提升，煤礦采掘機械化程度不斷提升，多類煤礦應用設備質量、體積、功率等方面不斷增大，設備造型、結構、操作復雜性提升，對操作技術人員個人技術能力具有較高要求。現階段要想全面實現煤礦安全穩定生產，要注重做好機械設備優化設計，全面強化煤礦機械設備人機工程應用效率，促使更多大型機械設備應用難度不斷優化，降低事故發生概率。所以現階段將人機工程應用到煤礦機械設備中，在機械設備設計中遵循以人為本基本原則，保障機械操作過程能有效適應技術人員操作習慣與生理特征，提高操作成效、擴大生產效益[2]。

3? 人機工程學指導采煤機設計的流程

3.1 系統分配

人機工程組成系統較為復雜，在采煤機械中要想提高應用成效，要注重基于不同系統中多類智能模塊有效分配來優化設計。在常規條件中，在人機系統分配中會涉及到設備、人員、環境等多項要素。要從局部上針對全局進行有效設計與優化，能全面強化系統運行性能。在智能化控制系統設計中，為了能最大程度適應不同機械工況運行中個性化發展需求，在設計中要注重突出個人重點，降低采煤生產難度，能對機械化生產依賴性集中控制[3]。

3.2 選定功能

當前各類功能模塊規范化選取對人機工程學在采煤機械設計中的應用價值會產生較大影響，主要是影響到機械設備與人體之間的實際匹配條件。現階段在日常操作發展中，過去傳統化設計理念應用中對設備完成情況會產生較大影響，對各類設備應用效率、精確性重視度較高。通過補充人機工程，要注重集中分析人的舒適度以及操作便捷性，之后注重進行功能配型[4]。

3.3 參數設定

在采煤機械設計中應用人體工程學，各項參數實際設置水平對人體工程學應用成效具有較大影響。當前在多項參數設置之前，相關設計人員要注重對使用者各項發展需求以及實際現狀集中分析。基于對應工況完成相應設計，在設計中要注重做好理論設計以及實踐修改操作，以此來全面強化人機工程整體配合度。

4? 人機工程在煤礦機械設計中的應用探析

4.1 全面優化人性化設計觀念

在煤礦機械設計中合理應用人性化設計理念，對設備應用效率以及整體應用成效具有較大影響。現階段人機界面有效優化容易被理解，但是也是設計中難以有效實現的部分。人機界面是人與機器之間有效實現多項信息交流傳遞的重要媒介，其要注重規范化設計，也要簡明設計，這樣能有效降低操作過程中諸多較高的技術要求，還能對高強度勞動狀態下操作失誤發生可能性集中控制。在部分工作面較為狹窄地方，傳統液壓支架應用中要注重通過手動方式進行液壓支架操作，這樣將會導致操作風險系數不斷擴大。在各項技術推動下，新型液壓支架全面發展，僅僅通過較為簡單的按鍵便能有效完成多項操作，這樣能全面提升應用成效。在人機界面優化中要注重融入人機工程理論，強化人機操作過程規范化認知，對材質、色彩、尺寸、操作方式等集中調控，突出煤礦機械產品設計人文特征[5]。

在人機數據互動中，主要是在人體工程學基礎上對功能學部分內容集中設計。其中操縱結構運動方向中，在設計環節中要能有效適應個人操作行為規范，這樣能全面提升操縱便捷化程度，還能對操縱過程中疲勞操作情況集中優化。在采煤機滾筒把手設計中要注重與操作方向保持一致，這樣能引導操作人員基于自身身體重力實現有效操作，這樣能對整體操作難度以及基本勞動強度合理控制，不會誘發較為嚴重的安全事故問題。

造型美觀度是目前設備規劃設計中容易忽視的重要環節，主要是由于諸多設計人員在設計中更注重突出實用性特征。在當前人機關系控制中，機械操作人員長期在枯燥的勞動過程中，與舒適度、感覺度較差的設備一起工作，對個人心情會產生較大負面影響，對安全生產具有較大負面影響。目前造型舒適度對員工個人幸福感全面提升具有較大影響，能保障人員放下工作疲憊，提高工作質量。比如在絞車房中絞車手柄設計過程中，主要是選取球形以及弧形設計方式，這樣能積極展示更為全面的人機關系，有效強化操作人員整體體驗感受[6]。

4.2 合理選取機械設備“安全色”

在人機工程學中心理學相關內容中機械設備安全色是重要內容，其主要是在相對穩定的環境中，通過安全色能有效傳遞出良好的視覺語言。此類視覺語言屬于警戒信號與安全信號，煤礦生產操作中風險系數較高。加上生產環境中大多都是黑色、灰褐色沉積巖，長期處于此類環境中生產將會對個人情緒產生負面影響。通過設備設計來集中優化井底視覺環境，能促使工人保持良好的工作積極性以及精神狀態，有助于提高個人工作效率，對各類安全事故集中控制[7]。

4.3 對噪聲環境有效控制

噪聲對于個人聽力會產生持久性、永久性損害問題，將會導致個人情緒不穩定、變的焦慮，精神無法保持高度集中。加上噪聲問題影響也會對安全信號傳遞產生負面影響，會誘發諸多安全事故。在目前煤礦生產操作中，會應用到諸多噪聲較大的應用設備。比如局部通電機、風鉆等，針對此類噪聲較大的設備應用，在設計中要注重做好噪聲控制，基于震動頻率有效控制能全面提升設備運行穩定性，對不平衡震動集中控制，來提升噪聲控制效果。

4.4 做好人機數據關系處理

現階段人機關系有效處理主要是基于人機測量基礎上，是全面實現人機工程在煤炭設備設計中的重點環節。其中主要包含肌肉疲勞程度測量、體積測量、尺度測量、力量與動態測量等。主要包含裝載機油門踏板、駕駛座前后移動距離等，此類設計看似簡單，但是對不同駕駛人員以及操作人員會產生較大影響，對多環節人機關系集中處理，能有效控制各項安全隱患，全面強化人機工程學在設計領域中的應用價值[8]。

5? 結語

目前在機械化時代快速發展中，在煤礦生產領域發展中各類機械設備應用范圍在逐步擴大。現階段諸多機械設備開始趨向于自動化、智能化、專業化方向全面發展。人機工程學是優化人機關系的有效保障，其基本應用成效對機械設備運行效率與運行質量具有較大影響。現階段要注重遵循人性化設計理念，優化機械設備安全性，實現噪聲控制，對人機數據關系集中處理。掌握人機工程學相關內涵，融入更多設計理念，提高煤礦機械設備設計成效，實現煤礦生產行業長遠穩定發展。

參考文獻：

[1]李遼寧.人機工程在煤礦機械設計中的應用[J].建筑工程技術與設計，2020（6）：170.

[2]郭俊杰.人機工程在煤礦機械設計中的應用[J].當代化工研究，2020（2）：21-22.

[3]陳坤鵬.人機工程在煤礦機械設計中的應用探析[J].大科技，2020（32）：164-165.

[4]趙朗岐.人機工程在煤礦機械設計中的應用[J].中國高新區，2019（18）：134.

[5]高平.關于人機工程在煤礦機械設計中的應用探討[J].百科論壇電子雜志，2019（18）：420.

[6]陳世海.人機工程在煤礦機械設計中的應用[J].大科技，2018（26）：273-274.

[7]張馳.人機工程在煤礦機械設計中的應用探討[J].化工管理，2018（11）：163.

[8]陶杰.人機工程在煤礦機械設計中的應用研究[J].機械管理開發，2018，33（3）：30-31，40.