基于响应面法的废石-细尾砂充填性能优化试验

为获得满足矿山采矿强度要求的废石-细尾砂充填最佳配比,首先根据混合骨料的堆积密实度和料浆浓度初探试验,初步获得配比范围;在此基础上利用响应面法建立了以废石-细尾砂充填体的3、7、28 d抗压强度为响应值的回归模型,揭示了骨料配比、浓度和灰砂比三因素对充填体强度的影响规律,并通过回归模型优选出充填最佳配比,进行半工业试验验证。结果表明,当充填体养护至3、7 d时,浓度和灰砂比两因素的交互作用影响显著;当充填体养护至28 d时,骨料配比与浓度的交互作用影响显著。当骨料配比1∶3、浓度82%、灰砂比1∶4时,废石-细尾砂充填性能完全满足矿山的充填需求,为废石-细尾砂混合骨料膏体充填性能优化提供了理论基础。     

废石-铜渣尾砂混合骨料配比优化试验

针对金川矿区粗骨料充填料浆离析问题,选择掺铜渣尾砂改善骨料级配,在混合骨料粒径级配分析基础上,进行废石-铜渣尾砂混合骨料充填体强度试验和料浆管输特性试验。试验结果表明:掺入适量铜渣尾砂,能有效改善粒径级配,提高充填体强度;铜渣尾砂添加量、胶凝材料添加量和料浆质量浓度对充填料浆管输特性的影响各不相同,但在一定范围均对料浆管输特性有益。最后以单位充填成本为优化目标,以各龄期强度和28d沉缩率为约束条件,得出满足充填强度要求的最低成本配比方案,即胶凝材料为270kg/m~3,废石为857.4kg/m~3,铜渣尾砂为423.2kg/m~3,料浆浓度为80%,水为420.2kg/m~3,此方案下的充填成本为92.6元/m~3,相比当前156元/m~3的充填成本,降低了约40.6%。验证试验结果为:3,7,28d强度和28d沉缩率分别为1.62,3.80,6.91MPa和9.23%,均满足矿山胶结充填要求。     

掺铜渣的混合骨料配比及强度试验

为了解决某矿山粗骨料充填料浆离析的问题,采用掺铜渣来改善骨料级配,混合骨料粒径级配分析和充填体强度试验结果表明,充填体强度随着浓度与铜渣掺量的增加而提高,对于82%的浓度,铜渣掺量在达到200kg/m3之前,强度改善明显;掺入适量铜渣,能有效改善粒径级配,提高充填体强度;满足充填强度要求的最低成本方案为:固结粉290kg/m3、废石361.6kg/m3、棒磨砂843.8kg/m3、铜渣257.6kg/m3,料浆浓度为82%,水为384.8kg/m3,此方案下的充填成本为112.6元/m3,相比当前156元/m3的充填成本,降低了约30%,其3,7d和28d强度分别为1.55,3.11 MPa和5.10MPa,均满足该矿山强度要求。     

基于RSM-BBD的废石-全尾砂胶结充填体强度试验研究

为探究废石-全尾砂混合骨料下胶结充填体的强度特性,探明废石掺量、浓度、灰砂比等因素对胶结充填体强度的影响规律,基于RSM-BBD,采用正交试验对问题进行了研究。研究发现灰砂比对混合骨料充填体早期强度的影响明显,料浆浓度对晚期强度影响明显;研究结果证实,混合骨料充填体强度不仅受到灰砂比、料浆浓度以及废石掺量单个因素的影响,而且受到三因素交互作用的影响,料浆浓度和灰砂比的交互作用对充填体早期强度影响明显,废石掺量和灰砂比的交互作用对充填体晚期强度影响明显。     

基于响应面法的充填体强度增长规律分析

为了研究充填体强度形成过程中水泥、细矸率和减水剂用量对充填体力学性能的影响,在对煤矸石、粉煤灰等充填材料物化性能分析的基础上,采用中心复合实验法研究了水泥、细矸率和减水剂用量对充填体的不同龄期强度特性影响规律,建立各个养护龄期的充填体强度响应面回归模型,为现场不同龄期的充填体强度预测提供了一个科学的方法。结果表明：在整个养护龄期内,充填体强度随着水泥、减水剂的掺量增大而增大,随着细矸率的增加而降低,但降幅不大。充填体的早期强度不仅受水泥、细矸率、减水剂的单一因素影响,而且三因素间的交互作用影响显著,其中1 d强度特性回归模型为二阶响应面,3 d强度为三元二次式。充填体中后期强度受水泥、细矸率、减水剂的单一因素影响,三因素间交互作用不明显,其对强度的影响顺序为:水泥＞减水剂＞细矸率。     

