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在調研國內千萬噸級綜放工作面生產地質條件的基礎上，分析實現千萬噸級目標綜放面所需的基本條件。測試工作面煤巖力學參數，掌握了工作面煤巖力學特性，為理論分析提供理論基礎。從地質因素、設備配套因素、開采技術因素以及管理因素等方面分析各因素對千萬噸級大采高綜放工作面設備配套的影響，分析千萬噸級大采高綜放工作面目標實現的地質條件適應性、頂煤的冒放性和實現安全高效開采的主要途徑。采用相似模擬試驗，獲得采場圍巖運移及應力分布規律，建立煤壁穩定性分析的力學模型，分析煤壁的穩定性，獲得工作面支架支護強度的基本要求。優化研究工作面參數及開采工藝，探索各參數對工作面生產能力的影響并提出在不同開采條件下工作面參數的確定方法和基本要求，探索生產系統中各工序參數對工作面生產能力的影響規律，分析生產系統技術改造對工作面生產能力的影響，找出生產工藝系統中的薄弱工序和最優放煤工藝，提出在不同條件下的工作面生產工藝參數優化配置，為大采高綜放面設備選型提供依據。研究 “三機”配套的總體原則，單機配套時的選型原則和工作面設備的基本要求，為試驗面設備的配套、選型提供依據。(1)提出了年產千萬噸級綜放面開采地質條件的基本要求，分析了千萬噸級大采高綜放面安全高效開采的影響因素。(2)在系統研究大采高綜放采場圍巖運移及應力分布規律、煤壁片幫機理、工作面參數、回采工藝的基礎上，深入研究了工作面“三機”配套選型，提出了相應的配套原則和配套參數。(3)研制了 ZF15000-23/43 正四連桿大采高綜放低位放頂煤液壓支架、整體自移式ZTZ20000/25/50 型端頭自移支架、ZTC30000/25/50 型超前支護支架以及 KSW-1500EU 型電牽引采煤機，并進行了現場工業試驗，保障了千萬噸級大采高綜放工作面平均日產達 3 萬t。(4)制定了“千萬噸級大采高綜放工作面設備配套選型技術要求”技術標準。

一、研發背景我國是有色及稀散金屬資源大國，產量更是在全球具有絕對控制地位。稀散有色金屬礦的開發利用給我國帶來巨大的經濟效益，與此同時也帶來了嚴重的環境重金屬污染。稀散有色金屬礦經開采、選、冶加工后，會遺留下大量的尾礦、冶煉渣和各種塵泥。從環保和安全上來說，稀散多金屬采選冶廢棄物是重大的污染源和危險源，控制固體廢棄物污染特別是礦業固體廢棄物成為中國環境保護領域的重要問題之一。二、技術內容（1）新型深部充填減量化技術。開發一種價格低廉、材料來源廣泛且固化重金屬效果優良的地下采礦膠結充填料，能夠降低充填采礦成本，并可以安全處置危險廢物；（2）尾礦庫微生物原位成礦修復技術。利用微生物（硫酸鹽還原菌、寡營養鐵還原菌）控制環境中 Fe3+ 濃度、降低環境電位、降低環境中游離鎘、銻等重金屬離子，實現現役尾礦庫的微生物生態修復。（3）五層覆蓋強還原原位成礦修復技術。基于礦物學--生物地球化學協同作用，開發已閉庫或無主尾礦庫的重度污染區的五層（無污染客土層、膨潤土密封層、有機質深度還原密封層、含高風險稀散多金屬及砷和重金屬尾礦生物法控制污染主反應層、原始尾礦層）覆蓋強還原穩定成礦修復技術。三、作用原理針對我國含稀散多金屬硫化礦采選冶廢物易引起氧化淋溶、存在潰壩風險和對周邊及重大流域構成的嚴重環境威脅等問題，首先研究采選冶廢物處置環境風險評估方法，建立稀散多金屬采選冶廢物處理處置污染控制技術評估方法；利用冶煉廢渣及尾礦庫內堆存尾礦，研發新型膏體充填減量化、資源化技術；針對現役尾礦庫，利用硫酸鹽還原菌及寡營養鐵還原菌研發尾礦微生物原位成礦修復技術；針對已閉庫及無主尾礦庫，基于礦物學--生物地球化學協同作用，研發重度污染區的五層覆蓋強還原穩定原位成礦修復技術；組合應用上述技術，在典型稀散多金屬采選冶集中區開展技術示范；最終形成“基于風險控制的稀散多金屬采選冶廢物減量化、資源化處理處置與污染控制方案和環境管理導則”，為我國稀散金屬多金屬污染防控和環境管理提供技術支撐。

