[发明专利]废石用于下向分层充填法采矿的充填料浆优化方法

权利要求书

1.一种废石用于下向分层充填法采矿的充填料浆优化方法，其特征在于，采用下述方法步骤：（1）以废石粗骨料与棒磨砂作为混合骨料，并对废石与棒磨砂进行粒径分析和特征值计算；

（2）设计废石和棒磨砂不同配比的混合充填骨料，以及混合充填骨料不同胶砂比和料浆浓度的试验方案；根据试验方案进行胶结充填体强度和充填料浆流动性和稳定性的参数测试，获得胶结充填体强度和充填料浆流动性与稳定性的试验结果；

（3）根据胶结充填体强度和充填料浆的流动性与稳定性试验结果，采用二次多项式对试验数据进行逐步回归分析，建立废石利用率与胶砂比、料浆浓度、充填体强度以及料浆流动性与稳定性之间的关系函数：φ=ƒ₁(x₂,x₃,…,x₉)；胶结充填体3d、7d强度与废石利用率、胶砂比和料浆浓度之间的关系函数：R_3d=ƒ₂(x₁,x₂,x₃)、R_7d=ƒ₃(x₁,x₂,x₃)；充填料浆的塌落度、扩展度和稠度，分别与废石利用率、胶砂比和料浆浓度之间的关系函数：T_d=ƒ₄(x₁,x₂,x₃)、K_d=ƒ₅(x₁,x₂,x₃)、C_d=ƒ₆(x₁,x₂,x₃)；充填料浆的分层度和泌水率，与废石利用率、胶砂比、料浆浓度之间的关系函数：F_d=ƒ₇(x₁,x₂,x₃)和M_L=ƒ₈(x₁,x₂,x₃)；

上述式中：φ代表废石利用率；ƒ₁(X)代表废石利用率模型；R_3d、R_7d分别代表充填体3d、7d强度，ƒ₂(X)、ƒ₃(X)分别代表充填体3d、7d强度模型；T_d、K_d、C_d分别代表充填料浆的塌落度、扩展度和稠度，ƒ₄(X)、ƒ₅(X)、ƒ₆(X)分别代表充填料浆的塌落度、扩展度和稠度模型；F_d、M_L分别代表充填料浆的分层度和泌水率，ƒ₇(X)、ƒ₈(X)分别代表充填料浆的分层度和泌水率模型；X=﹛x₁,x₂,…,x_n﹜^T代表充填料浆设计变量；

（4）根据胶凝材料和混合充填骨料的成本、废石利用率以及胶砂比，建立充填材料成本模型如下：C_T=∑c_iz_i=ƒ₉(Z)；

式中：C_T代表充填材料成本；c_i代表第i种充填材料单价、z_i代表第i种充填材料的用量；ƒ₉(Z)代表充填材料成本模型；

（5）根据下向分层充填采矿法安全采矿要求，确定胶结充填体3d和7d设计强度、充填料浆的塌落度、扩展度和稠度以及分层度和泌水率的设计指标；

（6）以废石最大利用率和充填材料最小成本为优化目标，以胶结充填体3d和7d强度、充填料浆的塌落度、扩展度、稠度、分层度和泌水率设计指标为约束条件，建立充填材料多目标优化模型如下：

充填材料优化目标函数：Max(φ-C_T)=Max[ƒ₁(x₁,x₂,…,x₉)-ƒ₉(Z)]；

充填体强度的约束条件：ƒ₂(X)≥[R_3d]、ƒ₃(X)≥[R_7d]；

料浆流动性的约束条件：ƒ₄(X)≥[T_d]、ƒ₅(X)≥[K_d]、ƒ₆(X)≥[C_d]；

料浆稳定性的约束条件：ƒ₇(X)≤[F_d]、ƒ₈(X)≤[M_L]；

式中：[R_3d]、[R_7d]分别代表胶结充填体3d、7d的设计强度；[T_d]、[K_d]、[C_d]分别代表充填料浆的塌落度、扩展度和稠度设计指标；[F_d]、[M_L]分别代表充填料浆的分层度和泌水率的设计指标；

（7）求解所述步骤（6）所建述目标优化模型，即可得到用于下向分层充填法采矿的充填料浆优化设计。

2.根据权利要求1所述的废石用于下向分层充填法采矿的充填料浆优化方法，其特征在于：所述步骤（1）中，废石的粒径为-12mm，棒磨砂的粒径为-5mm。