模塊化理念下的煤礦井下作業(yè)服設(shè)計研究

陳臻真，鄭高杰

（閩南理工學(xué)院 服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，福建 泉州362000）

0 引言

煤炭作為重要的能源資源，對于國家經(jīng)濟(jì)和能源安全具有重要的貢獻(xiàn)。由于煤礦開采的特殊性，在生產(chǎn)過程中容易給工人帶來職業(yè)病、安全事故等問題。據(jù)煤礦安全網(wǎng)于2022 年的統(tǒng)計，現(xiàn)如今全國的礦山安全生產(chǎn)形勢呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)年共發(fā)生礦山安全事故367 起、其中死亡人數(shù)為518 人，同比去年分別降低3.4%和2.4%。作為煤礦井下作業(yè)人員的主要保護(hù)屏障之一，作業(yè)服的重要作用不容小覷[1]。傳統(tǒng)的井下作業(yè)服設(shè)計在防護(hù)性能、人體工程學(xué)等方面存在一定的缺陷。例如，不透氣、重量過大、過度緊身等問題在一定程度上降低了工人在井下的作業(yè)效率和舒適感。針對這些問題，本文將基于模塊化理念研究一種新型的煤礦井下作業(yè)服，分析新型井下作業(yè)服的保護(hù)性能和耐用性，并對其進(jìn)行綜合評估。

1 煤礦井下作業(yè)服的現(xiàn)狀分析

煤礦井下環(huán)境是指地下煤礦開采過程中，礦井內(nèi)的氣氛、地質(zhì)條件、照明條件、噪聲、溫度、濕度等各種因素的綜合影響。由于煤礦深度較大、空氣流通差，礦井內(nèi)的氧氣含量較低。此外，采煤、爆破等作業(yè)會消耗大量氧氣，使礦井內(nèi)的氧氣含量更低。煤礦井下常見的有害氣體包括瓦斯、一氧化碳、硫化氫等，它們的濃度可能會超過安全限值。這些氣體易引起爆炸、窒息、中毒等危害[2]。煤礦井下環(huán)境的特殊性質(zhì)要求工人必須穿著專門的作業(yè)服，以保護(hù)其安全和健康。

隨著社會對職業(yè)安全的重視，煤礦企業(yè)的安全防護(hù)意識日益增強(qiáng)，對作業(yè)服的防護(hù)性能要求越來越高，因此，防止傷害、防護(hù)侵害、保證煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行等方面，防護(hù)性良好的作業(yè)服將有更大的市場需求[3]。智慧化、人機(jī)交互等新技術(shù)的引入，使得操作更加便捷、安全，真正實現(xiàn)了煤礦行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型[4]。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的煤礦井下作業(yè)服設(shè)計存在顏色單一、可識別性不足、舒適度欠佳、御寒功能不足、散熱性有待提高、耐用性欠佳等問題。煤礦井下作業(yè)服顏色單一會導(dǎo)致工人難以辨認(rèn)身份，增加事故發(fā)生的概率。煤礦井下作業(yè)服舒適度欠佳（如不符合人體工程學(xué)規(guī)范），會影響工人的工作效率和安全[5]。煤礦井下作業(yè)服御寒功能不足，意味著在寒冷的井下環(huán)境中，工人的健康可能受到威脅。在高溫環(huán)境中工作，井下作業(yè)服可能會減緩散熱并引發(fā)體溫過高，從而嚴(yán)重影響工人的身體健康。在惡劣的井下環(huán)境中，井下作業(yè)服的耐磨性、耐腐蝕性、耐撕裂性等都是重要的因素。

總之，基于當(dāng)前煤礦井下作業(yè)服現(xiàn)狀，需要設(shè)計出更適合于煤礦井下環(huán)境的、安全可靠、舒適耐用、保暖防寒等特點的作業(yè)服。

2 模塊化理念在服裝中的應(yīng)用研究

2.1 模塊化理念概述

模塊化作業(yè)服設(shè)計原理是指將作業(yè)服分為若干個模塊，每個模塊都有特定的功能和需求，可以單獨制作和組合使用。通過模塊化設(shè)計，可以根據(jù)實際使用情況選用相應(yīng)的材料模塊，從而實現(xiàn)更加靈活和高效的作業(yè)服制作[6]，提高作業(yè)服制作的效率和品質(zhì)。模塊化作業(yè)服設(shè)計的原理是通過將作業(yè)服分為若干個功能、材料、風(fēng)格和生產(chǎn)模塊，以達(dá)到更好的靈活性和高效性，使作業(yè)服更加適應(yīng)不同的使用場景和需求。

2.2 服裝的模塊化設(shè)計

傳統(tǒng)作業(yè)服設(shè)計需要制造和儲備多種款式和尺寸的服裝，造成很高的成本，而模塊化設(shè)計則能夠根據(jù)不同需求，按需定制，避免浪費，減少制作時間和工作量，提高生產(chǎn)效率。模塊化作業(yè)服設(shè)計可以根據(jù)不同崗位和場景，設(shè)計定制不同的服裝組合，便于企業(yè)統(tǒng)一管理，也降低了管理成本。

