马云红
新疆神华天电矿业有限公司，830027
摘要：机械设备是当前煤矿开采生产过程中不可或缺的工具之一，其可以有效的降低人工开采的劳动力以及降低开采难度。人机工程是一个交叉性的学科，其结合了测量学以及物理学和心理学等多种学科知识。当前我国采煤机械设备设计需要得到优化，并充分利用人机工程在煤矿机械设计中的应用，可以提高煤矿机械设备的实际应用效率和使用寿命。基于此，本文重点对人机工程在煤矿机械设计中的实际应用进行相应的分析，予以有关单位参考与借鉴。
关键词：人机工程；煤矿机械设计；实际应用
前言：煤炭是我国当前重要的能源之一，通过对煤炭资源的充分利用，极大地促进了我国经济社会的发展，但在数十年的开采过程中，传统开采技术已经难以适应当前我国的煤矿开采需求，在这一背景之下，以人机工程在煤矿机械设计中的实际应用开采为核心的新技术出现，为我国煤炭行业的发展形成了契机。
1 人机工程在采煤机械设计中的相关流程
1.1 系统的分配流程
人机工程系统的组成比较复杂，煤矿开采机械设计应当做好和系统的有效搭配，将每个系统工作任务分配在智能模块当中。在通常情况下，人机系统可以参考人工以及环境和机械的特点，从局部去完善煤矿开采机械设备的运行能力。比如对机械设备设计中加入智能化控制系统，并将其分到机械运行中，专业那个可以满足相应的机械操作要求，并降低煤矿开采现场的难度。除此之外，系统的功能分配还需要以人作为中心，不能出现依赖煤矿开采机械设备，需要以人来操作机械设备进行煤矿开采工作的顺利落实[1]。
1.2 选定的功能
人机工程系统功能模块是人机工程学为了实现其实际应用价值的基础，煤矿开采机械设备在设计时需要充分考虑到人机工程所具有的特点，然后进行相应的研究，需要看其是否可以满足采煤作业的要求。在机械设备功能选定时需要结合人工和机械设备的配合度，比如在人工操作时，人体所接触到机械设备的相关舒适度和操作难度，这样可以让人体和机械设备的接触面积更为合适，并方便人工的操作简易性；除此之外，煤矿开采机械设备的设计流程功能界面也需要进行智能化和人性化的设计。
1.3 设计相关参数
在人机系统中参数也是一个比较硬性的数据指标，人机系统的参数大小设置需要根据实际煤矿开采机械设备来进行制定，还需要通过实际生产作业流程的作用来设置相关功能。通常人机工程应用在煤矿开采机械设计过程中，需要参数符合机械设备的运行功能，并保障设备的高效运转，具体的人机系统参数需要结合人体的特征，并在设计中设计出尺寸大小合适的参数，这样可以让人工操作的空间更大，便于精准的操作。还有就是需要对煤矿开采机械设备进行参数的制订，需要对机械设备的控制器和显示器等多种参数指标进行设定，并需要保障参数设定的科学性和合理性。
2 人机工程在煤矿开采中的实际应用
2.1 煤矿开采机械设备注重人性化设计
首先是操作界面的优化；机械设备人机界面是人和机械之间进行信息传递的媒介以及交流的平台，所以，人机界面需要设计的简单明了，并需要在恶劣环境和长时间工作的强度条件下，去实现人机交互的高效。比如，在当前煤矿机械开采过程中因为工作环境空间比较狭小，传统的液压支架大多都是采用的手动操作阀门来实现液压机械支架的移架，这样的操作比较复杂；现代化的液压支架是充分利用了电液控制系统，在控制面板的液压支架中，可以让操作人员直接在控制面板中进行操作，这样可以提升人机交互的工作效率。
其次是人机数据的实际应用；在煤矿开采机械设备设计过程中，充分利用人机数据，需要考虑到人体功能学，需要让操作更为安全和高效。比如，对煤矿开采机械的滚筒调高手把去搬动方向进行相应的协调，与此同时还需要尽量的借助操作人员的身体部位的中心来进行操作，比如脚踏开关等[2]。
