張龍

摘 要：文章主要介紹人機工程在煤礦機械設(shè)計中的作用以及采用人機工程學(xué)進行煤礦機械設(shè)備的必要性，重點對人機工程在煤礦機械設(shè)備中的具體應(yīng)用進行研究和分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：人機工程 煤礦機械設(shè)計 應(yīng)用

1 引言

近年來隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國社會對各種能源的需求量不斷增加。而在目前我國的能源形式中，煤炭仍然占據(jù)主要地位，而且近年來的煤炭需求量和開采量也在不斷增加，推動了煤礦事業(yè)的發(fā)展。加之目前計算機技術(shù)等煤礦開采相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展以及在煤礦開采作業(yè)中的應(yīng)用，使得煤礦機械化水平有了非常大的提高，推動煤礦機電設(shè)備向大型化、智能化和自動化等方向發(fā)展。但是在此形勢下，加之煤礦井下作業(yè)環(huán)境較為惡劣，所以對施工人員的操作提出了較高的要求，解決煤礦機械設(shè)備使用中的人為因素的不利影響，也成為目前進行煤礦機械設(shè)計的重點內(nèi)容，這就需要從人機角度出現(xiàn)來進行煤礦機械設(shè)計的優(yōu)化。

2 人機工程在煤礦機械設(shè)計中的作用

我國一直以來都是世界上的煤礦大國，不僅煤礦資源的儲量豐富，而且煤礦資源的開采量和使用量也居世界前列，這也極大地促進了我國礦山機械設(shè)備的發(fā)展。目前在煤礦開采作業(yè)中應(yīng)用的煤礦機械設(shè)備種類繁多，其通常具有較大的體積和重量，屬于重型機械的一種，而且在煤礦井下較為狹窄且惡劣的環(huán)境中，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及容易受到惡劣環(huán)境影響的特點也增加了人為操作的難度。而且煤礦井下作業(yè)環(huán)境本身比較潮濕，并具有較多的振動、噪音等問題，作業(yè)環(huán)境及其惡劣，所以在施工人員對傳統(tǒng)的機械設(shè)備進行長時間操作的過程中，由于其操作難度大、工作比較枯燥、顯示裝置不夠人性化等問題，所以增加了操作人員的疲勞和精神負擔，導(dǎo)致事故概率較高。而從人機工程學(xué)的角度對煤礦機械設(shè)備進行設(shè)計，根據(jù)人的生理以及心理特征為設(shè)計依據(jù)，對人與機電設(shè)備、人與環(huán)境以及機電設(shè)備之間的關(guān)系進行研究，對操作流程進行簡化，并盡量提供安全舒適的作業(yè)環(huán)境，確保人-機-環(huán)境處于最佳的配合狀態(tài)，不僅提高煤礦井下作業(yè)效率，而且對施工人員的工作條件進行改善，提高設(shè)備的運行可靠性，使得施工人員的工作更加安全和舒適。

