人机工程在煤矿机械设计中的应用

李延峰 吕倩

摘 要：人机工程对煤矿生产环节的安全、效率和成本等方面具有深远的影响。根据煤矿生产环节的机械事故分析，能够得知在煤矿机械操作过程中，人的不安全行为是造成事故产生的原因之一。为此，应当提出以人为核心的设计理念，根据矿山作业的实际情况，通过人机工程的操作，提高其工作效率。此次论文主要探讨的是人机工程在煤矿机械设计中的应用。

关键词：人机工程;煤矿机械;设计;应用

人机工程主要探究的是人、机械和环境三个方面之间的联系。我国煤矿丰富，且相对应的煤矿机械产品也较多。而一般这一类机械的操作工序繁杂，且需要长时间工作，工作环境较为恶劣。而随着时代的推移，社会的发展，煤矿机械的设计更加注重人性化设计，以改善人为工作条件为核心，所以，人机工程在煤矿机械设计中的应用越来越重要。

一、煤矿生产活动对人机工程的基本需求

煤矿是一项生产系统较为繁杂的行业，也是高危行业之一。在煤矿井下生产操作中，人，机械设备除了会受到煤矿井下自然灾害的危害以外，其井下的操作环境也较差，如工作空间小，比较潮湿，光线昏暗，粉尘含量较为严重，且存在一定的有害气体，会对人的身体健康造成一定的影响等。而这些恶劣的工作条件，会直接影响到井下工作人员的精神，工作效率等，导致工作人员操作失误，造成安全事故发生。因此，伴随着煤矿企业的迅速发展，对机械设备各方面的要求越来越多，要求从人机工程学的角度分析，进行合理的人性设计，根据安全生产的需求等进行多方面的考虑，从而改善井下的工作环境。

二、人机工程在煤矿机械设计中的应用方法

1.以人性化为核心，进行煤矿机械设计

当前，我国煤矿井下作业条件较差，工人综合能力和专业素养不高，且劳动强度较大，所以，对人的各方面，如适应力，工作强度等都具有较高的要求。因此，从机械角度出发，进行人性化的设计，减轻工作人员的工作压力是非常重要的。通过人性化的设计，能够有效减少工作人员的工作强度，降低操作失误发生的几率，且提高整体的劳动效率，为现场的操作人员提供一定的安全保障。通常情况下，人性化设计主要是以人机工程的理论为主，通过人，机械和环境的一体化，进行协调设计，做到功能合理分配。它包含的主要内容主要有三点：第一，人机界面的优化。人机界面指的是人与机械之间，進行信息交流和共享的载体。所以，这个界面要求设计简单清晰。比如，在煤矿井下作业时，可以采用新的液压支架，运用电脑系统进行操作控制，以此解决以往机械操作繁杂的难点。第二，人机数据的应用。这一方面，主要是考虑人体功能学，根据人体的操作行为表现和肢体语言的表现形式，合理设计操作机械功能区域，如操作杆，脚踏等，应当根据操作人员的习惯，保持合理的高度。第三，造型美观。很多煤矿机械并不注重外观方面的设计，款式单一，缺乏特色，所以，给人的感觉也十分单一。因此，井下的操作人员在长时间操作机械之后，很容易因为情绪方面的变化，而出现操作不当的情况，从而影响了生产的效率，甚至造成一定的安全事故。因此，机械外观的造型，也需要予以重视。

2.煤矿机械设备实施“安全色”

安全色主要是通过视觉上的冲击，表达一种安全的理念，以此刺激相关的工作人员。煤矿行业的工作场所比较特色，其周边的工作环境大多数都是岩体或者煤矿的颜色，如黑色，褐色等，颜色暗沉，缺乏生命力，所以，长时间感染，很容易形成一种压迫的视觉环境，给工作人员在精神上带来一定的压力和紧迫感。因此，长时间工作之后，很多工作人员会感觉工作单一，容易精神疲倦，从而出现操作不当的情况。为此，在机械设备的颜色方面，应当注重色彩方面的搭配设计，根据相关的理论，改善煤矿井下的视觉环境，让工作人员能够有不一样的工作色彩，从而改善工作人员的精神状态。而当前人机工程技术中，已经将色彩融入其中，主要以红黄蓝绿等比较显眼的颜色为主，如液压支架、运输机等，会根据这些机械设备的操作环境，设计与生产环境相反的颜色，从而形成颜色对比刺激。这样，既可以消除现场工作人员的视觉疲劳，丰富工作环境的色彩，让工作人员能够保持愉悦的心情，进行工作。也能够让相关的操作人员迅速辨识这些机械。

3.煤矿井下信号的发布

煤矿井下的灯光和声音信号的传递，都会受到井下昏暗的环境以及嘈杂声音的影响。那么，如何使煤矿生产过程中，让相关的信号能够迅速传递到人或者机械呢？是当前值得深思的一个问题，如瓦斯超限的警报，矿车行驶的信号灯等。在传统的信号发布中，大多数都是以灯光或者铃声进行传递信号。而近几年来，井下的信号能够将灯光和声音同步发出，也就是当前的声光信号器，它是一种现代化的煤矿机械设备，主要运用在井下作业方面，通过声音和灯光等对作业的工作面所处的状态，发出安全指令。比如，绞车操作人员，需要确认，周边通道是否存在阻碍，如浮石等等。

4.改善煤矿噪声环境

煤矿井下的生产机械设备较多，且各个设备的功率都比较大，所以，井下的噪声污染比较严重，而且，井下操作的工作空间较小，很多噪声都会叠加在一起，形成较大的噪音，所以，煤矿井下生产环境中，噪音问题是比较关键的一个问题。而且，噪音的危害较大，如噪音会损伤现场工作人员的听力能力，导致井下作业人员无法正常与外界进行交流。而且，刺耳的噪音，很容易影响现场操作人员的情绪，导致操作人员注意力分散，从而操作不当，又或者噪音的声音过大，完全掩盖了一些安全指令或者信号发布的声音，导致安全事故的发生，信息传递错误等情况。为此，一直以来，在煤矿机械设计方面，主要针对噪音方面控制的设计，已经逐渐加强，比如减少不平衡的振动，改变风机共振构件的固有频率等，通过多种途径，有效控制噪音的产生。

结语

综上所述，人机工程技术在煤矿行业的应用，不但需要贯彻人性化的设计，让人与人，人与机械之间安全交流，还可以通过计算机有效控制，通过人机界面的操作，合理安排每一个工作环节，以此提高相关工作的效率。

参考文献

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