关于可持续发展理念的煤矿机械绿色设计研究

成志锋

（1.中国煤炭科工集团太原研究院有限公司；2.山西天地煤机装备有限公司，山西 太原 030006）

传统的机械设计方式就是使用粗放型的工作方法，传统的煤矿机械在恶劣的工作环境下，由于煤矿机械最大的缺点就本身体积大、能源消耗量大，从而在使用机械开采煤矿时，对周边环境必然会造成严重的环境污染，消耗巨大能源，对我国可持续发展的战略实现有一定影响。因此，面对以上情况，世界各国对绿色设计理念的应用更加重视，特别是对于绿色制造技术，应用上更加科学合理。实现我国煤矿企业单位的可持续发展，响应我国节能环保的发展战略，有效解决煤矿开采带来的环境污染与能源消耗问题，使得机械生产与环境、能源、工作人员协调统一，更加和谐，实现我国煤矿企业的绿色生产。

1 煤矿机械的绿色设计理念

1.1 使用绿色环保材料

为了实现煤矿机械的绿色生产，在机械施工中的首要任务就是优化对材料的选择，在使用过程中选择环保材料、使用可降解性材料、使得机械材料实现回收循环利用，以及应对各类复杂环境上都有良好的适应能力，再就是，在机械材料的使用生命期限内的合理评价与评估，就是从原材料机械加工生产为机械材料成品的生产过程，深入分析此过程的能源消耗和环境影响分析。使用绿色材料，可以清晰准确的评估出整个机械加工过程中的资源和能源的消耗、环境污染问题，并进行统一的评估分析，实现对机械材料各个生命周期内的数据分析，有效提高机械材料的和谐性和协调性。

1.2 机械安全的设计

由于煤矿机械设备主要的工作环境就是在井下，所以机械施工的安全性是整个机械开采过程中的重中之重，在前期的设计阶段就不能掉以轻心，需要提高设计人员的设计意识，强调设备安全性的重要性。观察发现，根据我国最近发生的煤矿事故数据统计分析，60%的事故原因都是机械设备出现故障，出现事故，造成严重的人员伤亡和经济损失，由此可见，在设计阶段应用绿色设计理念，提高机械设计的安全性，整体完善了机械设计的安全性，综合提高了机械生产效率。

1.3 实现可绿拆卸的绿色设计

可拆卸功能，顾名思义就是在机械使用过程中，其中的机械零件可以拆卸零部件，并且是具有可利用价值的零部件，主要从在机械中有规律地拆卸可以继续使用的零部件，在拆卸过程中不会存在损坏的零部件，因此，通过以上方法，增加我国煤矿机械零件的回收利用率，减少资源和经济的浪费，可见在设计阶段，应充分采用绿色设计理念，还需要考虑机械后期的零部件的拆卸情况，避免出现问题。由于煤矿机械个头大、笨重、不易搬运，因此在设计过程，务必将零部件的拆卸问题作为首要考虑的问题，包含产品和技术的可拆卸性，使用“可拆卸、可分离”的设计理念，最大可能的降低拆卸难度，禁止生产多样性的零部件。

1.4 可回收的绿色设计

在机械产品的设计阶段，应对零部件、机械材料的回收问题提高重视，增强回收循环利用的意识，保证机械材料和零部件的回收性，并且需要设计如何在零部件与材料回收过程中将对周边环境造成的污染降到最低，提高煤矿企业的经济性。在可持续发展理念下，煤矿机械的回收利用非常重要，科学合理的进行机械回收，实现煤矿企业的效益最大化，提高机械企业的社会影响力。

2 煤矿机械的绿色设计方法

基于可持续发展理念下的机械设计，为机械制造打下坚实的基础。在实际工作中，煤矿机械可持续发展的绿色设计理念，是在现代化的最先进设计理念和理论的基础之上，在过程中详细考虑工程思想，对生产产品生命周期进行详细分析，再加上集合现代工程设计中的长寿命设计、模块设计等方法。但是在机械绿色设计中，对机械整个生命周期进行有效分析是必要的，可以实现

资源与能源利用的最大化，有效减低对周边环境造成的污染，基于以下常见的设计方进行研究。

2.1 生命周期设计

应用绿色设计理念的过程中，生命周期设计是最基本的单元，采取绿色设计的核心在于，应用绿色的设计理念，从产品的前期生产，直到零部件设计、后期的绿色生产以及机械产品的回收等整个生命周期。生命周期设计的这种设计方法，详细的对产品周边环境状况、环境影响因素进行不同程度分析，确保提高机械生产的绿色加工，另外，生命周期性评价的最大优势就是对机械设计进行客观评价，保障机械的科学合理使用，保证运行稳定，减少后期成本，实现煤矿机械的安全生产。

2.2 虚拟设计

采取虚拟设计方法，采用先进的科学技术，在计算机的灵活作用下，完成前期的设计阶段。虚拟设计还可以应用在生产中的某个发展阶段，有效协助设计人员完成设计任务，充分应用虚拟技术，将整个机械生产过程进行虚拟化，大大降低产品的生产周期，有效降低生产成本。将虚拟技术和绿色理念相融合，充分实现煤矿机械的绿色生产，也有利于延长机械产品的使用寿命，有利于产品的个性化设计，促进我国煤矿机械产业发展。

3 制定煤矿机械绿色设计的评价机制

在对煤矿机械绿色设计的结果进行分析时，需要制定合理的机械绿色设计评价体制，其中包含以下几种指标：环境评价指标、能源评价指标、资源评价指标、成本评价指标等。具体如图1。

图1 煤矿机械生产绿色设计的评价体制

4 结语

总之，我国机械行业不断蓬勃发展，越来越重视将绿色设计理念应用到设计过程中，将绿色设计理念渗透到整个机械过程中，充分实现资源使用的最大化，有效降低环境污染，贯彻落实可持续发展的环保战略。为了提高我国煤矿机械的生产质量，需要加强对绿色设计理念的应用，这是对人类可持续发展事业的重要支持，是人类长远生存的需要，从而形成一种综合性的发展战略，对我国煤矿工业企业的可持续发展具有重大的现实意义。