最后就是造型的美观以及舒适化；传统的人机工程在煤矿机械设计中的造型和美观都不适合当前人们的审美，并且还会给人们留下不友好等不好的印象。在煤矿开采过程中，因为井下的环境和工作时间较长，这样会让操作人员容易产生不耐烦等情绪，从而导致操作失误的现象时有发生。所以，人机操作的美观性和舒适度就显得极为重要，简单明了美观的界面可以让操作人员心情舒畅，减少煤矿开采操作过程中的失误。比如，绞车手柄的设计需要采用弧形或者是球形的设计，这样可以让操作人员将其握在手中，舒适度得到提升，并减少操作失误，提高操作效率和工作效率。
2.2 人机工程在巷道智能化快速掘进技术与装备中的应用
在煤矿的开采过程中，巷道掘进是最为关键的一环，同时也是煤矿生产的重要前端。在目前的技术条件下，巷道掘进主要采用单体锚杆钻机为主要手段，这种钻探和采掘方式整体效率较低、工序复杂程度较高，因此不利于煤矿的快速开采和掘进工作。同时在这种掘进方式之下，相关单位进行锚杆支护的时间较长，这个过程占用的人员和资源也相对较多，不利于我国煤矿未来的集约化发展。
针对这种现象，相关单位需要从实际情况出发，针对现有的技术进行创新和升级，尤其是对掘进工艺和技术的改进，通过对新技术、新方法的充分应用，促进高效无人掘进目标的全面实现。在实际的研究之中，首先要解决的是快速支护及掘支平行作业技术，实现相关单位进行柔性自移临时支护系统的研发，并进行新型的钻锚注一次性安装新型锚杆及随掘自动钻装机构，以及进行相关的机器人的研发，在这些技术的基础上，进行物联网技术的应用，从而实现提高巷道快速掘进水平和智能化水平的目标。
其次，相关单位还需要注重对自主导航与自主连续截割技术的研究，在此技术下，相关的道具能够根据煤层的硬度进行自主的的调整，从而将极大地提高截割工作的效率。同时也需要进行动载识别与智能调速技术的研发。通过对这些技术的研发与应用，将能够极大地提高巷道智能化快速掘进的水平，提高煤矿生产的经济社会效益。
2.3 人机工程在煤矿开采机械噪声环境中的应用
煤矿开采的工作环境是在井下，各种机械设备所带来的噪声是非常大的，其对于人体的危害也是比较严重的，首先噪声会直接影响到人员的听力，并且也会影响到工作人员的沟通交流；其次就是煤矿开采井下的噪声环境条件，会让工作人员出现情绪不稳，心烦气躁等情绪，从而导致注意力很难得到集中，影响到操作的正确性。最后就是煤矿开采井下噪声还会直接对多种安全报警信号进行淹没，从而致使安全事故的发生，严重的还会危机到工作人员的生命财产安全。比如，煤矿开采井下的风镐和风钻等机械设备所产生的噪音是非常大的，这些噪音会阻碍人们去辨别顶板冒落之前所发生的声音，从而导致井下安全事故的发生[3]。最近几年来，通过现代化科学技术的发展，人机工程在机械设计中的应用，可以减少设备运行时的噪声；比如，通过提升转轴和风机叶轮的动态平衡设计，来降低设备运行过程中的噪音。还有就是通过对风机的共振频率进行优化，来降低响应时的控制噪声，这样可以让操作人员专心的进行操作，保障工作的效率和安全性。
2.4 人机工程在通风机和水泵中的应用