2.3 模塊化設(shè)計在服裝上的應(yīng)用

傳統(tǒng)作業(yè)服設(shè)計需要制造和儲備多種款式和尺寸的服裝，造成很高的成本，而模塊化設(shè)計則能夠根據(jù)不同需求，按需定制，避免了浪費。

2.3.1 構(gòu)思

在模塊化設(shè)計中可將服裝分為基礎(chǔ)模塊和非固定模塊，基礎(chǔ)模塊是指服裝中一些固定服飾，如衣領(lǐng)、袖口、褲腰等，而非固定模塊則包括服裝中可以靈活修改的元素，如衣袖長度、面料材質(zhì)等。通過對這些模塊進(jìn)行組合和拼接，可以實現(xiàn)各種款式和風(fēng)格的相互匹配，給予服裝更多的可能性，使得服裝更大程度發(fā)揮其功能性。同時在實際進(jìn)行模塊化設(shè)計時，可以根據(jù)客戶的喜好和需求，制定出不同的模塊，如顏色、面料、結(jié)構(gòu)等方面，并對每個模塊進(jìn)行分析和歸納。在對每個模塊進(jìn)行設(shè)計時，可以注重細(xì)節(jié)和實用性，確保每個模塊的功能得到最大化發(fā)揮。

2.3.2 生產(chǎn)

細(xì)致地考慮每個模塊的功能和特性，將各個模塊按照功能進(jìn)行分類，對于固定模塊方面可以在各個服裝中保持一致，以便提高生產(chǎn)效率和降低成本。對于非固定模塊，可以根據(jù)不同款式和風(fēng)格進(jìn)行選擇和組合，以滿足客戶的不同需求。在服裝模塊化生產(chǎn)中，設(shè)計師還需要掌握一定的模塊化設(shè)計技巧，例如通過裥邊、花邊、紐扣等方式，為服裝增添不同的個性，同時也要注意模塊之間的協(xié)調(diào)配合，使得整體效果更加和諧美觀[7]。

2.3.3 案例

耐克與設(shè)計師約翰娜·史進(jìn)行合作，聯(lián)合打造出一系列為女性設(shè)計的極具美感、功能性的服裝。在這個系列中，人們可以從一系列產(chǎn)品中挑選出最適合自己的服裝。NikeLab x JFS 系列可以根據(jù)所做的活動，可以根據(jù)不同用途進(jìn)行重量和結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。此款斗篷可作為外套使用，靈活多用，有三種穿戴方式：敞開、披在肩上、系上帶子，或者作為保暖短裙系在臀部周圍。

圖1 中的此款長袖衫是該系列的主打產(chǎn)品，符合人體工程學(xué)，全力打造合身效果，同時還搭配與眾不同的拉鏈?zhǔn)郊兕I(lǐng)。服裝將網(wǎng)眼夾層與Dri-FIT技術(shù)、Cool-Touch 的棉質(zhì)運動衫相互結(jié)合，具有極高的透氣性。衣袖部分的拇指扣設(shè)計也幫助運動員在運動過程中固定衣物。

圖1 NikeLab XJFS Crop 長袖衫Fig.1 nikelab x jfs crop long sleeved shirt

3 煤礦井下作業(yè)服設(shè)計分析

模塊化的設(shè)計需要考慮每個模塊的可操作性，以便有效地制作和維修作業(yè)服。每個模塊應(yīng)該易于加工、組裝和維修，方便制作和更換。例如，衣領(lǐng)、袖口和褲腰應(yīng)該以簡單的方式裝配到作業(yè)服上。模塊化的設(shè)計需要考慮作業(yè)服每個模塊的使用率，以減少浪費并提高可持續(xù)性。作業(yè)服的設(shè)計應(yīng)當(dāng)能夠充分利用每個模塊，并確保不同模塊中的功能不重復(fù)。這樣在整體上可以提高作業(yè)服的使用價值和效果[8]。

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）上衣分割：上衣的設(shè)計需要具備更好的伸縮性和靈活性，因此可以在袖窿和背部進(jìn)行分割，使得作業(yè)人員能夠自由伸展雙臂和扭動身體，增強(qiáng)工作的舒適性和效率。在實際制作過程中，不同面料也需要進(jìn)行拼接，以提高作業(yè)服的防護(hù)性能和舒適度。

（2）衣領(lǐng)設(shè)計：在煤礦井下作業(yè)時，工人需要面對較為嚴(yán)峻的環(huán)境問題，其中包括危險的塵土和氣體，而這些污染物會通過衣領(lǐng)進(jìn)入人體，因此作業(yè)服的領(lǐng)口設(shè)計要考慮到防護(hù)煤塵的需求?？赏ㄟ^立領(lǐng)設(shè)計，將煤塵隔離在服裝外部，保證工人的健康安全。

