基于可持續(xù)發(fā)展理念的煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)

通訊作者：馬佳，1989年9月，男，漢族，天津靜海人，現(xiàn)任職于大地工程開發(fā)（集團(tuán)）有限公司天津分公司，中級(jí)工程師，本科。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

摘要：隨著時(shí)代的快速發(fā)展，人們的生態(tài)環(huán)保理念也得到了顯著提升，這也給煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)帶去了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式所暴露的問題也越來越多。在這種背景下，要想為我國(guó)的科學(xué)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)，相關(guān)人員在展開煤礦設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須跟上時(shí)代發(fā)展潮流，以可持續(xù)發(fā)展理念為基礎(chǔ)展開設(shè)計(jì)工作，從而有效降低環(huán)境污染，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)、環(huán)境與社會(huì)資源的一體化發(fā)展。鑒于這種情況，本文首先簡(jiǎn)單介紹了煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)思路，然后提出了幾點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，希望能夠?yàn)槲覈?guó)的可持續(xù)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展;煤礦機(jī)械;綠色設(shè)計(jì)

一、前言

在實(shí)際工作過程中，由于煤礦機(jī)械自身所處工作環(huán)境非常惡劣，體積相對(duì)較大，需要消耗大量能源，這種情況必然會(huì)對(duì)周邊環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境造成比較大的破壞，影響到我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展[1]。所以，以可持續(xù)發(fā)展理念為基礎(chǔ)展開煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，這樣才能夠在有效提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，避免人們?nèi)粘９ぷ魃瞽h(huán)境受到破壞。在這種背景下，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家提出的節(jié)能環(huán)保號(hào)召，綜合利用更為先進(jìn)的技術(shù)展開工作，從而進(jìn)一步降低煤礦開采需要消耗的能源與污染，保證煤礦周邊生態(tài)系統(tǒng)平衡[2]。所以，本文展開基于可持續(xù)發(fā)展理念的煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)探究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)理念分析

顧名思義，所謂綠色設(shè)計(jì)實(shí)際上值得就是綜合考慮產(chǎn)品生命周期，并以產(chǎn)品的環(huán)境屬性為主要目標(biāo)，綜合考慮產(chǎn)品可回收利用、可維護(hù)以及可拆卸性等功能展開設(shè)計(jì)工作[3]。所以，相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該以可持續(xù)發(fā)展理念為基礎(chǔ)，嚴(yán)格按照如圖1所示流程展開煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)工作，并遵循如下理念：

（一）提高綠色環(huán)保材料利用率

要想為煤礦生產(chǎn)工作的順利展開起到更大的促進(jìn)作用，工作人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，首項(xiàng)需要完成的任務(wù)就是選擇更為優(yōu)秀的材料，盡量選擇性價(jià)比更為優(yōu)越的可降解性環(huán)保材料，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械材料的可回收利用，并提高設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)能力，保證設(shè)備能夠在不同復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中高效運(yùn)轉(zhuǎn)[4]。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該合理評(píng)估機(jī)械材料的生命周期及原材料生產(chǎn)加工過程中可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響與能源消耗，以此來提升機(jī)械材料的協(xié)調(diào)性以及和諧型，從而使煤礦機(jī)械更為符合綠色、節(jié)能、環(huán)保的要求。

（二）做好安全設(shè)計(jì)工作

井下是煤礦機(jī)械設(shè)備最主要的工作環(huán)境，其情況非常復(fù)雜，一不小心就有可能造成安全意外事故發(fā)生[5]。因此，相關(guān)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，必須提高安全意識(shí)，明確認(rèn)識(shí)到安全性對(duì)設(shè)備的重要意義。同時(shí)，通過實(shí)際調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)因機(jī)械設(shè)備故障而引發(fā)的煤礦事故在總事故量中的占比已經(jīng)超過了60%，并且這些事故基本上都使煤礦企業(yè)蒙受了比較大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成了極為嚴(yán)重的人員傷亡，社會(huì)影響極為惡劣。這種情況充分說明了，相關(guān)人員在展開煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的時(shí)候，要想保證設(shè)計(jì)結(jié)果更為符合可持續(xù)發(fā)展理念的要求，必須建立正確的安全設(shè)計(jì)觀念，采用更為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法提升煤礦機(jī)械設(shè)備的安全性，從而在有效提升機(jī)械生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，降低能源消耗，保證生產(chǎn)安全。

（三）實(shí)現(xiàn)可拆卸的綠色設(shè)計(jì)目標(biāo)

