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

侯帥

摘要：我國煤礦資源豐富，在煤礦資源開采中應(yīng)用的礦山機(jī)械產(chǎn)品較多。各類礦山機(jī)械操作復(fù)雜程度較高，震動(dòng)性、噪聲與沖擊力較大，屬于重型機(jī)械機(jī)器。相關(guān)操作人員長期處于此類惡劣環(huán)境中展開生產(chǎn)操作，將會(huì)在工作情緒方面產(chǎn)生疲憊以及煩躁心理，對機(jī)器靈活操作會(huì)產(chǎn)生諸多負(fù)面影響，將會(huì)對煤礦整體生產(chǎn)操作效率產(chǎn)生較大負(fù)面影響。在目前社會(huì)發(fā)展新時(shí)期，人們對現(xiàn)代化煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)提出的要求在不斷提升，目前在工作實(shí)踐中要注重做好人機(jī)工程應(yīng)用，對煤礦機(jī)械高效化應(yīng)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(guān)鍵詞：人機(jī)工程;煤礦機(jī)械;設(shè)計(jì)應(yīng)用

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

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

0? 引言

在我國社會(huì)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展中煤炭行業(yè)是重要的支撐行業(yè)，當(dāng)前在煤礦開采以及生產(chǎn)中，逐步建立了機(jī)械化生產(chǎn)操作模式。煤礦生產(chǎn)過程中各類機(jī)械應(yīng)用種類較多，涉及到諸多操作模式。加上煤礦機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中操作原理以及操作過程復(fù)雜性突出，加上礦井生產(chǎn)環(huán)境相對惡劣，噪聲、油污、粉塵等危害較大，對煤礦機(jī)械穩(wěn)定操作應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)面影響。從諸多操作人員個(gè)人角度來看，長期處于此類嘈雜、相對惡劣的環(huán)境中會(huì)由于個(gè)人緊張、疲憊等產(chǎn)生操作失誤問題，最終導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障問題。在我國機(jī)械工業(yè)長期發(fā)展中，煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中對人機(jī)工程提出了更多更高要求，在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中要合理應(yīng)用人體工程學(xué)，降低人為操作導(dǎo)致故障發(fā)生概率。

1? 人機(jī)工程相關(guān)原理概述

人機(jī)工程主要是基于以人為本基本原則對機(jī)械設(shè)備全面展開高效化設(shè)計(jì)以及制造，便于技術(shù)人員進(jìn)行有效操作。在人機(jī)工程發(fā)展中人是重要組成部分，基于以人為本發(fā)展思路構(gòu)造與設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備，對各個(gè)環(huán)節(jié)工程活動(dòng)有效統(tǒng)籌。在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中，人機(jī)工程項(xiàng)目中融入了工程技術(shù)學(xué)、人機(jī)界面互動(dòng)、環(huán)境學(xué)、機(jī)械造型美學(xué)等諸多學(xué)科。在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)過程中，要注重綜合分析各類機(jī)械設(shè)備應(yīng)用適應(yīng)性，還要對人與機(jī)械設(shè)備對應(yīng)的匹配性集中處理?，F(xiàn)階段在煤礦機(jī)械操作過程中人機(jī)界面應(yīng)用能得出，煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)操作復(fù)雜程度較高，其中涉及到多項(xiàng)操作流程。在機(jī)械設(shè)備初期設(shè)計(jì)階段，要注重對機(jī)械設(shè)備實(shí)際用途與要完成的作業(yè)流程集中分析。在人機(jī)工程設(shè)計(jì)中，要注重從整體角度兼顧操作精準(zhǔn)性、便捷性、科學(xué)性，集中優(yōu)化人員操作方式，以此來強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備整體運(yùn)行效率，對設(shè)計(jì)中存有的各項(xiàng)問題集中控制。目前煤礦機(jī)械設(shè)備人機(jī)工程應(yīng)用在全面滿足機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)需求基礎(chǔ)上，要注重對人員操作穩(wěn)定性與安全性集中控制[1]。

