淺議煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與加工的途徑

張敏

摘要：煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的是否合理影響著環(huán)境污染程度的高低。傳統(tǒng)的煤礦機(jī)械存在著很多的安全隱患以及資源浪費(fèi)的問題，違背了我國的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。對煤礦機(jī)械的合理設(shè)計(jì)與加工，關(guān)系著我們的生產(chǎn)生活，是十分必要的。因此，對煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)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(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；綠色設(shè)計(jì)；綠色加工

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

在我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的同時(shí)，也帶來了環(huán)境污染、資源緊缺的問題，并且影響到了日常的生產(chǎn)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(tǒng)的煤礦機(jī)械具有體積大以及耗能高的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)對水質(zhì)、大氣以及土壤的污染極大，違背了科學(xué)發(fā)展觀。綠色設(shè)計(jì)是根據(jù)煤礦的生命周期完成的，包括材料的選擇、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、使用以及回收。

一、煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的概述

綠色設(shè)計(jì)是當(dāng)代較為先進(jìn)的理論和方法，是將產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中都運(yùn)用資源保護(hù)的原理，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用以及回收。系統(tǒng)性的將產(chǎn)品對環(huán)境的影響進(jìn)行分析，利用一定的方法降低對環(huán)境的影響，最大限度的提高資源的可持續(xù)發(fā)展。煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)，就是從材料的選擇，到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、使用以及回收中，利用環(huán)保、合理的方式進(jìn)行，從而提高資源的利用效率。

二、煤礦機(jī)械材料的選擇

煤礦機(jī)械材料的選擇應(yīng)遵循綠色環(huán)保的理念，選擇可再生材料、可回收材料或者是環(huán)境兼容性好、可降解的材料。盡量避免煤礦機(jī)械材料對環(huán)境造成的污染，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。材料對環(huán)境的負(fù)擔(dān)情況為材料與環(huán)境的兼容性提供了數(shù)據(jù)資料，因此，應(yīng)該對煤礦機(jī)械的生命周期中各種環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而促進(jìn)材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性。煤礦機(jī)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(huán)流程、從成品材料到制成品的材料循環(huán)流程以及從產(chǎn)品使用到報(bào)廢后的物資循環(huán)流程3個(gè)過程。針對煤礦機(jī)械的生命周期，對材料進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和利用，能夠減少對環(huán)境的污染。

三、煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容

1.煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計(jì)

煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)可回收策略的必要條件，主要是在不影響產(chǎn)品其余部件的正常運(yùn)用下，對煤礦機(jī)械產(chǎn)品的部件進(jìn)行有規(guī)律拆卸?？刹鹦对O(shè)計(jì)主要包括拆卸產(chǎn)品設(shè)計(jì)、拆卸工藝設(shè)計(jì)和拆卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，工程較為復(fù)雜。因此，需要在煤礦機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初級階段就考慮到產(chǎn)品損壞之后的部件拆卸問題，使沒有損壞的部件繼續(xù)發(fā)揮作用，損壞的部件進(jìn)行回收，從而減少資源的浪費(fèi)。煤礦機(jī)械體積大的局限性，使其用料較多，加工復(fù)雜，所以應(yīng)該遵循可拆卸原則對產(chǎn)品進(jìn)行可拆卸設(shè)計(jì)，使煤礦機(jī)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(fù)雜性，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有一個(gè)基礎(chǔ)性的了解。

2.煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)

為了使零部件及材料資源獲得有效的利用，需要對產(chǎn)品進(jìn)行回收設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的零部件以及材料的回收價(jià)值以及可能性是進(jìn)行產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，影響著煤礦機(jī)械產(chǎn)品的污染量。煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可回收設(shè)計(jì)包括，材料的可回收性、工藝方法的可回收設(shè)計(jì)以及可回收產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性及回收的經(jīng)濟(jì)性。對煤礦機(jī)械的可回收設(shè)計(jì)，是綠色設(shè)計(jì)在產(chǎn)品生命周期中的重要組成部分，因此，應(yīng)該在煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)中進(jìn)行可回收設(shè)計(jì)，盡可能的減少對環(huán)境的污染，從而提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

3.煤礦機(jī)械產(chǎn)品使用的安全保護(hù)設(shè)計(jì)

安全保護(hù)設(shè)計(jì)是煤礦機(jī)械產(chǎn)品的保障，其原因在于產(chǎn)品的工作環(huán)境主要是井下，危險(xiǎn)系數(shù)較高。隨著社會(huì)的不斷發(fā)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(huán)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(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中，應(yīng)該將“安全”放在第一位，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高煤礦機(jī)械的安全系數(shù)。

4.煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)方法

煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)方法是提高資源可持續(xù)發(fā)展的重要手段，使資源獲得最大限度的利用。綠色設(shè)計(jì)需要考慮煤礦機(jī)械的生命周期，將現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方式與產(chǎn)品的模塊進(jìn)行融合，進(jìn)行系統(tǒng)化與集成化的設(shè)計(jì)，從而減少煤礦機(jī)械材料對環(huán)境的污染，提高產(chǎn)品的可利用率，建設(shè)綠色煤礦。

四、實(shí)現(xiàn)綠色煤礦機(jī)械加工的主要途徑

1.網(wǎng)絡(luò)化綠色煤礦機(jī)械加工

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，使我們的生產(chǎn)生活發(fā)生了巨大的改變。對煤礦機(jī)械進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理，通過局域網(wǎng)絡(luò)建立控制中心，使每個(gè)加工中心都能夠聚集起來，有利于煤礦機(jī)械產(chǎn)品加工過程的監(jiān)控，從而提高綠色設(shè)計(jì)的便利性。不僅如此，網(wǎng)絡(luò)化的管理，還能夠與工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)與信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)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(jī)械制造重要基礎(chǔ)的綠色機(jī)械加工需要大力推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化。

2.信息化綠色煤礦機(jī)械加工

信息化是煤礦機(jī)械綠色加工的有效方式。對煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)追求整體化、最優(yōu)化的目標(biāo)，也就是從全局出發(fā)，不僅計(jì)算企業(yè)的利潤也需要考慮社會(huì)付出的代價(jià)，從而規(guī)劃綜合性的成本。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，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(shè)備等加工因素，從而實(shí)現(xiàn)加工時(shí)間少、生產(chǎn)效益高、環(huán)境污染小、綜合成本低的目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)化加工，可以經(jīng)相關(guān)資料的煤礦機(jī)械加工數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，并建立數(shù)據(jù)庫，然后運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)對煤礦機(jī)械綠色加工方法進(jìn)行決策，從而使設(shè)計(jì)與生產(chǎn)共同發(fā)展。

3.柔性化綠色煤礦機(jī)械加工

柔性化是煤礦機(jī)械綠色加工的基本方式。柔性化包括機(jī)器、工藝、運(yùn)行以及擴(kuò)展。隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，使生產(chǎn)方式發(fā)生了巨大的變化。傳統(tǒng)的大批量、單一品種的生產(chǎn)已經(jīng)不適用于現(xiàn)代社會(huì)的要求，因而需要企業(yè)把握市場的發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)以及生產(chǎn)模式。加工系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)快速重構(gòu)，對新產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)品更新?lián)Q代具有快速響應(yīng)能力，以最小成本和最短時(shí)間適應(yīng)加工任務(wù)及環(huán)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(jī)械電子工程。

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