人机工程在煤矿机械设计中的应用

侯帅

摘要：我国煤矿资源丰富，在煤矿资源开采中应用的矿山机械产品较多。各类矿山机械操作复杂程度较高，震动性、噪声与冲击力较大，属于重型机械机器。相关操作人员长期处于此类恶劣环境中展开生产操作，将会在工作情绪方面产生疲惫以及烦躁心理，对机器灵活操作会产生诸多负面影响，将会对煤矿整体生产操作效率产生较大负面影响。在目前社会发展新时期，人们对现代化煤矿机械设计提出的要求在不断提升，目前在工作实践中要注重做好人机工程应用，对煤矿机械高效化应用提供保障。

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.

关键词：人机工程;煤矿机械;设计应用

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

中图分类号：TD402                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）01-0203-02

0  引言

在我国社会现代化经济发展中煤炭行业是重要的支撑行业，当前在煤矿开采以及生产中，逐步建立了机械化生产操作模式。煤矿生产过程中各类机械应用种类较多，涉及到诸多操作模式。加上煤矿机械设备应用中操作原理以及操作过程复杂性突出，加上矿井生产环境相对恶劣，噪声、油污、粉尘等危害较大，对煤矿机械稳定操作应用会产生较大负面影响。从诸多操作人员个人角度来看，长期处于此类嘈杂、相对恶劣的环境中会由于个人紧张、疲惫等产生操作失误问题，最终导致机械设备产生故障问题。在我国机械工业长期发展中，煤矿机械设计中对人机工程提出了更多更高要求，在煤矿机械设计中要合理应用人体工程学，降低人为操作导致故障发生概率。

1  人机工程相关原理概述

人机工程主要是基于以人为本基本原则对机械设备全面展开高效化设计以及制造，便于技术人員进行有效操作。在人机工程发展中人是重要组成部分，基于以人为本发展思路构造与设计相关机械设备，对各个环节工程活动有效统筹。在煤矿机械设计中，人机工程项目中融入了工程技术学、人机界面互动、环境学、机械造型美学等诸多学科。在机械设备设计过程中，要注重综合分析各类机械设备应用适应性，还要对人与机械设备对应的匹配性集中处理。现阶段在煤矿机械操作过程中人机界面应用能得出，煤矿机械设计操作复杂程度较高，其中涉及到多项操作流程。在机械设备初期设计阶段，要注重对机械设备实际用途与要完成的作业流程集中分析。在人机工程设计中，要注重从整体角度兼顾操作精准性、便捷性、科学性，集中优化人员操作方式，以此来强化机械设备整体运行效率，对设计中存有的各项问题集中控制。目前煤矿机械设备人机工程应用在全面满足机械设备生产需求基础上，要注重对人员操作稳定性与安全性集中控制[1]。

2  人机工程对煤矿生产的重要性

现阶段煤矿生产系统应用以及生产方式实践中复杂程度较高，近年来随着我国煤炭行业机械化发展进程加快，自动化趋势逐步推进，煤矿机械应用覆盖范围较广。近年来随着煤矿机械应用普及度扩大，各类机械故障发生较多，矿井下设备应用以及生产人员面对着噪声、粉尘、潮湿的环境，对井下人员与设备安全具有较大威胁，导致井下人员整体精神状态变差，这样将会导致操作故障问题发生，对井下生产作业稳定性具有较大威胁。随着煤矿开采难度逐步提升，煤矿采掘机械化程度不断提升，多类煤矿应用设备质量、体积、功率等方面不断增大，设备造型、结构、操作复杂性提升，对操作技术人员个人技术能力具有较高要求。现阶段要想全面实现煤矿安全稳定生产，要注重做好机械设备优化设计，全面强化煤矿机械设备人机工程应用效率，促使更多大型机械设备应用难度不断优化，降低事故发生概率。所以现阶段将人机工程应用到煤矿机械设备中，在机械设备设计中遵循以人为本基本原则，保障机械操作过程能有效适应技术人员操作习惯与生理特征，提高操作成效、扩大生产效益[2]。

3  人机工程学指导采煤机设计的流程

3.1 系统分配

人机工程组成系统较为复杂，在采煤机械中要想提高应用成效，要注重基于不同系统中多类智能模块有效分配来优化设计。在常规条件中，在人机系统分配中会涉及到设备、人员、环境等多项要素。要从局部上针对全局进行有效设计与优化，能全面强化系统运行性能。在智能化控制系统设计中，为了能最大程度适应不同机械工况运行中个性化发展需求，在设计中要注重突出个人重点，降低采煤生产难度，能对机械化生产依赖性集中控制[3]。

3.2 选定功能

当前各类功能模块规范化选取对人机工程学在采煤机械设计中的应用价值会产生较大影响，主要是影响到机械设备与人体之间的实际匹配条件。现阶段在日常操作发展中，过去传统化设计理念应用中对设备完成情况会产生较大影响，对各类设备应用效率、精确性重视度较高。通过补充人机工程，要注重集中分析人的舒适度以及操作便捷性，之后注重进行功能配型[4]。

3.3 参数设定

在采煤机械设计中应用人体工程学，各项参数实际设置水平对人体工程学应用成效具有较大影响。当前在多项参数设置之前，相关设计人员要注重对使用者各项发展需求以及实际现状集中分析。基于对应工况完成相应设计，在设计中要注重做好理论设计以及实践修改操作，以此来全面强化人机工程整体配合度。

