關(guān)于改善礦山機(jī)械的作業(yè)環(huán)境研究

汪秋凌

（湖北省大冶有色金屬有限責(zé)任公司，湖北 黃石 435232）

1 礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境問題

（1）化學(xué)介質(zhì)的腐蝕問題

礦山機(jī)械面臨的化學(xué)介質(zhì)腐蝕，一方面是指地理氣候環(huán)境對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的腐蝕破壞。根據(jù)我國礦山機(jī)械工業(yè)部對(duì)全國銅礦礦井的調(diào)查報(bào)告顯示，沿海地區(qū)的井筒支架平均年腐蝕量高達(dá)0.6 mm。這意味著我國沿海地區(qū)每年鋼材損失占到總安裝量的3.5%，約有1.9萬多噸鋼材遭受腐蝕損害。究其原因在于沿海地區(qū)氣候潮濕，特別是一些有色金屬的礦廠設(shè)備在尚未投產(chǎn)使用前便受到海水侵蝕破壞，其經(jīng)濟(jì)損失不可估量，而礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的粉塵，以及與機(jī)械設(shè)備表面接觸的化學(xué)介質(zhì)（如：雨水）也是腐蝕礦山機(jī)械的重要因素。另一方面，礦山機(jī)械面臨的化學(xué)介質(zhì)腐蝕還指礦山機(jī)械工作介質(zhì)的污染，礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)往往造成油液污染，當(dāng)油溫過高時(shí)，裝配不良會(huì)引起管路破裂，液壓系統(tǒng)泄露現(xiàn)象，流失的液壓油會(huì)構(gòu)成礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的火災(zāi)隱患，嚴(yán)重?fù)p害環(huán)境安全。

（2）機(jī)械振動(dòng)與噪音問題

礦山機(jī)械多為大功率的粗重型設(shè)備，設(shè)備作業(yè)過程中的采掘、運(yùn)輸、提升、支護(hù)、轉(zhuǎn)載等機(jī)械振動(dòng)與噪音成為礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境最突出的特征。首先，礦山機(jī)械振動(dòng)所帶來的設(shè)備磨損問題顯著，如鉆頭、挖掘機(jī)頭齒的振動(dòng)沖擊，破碎機(jī)錘頭、磨礦機(jī)襯板的摩擦及疲勞破壞等，磨損問題使礦山機(jī)械零部件過早失效，工作性能降低，設(shè)備壽命減短。其次，礦山機(jī)械的噪音環(huán)境是影響礦工身心健康的首要因素，礦山機(jī)械噪音主要包括機(jī)械振動(dòng)噪音、撞擊噪音、流體噪音三種類型。機(jī)械振動(dòng)噪音是由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件間的不平衡以及間歇調(diào)整不當(dāng)造成的，比如破損機(jī)在進(jìn)行截割時(shí)即是多個(gè)零部件因?yàn)橹睆?、轉(zhuǎn)速與阻抗力的不同，相互摩擦而生成的綜合性噪音系統(tǒng)；機(jī)械撞擊噪音則存在于以沖擊碰撞為能量的機(jī)械設(shè)備中，比如鑿巖機(jī)作業(yè)機(jī)理中的回轉(zhuǎn)噪音僅比其管路沖擊噪音低20 dB(A)；機(jī)械流體噪音是機(jī)械流體運(yùn)動(dòng)速度與受壓變化引起的噪音，比如，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度極高，強(qiáng)烈的空氣流動(dòng)致使動(dòng)力性噪音產(chǎn)生。這三類噪音不僅在礦山機(jī)械作業(yè)中頻繁發(fā)生，還具有強(qiáng)度大、持續(xù)性長、疊加性廣的特征。

