先進(jìn)制造技術(shù)在煤炭加工工程中的應(yīng)用

黃霞春

(湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 湘潭 411104)

1、煤炭加工先進(jìn)技術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

煤炭加工技術(shù)中細(xì)化現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)質(zhì)，就是在煤炭加工制作的過(guò)程中通過(guò)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)仿真。三維動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)的應(yīng)用，有利于在煤炭加工中對(duì)實(shí)際情況的預(yù)測(cè)，能夠通過(guò)模擬技術(shù)加工嘗試不同的方法，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)實(shí)際的效果，有利于實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中提出相關(guān)問(wèn)題，改善不足、優(yōu)化工序，從而得出最佳的設(shè)計(jì)效果。

目前計(jì)算機(jī)技術(shù)主要是運(yùn)用AutoCAD和3DSMAX兩種軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程的三維動(dòng)態(tài)仿真，AutoCAD具有強(qiáng)大的建模功能，能夠快速處理復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。而3DSMAX則具有較強(qiáng)的動(dòng)畫(huà)制作能力，雖然3DSMAX在建模的精確度方面沒(méi)有AutoCAD的精度高，但是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用中使兩者結(jié)合運(yùn)用的時(shí)候能夠互相彌補(bǔ)不足，完美實(shí)現(xiàn)煤炭加工時(shí)的三維動(dòng)態(tài)仿真。其強(qiáng)大之處在搖床設(shè)備以及部件的建模上尤其突出，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在煤炭加工中的前景。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在控制方面的應(yīng)用

在煤炭加工工程中很多工序有時(shí)候都必須測(cè)試設(shè)計(jì)的控制策略，這個(gè)時(shí)候加工過(guò)程的自動(dòng)控制掌握層面上的技術(shù)就顯得十分的重要。在加工工程中如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試就直接在實(shí)踐中檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的策略，往往會(huì)造成不必要的人力物力的消耗，這種直接在實(shí)踐中檢驗(yàn)的方式是一種十分不明智的做法。同時(shí)我們要考慮一個(gè)問(wèn)題，在諸多設(shè)計(jì)的控制策略中要逐個(gè)實(shí)踐檢驗(yàn)，也是不可能的事情。這樣的做法需要考慮很多問(wèn)題，例如所要的時(shí)間、資源和要冒的風(fēng)險(xiǎn)等等，概括地說(shuō)這種冒險(xiǎn)的做法是不現(xiàn)實(shí)的。但是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以很好解決這種問(wèn)題，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用建立三維動(dòng)態(tài)仿真模型，可以在加工控制中實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、評(píng)價(jià)和控制策略的步驟。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使煤炭工業(yè)在加工控制技術(shù)掌握的方面大大提高，有效地減少了在實(shí)際加工操作時(shí)錯(cuò)誤的預(yù)算、不合理的操作，準(zhǔn)確地改善了加工技術(shù)，使整體生產(chǎn)效率大大提高。

（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在煤炭工業(yè)中教學(xué)和培訓(xùn)方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的煤炭加工手藝傳授和培訓(xùn)中，通常會(huì)以師傅帶徒弟的方式來(lái)進(jìn)行施教，師傅會(huì)以口傳身授的教學(xué)方法去教育徒弟。但是一個(gè)師傅不可能帶大量的徒弟，而且在指導(dǎo)徒弟的過(guò)程中無(wú)疑會(huì)降低了自己的工作效率。這樣的教學(xué)方法徒弟工藝水平的高低完全取決于師傅的教學(xué)水平以及師傅自身的工藝水平的高低。在煤炭工業(yè)新時(shí)代，這樣的培訓(xùn)方法過(guò)于落后，效果也不佳。現(xiàn)代的煤炭工業(yè)人員培訓(xùn)合理運(yùn)用三維模型來(lái)展示整個(gè)煤炭加工的過(guò)程，這種模擬過(guò)程和實(shí)際過(guò)程無(wú)異，能夠把整個(gè)加工過(guò)程真實(shí)展現(xiàn)給培訓(xùn)人員，加快受訓(xùn)者的了解認(rèn)知。

在這種有利于培訓(xùn)生產(chǎn)工作人員的過(guò)程中，能夠幫助導(dǎo)師詳細(xì)講解，深刻剖析加工工序的每一個(gè)環(huán)節(jié)，深層地把自己的經(jīng)驗(yàn)傳授給培訓(xùn)人員。從而使參加培訓(xùn)的人員清楚了解流程的細(xì)節(jié)，知道具體的做法以及應(yīng)該注意什么、怎樣避免出現(xiàn)錯(cuò)誤、如何控制、如何判斷等方面工作事項(xiàng)。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的煤炭加工工程的人員培訓(xùn)，可以使培訓(xùn)人員很好地將實(shí)踐和理論相結(jié)合，而且這種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用節(jié)省了傳統(tǒng)培訓(xùn)的人力物力，效果也更好，有效地減少了受訓(xùn)者上崗工作后發(fā)生的事故和失誤。

