[發明專利]一種采礦用充填膠凝材料配比決策方法

有效

• 申請號: 201310733426.3
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103723967A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 高謙;楊志強;劉玉強;馬龍;王有團;李茂輝;田立鵬;蘇維軍
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B28/08;C04B28/10;C04B28/14;C04B28/26
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種采礦用膠凝材料的配比的決策方法，具體涉及一種由工業廢渣制備的采礦用膠凝材料的配比的決策方法。

背景技術

工業生產和資源開發伴隨大量的工業廢渣和固體廢物的排放。工業廢渣與固體廢物大量堆放，不僅占用大量土地，而且對環境造成了污染。

近年來，主要用于有色金屬礦床開采的充填采礦法，目前已經在鐵礦山得到越來越多的應用，也是未來資源開發的必由之路。充填法采礦主要涉及充填骨料和膠凝材料的選擇、材料配比以及料漿制備。目前充填法采礦主要采用水泥作為膠凝材料，其成本占采礦成本的1/2~1/3。當利用全尾砂或廢石作充填料時，水泥膠凝材料所占采礦成本的比例會更高。采用工業廢渣制備膠凝材料，在采礦過程中代替水泥，可大大降低采礦成本。由此可見，利用固體廢物作充填料，利用工業廢渣制備膠凝劑，不僅可以降低充填采礦成本，同時，廢物和廢渣被填埋于井下，避免了其堆放對環境造成的污染。

由于開采地的固體廢物和工業廢渣種類不同，為保證獲得的充填體的強度能滿足礦山開采的需要，在開采之前需要進行大量的實驗來確定膠凝材料的配比，此過程耗費時間長，效率低。

發明內容

本發明提供了一種采礦用膠凝材料的配比的決策方法，能夠經過有限次的試驗，快速、準確的獲得滿足充填體強度需求的膠凝材料的配比。

上述目的是通過下述方案實現的：

一種采礦用膠凝材料配比決策方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）對固體廢物進行物化特性和顆粒級配的分析與測試；根據測試結果，結合充填礦山所在地區可以利用的工業廢渣，選擇膠凝材料種類；

（2）根據上述膠凝材料種類，采用均勻設計試驗法，進行膠凝材料的配比的多因素和多水平的充填體強度的探索性試驗；

（3）根據均勻設計試驗的充填體強度試驗結果，選擇若干組強度最高的充填體對應的膠凝材料的種類與配比；

（4）根據步驟（3）中若干組膠凝材料的配比，進行正交試驗，得到充填體強度隨膠凝劑的配比變化的正交試驗數據；?

（5）以上述正交試驗數據為學習樣本，建立膠凝材料的配比的人工神經網絡模型，對學習樣本進行學習和訓練，并通過對訓練參數的調整，使神經網絡模型的預測誤差達到允許的精度；

（6）利用已經訓練好的人工神經網絡模型，進行膠凝材料不同配比的充填體強度預測，從而對有限次的正交試驗數據進行信息外延，獲得滿足數理統計需要的試驗樣本；

（7）利用正交試驗數據和人工神經網絡模型的外延信息，采用統計回歸和參數擬合的方法，建立膠凝材料的配比與充填體強度的函數關系，以充填體強度為優化目標，以膠凝劑材料的取值范圍為約束條件，建立膠凝材料的配比的優化模型；

（8）求解上述優化模型，獲得膠凝材料的最優配比方案。

使用本發明提供的決策方法能夠在較短的時間確定填充用膠凝材料的配比，所獲得的充填體的強度能夠滿足礦山開采的需要，實現了工業廢渣和廢物的再利用，工作量小、效率高。

附圖說明

圖1為實施例1的人工神經網絡訓練誤差過程圖。

圖2為實施例2的人工神經網絡訓練誤差過程圖。

具體實施方式

一種采礦用膠凝材料配比決策方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）對固體廢物進行物化特性和顆粒級配的分析與測試；根據測試結果，結合充填礦山所在地區可以利用的工業廢渣，選擇膠凝材料種類。

?????不同地區的工業發展類型不同，可以利用的工業廢渣種類也不同，結合工業廢渣的種類，選擇膠凝材料的種類。通常，膠凝材料的原料為三種或三種以上。

（2）根據膠凝材料原料，采用均勻設計試驗法，進行膠凝材料的配比的多因素和多水平的充填體強度的探索性試驗。

經過均勻設計試驗，可以獲得在一個較寬的膠凝材料的配比范圍內，隨著膠凝材料的配比的變化，充填體強度的變化。

（3）根據均勻設計試驗的充填體強度試驗結果，選擇多組強度最高的充填體對應的膠凝材料的種類與配比。

此步驟可縮小膠凝材料的種類和配比的觀察范圍，在后續的試驗中，實現以更少的試驗次數，獲得較優的膠凝材料的配比方案。

（4）根據步驟（3）中若干組膠凝材料的配比，進行正交試驗，得到充填體強度隨膠凝劑的配比變化的正交試驗數據。?

正交試驗的水平數即為步驟（3）中選擇的膠凝材料的配比的組數。