顧名思義，所謂可拆卸實(shí)際上指的就是在煤礦機(jī)械中的設(shè)備零件可以拆卸并循環(huán)利用，不會(huì)因?yàn)椴鹦栋l(fā)生損壞。實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)目標(biāo)可以使零件回收利用率得到更大程度的提高，降低成本花費(fèi)，節(jié)約能源，避免浪費(fèi)[6]。同時(shí)，在展開設(shè)計(jì)的時(shí)候，工作人員還應(yīng)該嚴(yán)格遵循綠色設(shè)計(jì)理念原則，充分考慮后期需要展開的零部件拆卸工作以及實(shí)際環(huán)境，從而有效防止問題發(fā)生。另外，因?yàn)槊旱V生產(chǎn)所需設(shè)備的體積都非常大，并相對(duì)笨重，搬運(yùn)難度相對(duì)較高。所以，在展開綠色設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員必須將拆卸問題作為重要考量原色，按照“可拆卸、可分離”的理念應(yīng)用更為先進(jìn)的技術(shù)展開設(shè)計(jì)，這樣才可以使機(jī)械拆卸難度有效降低，并盡量保證零部件的統(tǒng)一性，進(jìn)而為其循環(huán)利用夯實(shí)根基。

（四）實(shí)現(xiàn)可回收目標(biāo)

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)人員應(yīng)該提升對(duì)機(jī)械材料以及零部件回收的重視，樹立正確的可循環(huán)利用理念，并以此為基礎(chǔ)展開設(shè)計(jì)工作，從而使零部件以及材料的回收性得到有效提高[7]。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，還應(yīng)該提升對(duì)周邊環(huán)境的重視，保證材料與零部件回收不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染，幫助企業(yè)獲得更多社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)其影響力，為其可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

三、煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)方法探究

隨著人們環(huán)保理念的不斷提高，綠色設(shè)計(jì)也隨之受到了越來越多人的重視，其具體產(chǎn)生原因如圖2所示。在這種背景下，怎樣更好地完成煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸成為相關(guān)人員需要完成的關(guān)鍵問題。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，要想保證自身設(shè)計(jì)更為符合可持續(xù)發(fā)展理念的要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該跟上時(shí)代發(fā)展的腳步，對(duì)工程思想進(jìn)行細(xì)致深入的探究，采用更為科學(xué)合理的方式展開生命周期分析，并通過虛擬技術(shù)的有效利用提升能源以及資源利用率，從而更好地降低煤礦機(jī)械設(shè)備可能對(duì)周邊環(huán)境造成的污染，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。

（一）生命周期設(shè)計(jì)

在應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念展開煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，工作人員應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到最基本單元就是生命周期設(shè)計(jì)[8]。所以，在進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從產(chǎn)品前期生產(chǎn)入手，做好零部件、后期綠色生產(chǎn)與機(jī)械產(chǎn)品回收等全過程設(shè)計(jì)。同時(shí)，要想將生命周期設(shè)計(jì)法的作用充分發(fā)揮出來，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)產(chǎn)品所處周邊環(huán)境以及可能對(duì)環(huán)境造成影響的因素展開細(xì)致深入的分析，以此來有效提升機(jī)械生產(chǎn)效率，并更好地實(shí)現(xiàn)綠色加工目標(biāo)。除此之外，合理應(yīng)用生命周期法展開設(shè)計(jì)還有一方面優(yōu)勢(shì)就是可以客觀評(píng)價(jià)機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)果，提升機(jī)械的科學(xué)性以及合理性，保障其可以完全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，切實(shí)避免安全意外事故發(fā)生，降低后期生產(chǎn)需要花費(fèi)的成本。

（二）虛擬設(shè)計(jì)方法

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)也被越來越多的應(yīng)用到了設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，為設(shè)計(jì)工作質(zhì)量提升起到了極大的促進(jìn)作用。在這種背景下，要想更好的完成機(jī)械綠色設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)的合理性，相關(guān)人員必須轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念，明確認(rèn)識(shí)到虛擬技術(shù)的重要價(jià)值，合理應(yīng)用虛擬技術(shù)推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)過程的虛擬化發(fā)展，完成機(jī)械設(shè)計(jì)成果的充分展示，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在的缺陷和不足，幫助設(shè)計(jì)人員更好地完成設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，這樣才能夠有效降低安全隱患埋藏概率，縮短生命周期，減少機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)需要花費(fèi)的成本，使產(chǎn)品的使用壽命都得到更大程度的延長(zhǎng)[9]。除此之外，合理應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)方法可以使產(chǎn)品的個(gè)性化程度得到更大程度的提高，提高其適應(yīng)性，保證可以適用于更多不同環(huán)境的生產(chǎn)工作，進(jìn)而為我國(guó)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。

