[發明專利]大水礦山抗水穩定性全固廢充填材料配比優化方法

有效

• 申請號: 202110732017.6
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113387671B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 肖柏林;郭斌;溫震江;尹升華;巴蕾;楊曉炳;高謙;李勝輝;陳彥亭;胡亞軍;吳凡;楊航
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;河北鋼鐵集團礦業有限公司;礦冶科技集團有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;G05D11/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種大水礦山抗水穩定性全固廢充填材料配比優化方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：

S1、對固廢材料進行干燥和粉磨處理，得到若干不同配比的混合粉體；所述混合粉體包括磷石膏和高爐礦渣；

S2、對S1得到的所有混合粉體進行充填體強度試驗和抗水性能試驗，得到不同配比的混合粉體的充填體強度試驗結果和抗水性能試驗結果；

S3、根據S2得到的充填體強度試驗結果和抗水性能試驗結果建立充填體強度數學模型和抗水穩定性數學模型；

S4、以充填材料成本為優化目標，以S3得到的充填體強度數學模型和抗水穩定性數學模型為約束條件，建立全固廢充填材料配比優化模型；

S5、求解S4得到的全固廢充填材料配比優化模型，得到全固廢充填材料的優化配比；

所述抗水性能試驗及抗水性能試驗結果的獲得方式包括：制備兩組充填體試塊，分別置于水中和養護箱中養護；測試兩組充填體試塊的單軸抗壓強度，將兩種養護條件下充填體試塊的單軸抗壓強度之比作為該混合粉體抗水性能試驗結果；

步驟S3中：

采用二次多項式對充填體強度試驗結果進行回歸分析，建立膠結充填體7d和28d強度的數學模型；

采用二次多項式對抗水性能試驗結果進行回歸分析，建立28d充填體的抗水穩定性數學模型；

所述膠結充填體7d和28d強度的數學模型為：

R_7d＝f₁(x₁,x₂,...,x_n)、R_28d＝f₂(x₁,x₂,...,x_n)；

其中，R_7d、R_28d代表充填體7d、28d強度；x₁,x₂,...,x_n代表全固廢充填材料配比；f₁、f₂代表充填體7d、28d強度與固廢物摻加量的關系函數；

所述抗水穩定性數學模型為：

K_28d＝f₃(x₁,x₂,...,x_n)

其中，K_28d代表養護28d充填體抗水穩定性系數，x₁,x₂,...,x_n代表全固廢充填材料配比，f₃代表28d充填體抗水穩定性系數與固廢物摻加量的關系函數；

步驟S4中所述全固廢充填材料配比優化模型包括：

優化目標：MinC_T＝Min f_c(x₁,x₂,...,x_n)；

約束條件：R_7d＝f₁(x₁,x₂,...,x_n)≥[R_7d]

R_28d＝f₂(x₁,x₂,...,x_n)≥[R_28d]

K_28d＝f₃(x₁,x₂,...,x_n)[K_28d]；

其中，C_T代表全固廢充填材料成本，f_c(x₁,x₂,...,x_n)為充填材料成本函數；

[R_7d]、[R_28d]代表充填體7d、28d強度的設計值，[K_28d]代表28d充填體抗水穩定性系數的設計值。

2.根據權利要求1所述的大水礦山抗水穩定性全固廢充填材料配比優化方法，其特征在于，所述磷石膏的參數要求包括：P₂O₅≤5％、含水率≤3％、MgO≤3％和比表面積≥200m²/kg。