本發明多源約束類復雜曲面零件精密加工預處理方法屬于復雜曲面零件精密加工領域，特別涉及多源約束類復雜曲面零件精密加工預處理方法。本發明對復雜曲面零件進行約束源分析，先確定零件類型，根據目標曲面最終面形的約束源類型，分析約束間的耦合作用機理，建立約束源之間的耦合關聯模型，以滿足性能指標為目標，找出對目標曲面的面形起決定作用的以性能指標為驅動的性能相伴曲面，確定通過調整幾何約束以滿足性能要求的修磨補償方法，求得目標曲面各點區域的加工余量分布，最終確定滿足性能指標的目標曲面精確面形。本發明提高了該類復雜曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同時滿足幾何要求和性能要求。

配完成，效率低、周期長且模具工作型面表面質量無法保證。本成果在深入分析了影響大型汽車覆蓋件模具凸凹模工作型面貼合率影響因素的基礎上，研究提高貼合率的數字化分析與設計方法，建立了基于汽車覆蓋件拉延減薄和模具在成形力下的彈性變形量耦合的精細模面設計方法。利用基于型面變形補償的汽車覆蓋件模具型面設計系統及方法后，調試周期縮短了30%，大大的提高了模具工作型面調試效率，縮短了模具的制造周期，創造了良好的經濟效益，提升了企業核心技術能力的同時提高了企業的競爭力。本項目的研究成果已經成功在多家大型汽車覆蓋件模具企業進行了大量的工業化應用，已為國內外知名汽車公司的大型覆蓋件模具項目提供了高質量的模具。項目對改變我國汽車高檔模具主要依賴進口的現狀、促進天津市裝備制造業的發展具有重要意義。

項目簡介 化工設備及化工設備是在高溫、高壓及腐蝕環境下工作的機械設備，其零部件的安全可靠工作是整個生產裝置的安全運行的基本保障。化工機械零部件的脆性破壞，對化工裝置的安全生產危害性極大。它無先兆、容易引起重大事故。我們采用數值分析方法，對化工設備常用零部件的受力情況進行分析計算，運用金相分析及掃描電鏡等手段對零部件斷口的組織特征及微觀形貌進行分析；采用化學分析方法及微區能譜分析方法對斷口物質成分進行分析；采用斷裂力學分析方法根據斷口的形成過程對零部件的破壞進行斷裂力學參量分析。應用情況 運用以上方法及手段，對武漢石油化工廠聚丙烯裝置活化劑管道連接螺栓的突然破壞、原油加熱裝置熱電偶管的突然破壞及催化裝置浮頭式換熱器小浮頭連接螺栓的突然破壞進行了失效分析，找出了導致零部件發生脆性突然破壞的原因，為采取有效措施防止此類破壞提供了參考依據，為整套裝置的安全運行起到了一定的保障作用。

本項目針對車身覆蓋件的特點，結合典型成功案例，建立了基于結構和功能的分類制件沖壓工藝知識庫；開發了面向復雜外覆蓋件的專用模板化模具設計系統、BOM自動生成系統、標準件綜合管理與調度系統，提高效率30%；開發了基于真實壓力機狀態下模具結構的受力變形補償系統，修正了凸凹模之間不等厚度間隙數值，顯著減少了鉗工研合工時，提高了首次件的合格率。解決了高檔轎車外覆蓋件用高精度復雜模具在工藝、設計、制造、裝配、精度保證等方面的眾多難題，建成了高檔轎車外覆蓋件用高精度復雜模具產業化基地，提升了作為天津市支柱性產業之一的汽車行業的整體水平，改變了目前國內高檔轎車關鍵模具依賴進口的局面。項目在天津汽車模具有限公司應用后，已生產35個項目的側圍零件，產值1.3個億。項目達產后，側圍、翼子板類高精密復雜外覆蓋件模具年產量達到110套。技術成果應用到天汽模其它類型模具生產，年產量達到3000-4000套，產值10個億，利稅2.8億,出口創匯6000萬美元。經天津市高新技術成果轉化中心組織專家鑒定，結論為國際領先水平。

