張新東

摘 要：當前，隨著礦山企業(yè)開采深度的逐漸增加，對礦井機電設備應用提出了更高的要求，這就需要礦山企業(yè)不斷優(yōu)化煤礦機電應用，從設計源頭入手，既要滿足礦山開采要求，又要滿足節(jié)電節(jié)能要求，這就為煤礦企業(yè)機電設計部門提出了新的課題。文章以礦山優(yōu)化煤礦機電設備為例，討論如何通過優(yōu)化煤礦機電設備設計實現(xiàn)機電節(jié)能。

關鍵詞：設計優(yōu)化;機電設備;節(jié)能理論;性能高效

中圖分類號：TD40;TD60 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）03-022-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.010

礦山企業(yè)在優(yōu)化機電設備設計的過程中，要將設計理念融入智能化發(fā)展之中，只有在機電設計過程中全面實現(xiàn)數(shù)字調控、網(wǎng)絡控制、局域信息融合等，才能實現(xiàn)機電設備智能調控，才能達到機電節(jié)能的目標。礦井機電設備多數(shù)處在環(huán)境特點復雜的施工環(huán)節(jié)，因此要求在優(yōu)化礦山機電設計時，要完善機電設備運行定位系統(tǒng)及信息通信系統(tǒng)，構建完善的機電設計智能系統(tǒng)。若想完成智能系統(tǒng)對機電設備應用技術的不斷優(yōu)化，就需要礦井根據(jù)實際需求，完善機電設備設計標準，保障機電設備節(jié)能安全。

1 機電設備設計應實現(xiàn)設計理念創(chuàng)新

在已有技術背景下，若想機電設備更加安全節(jié)能，就需要煤礦機電設計人員針對人為因素和設備節(jié)能等方面進行深入研究，要從機電設備節(jié)能等方面入手，保障機電設備使用安全和節(jié)能效果。從設計方面來講，需要在設計時考慮合理設置井下機電設備，確保機電設備節(jié)能系統(tǒng)的安全，將提升設備安全性和節(jié)能性作為設計的最終目標。在已有機電設備應用的基礎上引用更加先進的節(jié)能方案和智能化概念，構建完善的節(jié)能系統(tǒng)，只有這樣才能保障機電設備設計節(jié)能的最終數(shù)據(jù)分析更加準確，同時也能避免出現(xiàn)機電設備耗損等情況[1]。

優(yōu)化機電設備設計時，要將機電設備節(jié)能水平數(shù)據(jù)加以融合，綜合分析節(jié)能系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)，使機電設備節(jié)能數(shù)據(jù)技術反映到礦井作業(yè)實際應用中，要求礦山機電設備節(jié)能技術更加合理，各種數(shù)據(jù)信息技術準確無誤，保障相關數(shù)據(jù)由礦山總臺加以控制。其包含了多種網(wǎng)絡機電設備監(jiān)控技術，由信息數(shù)據(jù)交換方式確定機電設備節(jié)能水平。因此，礦山企業(yè)在優(yōu)化機電設備設計的過程中，需要對設計技術進行合理應用，完成數(shù)據(jù)的收集、處理和轉換，從而不斷提高數(shù)據(jù)的處理精度。優(yōu)化機電設備設計時，必須合理利用大數(shù)據(jù)技術，建立完善的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，建立完善的指標預警模型，對機電設備使用過程中的故障和風險能夠提前研判。只有這樣，才能為礦山系統(tǒng)和機電設備節(jié)能提供良好的環(huán)境。

煤礦企業(yè)機電設備設計應實現(xiàn)智能化節(jié)能需求，在設備設計過程中，需要融合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，整體籌劃機電設備智能化工作面，不斷增加機電設備節(jié)能管理水準，提升礦井作業(yè)機電設備使用的安全性。在礦山企業(yè)機電設備設計中，要涉及機電專業(yè)各種理論，機電設備設計實現(xiàn)專業(yè)模型創(chuàng)建，需協(xié)調機電專業(yè)與設計理念的融合，機電設備設計在礦山企業(yè)應用領域占有很大比例。要將機電設備節(jié)能與機電設備結構協(xié)同設計，培養(yǎng)設計人員的創(chuàng)新設計意識、綜合設計能力與團隊協(xié)作精神;加強設計人員動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高設計人員針對實際需求，通過創(chuàng)新思維進行機械設計和工藝制作等實際工作的能力。