2、敏捷制造模式技術(shù)

國(guó)內(nèi)制造業(yè)的有一個(gè)很大的特點(diǎn)，即極端不穩(wěn)定性。敏捷生產(chǎn)模式是一種以中國(guó)傳統(tǒng)文化環(huán)境為基礎(chǔ)，參照西方管理學(xué)的思想為引導(dǎo)，兩者相結(jié)合而研究出來(lái)的一種適合于國(guó)內(nèi)制造業(yè)的先進(jìn)管理模式。敏捷生產(chǎn)模式的應(yīng)用在煤炭加工工程中是一種先進(jìn)的技術(shù)。在人員配置、物料供應(yīng)、加工質(zhì)量、機(jī)械配置、訂單不穩(wěn)定的國(guó)內(nèi)煤炭制造業(yè)之中，敏捷制造模式有著重要的作用，它能有效地幫助企業(yè)從管理的難題上取得重大的進(jìn)展。有利于煤炭企業(yè)保證出貨，提高訂單速度，杜絕物料與供貨的延誤。敏捷生產(chǎn)主要是通過(guò)細(xì)化管理單元，從管理細(xì)節(jié)上優(yōu)化、提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)的時(shí)效性，有利于優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。敏捷生產(chǎn)的主要作用是在提高煤炭產(chǎn)品加工質(zhì)量的同時(shí)，按照產(chǎn)品在市場(chǎng)上的銷(xiāo)路需求進(jìn)行分析，進(jìn)行市場(chǎng)細(xì)分，優(yōu)化物流條件。分析市場(chǎng)動(dòng)向，優(yōu)化產(chǎn)品，改進(jìn)由于產(chǎn)品單一而導(dǎo)致的缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在加工生產(chǎn)計(jì)劃上以符合市場(chǎng)需求為目的，鍛造產(chǎn)品多樣化、規(guī)格多樣化的生產(chǎn)格局。

敏捷制造的生產(chǎn)技術(shù)體現(xiàn)在如何將技術(shù)、人員、管理三者緊密結(jié)合到一體，從而達(dá)到集中化管理，互相協(xié)調(diào)的一個(gè)最優(yōu)系統(tǒng)。

3、綠色制造的先進(jìn)技術(shù)

綠色制造的技術(shù)是指生產(chǎn)加工的工序符合環(huán)境保護(hù)的合理性，在不影響環(huán)境的情況下實(shí)現(xiàn)資源效益的現(xiàn)代化生產(chǎn)模式。在當(dāng)代社會(huì)，綠色一直是國(guó)家所倡導(dǎo)的主題，可持續(xù)發(fā)展更是重要的方針。在煤炭加工工程中利用綠色制造的先進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的前提條件。綠色制造技術(shù)可以幫助煤炭企業(yè)提高煤炭資源的利用率，減少生產(chǎn)加工上的消耗，充分利用資源。低排放，降低排污處理帶來(lái)的成本消耗。

（1）煤炭及伴生資源的綜合利用

綠色制造的先進(jìn)技術(shù)中的煤炭及伴生資源的綜合利用可以從煤層的綜合利用入手。現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，全國(guó)已經(jīng)建有100多座以循環(huán)利用的模式來(lái)進(jìn)行資源再利用的燃?xì)馔鶑?fù)式內(nèi)燃機(jī)發(fā)電站。煤層氣經(jīng)過(guò)合理利用后能夠很好地改善生產(chǎn)，減少環(huán)境污染，降低排放處理成本。煤層氣的利用在煤炭伴生資源的綜合利用上應(yīng)該得到重視。在煤層氣的綜合利用上可以建立民用的煤氣儲(chǔ)氣站，將煤層氣進(jìn)行合理的加工后，利用管道運(yùn)輸?shù)姆绞剑┙o居民在日常生活中使用。

（2）優(yōu)化煤炭改造技術(shù)，從先進(jìn)的技術(shù)上發(fā)展水煤漿的加工

水煤漿技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水煤漿在燃燒中高利用低排放，是綠色制造先進(jìn)技術(shù)下的一種產(chǎn)物。隨著煤炭技術(shù)的不斷進(jìn)步，制造水煤漿的技術(shù)和設(shè)備也在不斷完善，水煤漿的大量生產(chǎn)并投入市場(chǎng)，為綠色能源的的推廣提供了廣闊的空間。

