我国冶金矿山 80％矿石量来自于露天开采。目前，我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采，矿山生产遇到两个突出问题：第一，运输距离加长，运输效率降低，导致生产成本急剧上升。只有研究和采用新的运输系统，才能维持矿山的正常生产。第二，随着开采深度的增加和边坡的加高加陡，一方面，开采难度越来越大，开采安全性越来越差；另一方面，对大型露天矿，提高边坡角又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。因此，必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术，在保证生产安全的前提下，提高边坡角，减少剥离成本，提高经济效益。同时，大型露天矿生产设备品种多、数量大，生产和管理环节多，提高生产和管理技术水平，对企业降耗增效意义重大。本项目以水厂铁矿为依托工程，完成了下列主要研究内容：（1）采用国际上最先进的汽车－胶带半连续运输技术，在水厂铁矿建立了一条矿石运输和两条排岩运输系统，通过研究解决了系统设计和运行过程中的关键技术问题，单条排岩运输系统和矿石运输系统的生产能力分别达到 2100 万吨/年和 1100 万吨/年。（2）在大量系统的工程地质、水文地质勘查、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性试验基础上，采用大型非线性三维有限差分法、离散单元法和基于 GIS 的三维极限平衡法进行了边坡稳定分析和设计优化，使各区的总体边坡角分别提高了 1°～6°。（3）研制了矿车自动调度及管理系统和地测及采掘进度计划编制与实施系统，开发了具有自主知识产权的露天矿自动化调度模型和软件系统，并在水厂铁矿建立了基于 GPS 定位系统的生产设备自动调度和管理信息系统，实现了生产调度自动化。

1.项目的简单概述 我国冶金矿山80％矿石量来自于露天开采。目前，我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采，矿山生产遇到两个突出问题：第一，运输距离加长，运输效率降低，导致生产成本急剧上升。只有研究和采用新的运输系统，才能维持矿山的正常生产。第二，随着开采深度的增加和边坡的加高加陡，一方面，开采难度越来越大，开采安全性越来越差；另一方面，对大型露天矿，提高边坡角又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。因此，必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术，在保证生产安全的前提下，提高边坡角，减少剥离成本，提高经济效益。同时，大型露天矿生产设备品种多、数量大，生产和管理环节多，提高生产和管理技术水平，对企业降耗增效意义重大。 本项目以水厂铁矿为依托工程，完成了下列主要研究内容： （1）采用国际上最先进的汽车－胶带半连续运输技术，在水厂铁矿建立了一条矿石运输和两条排岩运输系统，通过研究解决了系统设计和运行过程中的关键技术问题，单条排岩运输系统和矿石运输系统的生产能力分别达到2100万吨/年和1100万吨/年。 （2）在大量系统的工程地质、水文地质勘查、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性试验基础上，采用大型非线性三维有限差分法、离散单元法和基于GIS的三维极限平衡法进行了边坡稳定分析和设计优化，使各区的总体边坡角分别提高了1°～6°。 （3）研制了矿车自动调度及管理系统和地测及采掘进度计划编制与实施系统，开发了具有自主知识产权的露天矿自动化调度模型和软件系统，并在水厂铁矿建立了基于GPS定位系统的生产设备自动调度和管理信息系统，实现了生产调度自动化。 2. 项目来源 本项目是“十五”国家科技攻关重大项目课题（编号：2001BA609A-08）。 3. 项目的最新进展、所达到的水平 通过本项目研究，解决了大型露天矿深部开采中的关键技术问题，不但为水厂铁矿创造经济效益1.27亿元/年，使水厂铁矿的生产和管理达到国际同期先进水平，而且项目研究成果对露天矿山具有普遍意义，具有广泛的市场应用前景和极大的推广应用价值。2004年6月经教育部组织鉴定，研究成果总体上达到国际先进水平。 4. 项目的关键数据 水厂铁矿总体边坡角提高1°～6°；运输成本下降50％；生产效率提高15%；生产成本下降15%；水厂铁矿西部排岩系统运输能力达到1800万吨/年，东部排岩系统达到2100万吨/年，矿石运输能力达到1100万吨/年。在攀钢朱家包包铁矿建立了国内首条坡度为40‰～45‰的陡坡铁路试验线；朱－兰铁矿运输效率提高14.28%，延长矿山服务年限7年；在朱－兰铁矿建成了国内第一条陡坡铁路工业生产试验生产线,全长880米；定制了一台224t工况电机车，用于工业试验；完成了40‰陡坡铁路系统施工图。 应用范围：本项目四个专题的研究成果已在水厂铁矿和朱家包包铁矿得到成功应用，做到了边研究、边开发、边应用。本项目研究解决的是露天矿深部开采中具有共性的关键技术问题，因此对全国同类矿山具有普遍适用意义，具有广泛的推广应用前景。

项目旨在设计出一款基于Dijkstra算法的高精度物联网小区无人智能运输车。该项目主要可分为两个部分:实车与模型车的同步开发和基于eclipse平台的APP开发。在实车和模型车的开发过程中，通过常规车载传感器实现小车的“智能化”，利用Dijkstra算法解决最短路径选择问题。利用计算机语言完成在eclipse平台上的APP开发，实现APP同时与实车和模型车的互联，实现智能运输小车运输末端的配送。

针对病毒可能污染的环境物体表面及应急医院废水等进行高效消毒意义重大。深圳国际研究生院能源电工研究所张若兵副研究员团队积极拓展开发基于强场调控的致病微生物消杀关键技术，已初步研制出用于热敏性固体材料表面消毒的高活性宽幅等离子体便携式消杀装备及强脉冲电场调控的医疗废液灭活装备，有助于解决致病微生物消杀装备等资源短缺问题，为疫区医院防疫、含病毒医疗废水高效消毒提供强化消毒装备。 团队正在对系统深入优化，并积极联合深圳大学总医院等合作团队着手开展后续效果评价工作，争取尽早推向应用，助力抗疫工作。 除了在抗击疫情中发挥作用以外，宽幅等离子体射流阵列和强脉冲电场技术在新一代精准医疗装备、热敏性材料封装和智能制造等领域也将发挥重要作用。

