多目标条件下矿山充填材料配比优化试验.pdf

第４９卷　 第 １１期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ１１ 　 　 ２０ １７年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｎｏｖ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６１２１３９ 　 　 　 　 　 　 多目标条件下矿山充填材料配比优化实验 吴　 浩，赵国彦，陈　 英 （中南大学 资源与安全工程学院，长沙４１００８３） 摘　 要：为准确确定某铁矿尾砂胶结充填材料最优配比，分别选择制浆水性、砂灰质量比和料浆质量浓度与充填体强度、料浆 坍落度和料浆泌水率作为尾砂胶结充填材料配比优化的影响因素和充填性能评价指标． 基于响应面–满意度函数耦合理论， － 采用Ｂｏｘ Ｂｅｈｎｋｅｎ 实验设计方法开展１３组不同充填配比实验，构建充填性能评价指标的响应面函数，研究各影响因素与目标 响应量的相关关系及多目标条件下的最优充填材料配比． 结果表明，制浆水性对响应量影响不显著；砂灰质量比对充填体强 度影响极显著；坍落度受料浆质量浓度、砂灰质量比影响较显著；砂灰质量比和料浆质量浓度对料浆泌水率的影响均极为显 著，且二者之间存在极显著的交互作用． 该矿尾砂胶结充填材料最优配比为：制浆水性为海水，砂灰质量比为８．４４：１，料浆质 量浓度为７２％，该配比条件下对应的响应量预测结果为：充填体２８ｄ龄期单轴抗压强度为２．００ ＭＰａ，料浆塌落度为２７．１５ ｃｍ， 料浆泌水率为７．３５％，与验证实验结果基本吻合，为现场工业实验提供强有力的理论支撑． 关键词：采矿工程；响应面法；满意度函数；配比；尾砂胶结充填；多目标优化 － － － 中图分类号：ＴＤ８５３．３４ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）１１ ０１０１ ０８ Ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｍｉｎｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＷＵ Ｈａｏ，ＺＨＡＯ Ｇｕｏｙａｎ，ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｏｂｔａｉｎｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇｏｆ ｃｅｍｅｎｔｅｄｔａｉｌｉｎｇｓｂａｃｋｆｉｌｌ （ＣＴＢ）ｆｏｒａｎｉｒｏｎｍｉｎｅ， ｔｈｅ ｓｌｕｒｒｙｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｔｏ ｂｉｎｄｅｒ （Ｔ／ Ｂ） ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＴＢ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｅｓｌｕｍｐａｎｄｔｈｅｂｌｅｅｄｉｎｇｒａｔｅｏｆ ＣＴＢｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ⁃ｄｅｓｉｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ， Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｉｒｔｅｅｎｇｒｏｕｐｓｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ．Ｔｈｅｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