基于响应面法的采空区膏体充填材料强度影响因素研究

以大同东周窑煤矿采空区膏体充填材料为研究对象,通过室内流动性试验、保水性试验、抗压强度试验确定了煤矸石粉掺量、水泥掺量、减水剂掺量的配比。使用响应面软件设计了膏体材料试验方案,探究以煤矸石为主要成份的膏体材料在煤矸石粉掺量、水泥掺量、减水剂掺量3种因素及各因素两两交互作用下对膏体材料强度的影响规律,建立了3、7、28 d养护龄期的膏体材料强度与3种因素间的响应面回归模型,得到了膏体材料最佳配比。试验结果表明：水泥是膏体材料强度的最重要影响因素;水泥与减水剂的交互作用对膏体材料强度影响最大;膏体材料最佳材料配比为：煤矸粉掺量为10%、水泥掺量为11.7%、减水剂掺量为0.926%。     

高峰公司胶结充填材料的试验研究

在对充填骨料主要物理力学性质和化学成分测定分析的基础上,进行了充填材料优化配比试验.试验表明,用尾砂和跳汰砂混合料作骨科可获得好的充填效果;粉煤灰具有潜在的胶结性能,可用作胶结充填胶凝材料替代部分水泥.试验确定适合高峰公司胶结充填的材料配比为水泥:粉煤灰:混合骨料=1:2:6.按此配比充填,与不添加粉煤灰相比可减少水泥消耗量26.5%,节省单位充填材料费用lO%左右,且能有效提高充填体后期强度.     

基于响应面分析法的戈壁料充填体强度影响因素研究

:针对戈壁料充填矿山,为确定最优的充填体强度配比试验方案,以金龙沟矿区为研究对象,基于室内充填体强度及流动性试验,确定了灰砂比、料浆质量浓度、粉煤灰占比３种因素的试验设计范围,并利用响应面分析法设计了１７组试验方案,研究了３种因素及其交互作用下对戈壁料充填体强度的影响规律,同时建立了３种因素与３d、７d、２８d养护龄期时戈壁料充填体强度间的响应面回归模型,优化了金龙沟矿区戈壁料充填料浆的材料配比.研究结果表明:灰砂比是影响戈壁料充填体强度的最大因素;３种因素交互作用下对戈壁料充填体强度的影响程度为灰砂比与料浆质量浓度＞灰砂比与粉煤灰占比＞料浆质量浓度与粉煤灰占比;在满足充填体强度条件下,金龙沟矿区戈壁料充填料浆的最优配比:灰 砂 比 为 １∶８、料 浆 质 量 浓 度 为 ８２％、粉 煤 灰 占 比为１０％.     

基于响应面法的煤矸石胶结充填体抗压强度试验研究

煤矸石胶结充填可有效控制煤矿开采造成的地表沉陷,减少环境破坏。为研究细矸率、水泥掺量和料浆质量浓度对充填体抗压强度的影响规律,优化充填材料配比,在单因素试验基础上采用响应面法设计3因素17组配比试验,构建响应面回归模型并计算优化配比,为工程上获得合理充填材料配比提供科学方法。研究表明:单因素对充填体抗压强度的影响大小依次为料浆质量浓度、水泥掺量、细矸率;细矸率和料浆质量浓度交互作用对充填体早期抗压强度影响较小,水泥掺量和料浆质量浓度交互作用对充填体中后期抗压强度影响最大;为满足充填强度要求（一般≥5.0 MPa）,经模型优化确定充填料浆最佳配比为m（煤矸石）︰m（粉煤灰）︰m（水泥）︰m（水）=50%︰22%︰8%︰20%,细矸率为52%时,充填体28 d抗压强度为5.07 MPa,验证试验误差范围在2%左右,模型精准可靠;水泥水化生成Ca(OH)₂激发粉煤灰和煤矸石活性物质生成钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,随着龄期不断增长对胶凝体系起到了良好的连接作用,网状结构更加稳定,能有效提高充填体抗压强度。      