（3）設(shè)備的回收利用問題

我國礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造理念落后，報(bào)廢的機(jī)械設(shè)備回收利用率極低，形成礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生污染、空間侵占以及安全隱患問題。首先，我國礦山機(jī)械設(shè)備在報(bào)廢后便成為無用的廢鐵垃圾，廢舊的機(jī)械部件含有各種有害物質(zhì)，比如鉛、汞等，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，還會(huì)對(duì)人體健康成為威脅。其次，礦山機(jī)械多為體積大的粗重型設(shè)備，若不及時(shí)處理，隨意堆棄，會(huì)致使礦山機(jī)械作業(yè)空間緊縮，且影響正常機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，廢舊的機(jī)械設(shè)備通過二手渠道進(jìn)入小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦廠，這種缺乏品質(zhì)檢測(cè)與安全控制的設(shè)備，其重復(fù)濫用是造成礦山機(jī)械作業(yè)能源浪費(fèi)與人身安全事故的重要源頭。

2 改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的必要性

（1）符合我國綠色礦山建設(shè)的基本要求

中國礦業(yè)發(fā)展一貫堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，重視礦山勘察與規(guī)劃的科學(xué)性，走礦山資源開發(fā)與利用的集約化道路。同時(shí)，立足于安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)兩個(gè)基本點(diǎn)，推進(jìn)綠色礦業(yè)建設(shè)工作，構(gòu)建環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境既保障了礦山安全生產(chǎn)，又促進(jìn)了資源的綜合利用與自然生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，符合我國綠色礦山建設(shè)的基本要求。

（二）推動(dòng)礦山機(jī)械科技技術(shù)的持續(xù)發(fā)展

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程加快，礦山資源的剛性需求也逐漸上升，傳統(tǒng)礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的粗放特征已無法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新趨勢(shì)，要改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境，即轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)礦業(yè)的消耗型開發(fā)方式，切實(shí)落實(shí)我國節(jié)約能源的基本國策，不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新，優(yōu)化工藝流程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，提升資源利用效率，力爭礦山開發(fā)利用技術(shù)達(dá)到或超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)行業(yè)先進(jìn)水平。因此，改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境是推動(dòng)礦山機(jī)械科技技術(shù)持續(xù)發(fā)展的根本動(dòng)力。

（三）提升礦山機(jī)械經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想促進(jìn)了低碳經(jīng)濟(jì)熱潮的興起，建立礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的生態(tài)工業(yè)模式，有利于我國礦業(yè)逐漸擺脫對(duì)資源的依賴，形成礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的有機(jī)統(tǒng)一，進(jìn)一步推動(dòng)礦山產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，是發(fā)展礦山低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要手段。同時(shí)，改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境，有賴于機(jī)械工業(yè)技術(shù)的成熟，其表現(xiàn)為：大型機(jī)械設(shè)備應(yīng)用的數(shù)字化、智能化、生態(tài)化，勵(lì)精圖治的技術(shù)研發(fā)，致力于將生態(tài)理念貫穿礦山開發(fā)利用的全過程，引領(lǐng)社會(huì)發(fā)展的新方向，不斷推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。因此，改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境，有利于礦山機(jī)械經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的同步提升。

3 改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的有效措施

（1）確保工作介質(zhì)低污染與應(yīng)用耐腐蝕材料

針對(duì)化學(xué)介質(zhì)的腐蝕問題：

一是，要確保礦山機(jī)械工作介質(zhì)的低污染，雖然礦山機(jī)械泄露不可避免，但液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)卻可以改變。比如對(duì)于液壓系統(tǒng)中的密封材料，可考慮特種工程彈性體取代低性能耐油橡膠，實(shí)現(xiàn)液壓的低泄露。同時(shí)，大力發(fā)展水液壓傳動(dòng)的礦山機(jī)械，以天然水作為液壓介質(zhì)，或者使用可生物降解的液壓液，比如植物油、合成酯、聚乙二醇類基礎(chǔ)油，這樣既節(jié)省能源，又能有效的降低礦山機(jī)械的環(huán)境污染。

