基于NSGA-Ⅱ算法的废石及尾砂混合充填料配比优化

为了提高高峰矿尾砂充填体强度和解决井下废石利用问题,开展高峰矿废石及尾砂混合充填材料的最优配比研究,设计了四因素四水平的正交试验,采用极差分析获得了影响充填体强度、料浆泌水率和料浆坍落度的主次因素,得到初步满足矿山要求的配比：料浆浓度为83%,灰砂比为0.25,废尾比为1.5,泵送剂添加量为0.5%。根据正交试验数据建立了28 d充填体强度、料浆泌水率和坍落度的二次多项式回归模型,基于NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,获得最优充填料浆配比。研究结果表明：灰砂比对充填体强度影响最大,料浆浓度和废尾比次之,泵送剂影响最小;灰砂比对料浆泌水率有明显的控制作用,废尾比和料浆浓度次之,泵送剂作用最小;料浆浓度对坍落度影响最大,泵送剂和灰砂比影响次之,废尾比影响最小;多目标优化后的配比：料浆浓度为82.989%,灰砂比为0.240,废尾比为1.419,泵送剂添加量为0.537%,优化后的配比方案所需充填材料成本相比正交试验确定的方案成本下降了2.9%。     

井下充填料管道泵送阻力与输送参数优化研究

为确定高峰矿高浓度尾砂块石充填料浆泵送的输送性能指标，应用两相流颗粒流动力学理论，开展了86%、84%、83%、81%和79%5种不同浓度全尾砂料浆的泵送仿真模拟。结果表明：在稳态管道流场内，适当降低浓度有助于输送流动性，但浓度较低时，效果逐渐不明显；料浆浓度为83%～84%的方案符合输送需求；废尾比方面，在满足强度的情况下，建议采用6∶4或7∶3,继续提升参数可能会出现冲蚀激增及淤堵的情况。研究成果为井下泵送充填管网设计提供了理论依据。