2? 人機(jī)工程對煤礦生產(chǎn)的重要性

現(xiàn)階段煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用以及生產(chǎn)方式實(shí)踐中復(fù)雜程度較高，近年來隨著我國煤炭行業(yè)機(jī)械化發(fā)展進(jìn)程加快，自動(dòng)化趨勢逐步推進(jìn)，煤礦機(jī)械應(yīng)用覆蓋范圍較廣。近年來隨著煤礦機(jī)械應(yīng)用普及度擴(kuò)大，各類機(jī)械故障發(fā)生較多，礦井下設(shè)備應(yīng)用以及生產(chǎn)人員面對著噪聲、粉塵、潮濕的環(huán)境，對井下人員與設(shè)備安全具有較大威脅，導(dǎo)致井下人員整體精神狀態(tài)變差，這樣將會(huì)導(dǎo)致操作故障問題發(fā)生，對井下生產(chǎn)作業(yè)穩(wěn)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(jī)械化程度不斷提升，多類煤礦應(yīng)用設(shè)備質(zhì)量、體積、功率等方面不斷增大，設(shè)備造型、結(jié)構(gòu)、操作復(fù)雜性提升，對操作技術(shù)人員個(gè)人技術(shù)能力具有較高要求?，F(xiàn)階段要想全面實(shí)現(xiàn)煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)，要注重做好機(jī)械設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)，全面強(qiáng)化煤礦機(jī)械設(shè)備人機(jī)工程應(yīng)用效率，促使更多大型機(jī)械設(shè)備應(yīng)用難度不斷優(yōu)化，降低事故發(fā)生概率。所以現(xiàn)階段將人機(jī)工程應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備中，在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中遵循以人為本基本原則，保障機(jī)械操作過程能有效適應(yīng)技術(shù)人員操作習(xí)慣與生理特征，提高操作成效、擴(kuò)大生產(chǎn)效益[2]。

3? 人機(jī)工程學(xué)指導(dǎo)采煤機(jī)設(shè)計(jì)的流程

3.1 系統(tǒng)分配

人機(jī)工程組成系統(tǒng)較為復(fù)雜，在采煤機(jī)械中要想提高應(yīng)用成效，要注重基于不同系統(tǒng)中多類智能模塊有效分配來優(yōu)化設(shè)計(jì)。在常規(guī)條件中，在人機(jī)系統(tǒng)分配中會(huì)涉及到設(shè)備、人員、環(huán)境等多項(xiàng)要素。要從局部上針對全局進(jìn)行有效設(shè)計(jì)與優(yōu)化，能全面強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行性能。在智能化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了能最大程度適應(yīng)不同機(jī)械工況運(yùn)行中個(gè)性化發(fā)展需求，在設(shè)計(jì)中要注重突出個(gè)人重點(diǎn)，降低采煤生產(chǎn)難度，能對機(jī)械化生產(chǎn)依賴性集中控制[3]。

3.2 選定功能

當(dāng)前各類功能模塊規(guī)范化選取對人機(jī)工程學(xué)在采煤機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值會(huì)產(chǎn)生較大影響，主要是影響到機(jī)械設(shè)備與人體之間的實(shí)際匹配條件?，F(xiàn)階段在日常操作發(fā)展中，過去傳統(tǒng)化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用中對設(shè)備完成情況會(huì)產(chǎn)生較大影響，對各類設(shè)備應(yīng)用效率、精確性重視度較高。通過補(bǔ)充人機(jī)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(jìn)行功能配型[4]。

3.3 參數(shù)設(shè)定

在采煤機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體工程學(xué)，各項(xiàng)參數(shù)實(shí)際設(shè)置水平對人體工程學(xué)應(yīng)用成效具有較大影響。當(dāng)前在多項(xiàng)參數(shù)設(shè)置之前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要注重對使用者各項(xiàng)發(fā)展需求以及實(shí)際現(xiàn)狀集中分析?；趯?yīng)工況完成相應(yīng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中要注重做好理論設(shè)計(jì)以及實(shí)踐修改操作，以此來全面強(qiáng)化人機(jī)工程整體配合度。

4? 人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

4.1 全面優(yōu)化人性化設(shè)計(jì)觀念

在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用人性化設(shè)計(jì)理念，對設(shè)備應(yīng)用效率以及整體應(yīng)用成效具有較大影響?，F(xiàn)階段人機(jī)界面有效優(yōu)化容易被理解，但是也是設(shè)計(jì)中難以有效實(shí)現(xiàn)的部分。人機(jī)界面是人與機(jī)器之間有效實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)信息交流傳遞的重要媒介，其要注重規(guī)范化設(shè)計(jì)，也要簡明設(shè)計(jì)，這樣能有效降低操作過程中諸多較高的技術(shù)要求，還能對高強(qiáng)度勞動(dòng)狀態(tài)下操作失誤發(fā)生可能性集中控制。在部分工作面較為狹窄地方，傳統(tǒng)液壓支架應(yīng)用中要注重通過手動(dòng)方式進(jìn)行液壓支架操作，這樣將會(huì)導(dǎo)致操作風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)不斷擴(kuò)大。在各項(xiàng)技術(shù)推動(dòng)下，新型液壓支架全面發(fā)展，僅僅通過較為簡單的按鍵便能有效完成多項(xiàng)操作，這樣能全面提升應(yīng)用成效。在人機(jī)界面優(yōu)化中要注重融入人機(jī)工程理論，強(qiáng)化人機(jī)操作過程規(guī)范化認(rèn)知，對材質(zhì)、色彩、尺寸、操作方式等集中調(diào)控，突出煤礦機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)人文特征[5]。