混合骨料充填体强度发展规律与配比优化

混合骨料充填体强度受混合骨料配比、充填料浆质量 分数和水泥掺量等多因素影响.为探究不同因素对充填体 强度 的 影 响 规 律,并 确 定 最 佳 充 填 配 合 比,采 用 BoxＧ Behnken响应面法(RSMＧBBD)开展了混合骨料充填配合比 试验.以河砂占比、料浆浓度和水泥掺量作为影响因素,以 充填体７d、１４d和２８d强度值作为响应量,构建了不同养 护龄期的充填体强度试验回归模型.试验结果表明:混合骨 料堆积密实度随着河砂占比增大先增大后减小,充填体强度 亦表现出了相同的发展趋势.在多因素影响下,河砂占比越 大同时料浆质量分数越小时,充填体强度越低;河砂占比越 小同时水泥掺量越大时,充填体强度越高;充填体强度随着 水泥掺量和料浆质量分数的提高而增大.     

基于RSM的复合骨料充填料浆流变特性试验研究

为研究充填料浆质量分数（A）、砂灰比（B）和机制砂占比（C）对复合骨料充填料浆流变特性的影响规律和优化充填料浆配比参数,采用响应面法（RSM）设计试验开展屈服应力和扩散度等测试。结果表明：对于充填料浆的屈服应力,各影响因素的显著性为A>C>B>AC>C2>BC>A2,对于充填料浆的扩散度,各影响因素的显著性为A>C> A2> C2> AC,砂灰比对扩散度影响不显著;屈服应力随充填料浆质量分数的增加呈上升趋势,且质量分数越大,屈服应力上升速率越快,屈服应力随机制砂占比的增加呈下降趋势,且机制砂占比越高,屈服应力下降速度越快;扩散度随充填料浆质量分数的增加呈下降趋势,且质量分数越大,其下降速率越快,扩散度随着机制砂占比的增加呈增大的趋势,但当质量分数较大时,机制砂占比对扩散度的影响逐渐减弱;设定充填料浆的屈服应力为100~120Pa,扩散度为8~12cm,得到机制砂占比为10%、20%和30%时充填料浆质量分数范围分别为73.49%~76.14%、74.21%~75.86%和74.50%~77.14%。     

基于GWO-SVR混合骨料膏体流变参数预测模型北大核心

膏体的流变性能对充填管路合理设计和管道输送阻力准确分析有重要影响。为了对膏体流变参数进行准确预测,利用灰狼算法(GWO)对支持向量回归(SVR)进行参数寻优,建立了以混合骨料掺和比、膏体质量分数和水灰比为输入参数的SVR和GWO-SVR两种屈服应力和黏度预测模型,并且对两种模型进行了对比分析。结果表明:GWO-SVR模型与传统SVR模型相比,屈服应力和黏度预测模型的决定系数R^(2)分别提高了5.8%和4.05%,并且GWO-SVR模型预测结果误差更小,屈服应力和黏度预测值相比试验值,其最大误差分别为5.63 Pa和0.00685 Pa·s,表明GWO-SVR模型有着更高的精度,可对混合骨料膏体屈服应力和黏度进行有效预测。     

煤制油炉渣替代巷旁充填混凝土细骨料试验研究

煤制油炉渣是煤化工产业的新型固体废弃物,现有的堆存处理对环境污染较大,给煤炭企业带来了很大的环保压力,亟需探寻煤制油炉渣的综合利用方法.本文借鉴工业废渣制备混凝土的经验,开展了煤制油炉渣替代混凝土细骨料的试验,在不同水灰比条件下,用煤制油炉渣分别以20％、40％、60％、80％和100％ 的比例替代混凝土的细骨料,测试...     

基于响应曲面法的方铅矿表面改性参数优化

方铅矿的高效选择性抑制是铅多金属硫化矿浮选领域亟待解决的问题之一。本文采用硫酸对方铅矿进行表面改性使其可浮性降低而实现选择性抑制。针对方铅矿纯矿物,采用表面改性试验结合浮选试验,研究并确定了表面改性的主要影响因素和最佳条件。在试验研究基础上,采用响应曲面法对方铅矿表面改性的参数条件进行了优化,建立了主要参数,如硫酸浓度、改性温度、改性时间及三因素之间的交互作用对方铅矿可浮性影响的多元回归方程,预测数据分析结果表明,优化后的表面最佳改性条件为硫酸浓度2.10mol/L,改性温度91.08℃,改性时间24.75min,此时方铅矿的回收率仅为3.52%,实现了高效抑制。预测结果与验证试验结果一致,表明所选模型具有良好的预测性能。     