二是，選擇耐腐蝕的非金屬材料，防止氣候環(huán)境對(duì)設(shè)備的侵害，如橡膠篩板、膠帶運(yùn)輸機(jī)上的強(qiáng)化玻璃鋼溜槽，井下環(huán)境可采用含銅的低合金鋼，提高設(shè)備的耐腐蝕性能，還可以根據(jù)水質(zhì)在設(shè)備表面涂抹保護(hù)機(jī)件的酚醛類涂料、防銹漆等，而井下廢水排放應(yīng)使用藥物進(jìn)行酸堿中和，使其PH值達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并改進(jìn)礦山機(jī)械環(huán)境的通風(fēng)條件，稀釋有害氣體，避免機(jī)電雜散電流引起的化學(xué)腐蝕。

（二）改進(jìn)針對(duì)機(jī)械振動(dòng)與噪音問題機(jī)械結(jié)構(gòu)材質(zhì)與研發(fā)噪音控制技術(shù)

一是，改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。比如加強(qiáng)挖掘機(jī)斗杠的薄弱環(huán)節(jié)，使其承力負(fù)荷量增高；對(duì)于汽車車架應(yīng)采用鍛焊結(jié)構(gòu)，減少應(yīng)力集中等。此外，合理選用材質(zhì)也可防止沖擊磨損對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的影響，比如對(duì)于高強(qiáng)度抗冷脆裂鋼的使用，因?yàn)槠鋸?qiáng)度與韌性優(yōu)良，可以增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的耐磨性。

二是，積極研發(fā)噪音控制技術(shù)。在控制機(jī)械振動(dòng)噪音方面，可采用聚氨酯篩板或彈性減震塊，避免機(jī)械振動(dòng)體與機(jī)本的硬接觸；在控制機(jī)械流體噪音方面，需要重點(diǎn)注意環(huán)境的通風(fēng)能力，因此，具備腔體充填式消聲結(jié)構(gòu)的通風(fēng)機(jī)應(yīng)用是關(guān)鍵；在控制機(jī)械撞擊噪音方面，選擇性能平穩(wěn)的電磁閥、節(jié)流閥，合理設(shè)計(jì)補(bǔ)油閥，抑制管道傳力變化造成了流體壓力脈動(dòng)都可以有效的降低機(jī)械碰撞噪音。

（3）大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保型礦山機(jī)械再制造業(yè)

針對(duì)設(shè)備的回收利用問題，應(yīng)大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保型礦山機(jī)械再制造業(yè)。再制造業(yè)是以保全產(chǎn)品或設(shè)備壽命周期為目的的新興產(chǎn)業(yè)，再制造業(yè)的重要優(yōu)勢(shì)是：通過對(duì)廢舊產(chǎn)品性能的改造，實(shí)現(xiàn)再利用，有效的節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境。發(fā)展礦山機(jī)械再制造業(yè)的好處有：

一是，促進(jìn)對(duì)礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的嚴(yán)格監(jiān)管，避免廢舊設(shè)備對(duì)環(huán)境造成二次污染。

二是，通過及時(shí)的設(shè)備回收，嚴(yán)防機(jī)電老、舊、雜、病現(xiàn)象，解決礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境的安全隱患。

三是，對(duì)于廢舊機(jī)械設(shè)備的“再制造”，可以節(jié)約能源與珍貴材料，緩解我國資源緊缺，實(shí)現(xiàn)礦山產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)。因此，大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保型礦山機(jī)械再制造業(yè)，對(duì)改善礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境具有重要作用。

4 結(jié)束語

礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境屬于機(jī)械科學(xué)技術(shù)應(yīng)用環(huán)境范疇，它的改善可以對(duì)提升機(jī)械科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的合理性與安全性具有深遠(yuǎn)意義。其不但符合建設(shè)綠色礦山的基本要求，而且可以有效推動(dòng)礦山機(jī)械科技技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，以及能夠提升經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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