要積極吸引、鼓勵設計人員踴躍參加機電設備節(jié)能優(yōu)化工作，為優(yōu)秀的設計人才脫穎而出創(chuàng)造條件。設計團隊要有協(xié)作能力與科技創(chuàng)新精神，礦山企業(yè)要通過“以賽促學、以賽促教、以賽促用”的方式，不斷培養(yǎng)設計人員將理論與機電設備節(jié)能應用相結合的能力，提高設計人員的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。礦山機電設備優(yōu)化設計過程中，要滿足現(xiàn)場安裝使用和成本控制需求。隨著國內礦山企業(yè)發(fā)展的需要，對機電設備節(jié)能應用的要求越來越高，這就需要礦山企業(yè)通過核心設計技術提升企業(yè)競爭力，滿足機電設備節(jié)能減排需求。

2 機電設備設計優(yōu)化及設計人員崗位職責

礦山企業(yè)在優(yōu)化機電設備節(jié)能設計的過程中，應做好設備建模工作，提前對機電設備設計進行統(tǒng)籌管理，建立模擬化系統(tǒng)，為機電設備設計理念創(chuàng)新提供理論基礎。礦山企業(yè)設計團隊應通過自主研發(fā)，使機電設備在設計時，要基于物聯(lián)網(wǎng)技術在礦山井下的安全避險信息系統(tǒng)，突破機電設備三維節(jié)能軟件平臺等多項技術難題，掌握機電設備系統(tǒng)核心技術，使機電設備在井下安裝使用時可以為企業(yè)節(jié)約大量資金，通過設計數(shù)據(jù)并制定機電設備節(jié)能控制策略，實現(xiàn)機電設備自動控制等關鍵系統(tǒng)的詳細設計。數(shù)字礦山是優(yōu)化機電設備設計的重要內容，需要礦山企業(yè)設計人員不斷探索實踐。

礦山企業(yè)設計人員要強化崗位職責，明確機電設備設計工程師崗位職責，編制機電設備設計策劃方案，對機電設備設計進行協(xié)調管理，不斷完成機電設備設計任務，實現(xiàn)系統(tǒng)設計、設備參數(shù)計算、系統(tǒng)優(yōu)化等?，F(xiàn)場責任工程師的相關設計職責有合同圖紙會審，參與機電設備設計策劃;機電設備設計圖紙審核會簽;機電設備設計圖與現(xiàn)場核對工作;繪制簡單機電設備設計圖紙，設計變更，機電設備設計圖紙修改，竣工圖等。

礦山企業(yè)在機電設備設計時，要提前編制機電設備設計策劃方案，為最終實現(xiàn)機電設備節(jié)能目標提供保障。礦山企業(yè)在優(yōu)化機電設備設計前，要明確設計工作目標，保證機電設備后期施工工程進度，提前確定設計工作內容，劃分設計人員的職責和設計工作界面;規(guī)范機電設備設計工作流程。要確保機電設備設計策劃流程，機電設備設計策劃和機電設備設計板塊共同完成[2]。

優(yōu)化機電設備設計時，機電設備設計總工（技術負責人）和機電設備設計人要策劃和做好設計方案編制工作，機電設備設計策劃方案應由機電設備設計板塊相關經(jīng)理審核并最終由機電設備設計總經(jīng)理批準。礦山企業(yè)在面對礦山信息化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的過程中，要始終將目光瞄準礦業(yè)科技前沿，以數(shù)字礦山建設統(tǒng)領機電設備節(jié)能發(fā)展的全過程，實現(xiàn)節(jié)電設備節(jié)能管理扁平化并提升效率，同時將礦山企業(yè)打造成具有持續(xù)盈利能力和競爭力的現(xiàn)代化礦山。該項設計已經(jīng)通過相關部門驗收，設計方案及相關內容正在礦山機電設備應用領域逐步開始實施。