基于响应面法的反击式破碎机板锤多目标优化

为了提高破碎产品质量,有效防止板锤疲劳断裂,提出以减小反击式破碎机物料最小可碎粒径和板锤的最大变形为目标的板锤多目标优化设计方法。通过中心复合试验设计选取合适的有限元结构分析试验点,利用ANSYS有限元分析软件对试验点处的板锤最大变形、最大等效应力和质量进行计算分析,获取响应值。根据响应值初步建立反映结构设计输入与输出响应关系的二次响应面模型,并采用Kriging空间局部插值方法对响应面进行插值重构。利用Shifted Hamersley抽样技术,均匀抽取设计空间中的样本点,并进行权衡排序,获得较优良的初始种群。运用多目标遗传算法进行优化,获得Pareto优化解集。在保证板锤的质量、最大等效应力不大于初值的前提下,最大变形量减小5.28%,最小可碎粒径减小4.8%。结果表明,该方法具有较强的工程实用性。     

基于响应面法的碳酸钠活化铜尾矿胶凝性能机制研究

为了有效激发铜尾矿活性制备性能良好的胶凝材料,以铜尾矿为主要原材料,水玻璃和NaOH为碱激发剂,采用响应面优化法开展胶凝材料配比优化实验,并通过方差分析以及三维曲图研究自变量及其交互作用对28d抗压强度的影响;利用XRD、SEM、FT-IR、TG-DTG等对试样的矿相成分、微观形貌等特征进行分析。结果表明：通过优化实验获得最优配比为碳酸钠掺量50%、氢氧化钠掺量1%、水玻璃掺量22g/100g,此参数下铜尾矿胶凝材料28d抗压强度为30.41MPa。经过机械球磨40min后,碳酸钠在适当的碱性环境下使铜尾矿的活性激发到较佳状态,铜尾矿经水化反应生成了大量结晶度较高的C-S-H凝胶与棱柱状钙钒石等水化产物,彼此相互连接构成网状结构,使胶凝材料保持较高的强度性能。     

响应曲面法优化反渗透处理钢铁企业高氯循环水

基于反渗透(Reverse Osmosis, RO)技术处理钢铁企业高氯循环水实际工艺参数,研究了响应曲面法设计下温度、压力、pH各因素不同水平对RO膜通量和截留率的影响程度,建立数学模型并进行三因素的优化设计分析。研究表明：各因素对膜通量的影响程度为：压力(B)＞温度(A)＞pH(C);对截留率的影响程度为压力(B)＞pH(C)＞温度(A);各因素之间交互作用对膜通量和截留率的影响均为：温度与pH交互项(AC)＞压力与pH交互项(BC)＞温度与压力交互项(AB)。当温度为26℃,压力为0.7MPa,pH为8时,可得到理论最优的RO分离效果：膜通量为21.716 L/(m2?h)、截留率为96.226%。经实验验证,预测值实际误差较小,表明该模型能较好对实际情况进行预测。对使用后的RO采用 SEM-EDS手段检测发现,膜面产生无机污染,其中大部分为钙盐。     

基于RSM-BBD的废石-风砂胶结体配合比与强度试验研究

充填料浆配合比的选择直接决定了充填体的强度及运行成本。根据两种骨料混合堆积密实度试验,得到废石风砂最优配比。利用Design-Expert软件中的Box-Behnken中心组合试验设计及响应面法(RSM)研究了料浆质量分数、水泥用量和骨料配比对充填体不同龄期内无侧限抗压强度的影响规律,建立了以粗骨料胶结体3,7,28 d强度为响应值的三元二次回归模型,并对该模型的适用性进行了验证。试验结果表明,充填体强度不仅受单一因素影响,而且两因素之间的交互作用对强度影响显著。由模型的响应曲面可知,质量分数与骨料配比的交互作用对充填体早期强度影响显著,水泥用量与骨料配比的交互作用对充填体中期强度影响显著,质量分数与水泥用量的交互作用对充填体后期强度显著。通过回归模型及建立的充填材料成本函数,优选出一组料浆配合比,经现场试验满足生产要求。     

基于ANFIS模型的充填体抗压强度预测研究

以新城金矿充填尾砂为试验料浆,采用正交设计法设计试验方案,研究灰砂比、质量浓度、养护龄期对充填体抗压强度的影响规律。运用极差和方差分析结果,并采用ANFIS建立预测充填体抗压强度的模型。结果表明,灰砂比是影响充填体抗压强度的最重要的因素;ANFIS模型具有95.8%的预测精度,它是预测充填体抗压强度的一种有效方法。