液-液萃取分离科学和技术是化学工程学科的重要分支之一。一大批萃取分离技术在石油化工、原子能、医药工业、食品工业、生物化工以及环境工程中得到了广泛应用。现代工业的发展，对液-液萃取分离科学与技术提出了新的挑战，也为新型萃取分离技术的产生和发展提供了良好的机遇。液-液萃取技术作为一项应用很广的高效分离技术，已成为许多领域发展的技术关键。本项目围绕国家节能减排战略，开展高效液-液离心萃取设备的研制及应用研究。创造性地建立了流场分布与操作条件的关系模型，实现了设备的可控设计；对液-液离心萃取过程环隙间流动特性进行深入细致的研究，定量地求出泰勒涡流的生成条件及其变化规律，精确地描述出流场全貌；在Taylor-Couette流体运动特征、失稳演变过程和压力周期波动特性方面有所突破，建立离心不稳定准则，获得环隙式液-液离心萃取过程的强化传质机理，为环隙式液-液离心萃取系统的量化设计提供理论基础。开发出的离心萃取成套设备及相关工艺技术，在石油化工、生物制药等行业得到了成功应用。在我国最大的林可霉素生产基地-南阳普康药业集团有限公司建成了基于离心萃取技术的“萃取-洗涤-反萃”成套设备及工艺，获得了成功。依托中国石化集团公司，在我国最大的己内酰胺生产基地建成了杂质离心萃取的工业示范装置，每年产生经济效益500万元，大大改善了产品质量。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是在密炼机基础上发展的一种新型高分子材料的混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组经过近十年的研究，开发出了具有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经通过了教育部、江苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定，获国家机械工业联合会、江苏省科学技术进步奖。采用该技术开发的高浓缩炭黑母粒连续混炼造粒生产线和高压电缆屏蔽料连续混炼造粒生产线已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管料专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制，水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2～2/3，实现了相关产品的高效、节能、环保化生产。项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺，解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

热锯机和冷锯机是广泛应用于冶金厂型钢、尤其是异形断面型钢轧制生产线上的一种切断设备。它们的主要作用是将轧机轧制出来的轧件切头、切尾和切定尺。由于锯机的进锯速度远小于锯齿线速度，所以每个锯齿只能刮下极薄的一层金属。这样所造成的金属变形量较小，切口断面平整。这是其它切断方法所无法比拟的。另外，较其它切断设备，锯机具有设备简单，重量轻以及生产效率高等优点。 由于锯机使用条件恶劣，对象复杂，其经常发生锯齿糊齿、顶裂、齿尖的折断、根裂及非正常磨损，导致锯片寿命过短，锯切断面出现变形、毛刺、飞翅等缺陷，影响了钢材的成材率。 该项工作经过近20余年的工作，从基本锯切理论入手，针对不同的锯切对象和使用环境，利用现代设计理论和技术成果，通过对锯片设计、制造和热处理等方面的全面研究，在锯片设计和质量控制等方面取得多项突破，并锯片的高强度、高刚度、长寿化，不同型钢锯切断面的无（小）毛刺、小变形等等方面形成系列专有技术。上述成果已分别通过原冶金部技术鉴定、并有多项取得获省部级科技奖。有2项获国家专利授权。以上技术现已在全国推广应用。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是 在密炼机基础上发展的一种新的高分子材料混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除 了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性以外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在 节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组历时近十年的研究，开发出了具 有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经分别通过了教育部、江 苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定。 该技术已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高 浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和中高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制， 水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了 生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2~2/3，粉尘排放下降了95%，实现了 相关产品的高效、节能、环保化生产，用工成本下降了50%。 项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺， 解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟 了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

超高压阀门的阀芯需要抗腐蚀耐磨的材料，因此阀芯的材料往往与本体不同，为了防止出 现掉落、松动等故障，需要将阀芯与阀门本体进行焊接。考虑到阀门本体结构的特殊性，需要 设计一种全自动焊接机床来满足这一要求。 该套数控焊接机床的机械系统主体部分是X,Y,Z三轴工作平台以及旋转R轴构成 (X和Y轴 行程为100mm,Z轴行程为400mm,三轴均通过滚珠丝杠传动，具有较高的控制精度，R轴可旋 转任意角度，载荷100KG) ，为了实现精确控制，四轴均通过伺服电机驱动器+伺服电机驱 动，通过设置伺服驱动器及运动控制卡相关的参数，电机位置控制可达到加工精度要求 (小于 0.2mm) 。其中XYZ三轴均有正负原点开关和零点开关，R轴只有一个零点开关。工作台的旋转 由R轴通过1:100行星减速齿轮带动，工件通过专用工装夹紧，并通过电刷与焊机负极连接。 该项目主要完成了以下工作：焊枪结构改进及硬件调试；机床数控软件的模块化设计， 包括焊接中示教及焊枪路径规划中提出的一种通过空间直线和空间圆弧实现空间曲线的插补 算法，辅助功能的实现和焊缝收弧引弧等时间控制策略等；着重研究了焊接工艺参数 (焊接电 流，焊接电压，焊接速度和焊枪角度) 对焊缝的影响，通过一种数学模型来描述工艺参数与焊 缝熔深之间的关系，对摸索焊接工艺参数对焊缝形态影响和焊缝质量的预测和评估有重要意 义。