關于可持續發展理念的煤礦機械綠色設計研究

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）

傳統的機械設計方式就是使用粗放型的工作方法，傳統的煤礦機械在惡劣的工作環境下，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，對周邊環境必然會造成嚴重的環境污染，消耗巨大能源，對我國可持續發展的戰略實現有一定影響。因此，面對以上情況，世界各國對綠色設計理念的應用更加重視，特別是對于綠色制造技術，應用上更加科學合理。實現我國煤礦企業單位的可持續發展，響應我國節能環保的發展戰略，有效解決煤礦開采帶來的環境污染與能源消耗問題，使得機械生產與環境、能源、工作人員協調統一，更加和諧，實現我國煤礦企業的綠色生產。

1 煤礦機械的綠色設計理念

1.1 使用綠色環保材料

為了實現煤礦機械的綠色生產，在機械施工中的首要任務就是優化對材料的選擇，在使用過程中選擇環保材料、使用可降解性材料、使得機械材料實現回收循環利用，以及應對各類復雜環境上都有良好的適應能力，再就是，在機械材料的使用生命期限內的合理評價與評估，就是從原材料機械加工生產為機械材料成品的生產過程，深入分析此過程的能源消耗和環境影響分析。使用綠色材料，可以清晰準確的評估出整個機械加工過程中的資源和能源的消耗、環境污染問題，并進行統一的評估分析，實現對機械材料各個生命周期內的數據分析，有效提高機械材料的和諧性和協調性。

1.2 機械安全的設計

由于煤礦機械設備主要的工作環境就是在井下，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，在前期的設計階段就不能掉以輕心，需要提高設計人員的設計意識，強調設備安全性的重要性。觀察發現，根據我國最近發生的煤礦事故數據統計分析，60%的事故原因都是機械設備出現故障，出現事故，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失，由此可見，在設計階段應用綠色設計理念，提高機械設計的安全性，整體完善了機械設計的安全性，綜合提高了機械生產效率。

1.3 實現可綠拆卸的綠色設計

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律地拆卸可以繼續使用的零部件，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，減少資源和經濟的浪費，可見在設計階段，應充分采用綠色設計理念，還需要考慮機械后期的零部件的拆卸情況，避免出現問題。由于煤礦機械個頭大、笨重、不易搬運，因此在設計過程，務必將零部件的拆卸問題作為首要考慮的問題，包含產品和技術的可拆卸性，使用“可拆卸、可分離”的設計理念，最大可能的降低拆卸難度，禁止生產多樣性的零部件。

1.4 可回收的綠色設計

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

2 煤礦機械的綠色設計方法

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

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

2.1 生命周期設計

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

2.2 虛擬設計

采取虛擬設計方法，采用先進的科學技術，在計算機的靈活作用下，完成前期的設計階段。虛擬設計還可以應用在生產中的某個發展階段，有效協助設計人員完成設計任務，充分應用虛擬技術，將整個機械生產過程進行虛擬化，大大降低產品的生產周期，有效降低生產成本。將虛擬技術和綠色理念相融合，充分實現煤礦機械的綠色生產，也有利于延長機械產品的使用壽命，有利于產品的個性化設計，促進我國煤礦機械產業發展。

3 制定煤礦機械綠色設計的評價機制

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

圖1 煤礦機械生產綠色設計的評價體制

4 結語

總之，我國機械行業不斷蓬勃發展，越來越重視將綠色設計理念應用到設計過程中，將綠色設計理念滲透到整個機械過程中，充分實現資源使用的最大化，有效降低環境污染，貫徹落實可持續發展的環保戰略。為了提高我國煤礦機械的生產質量，需要加強對綠色設計理念的應用，這是對人類可持續發展事業的重要支持，是人類長遠生存的需要，從而形成一種綜合性的發展戰略，對我國煤礦工業企業的可持續發展具有重大的現實意義。