在人機(jī)數(shù)據(jù)互動(dòng)中，主要是在人體工程學(xué)基礎(chǔ)上對功能學(xué)部分內(nèi)容集中設(shè)計(jì)。其中操縱結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向中，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要能有效適應(yīng)個(gè)人操作行為規(guī)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(yōu)化。在采煤機(jī)滾筒把手設(shè)計(jì)中要注重與操作方向保持一致，這樣能引導(dǎo)操作人員基于自身身體重力實(shí)現(xiàn)有效操作，這樣能對整體操作難度以及基本勞動(dòng)強(qiáng)度合理控制，不會(huì)誘發(fā)較為嚴(yán)重的安全事故問題。

造型美觀度是目前設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)中容易忽視的重要環(huán)節(jié)，主要是由于諸多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中更注重突出實(shí)用性特征。在當(dāng)前人機(jī)關(guān)系控制中，機(jī)械操作人員長期在枯燥的勞動(dòng)過程中，與舒適度、感覺度較差的設(shè)備一起工作，對個(gè)人心情會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)面影響，對安全生產(chǎn)具有較大負(fù)面影響。目前造型舒適度對員工個(gè)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(zhì)量。比如在絞車房中絞車手柄設(shè)計(jì)過程中，主要是選取球形以及弧形設(shè)計(jì)方式，這樣能積極展示更為全面的人機(jī)關(guān)系，有效強(qiáng)化操作人員整體體驗(yàn)感受[6]。

4.2 合理選取機(jī)械設(shè)備“安全色”

在人機(jī)工程學(xué)中心理學(xué)相關(guān)內(nèi)容中機(jī)械設(shè)備安全色是重要內(nèi)容，其主要是在相對穩(wěn)定的環(huán)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(chǎn)操作中風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高。加上生產(chǎn)環(huán)境中大多都是黑色、灰褐色沉積巖，長期處于此類環(huán)境中生產(chǎn)將會(huì)對個(gè)人情緒產(chǎn)生負(fù)面影響。通過設(shè)備設(shè)計(jì)來集中優(yōu)化井底視覺環(huán)境，能促使工人保持良好的工作積極性以及精神狀態(tài)，有助于提高個(gè)人工作效率，對各類安全事故集中控制[7]。

4.3 對噪聲環(huán)境有效控制

噪聲對于個(gè)人聽力會(huì)產(chǎn)生持久性、永久性損害問題，將會(huì)導(dǎo)致個(gè)人情緒不穩(wěn)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(huì)對安全信號傳遞產(chǎn)生負(fù)面影響，會(huì)誘發(fā)諸多安全事故。在目前煤礦生產(chǎn)操作中，會(huì)應(yīng)用到諸多噪聲較大的應(yīng)用設(shè)備。比如局部通電機(jī)、風(fēng)鉆等，針對此類噪聲較大的設(shè)備應(yīng)用，在設(shè)計(jì)中要注重做好噪聲控制，基于震動(dòng)頻率有效控制能全面提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，對不平衡震動(dòng)集中控制，來提升噪聲控制效果。

4.4 做好人機(jī)數(shù)據(jù)關(guān)系處理

現(xiàn)階段人機(jī)關(guān)系有效處理主要是基于人機(jī)測量基礎(chǔ)上，是全面實(shí)現(xiàn)人機(jī)工程在煤炭設(shè)備設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。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(dòng)態(tài)測量等。主要包含裝載機(jī)油門踏板、駕駛座前后移動(dòng)距離等，此類設(shè)計(jì)看似簡單，但是對不同駕駛?cè)藛T以及操作人員會(huì)產(chǎn)生較大影響，對多環(huán)節(jié)人機(jī)關(guān)系集中處理，能有效控制各項(xiàng)安全隱患，全面強(qiáng)化人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值[8]。

5? 結(jié)語

目前在機(jī)械化時(shí)代快速發(fā)展中，在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展中各類機(jī)械設(shè)備應(yīng)用范圍在逐步擴(kuò)大?，F(xiàn)階段諸多機(jī)械設(shè)備開始趨向于自動(dòng)化、智能化、專業(yè)化方向全面發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)是優(yōu)化人機(jī)關(guān)系的有效保障，其基本應(yīng)用成效對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量具有較大影響?，F(xiàn)階段要注重遵循人性化設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備安全性，實(shí)現(xiàn)噪聲控制，對人機(jī)數(shù)據(jù)關(guān)系集中處理。掌握人機(jī)工程學(xué)相關(guān)內(nèi)涵，融入更多設(shè)計(jì)理念，提高煤礦機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)成效，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)行業(yè)長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李遼寧.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020（6）：170.

[2]郭俊杰.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2020（2）：21-22.

[3]陳坤鵬.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].大科技，2020（32）：164-165.

[4]趙朗岐.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國高新區(qū)，2019（18）：134.

[5]高平.關(guān)于人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討[J].百科論壇電子雜志，2019（18）：420.

[6]陳世海.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].大科技，2018（26）：273-274.

[7]張馳.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討[J].化工管理，2018（11）：163.

[8]陶杰.人機(jī)工程在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2018，33（3）：30-31，40.