項目簡介 針對制約我國機械裝備行業發展與提升的復雜關鍵零部件再設計與快速加381 工等技術瓶頸，以影響整機性能的機械裝備凸輪、汽輪機葉片、螺桿壓縮機轉子、 增壓器葉輪等為研究對象，著力構建未知自由曲面復雜零件再設計技術與數據點 云直接加工技術的集成創新，使再設計效率和直接加工精度得到極大提高，技術 水平和產業化成果達到國內同類研究和應用的領先水平。 技術指標 (1)未知自由曲面復雜零件的高精高效數字化技術。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測量路徑規劃技術、曲率連續自適應測量技術、BP 人工神經 網絡重定位技術、Delaunay 半徑補償技術等，開發了“復雜未知自由曲面三維智 能測量系統”，為高精高效數字化奠定了基礎。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點光順技術。針對傳統光順算法計算 效率極低，細節難于保留等問題，研究了二進小波多分辨快速光順技術和有理數 尺度小波的任意分辨率光順技術，首創了“曲線曲面多分辨分析光順系統”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復雜零件的三維再設計質量控制技術。針對多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評判手段有限等難題，研究了基于線性假設和逆問題的多分辨光順精度 控制技術、基于極限反射法的曲面品質分析技術，開發了“極限反射法曲面品質 分析系統”，實現了光順尺度的快速反算，消除了視點和光源對評判結果的影響。 (4)雙映射法數據點云直接加工技術。針對 CAD 建模及傳統數控加工所引起 的累計誤差，研究了雙映射散亂點云結構拓撲技術、數據點云全干涉檢查技術、 無干涉刀具加工路徑規劃技術，開發了“數據點云直接刀具規劃與加工系統”， 實現了數據點云的直接加工，填補了國內在該領域的空白。 效益分析 項目研究成果使系統的測量精度提高了 1 個數量級，測量效率提高了 3 倍以 上，再設計周期縮短了 30%，在機床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達μm 級。項目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機股份有限公司和無 錫沃凱精密機械制造有限公司等得到成功應用，研究成果獲發明專利 7 項，軟件 著作權 7 項，發表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應用情況 本成果有助于提升企業研發實力與效率，降低研發成本，提升企業技術水平 和核心競爭力。首創的數據點云直接加工技術，縮短了企業的工藝流程，提升了 產品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對企業的節能減排和綠色制造同樣382 有顯著作用。項目在機械裝備行業有極好的推廣應用價值和社會效益。

傳統的機器或機械零件的產品開發模式是必須開發出實物樣機或樣品，并對其進行靜強度或動態性能測試，然后再進行設計修改，這樣要重復好幾次上述過程，才能設計制造出合格的產品。這需要花費大量的時間與金錢成本，已經跟不上日益變化的市場的需要。本成果采用了先進的虛擬仿真技術，對計算機中的機器的3維幾何模型，可容易地進行編輯、修改，并檢驗其制造的可能性，生產成本，能否容易裝配。另外，可以對其3維幾何模型附于物理屬性，能模擬其工作狀態，可進行運動學、動力學、熱力學、強度、振動分析仿真，也就是說，在設計階段(不需要制造出實物)，就可以把握住機器或機械零件的靜態與動態性能，最終可以設計制造出低成本、高性能的機器。 該成果適用于任何大中小型機器及其零部件。 本成果已經應用到國內外多家著名公司，如摩托車的動態力學性能的仿真分析,計算機硬盤系統的靜態與動態性能的仿真分析,配氣機構的動力學優化與分析,大型曲軸車床整機動靜態性能分析與優化,漸開線齒輪的精密接觸分析與優化。

其他成果/n本發明公開了一種車身鋁合金管件固溶-彎曲-時效成形裝置及方法，該裝置包括加熱機構和彎曲機構；加熱機構包括感應線圈和高頻電源，感應線圈套設在管件彎曲部的外周，感應線圈與高頻電源連接；彎曲機構包括彎曲模、靜夾塊、防皺塊、動夾塊和鋼/柔性芯模，管件的彎曲部放置在彎曲模上，管件的一端由靜夾塊和防皺塊夾在彎曲模上,管件的另一端由動夾塊夾緊，鋼/柔性芯模設置在管件內，其中靜夾塊、防皺塊以及動夾塊為分體式設計，彎曲模為鑲塊式設計，利于加工水道，便于磨損后更換，彎曲模、靜夾塊、防皺塊和動夾塊內均開設有用于通冷卻水的蛇形通道。本發明可顯著提高鋁合金管材的強度、硬度以及成形精度，有效解決管材彎曲淬火后的回彈問題。

該項目針對 30CrMnMoTiA, 30CrNi3A、25Cr2Ni4WA 和 Nil9Co9Mo5 四種含銘、線合金鋼難磷 化及磷化膜耐蝕性能低的實際生產難題，深入研究磷化膜的形成過程和磷化機理, 探討含銘、線合金鋼難磷化的內在原因；通過工藝優化，開發出了解決上面4 種合金難磷化問題的高溫鎰系黑色磷化新技術，開發了新工藝，應用于某廠，建 成了年處理各類零件1200萬件的磷化生產線一條，使廢品率由原來的8~10%降 低為現在的0.5%以內。每年產生直接經濟效益近600萬元，節約成本150萬元。