国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿内蒙古自治区鄂尔多斯市017209
摘要：煤炭行业是我国经济发展的支撑行业，对于煤矿开采与生产来说，现阶段我国已经形成初步的机械化操作模式，煤矿机械种类繁多，操作模式众多，而煤矿机械设备一般操作原理与操作过程较为复杂，加之井下环境恶劣，噪音、震动、油污、粉尘等不仅干扰井下操作人员而且对煤矿机械也有着一定的影响，特别是对操作人员来说，长期处于这种嘈杂、恶劣的工作环境，难免因紧张、疲惫而形成操作失误，而产生机械故障的现象。而随着我国机械工业的不断发展，煤矿机械设计对人机工程的要求增加，使煤矿机械设计过程中加强对人机工程学的运用，从而提高人员操作效率，减少因人员操作而造成的机械故障现象。
关键词：人机工程；煤矿机械设计；应用
1人机工程在煤矿机械设计中的应用必要性分析
通过对煤矿机械安全事故应用故障树分析法分析发现，工作人员失误状态下，有25%的安全事故因素是人机接口。使用墨菲定律来对此安全事故进行解释，可理解为当采用以人为本、以人为中心，应用人机工程技术进行煤矿机械设计，那么其发生一次事故故障的概率就越来越小，甚至小到趋向无穷小，也就是发生故障的概率为不可能事件。这大大地提高了煤矿开采工作中的安全以及相应的开采效率。所进行人机工程技术的研究并将其应用在煤矿机械设计中是非常有必要的，也是有着实践意义的。
2人机工程在煤矿机械设计中的应用
2.1优化人机互动界面
人机界面是煤矿机械设备在井下运行过程中操作人员对设备的控制与人际交流平台，操作人员可以通过人机界面掌握设备的运行状况和下一步的操作计划等等，通常情况下，操作人员需要通过人机界面来操控机械设备，因此，优化人机互动界面可以提高操作人员的操作感受，实现对机械设备的有效操作。例如，在优化人机互动界面的设计中，针对操作人员面对复杂的机械化和流程化的数据时，难免产生疲劳等精神状态，因此在人机互动界面的设计中，可以通过色彩的调节，数据字体的搭配等方法，提高操作人员的精神状态，从而提高机械设备的操作效率，避免机械故障的发生。
2.2人机数据的应用
在煤矿机械设计之初，就需要了解和掌握相应的人体测量的基本数据，主要是包括尺度测量、力量测量、体积测量、肌肉疲劳测量、动态测量等等。把这些数据应用到机械设计的过程当中，从而使得人能更好地操作机械设计。比如铲运机驾驶室的设计过程，就需要考虑到操作员的身材因素来进行设计，否则就容易造成操作不便。另外在设计时，机械设备仪器表盘的装置布置都需要符合人体的运动习惯。
2.3选择机械设备“安全色”
机械设备的“安全色”是人机工程学中心理学方面的内容，其主要是指在一个相对稳定的环境当中，安全色可以给人一种视觉语言，这种视觉语言既是一种警戒也是一种安全信号的传递。煤矿作为一个生产环节十分特殊的行业，其周边的环境大多数是灰褐色以及黑色的沉积岩，长期处于这样的环境中人类会受到影响变得压抑，而如果能够通过设备来改善井下的视觉环境，帮助工人保持一个较为长期的工作热情以及饱满的精神状态，从而可以为提升工作效率以及降低安全事故发生率奠定基础。
2.4噪声环境控制
噪声对于人的听力会造成持续和永久性的损害，同时还会导致人的心情变得焦虑、情绪不稳定以及精力无法集中等。另外，噪音在一定程度上会影响到安全信号的传递，导致出现安全事故。在煤矿生产过程中，经常出现噪音的设备包括风钻、局部通风电机等等，这些设备在设计过程中应该加强噪音控制，通过降低震动频率以及提升内部的稳固程度和减少不平衡震动等环节来强化噪音的控制。
2.5机械设计中的要点
由于煤矿井下作业过程中机械设备的应用率较高，而机械设备需要人员的规范操作，因此机械设备设计的要点是满足生产作业需求的同时以安全、稳定、高效为目标，这也是人机工程在机械设备设计中的主要作用之一，实现了煤矿机械设备操作的便捷性和实用性，在设计过程中对于操作人员肢体所处的位置也需要消除倒刺、锐角等等，确保工作人员位置的安全性，另外，在人机工程的运用中，一方面要考虑操作环境对操作人员的影响，另一方面还需要根据人体的生理构成进行相关零部件的装置，以方便操作的方式降低操作难度，减少机械故障的发生，提高煤矿生产的安全性和稳定性。
3人机工程的未来展望
3.1煤矿机械设计中的安全人机工程
煤矿机械自动化水平越来越高，煤矿井下人-机-环境系统越来越复杂，其安全问题被引起重视。在进行机械设计过程中，会把安全问题放在首位，体现安全人机工程的概念。对于煤矿机械设计过程，需要建议以人为中心的安全管理体制，提高人的整体素质，达到能实现安全人机工程的目的。
3.2煤矿机械设计中的绿色人机工程
煤矿机械设计中绿色人机工程主要是体现在煤矿开采的全过程生产环节当中，需要利用人机工程学技术来对煤矿的开采过程进行绿色环保问题的处理。主要的过程有绿色开采阶段、绿色设计阶段洗选阶段以及绿色运输阶段等。在煤矿生产的这四个阶段当中，都需要注重绿色环境意识，实现人与自然的和谐相处。这是未来人机工程发展的主要趋势。
3.3煤矿虚拟人机工程与煤矿智能人机工程
计算机信息技术在煤矿中的应用，使得煤矿生产过程实现了全程的监测和监控，在这一基本条件下，后期在煤矿采掘、运输和加工等过程中可能应用虚拟现实技术，来不断实现煤矿的人机工程特性，让煤矿机械设备的设计向煤矿虚拟人机工程的方向发展。同时随着人工智能技术的发展与应用，后期的煤矿机械设计过程中也会出现煤矿智能人机工程。其主要特点就是包括专家系统和决策支持系统，来实现人机的结合，以人为主的综合集成体系。
结论
当前应用人机工程原理来对煤矿机械设计进行改造是非常有效的。基于人性化的设计理念，确保人-机-环境的和谐关系，进行机械设备的设计可以保障机械的安全性。我国煤矿机械设计中人机工程应用的时间不长，实践内容还不多，其相关的经验也比较薄弱。在未来的发展过程中，需要更多的机械设计师们关注人机工程学，把相关的设计理念融通到机械设计中去，从而提高煤矿机械设备的设计水平。
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