（3）發(fā)展煤變油技術(shù)和煤基化工產(chǎn)業(yè)。

在煤炭技術(shù)中，煤變油技術(shù)的應(yīng)用和煤基化的應(yīng)用體現(xiàn)在煤炭加工工程中先進(jìn)的制造技術(shù)上。煤變油和煤基化技術(shù)的發(fā)展，使煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化，同時(shí)使煤炭工業(yè)在綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)域上取得了一定的進(jìn)步。煤變油技術(shù)和煤基化技術(shù)的發(fā)展，延長(zhǎng)了煤炭產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，使煤炭工業(yè)實(shí)現(xiàn)就地轉(zhuǎn)化的改革性進(jìn)步，有效地使整個(gè)煤炭工業(yè)向高效益、高附加值、低消耗、低排放的精細(xì)化加工行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。

（4）綠色制造技術(shù)在洗選過(guò)程中的應(yīng)用

眾所周知煤炭中含有大量的硫、磷等元素，硫、磷等元素在煤炭上燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的氣體，不經(jīng)過(guò)處理釋放到空氣中會(huì)造成環(huán)境的污染，而且大量的硫、磷等雜質(zhì)會(huì)大大減少煤炭燃燒時(shí)候所產(chǎn)生的熱值，產(chǎn)生大量的廢渣，嚴(yán)重降低了資源的利用率。在煤炭技術(shù)的改進(jìn)中，完善洗選技術(shù)變得十分重要，洗選技術(shù)的優(yōu)化，也是綠色制造技術(shù)的進(jìn)步。在洗選工程中綠色化煤炭生物脫硫技術(shù)可謂是先進(jìn)加工技術(shù)的代表作。綠色化煤炭生物脫硫技術(shù)是利用生物體內(nèi)所產(chǎn)生的生物酶來(lái)進(jìn)行脫硫，生物酶有效地壓抑有害物質(zhì)的生成。而且這種利用微生物進(jìn)行凈化煤炭的方法，無(wú)害高效，完全符合綠色制造、可持續(xù)發(fā)展的主題。對(duì)比起傳統(tǒng)的化學(xué)加工脫硫，避免了化學(xué)的加工過(guò)程，大大地降低了化學(xué)作用之下產(chǎn)生的有害氣體和雜質(zhì)。生物脫硫加工技術(shù)的綜合應(yīng)用發(fā)展在提高煤炭資源的高效利用率和煤炭企業(yè)生態(tài)保護(hù)的層面上有著重大的作用。

4、先進(jìn)的煤炭制作技術(shù)的應(yīng)用

優(yōu)化煤炭制作技術(shù)的應(yīng)用，加速科技進(jìn)步，提倡綠色制造技術(shù)的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)，使煤炭技術(shù)的提升向著環(huán)保綠色的方向前進(jìn)，才能最終使整個(gè)煤炭產(chǎn)業(yè)得到發(fā)展。資源產(chǎn)業(yè)離不開(kāi)以環(huán)境保護(hù)為前提的制約，只有大力提升先進(jìn)的煤炭技術(shù)，從綠色加工制造的技術(shù)入手，進(jìn)一步完善在加工上的不足，進(jìn)一步降低排放、提高資源利用率、提高產(chǎn)值，這才是煤炭企業(yè)在優(yōu)化煤炭加工制作技術(shù)中的首要任務(wù)。

在技術(shù)上，國(guó)內(nèi)的煤炭加工、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)等技術(shù)和外國(guó)先進(jìn)的技術(shù)相比還是過(guò)于落后，煤炭企業(yè)應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)別人先進(jìn)的技術(shù)，引進(jìn)高新的科技。企業(yè)經(jīng)營(yíng)商應(yīng)該加大投資力度，在生產(chǎn)技術(shù)方面不斷推進(jìn)工藝的優(yōu)化、設(shè)備的更新。要在注重經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)保證環(huán)境效益，從提升環(huán)境保護(hù)技術(shù)方面入手。發(fā)展綠色技術(shù)，堅(jiān)持可持續(xù)生產(chǎn)，才能適應(yīng)整個(gè)社會(huì)的需要，得到國(guó)家的大力扶持。

在產(chǎn)品生產(chǎn)中大力發(fā)展清潔燃燒和產(chǎn)品深加工轉(zhuǎn)化技術(shù)，開(kāi)發(fā)在燃燒中低污染的煤炭產(chǎn)品，在生產(chǎn)工程中優(yōu)化加工設(shè)備，進(jìn)一步優(yōu)化效率和能耗，節(jié)約資源，降低成本，減少排放。

5、結(jié)語(yǔ)

本文就先進(jìn)制造技術(shù)在煤炭加工工程中的應(yīng)用展開(kāi)探討，目的是希望在我國(guó)有限的煤炭資源條件下，更有效地增加煤炭資源的利用率，在煤炭工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的資源有效利用模式，不斷優(yōu)化煤炭加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低開(kāi)采，低損耗，高效益，低排放，建設(shè)綠色的煤炭工業(yè)。

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