淺議煤礦機械綠色設計與加工的途徑

張敏

摘要：煤礦機械設計的是否合理影響著環境污染程度的高低。傳統的煤礦機械存在著很多的安全隱患以及資源浪費的問題，違背了我國的可持續發展的戰略目標。對煤礦機械的合理設計與加工，關系著我們的生產生活，是十分必要的。因此，對煤礦機械綠色設計以及加工途徑的探討有能夠避免我國的污染程度加重，從而使資源獲得可持續發展。

關鍵詞：煤礦機械；綠色設計；綠色加工

中圖分類號：TQ54 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）012-000-01

在我國經濟水平不斷提高的同時，也帶來了環境污染、資源緊缺的問題，并且影響到了日常的生產生活方式，例如“霧霾”對我們的身體健康造成了一定的影響。傳統的煤礦機械具有體積大以及耗能高的缺點。這些缺點對水質、大氣以及土壤的污染極大，違背了科學發展觀。綠色設計是根據煤礦的生命周期完成的，包括材料的選擇、產品的設計、使用以及回收。

一、煤礦機械綠色設計的概述

綠色設計是當代較為先進的理論和方法，是將產品的整個生命周期中都運用資源保護的原理，包括設計、生產、使用以及回收。系統性的將產品對環境的影響進行分析，利用一定的方法降低對環境的影響，最大限度的提高資源的可持續發展。煤礦機械綠色設計，就是從材料的選擇，到產品的設計、使用以及回收中，利用環保、合理的方式進行，從而提高資源的利用效率。

二、煤礦機械材料的選擇

煤礦機械材料的選擇應遵循綠色環保的理念，選擇可再生材料、可回收材料或者是環境兼容性好、可降解的材料。盡量避免煤礦機械材料對環境造成的污染，減輕環境負擔。材料對環境的負擔情況為材料與環境的兼容性提供了數據資料，因此，應該對煤礦機械的生命周期中各種環境數據進行分析，從而促進材料的環境協調性。煤礦機械材料的生命周期包括了從原材料到成品材料的資源循環流程、從成品材料到制成品的材料循環流程以及從產品使用到報廢后的物資循環流程3個過程。針對煤礦機械的生命周期，對材料進行合理的設計和利用，能夠減少對環境的污染。

三、煤礦機械綠色設計的內容

1.煤礦機械產品的可拆卸性設計

煤礦機械產品的可拆卸設計是實現可回收策略的必要條件，主要是在不影響產品其余部件的正常運用下，對煤礦機械產品的部件進行有規律拆卸?？刹鹦对O計主要包括拆卸產品設計、拆卸工藝設計和拆卸系統設計，工程較為復雜。因此，需要在煤礦機械產品設計的初級階段就考慮到產品損壞之后的部件拆卸問題，使沒有損壞的部件繼續發揮作用，損壞的部件進行回收，從而減少資源的浪費。煤礦機械體積大的局限性，使其用料較多，加工復雜，所以應該遵循可拆卸原則對產品進行可拆卸設計，使煤礦機械的部件容易拆卸、易于分離，從而減少拆卸工作量和部件的復雜性，對產品結構有一個基礎性的了解。

2.煤礦機械產品的可回收性設計

為了使零部件及材料資源獲得有效的利用，需要對產品進行回收設計。產品的零部件以及材料的回收價值以及可能性是進行產品綠色設計的基礎，影響著煤礦機械產品的污染量。煤礦機械產品的可回收設計包括，材料的可回收性、工藝方法的可回收設計以及可回收產品結構工藝性及回收的經濟性。對煤礦機械的可回收設計，是綠色設計在產品生命周期中的重要組成部分，因此，應該在煤礦機械的綠色設計中進行可回收設計，盡可能的減少對環境的污染，從而提高社會經濟效益。

3.煤礦機械產品使用的安全保護設計

安全保護設計是煤礦機械產品的保障，其原因在于產品的工作環境主要是井下，危險系數較高。隨著社會的不斷發展，人們對資源的使用量逐漸提升，使煤礦的開采量也在增加。煤礦的過度開采，不僅造成了環境污染的問題，也造成了很多事故，人員傷亡率也在提高。造成事故的原因，大部分是煤礦機械設備出現故障。因此，在煤礦機械設計中，應該將“安全”放在第一位，保證產品的質量，提高煤礦機械的安全系數。

4.煤礦機械綠色設計方法

煤礦機械的綠色設計方法是提高資源可持續發展的重要手段，使資源獲得最大限度的利用。綠色設計需要考慮煤礦機械的生命周期，將現代化的設計方式與產品的模塊進行融合，進行系統化與集成化的設計，從而減少煤礦機械材料對環境的污染，提高產品的可利用率，建設綠色煤礦。

四、實現綠色煤礦機械加工的主要途徑

1.網絡化綠色煤礦機械加工

隨著計算機網絡的不斷發展，使我們的生產生活發生了巨大的改變。對煤礦機械進行網絡化管理，通過局域網絡建立控制中心，使每個加工中心都能夠聚集起來，有利于煤礦機械產品加工過程的監控，從而提高綠色設計的便利性。不僅如此，網絡化的管理，還能夠與工程設計系統與信息系統等子系統連接起來，便于信息資料的搜集，從而提高決策的效率。因此，作為機械制造重要基礎的綠色機械加工需要大力推進網絡化。

2.信息化綠色煤礦機械加工

信息化是煤礦機械綠色加工的有效方式。對煤礦機械的綠色設計追求整體化、最優化的目標，也就是從全局出發，不僅計算企業的利潤也需要考慮社會付出的代價，從而規劃綜合性的成本。在進行方案設計時，為了做出合理的加工方案，需要綜合分析不同的材料、零部件、設備等加工因素，從而實現加工時間少、生產效益高、環境污染小、綜合成本低的目標。為實現整體最優化加工，可以經相關資料的煤礦機械加工數據進行搜集，并建立數據庫，然后運用先進的技術對煤礦機械綠色加工方法進行決策，從而使設計與生產共同發展。

3.柔性化綠色煤礦機械加工

柔性化是煤礦機械綠色加工的基本方式。柔性化包括機器、工藝、運行以及擴展。隨著生產力的不斷發展，使生產方式發生了巨大的變化。傳統的大批量、單一品種的生產已經不適用于現代社會的要求，因而需要企業把握市場的發展動態，及時調整產業機構以及生產模式。加工系統應能實現快速重構，對新產品開發及產品更新換代具有快速響應能力，以最小成本和最短時間適應加工任務及環境的變化。

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作者簡介：張 敏（1963-），女，四川宜賓人，中國礦大本科，高校講師，研究方向：機械電子工程。

課題：主管單位：云南省教育廳科學研究基金項目，項目編號：2014C163Y， 課題名稱：煤礦開采廢水處理的資源化研究。