關(guān)于可持續(xù)發(fā)展理念的煤礦機械綠色設(shè)計研究

成志鋒

（1.中國煤炭科工集團太原研究院有限公司；2.山西天地煤機裝備有限公司，山西 太原 030006）

傳統(tǒng)的機械設(shè)計方式就是使用粗放型的工作方法，傳統(tǒng)的煤礦機械在惡劣的工作環(huán)境下，由于煤礦機械最大的缺點就本身體積大、能源消耗量大，從而在使用機械開采煤礦時，對周邊環(huán)境必然會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，消耗巨大能源，對我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略實現(xiàn)有一定影響。因此，面對以上情況，世界各國對綠色設(shè)計理念的應(yīng)用更加重視，特別是對于綠色制造技術(shù)，應(yīng)用上更加科學(xué)合理。實現(xiàn)我國煤礦企業(yè)單位的可持續(xù)發(fā)展，響應(yīng)我國節(jié)能環(huán)保的發(fā)展戰(zhàn)略，有效解決煤礦開采帶來的環(huán)境污染與能源消耗問題，使得機械生產(chǎn)與環(huán)境、能源、工作人員協(xié)調(diào)統(tǒng)一，更加和諧，實現(xiàn)我國煤礦企業(yè)的綠色生產(chǎn)。

1 煤礦機械的綠色設(shè)計理念

1.1 使用綠色環(huán)保材料

為了實現(xiàn)煤礦機械的綠色生產(chǎn)，在機械施工中的首要任務(wù)就是優(yōu)化對材料的選擇，在使用過程中選擇環(huán)保材料、使用可降解性材料、使得機械材料實現(xiàn)回收循環(huán)利用，以及應(yīng)對各類復(fù)雜環(huán)境上都有良好的適應(yīng)能力，再就是，在機械材料的使用生命期限內(nèi)的合理評價與評估，就是從原材料機械加工生產(chǎn)為機械材料成品的生產(chǎn)過程，深入分析此過程的能源消耗和環(huán)境影響分析。使用綠色材料，可以清晰準(zhǔn)確的評估出整個機械加工過程中的資源和能源的消耗、環(huán)境污染問題，并進行統(tǒng)一的評估分析，實現(xiàn)對機械材料各個生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)分析，有效提高機械材料的和諧性和協(xié)調(diào)性。

1.2 機械安全的設(shè)計

由于煤礦機械設(shè)備主要的工作環(huán)境就是在井下，所以機械施工的安全性是整個機械開采過程中的重中之重，在前期的設(shè)計階段就不能掉以輕心，需要提高設(shè)計人員的設(shè)計意識，強調(diào)設(shè)備安全性的重要性。觀察發(fā)現(xiàn)，根據(jù)我國最近發(fā)生的煤礦事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，60%的事故原因都是機械設(shè)備出現(xiàn)故障，出現(xiàn)事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟損失，由此可見，在設(shè)計階段應(yīng)用綠色設(shè)計理念，提高機械設(shè)計的安全性，整體完善了機械設(shè)計的安全性，綜合提高了機械生產(chǎn)效率。

1.3 實現(xiàn)可綠拆卸的綠色設(shè)計

可拆卸功能，顧名思義就是在機械使用過程中，其中的機械零件可以拆卸零部件，并且是具有可利用價值的零部件，主要從在機械中有規(guī)律地拆卸可以繼續(xù)使用的零部件，在拆卸過程中不會存在損壞的零部件，因此，通過以上方法，增加我國煤礦機械零件的回收利用率，減少資源和經(jīng)濟的浪費，可見在設(shè)計階段，應(yīng)充分采用綠色設(shè)計理念，還需要考慮機械后期的零部件的拆卸情況，避免出現(xiàn)問題。由于煤礦機械個頭大、笨重、不易搬運，因此在設(shè)計過程，務(wù)必將零部件的拆卸問題作為首要考慮的問題，包含產(chǎn)品和技術(shù)的可拆卸性，使用“可拆卸、可分離”的設(shè)計理念，最大可能的降低拆卸難度，禁止生產(chǎn)多樣性的零部件。