在煤矿机电设备中通风机也是一项重要的煤矿机电设备，在实际煤矿开采期间有着非常重要的作用，并且通风机是要连接起整个煤矿开采过程中的，通过在通风机当中充分运用变频技术能够在某种程度上提升通风机的功效。以往的风机问题是风压非常高，并且会在风机运行过程中出现问题，为了能够充分的保证通风机的工作效率，要充分的解决通风机上所出现的问题，就需要延长风机的使用寿命。通过当前的人机工程，在风机中进行优化设计，可以保障变频技术去降低设备对风机的运行损伤，并且还可以保障风机的正常稳定运行，这样可以对电能的消耗起到直接的节能作用。与此同时，风机还可以起到稳定工作的效果，在一定程度上是能够有效的促进煤矿开采产业的发展。
人机工程在煤矿开采区域中的液用泵和供水过程中，可以让整个系统得到变频控制，并提高系统的运行效率和质量。同时，人机工程的优化设计，还可以减少机械设备在运行过程中的损害，降低水泵在启停运行时所带来的成本浪费。通过人机工程优化设计可以降低设备之间的机械冲击力以及设备出现故障的几率，这样可以有效的让煤矿开采设备的使用寿命得到延长。总而言之，人机工程在当前我国煤矿产业当中的应用越来越广泛，并且在某种程度哈桑取得了非常高的实际应用效果，与此同时，人机工程在未来的发展趋势和前景也是非常巨大的。最近几年来，我国社会经济水平逐渐提升，充分运用人机工程去提高煤矿产业的节能水平现已经逐渐成为煤矿行业发展的趋势，这对于我国煤矿产业的发展有着非常重要的积极意义。煤矿机电人机工程在煤矿开采和升初中的应用是可以有效的发现煤矿产业在发展期间所存在的问题，并且还能为其未来发展制定有效措施，为了能够加强煤矿开车生产的工作环境管理，提高煤矿开采工作的效率，相关人员必须要对人机工程和节能技术的使用上进行深入的探讨，制定出适合我国煤矿产业发展的战略，从而在一定程度上去促进我国煤矿产业的可持续发展。
2.5 人机工程在煤矿机电设计系统中的应用
煤矿机电设计系统主要是能够建立相应的煤矿机电设备数据库，然后通过步骤、方法以及参数的选择和设备标准等多个模块所组成的，该系统能够将煤矿机电设备的各种参数进行记录和等级，从而生成完成的机电设备数据库，对于后续的相关设备更换，设备维修都是具有极为重要的现实意义。在机电设备设计系统中，若是把一个工作面设计为供电系统的话，那么需要在此工作面当中的运输设备和生产设备以及安全保护设备的型号，进行说明书的设计，并详细的标准相应设备的安装流程和使用方式等；通过信息技术来预防操作人员出现计算的失误而导致设备问题，避免资源的浪费。在当前煤矿机电设备管理过程中，信息化系统能够形成有效的调度平台，对于整个煤矿的机电设备都有清晰数据记录，并对工作人员和煤矿地下作业的安全进行实时的监控，从而保障安全性。在煤矿机电设备管理中，对于供电设备的管理，也是需要充分的应用到信息化技术，因为该技术能够优化供电管理，对于供电系统的工作质量和效率都是有着一定的提升效用的。
结语
总之，煤矿开采机械设备是采煤生产作业中不可或缺的的工具，其直接关系到整个采煤的效率和质量。伴随着我国社会经济的发展，各行业对于煤矿资源的需求量不断增多，煤矿开采企业需要对开采设备进行优化，以免出现超负荷运作，降低煤矿开采效率。因此，人机工程学在煤矿开采机械设计中的应用，可以借助多学科技术来进行机械设备的优化，并让开采作业效率得到提升；这样不仅可以营造出安全的煤矿开采环境，还可以实现煤矿开采的可持续性。
参考文献
[1] 乔杉. 人机工程学在人性化煤矿机械设计中的应用探讨[J]. 科技与创新, 2018, No.100(04):20-21.
[2] 徐艳. 浅谈煤矿机械设计中的人机工程运用[J]. 名城绘, 2018, 000(006):P.453-453.
[3] 宋学凯. 采煤机械中人机工程的优化设计[J]. 魅力中国, 2017, 000(035):296.