4  人机工程在煤矿机械设计中的应用探析

4.1 全面优化人性化设计观念

在煤矿机械设计中合理应用人性化设计理念，对设备应用效率以及整体应用成效具有较大影响。现阶段人机界面有效优化容易被理解，但是也是设计中难以有效实现的部分。人机界面是人与机器之间有效实现多项信息交流传递的重要媒介，其要注重规范化设计，也要简明设计，这样能有效降低操作过程中诸多较高的技术要求，还能对高强度劳动状态下操作失误发生可能性集中控制。在部分工作面较为狭窄地方，传统液压支架应用中要注重通过手动方式进行液压支架操作，这样将会导致操作风险系数不断扩大。在各项技术推动下，新型液压支架全面发展，仅仅通过较为简单的按键便能有效完成多项操作，这样能全面提升应用成效。在人机界面优化中要注重融入人机工程理论，强化人机操作过程规范化认知，对材质、色彩、尺寸、操作方式等集中调控，突出煤矿机械产品设计人文特征[5]。

在人机数据互动中，主要是在人体工程学基础上对功能学部分内容集中设计。其中操纵结构运动方向中，在设计环节中要能有效适应个人操作行为规范，这样能全面提升操纵便捷化程度，还能对操纵过程中疲劳操作情况集中优化。在采煤机滚筒把手设计中要注重与操作方向保持一致，这样能引导操作人员基于自身身体重力实现有效操作，这样能对整体操作难度以及基本劳动强度合理控制，不会诱发较为严重的安全事故问题。

造型美观度是目前设备规划设计中容易忽视的重要环节，主要是由于诸多设计人员在设计中更注重突出实用性特征。在当前人机关系控制中，机械操作人员长期在枯燥的劳动过程中，与舒适度、感觉度较差的设备一起工作，对个人心情会产生较大负面影响，对安全生产具有较大负面影响。目前造型舒适度对员工个人幸福感全面提升具有较大影响，能保障人员放下工作疲惫，提高工作质量。比如在绞车房中绞车手柄设计过程中，主要是选取球形以及弧形设计方式，这样能积极展示更为全面的人机关系，有效强化操作人员整体体验感受[6]。

4.2 合理选取机械设备“安全色”

在人机工程学中心理学相关内容中机械设备安全色是重要内容，其主要是在相对稳定的环境中，通过安全色能有效传递出良好的视觉语言。此类视觉语言属于警戒信号与安全信号，煤矿生产操作中风险系数较高。加上生产环境中大多都是黑色、灰褐色沉积岩，长期处于此类环境中生产将会对个人情绪产生负面影响。通过设备设计来集中优化井底视觉环境，能促使工人保持良好的工作积极性以及精神状态，有助于提高个人工作效率，对各类安全事故集中控制[7]。

4.3 对噪声环境有效控制

噪声对于个人听力会产生持久性、永久性损害问题，将会导致个人情绪不稳定、变的焦虑，精神无法保持高度集中。加上噪声问题影响也会对安全信号传递产生负面影响，会诱发诸多安全事故。在目前煤矿生产操作中，会应用到诸多噪声较大的应用设备。比如局部通电机、风钻等，针对此类噪声较大的设备应用，在设计中要注重做好噪声控制，基于震动频率有效控制能全面提升设备运行稳定性，对不平衡震動集中控制，来提升噪声控制效果。

4.4 做好人机数据关系处理

现阶段人机关系有效处理主要是基于人机测量基础上，是全面实现人机工程在煤炭设备设计中的重点环节。其中主要包含肌肉疲劳程度测量、体积测量、尺度测量、力量与动态测量等。主要包含装载机油门踏板、驾驶座前后移动距离等，此类设计看似简单，但是对不同驾驶人员以及操作人员会产生较大影响，对多环节人机关系集中处理，能有效控制各项安全隐患，全面强化人机工程学在设计领域中的应用价值[8]。

5  结语

目前在机械化时代快速发展中，在煤矿生产领域发展中各类机械设备应用范围在逐步扩大。现阶段诸多机械设备开始趋向于自动化、智能化、专业化方向全面发展。人机工程学是优化人机关系的有效保障，其基本应用成效对机械设备运行效率与运行质量具有较大影响。现阶段要注重遵循人性化设计理念，优化机械设备安全性，实现噪声控制，对人机数据关系集中处理。掌握人机工程学相关内涵，融入更多设计理念，提高煤矿机械设备设计成效，实现煤矿生产行业长远稳定发展。

参考文献：

[1]李辽宁.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2020（6）：170.

[2]郭俊杰.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].当代化工研究，2020（2）：21-22.

[3]陈坤鹏.人机工程在煤矿机械设计中的应用探析[J].大科技，2020（32）：164-165.

[4]赵朗岐.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].中国高新区，2019（18）：134.

[5]高平.关于人机工程在煤矿机械设计中的应用探讨[J].百科论坛电子杂志，2019（18）：420.

[6]陈世海.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].大科技，2018（26）：273-274.

[7]张驰.人机工程在煤矿机械设计中的应用探讨[J].化工管理，2018（11）：163.

[8]陶杰.人机工程在煤矿机械设计中的应用研究[J].机械管理开发，2018，33（3）：30-31，40.