1.4 可回收的綠色設(shè)計

在機械產(chǎn)品的設(shè)計階段，應(yīng)對零部件、機械材料的回收問題提高重視，增強回收循環(huán)利用的意識，保證機械材料和零部件的回收性，并且需要設(shè)計如何在零部件與材料回收過程中將對周邊環(huán)境造成的污染降到最低，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟性。在可持續(xù)發(fā)展理念下，煤礦機械的回收利用非常重要，科學(xué)合理的進行機械回收，實現(xiàn)煤礦企業(yè)的效益最大化，提高機械企業(yè)的社會影響力。

2 煤礦機械的綠色設(shè)計方法

基于可持續(xù)發(fā)展理念下的機械設(shè)計，為機械制造打下堅實的基礎(chǔ)。在實際工作中，煤礦機械可持續(xù)發(fā)展的綠色設(shè)計理念，是在現(xiàn)代化的最先進設(shè)計理念和理論的基礎(chǔ)之上，在過程中詳細考慮工程思想，對生產(chǎn)產(chǎn)品生命周期進行詳細分析，再加上集合現(xiàn)代工程設(shè)計中的長壽命設(shè)計、模塊設(shè)計等方法。但是在機械綠色設(shè)計中，對機械整個生命周期進行有效分析是必要的，可以實現(xiàn)

資源與能源利用的最大化，有效減低對周邊環(huán)境造成的污染，基于以下常見的設(shè)計方進行研究。

2.1 生命周期設(shè)計

應(yīng)用綠色設(shè)計理念的過程中，生命周期設(shè)計是最基本的單元，采取綠色設(shè)計的核心在于，應(yīng)用綠色的設(shè)計理念，從產(chǎn)品的前期生產(chǎn)，直到零部件設(shè)計、后期的綠色生產(chǎn)以及機械產(chǎn)品的回收等整個生命周期。生命周期設(shè)計的這種設(shè)計方法，詳細的對產(chǎn)品周邊環(huán)境狀況、環(huán)境影響因素進行不同程度分析，確保提高機械生產(chǎn)的綠色加工，另外，生命周期性評價的最大優(yōu)勢就是對機械設(shè)計進行客觀評價，保障機械的科學(xué)合理使用，保證運行穩(wěn)定，減少后期成本，實現(xiàn)煤礦機械的安全生產(chǎn)。

2.2 虛擬設(shè)計

采取虛擬設(shè)計方法，采用先進的科學(xué)技術(shù)，在計算機的靈活作用下，完成前期的設(shè)計階段。虛擬設(shè)計還可以應(yīng)用在生產(chǎn)中的某個發(fā)展階段，有效協(xié)助設(shè)計人員完成設(shè)計任務(wù)，充分應(yīng)用虛擬技術(shù)，將整個機械生產(chǎn)過程進行虛擬化，大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，有效降低生產(chǎn)成本。將虛擬技術(shù)和綠色理念相融合，充分實現(xiàn)煤礦機械的綠色生產(chǎn)，也有利于延長機械產(chǎn)品的使用壽命，有利于產(chǎn)品的個性化設(shè)計，促進我國煤礦機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3 制定煤礦機械綠色設(shè)計的評價機制

在對煤礦機械綠色設(shè)計的結(jié)果進行分析時，需要制定合理的機械綠色設(shè)計評價體制，其中包含以下幾種指標(biāo)：環(huán)境評價指標(biāo)、能源評價指標(biāo)、資源評價指標(biāo)、成本評價指標(biāo)等。具體如圖1。

圖1 煤礦機械生產(chǎn)綠色設(shè)計的評價體制

4 結(jié)語

總之，我國機械行業(yè)不斷蓬勃發(fā)展，越來越重視將綠色設(shè)計理念應(yīng)用到設(shè)計過程中，將綠色設(shè)計理念滲透到整個機械過程中，充分實現(xiàn)資源使用的最大化，有效降低環(huán)境污染，貫徹落實可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保戰(zhàn)略。為了提高我國煤礦機械的生產(chǎn)質(zhì)量，需要加強對綠色設(shè)計理念的應(yīng)用，這是對人類可持續(xù)發(fā)展事業(yè)的重要支持，是人類長遠生存的需要，從而形成一種綜合性的發(fā)展戰(zhàn)略，對我國煤礦工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。