3 人機工程在煤礦機械設(shè)計中的應(yīng)用

3.1對人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。在進行煤礦機械設(shè)計時，在對煤礦機械設(shè)備以及施工人員的作業(yè)環(huán)境進行勘察和分析之后，從人機工程學(xué)的角度需要設(shè)計出符合人的生理和心理特定的機械設(shè)備，不僅要對施工人員的作業(yè)環(huán)境進行改善，而且要降低施工人員操作中的體能消耗，還能提高施工人員的操作效率以及機械設(shè)備的運行效率。這就需要設(shè)計人員在進行產(chǎn)品設(shè)計時需要對機械的使用范圍以及人體各部分的尺寸范圍進行充分測量和了解。以機械設(shè)備的高度、操作控制高度、儀表高度等的設(shè)計和安裝時，就需要以人體的高度為基本依據(jù)。此外，對于在對石門、巷道、硐室以及罐籠等進行設(shè)計時，應(yīng)該以人體數(shù)據(jù)第95百分位數(shù)為依據(jù)，而對距離運轉(zhuǎn)機械部位的有效半徑以及緊急出口尺寸等進行設(shè)計時，應(yīng)以人體數(shù)據(jù)第99百分位數(shù)為依據(jù)。并且操縱結(jié)構(gòu)的運動方向應(yīng)符合大多數(shù)施工人員的習慣，通常以右旋螺紋為主，而且操縱力的大小也應(yīng)根據(jù)人們的生理特征和付出力度的大小進行綜合考慮和合理設(shè)計。3.2人機界面的人性化設(shè)計。人機界面的主要作用就是在人與機械設(shè)備之間進行信息的傳遞，而由于煤礦機械設(shè)備通常具有較大的體積和較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如果沒有對其人機界面進行優(yōu)化設(shè)計，不僅會增加操作的繁瑣性，而且會導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)。為了確保人機界面的美觀大方、操作簡單和通俗移動，并且對操作人員起到有效的引導(dǎo)作用，讓操作員愉快操作來提高工作效率，首先需要對操作面板進行設(shè)計，不僅要確?？刂泼姘宓陌惭b位置和角度的合理性，還要對面板上顯示內(nèi)容的位置以及控制裝置的位置和大小等進行合理設(shè)計來確保操作人員操作的舒適、準確和高效。3.3機械設(shè)備噪音的控制。在煤礦各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量不同類型的噪音，而且煤礦機械設(shè)備在生產(chǎn)作業(yè)中產(chǎn)生的噪音通常具有較高的等級，施工人員長期處于這樣的環(huán)境中會對其聽力造成損害，而且會對人員之間的談話交流造成干擾，并妨礙人員的睡眠且容易引發(fā)多種疾病。此外在噪音較大的環(huán)境中，操作人員的注意力也難以集中而導(dǎo)致操作失誤概率的增加，帶來較大的安全風險。不僅如此，噪音較大還會對機械設(shè)備本身的運行造成影響，導(dǎo)致讀數(shù)不準、運轉(zhuǎn)失靈，甚至會影響人們對異常聲響的判斷而造成安全事故。所以在煤礦機械設(shè)計過程中應(yīng)對其產(chǎn)生的噪聲進行控制，主要是在對通風機進行選型時、以及進行空氣動力學(xué)設(shè)計和機械設(shè)計時，通過對其內(nèi)部流到尺寸的改變來降低空氣動力噪聲，但是不會對其運行性能造成影響，實現(xiàn)對噪聲聲源的有效控制。3.4機械造型美學(xué)的應(yīng)用。由于煤礦井下作業(yè)中本身光線較為暗淡，井下的作業(yè)環(huán)境中以黑色為主，容易讓人產(chǎn)生單調(diào)感和壓抑感，長時間的生產(chǎn)作業(yè)中會影響工人的情緒，并對生產(chǎn)效率和安全造成影響。所以在對機械設(shè)備進行設(shè)計時，可以運用色彩設(shè)計來對井下的視覺環(huán)境進行改善。通常對于運輸車輛可以采用淡綠、淡藍以及黃黑相間的明快顏色，巷道中的設(shè)備如采煤機、液壓支架和運輸機等設(shè)備則可以根據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境來增加刺激、興奮以及活躍效果的鮮明顏色，并通常以亮紅、橙、黃、乳黃、乳白等顏色為主。支柱設(shè)備則應(yīng)選擇低純度、高名都的色彩或白色以及乳白色，便于丟失后的尋找。在機械設(shè)計中對色彩進行搭配并對作業(yè)環(huán)境中的視覺環(huán)境進行改善之后，就可以換發(fā)工人的工作熱情，便于操作者進行辨認以及丟失后的尋找，而且提高共工作效率，減少事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

在目前的煤礦生產(chǎn)中機械設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量不斷增多，在代替人工勞動減輕人工勞動工作強度和工作量的同時，也大大提高了煤礦生產(chǎn)的效率。但是在長時間惡劣的礦井環(huán)境中應(yīng)用結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機械設(shè)備時，也暴露出較多的不合理之處和安全風險等，所以需要采用人機工程學(xué)對煤礦機械設(shè)備進行設(shè)計，對勞動主體與勞動工具之間的矛盾進行有效解決，確保人機系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，確保設(shè)計出的機械設(shè)備具有操作簡便省力、安全可靠、性能優(yōu)越、高效等特點，促進煤礦事業(yè)的健康快速發(fā)展。

參考文獻：

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