3 機電設備設計理念優(yōu)化

礦山企業(yè)在優(yōu)化機電設備設計的過程中，要處理好新舊機電設備在眾多礦山的交互面，這是新的設計理念確保機電設備優(yōu)化項目平順推進的重中之重。為了應對這些挑戰(zhàn)，需要項目設計團隊通過高效的創(chuàng)新設計方案解決實際問題，從而滿足機電設備優(yōu)化過程中復雜的設計要求。項目設計團隊應采用BIM三維數(shù)字化設計流程創(chuàng)建數(shù)字孿生模型，提高設計效率并減少施工現(xiàn)場返工，避免造成項目延誤，增加不必要的成本。

優(yōu)化設計方案前，設計團隊應對多個設計方案進行優(yōu)中選優(yōu)，現(xiàn)在礦山企業(yè)對于優(yōu)化機電設備的設計方案多選擇Bentley解決方案。通過利用OpenPlant Modeler軟件，項目設計團隊可以預先解決設計中存在的600余處碰撞問題，大幅減少設計變更和施工返工，提升機電設備項目節(jié)能質量。這種設計方案有別于傳統(tǒng)的二維設計、三維設計，極大加強了機電設備設計的深度和廣度。BIM技術的引入極大提高了設計團隊的工作效率，項目設計團隊還使用OpenBuildings Designer建立機電設備模型庫，隨后將其用于設計制定和施工計劃。通過嚴格的機電設備設計，團隊能夠進行詳細的設計分析、細化和改進[3]。

優(yōu)化機電設備設計時，可能通過使用移動端Navigator軟件實現(xiàn)三維模型的移動端展示，方便查看機電設備、節(jié)能屬性。使用LumenRT軟件生成模型程序，可以給設計方、機電設施安裝施工方、礦山企業(yè)提供沉浸式審查。利用Bentley的iTwin服務和云技術，可以隨時隨地查看機電設備的三維模型。利用模型可以查看機電設備節(jié)能情況，為優(yōu)化礦山企業(yè)機電設備提供重要依據(jù)。同時，設計團隊可以通過模型對機電設備進行全生命周期管理，提高企業(yè)節(jié)能管理效率。

設計團隊應用AutoPIPE軟件技術，就可以對機電設備進行動、靜荷載下的節(jié)能應用計算。在實際運營中，AutoPIPE的三維熱碰撞檢測功能可以在機電設備升溫時，提醒工程師設備已經(jīng)產(chǎn)生了熱位移，從而避免因機電設備故障導致礦山企業(yè)停產(chǎn)。設計團隊通過使用Bentley的ProjectWise技術，可以對機電設備進行全程在線BIM協(xié)同監(jiān)控，提高可視化程度，使礦山機電設備設計更為緊湊，設計現(xiàn)場布置更為合理和美觀。

4 結語

綜上所述，礦山企業(yè)在優(yōu)化機電設備節(jié)能設計時，要充分利用Bentley技術，創(chuàng)新高效解決機電設備節(jié)能的方案，應用BIM三維數(shù)字化設計，為機電設備創(chuàng)建數(shù)字孿生模型。在交付高質量機電設備節(jié)能的同時，提高設計院的競爭力，使用Bentley軟件進行礦山機電設備全生命周期管理，這是設計軟件基于Bentley的BIM技術在礦山企業(yè)的應用，這種設計可以為礦山企業(yè)節(jié)省工程成本和機電設備運營使用成本，使礦山企業(yè)實現(xiàn)機電設備優(yōu)化節(jié)能的目標。

參考文獻

[1] 李晚秋.淺析礦山機電設備節(jié)能設計智能化應用[J].河南建材，2016（6）：159-160.

[2] 張海山.探討礦山機電設備節(jié)能優(yōu)化的設計技術[J].科技展望，2017，27（1）：164.

[3] 趙匡成.礦山機電設備設計理念節(jié)能應用研究[J].科技展望，2017，27（3）：101，103.