四、煤礦機(jī)械生產(chǎn)綠色設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)體制

于煤礦機(jī)械而言，其通常具有大體積、高耗能、高污染的特點(diǎn)，因此對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)其能源的消耗以及污染物的排放情況進(jìn)行充分考慮，確保產(chǎn)品制造及使用過程中能夠做到節(jié)能、環(huán)保、安全和經(jīng)濟(jì)。隨著環(huán)保理念的普及，如何實(shí)現(xiàn)大型煤礦機(jī)械的綠色化設(shè)計(jì)與制造、降低環(huán)境污染狀況已經(jīng)成為如今相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。要想切實(shí)保證設(shè)計(jì)結(jié)果滿足綠色環(huán)保要求，相關(guān)單位應(yīng)該以匹配環(huán)境目標(biāo)為基礎(chǔ)，保證產(chǎn)品在擁有基礎(chǔ)功能的前提下，構(gòu)建如圖3所示機(jī)械綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體制，進(jìn)而更好的保證機(jī)械設(shè)計(jì)符合生態(tài)節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，提升其使用壽命以及經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，這樣才可以使煤礦設(shè)計(jì)的節(jié)能與環(huán)保性得到有效提高，更為符合可持續(xù)發(fā)展的要求。為人類社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展夯實(shí)根基。

五、結(jié)語

在發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，人們的綠色環(huán)保觀念也在不斷提高，最近幾年國(guó)家提出了：“綠水青山才是金山銀山”的說法。但是，現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，所采用的理念與方法都還比較滯后，造成了最終設(shè)計(jì)產(chǎn)品不符合綠色環(huán)保的要求。在這種背景下，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，必須抓住時(shí)代發(fā)展脈搏，樹立正確的可持續(xù)發(fā)展觀念，按照綠色設(shè)計(jì)原則，綜合應(yīng)用生命周期設(shè)計(jì)以及虛擬設(shè)計(jì)等方法展開工作，這樣才可以進(jìn)一步提升資源利用率，降低機(jī)械設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，要想保證設(shè)計(jì)更為符合綠色環(huán)保理念的要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從產(chǎn)品功能定義環(huán)節(jié)入手開始工作，絕對(duì)不能錯(cuò)過任何細(xì)節(jié)，這樣才能夠提升機(jī)械的安全性能，并且使其具備可回收以及可拆卸的特點(diǎn)，為煤礦綠色生產(chǎn)的展開提供更有力的支持和保障。另外，因?yàn)槊旱V生產(chǎn)環(huán)境非常特殊，所以展開煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)不僅僅能夠幫助煤礦企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)煤礦工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，還能夠?yàn)槲覈?guó)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋子嶺.實(shí)施綠色開采 促進(jìn)露天煤礦可持續(xù)發(fā)展[J].中國(guó)煤炭， 2020，46（03）：40-46.

[2]顏建東，李玥.采煤活動(dòng)對(duì)土地資源影響的現(xiàn)狀及其可持續(xù)發(fā)展——以山西焦煤集團(tuán)東曲煤礦為例[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）， 2019（08）：56-57.

[3]成志鋒.關(guān)于可持續(xù)發(fā)展理念的煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)設(shè)備工程， 2018（16）：200-202.

[4]李學(xué)寧.淺談內(nèi)部市場(chǎng)化對(duì)于煤礦可持續(xù)發(fā)展的影響[J].中國(guó)高新區(qū)， 2018（05）：274.

[5]柯磊.可持續(xù)發(fā)展視角下采礦廢棄地景觀恢復(fù)設(shè)計(jì)研究[J].能源與節(jié)能， 2017（03）：113-114+116.

[6].棗礦集團(tuán)濱湖煤礦 ?堅(jiān)持創(chuàng)新支撐 ?推進(jìn)裝備升級(jí) ?助推薄煤層礦井安全高效可持續(xù)發(fā)展[J].山東煤炭科技， 2017（02）：2.

[7]李婉秋.煤礦安全生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展對(duì)策研究——以榆林市鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦為例[J].法制博覽， 2017（06）：73-74.

[8]王國(guó)法，吳興利，龐義輝.千萬噸礦井群安全高效可持續(xù)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)[J].煤炭工程， 2015，47（10）：1-4+8.

[9]劉慶吉.貴州省煤礦企業(yè)如何保證礦井高產(chǎn)高效和可持續(xù)發(fā)展[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊）， 2015（07）：69.