（3）衣擺設(shè)計：在作業(yè)現(xiàn)場中，不少設(shè)備密集且作業(yè)空間有限，為了避免衣擺過寬導(dǎo)致卡住障礙物，作業(yè)服需要進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計。收腰設(shè)計可以相對較好地解決這一問題，在下擺處進(jìn)行收腰設(shè)計，并且可根據(jù)需要選擇合適的螺紋，并調(diào)整松緊，保證作業(yè)的方便快捷。

（4）袖口、褲腳設(shè)計：袖口和褲腳的緊密結(jié)合可以有效防止灰塵等污染物進(jìn)入作業(yè)員的身體，并提高防護(hù)效果。袖口和褲腳都應(yīng)采用收口的設(shè)計，使得作業(yè)人員可以由于不受阻礙，保證作業(yè)的高效性和安全性。

（5）口袋設(shè)計：在煤礦井下工作，作業(yè)人員需要隨身攜帶各種工具和物品，因此口袋的設(shè)計需要充分考慮使用者的實際需求。為了解決褲兜破損嚴(yán)重的問題，嘗試不同口袋樣式的設(shè)計，并在作業(yè)服上使用合適的紐扣等設(shè)備固定。這樣既保持了口袋的實用性，又提高了作業(yè)服的美觀性和整潔度。

綜上所述，作業(yè)服設(shè)計需要充分考慮到實際使用需求，并在設(shè)計上進(jìn)行必要的優(yōu)化，以保證其具備高度的安全、舒適和持久的性能。

3.2 顏色設(shè)計

井下作業(yè)服是井下工作人員在工作過程中的專用服裝，其顏色設(shè)計應(yīng)充分體現(xiàn)安全、可靠、便捷等特征，所以井下作業(yè)服在滿足功能性需求的前提下，服裝顏色應(yīng)盡量與環(huán)境形成差異性，在視覺上營造出一種眼前一亮的效果，能夠?qū)伦鳂I(yè)人員起到安全保護(hù)作用，使井下作業(yè)人員能夠更加高效地開展工作。另外，礦井下的工作空間比較擁擠，且機(jī)械車輛很多，警示性的作業(yè)服顏色可以幫助保障井下作業(yè)人員的安全。使用不同顏色區(qū)分不同崗位工人的作業(yè)服也可提高服裝的功能性，方便管理。反光條的使用可以在井下發(fā)生緊急情況時，起到警示的作用，可以迅速分辨出是什么原因造成的事故，以便于采取及時有效的措施進(jìn)行處理。

3.3 材料選擇

對于煤礦井下作業(yè)服的設(shè)計，面輔料的選擇一直是考察的重點。

井下作業(yè)服面料的選擇需考慮防靜電性、阻燃性和防水性。在設(shè)計過程中，可以選擇一個被稱為“三防”面料的紡織品，該面料具有防火、防水和防靜電的特點。這種面料被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和特種制服，它最大限度地保護(hù)了井下作業(yè)人員的安全，且具有舒適感。

PVC 晶格反光條顏色多樣，是時尚設(shè)計中的理想選擇。但是，與其他材料相比，這種材料有一定的硬度，如果長時間佩戴，會對人體的舒適性造成一定的影響[9]。還有一種是選用反光熱貼膜，將反光的熱敏材料貼在布料上，然后用高溫將熱敏材料熔化，這樣就可以在布料上留下印子。在樣品服裝的生產(chǎn)過程中，選用防靜電亮銀彈性貼片，這種材料的優(yōu)點是，能吸收大部分的反光，在強(qiáng)光照射下反光效果更明顯。目前，國內(nèi)安全服大多使用的是聚酯纖維、尼龍、滌綸等材料，而這種材料的衣服表面有一層光滑的塑料涂層，反射的光在經(jīng)過表面涂層時被反射回去。

4 結(jié)語

通過對煤礦井下作業(yè)服現(xiàn)狀和模塊化理念在服裝中的應(yīng)用研究及煤礦井下作業(yè)服設(shè)計分析，提出了一種基于模塊化理念的煤礦井下作業(yè)服設(shè)計方案。本方案采用了模塊化設(shè)計原理，將作業(yè)服分為不同的模塊，以便更好地適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境和需求，同時結(jié)合顏色選擇和材料搭配，提高了作業(yè)服的穩(wěn)定性和防護(hù)性能。有助于提高作業(yè)服的使用便利性和適應(yīng)性，減少了潛在危險的發(fā)生率，增強(qiáng)了作業(yè)服的安全性和舒適性，提高了煤礦行業(yè)的整體安全水平和形象[10]。未來，我們可以從以下幾個方面進(jìn)一步完善和拓展本方案，一是根據(jù)實際工作需求和反饋不斷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化；二是采用更加先進(jìn)的材料和技術(shù)，提高作業(yè)服的防護(hù)性能和舒適性。相信在不遠(yuǎn)的將來，基于模塊化理念的煤礦井下作業(yè)服設(shè)計將會有更加廣泛的應(yīng)用前景。