[发明专利]一种低成本早强胶凝材料配比决策方法

说明书

本发明公开了一种低成本早强胶凝材料配比决策方法，本方法建立了复合激发剂的配比的决策模型，求解复合激发剂的配比的决策模型，获得复合激发剂的配比；随后建立早强助磨剂配比与添加量的决策模型，获得早强助磨剂的配方和添加量；根据激发剂的配比，和早强助磨剂的配比和添加量，开展不同比表面积及其对应的不同细度的早强胶凝材料的胶结充填体强度试验，建立胶结充填体强度与胶凝材料比表面积的关系曲线，根据胶结充填体设计强度，确定早强胶凝材料的比表面积和对应的细度。本发明的配比决策方法利用冶炼废渣开发胶凝材料，充填体的早期强度能够得到保证，提高了固体废弃物在充填采矿中资源化应用，降低了采矿成本，提高了采矿经济效益。

技术领域：

本发明属于充填采矿技术领域，具体涉及一种低成本早强胶凝材料配比决策方法。

背景技术

充填法采矿能够将废渣、废石、尾砂、废水等废弃物回填到地下采场，有效控制采场地压和避免地表塌陷；同时还减少废弃物排放，实现无废或少废绿色开发与资源综合利用，从而保护环境和防治地质灾害。与其他采矿方法相比，充填法采矿回采工艺复杂、采矿生产能力低，经济效益差。通常用于有色或贵金属矿体开采。随着我国面临越来越多的复杂难采矿体以及环保日趋严格，不仅有色贵矿体充填法开采逐步普及，充填法在大型铁矿、煤矿等低价值矿体的开采中也得到越来越广泛应用。

复杂难采矿体采用下向分层进路胶结充填法开采，在充填体假顶下安全作业，因此要求胶结充填体整体稳定高，并对早期强度提出较高要求。目前充填采矿主要以水泥作为胶凝材料，以棒磨砂或尾砂等作为充填骨料，因此充填采矿成本高，经济效益差。同时，采选冶工程排放出大量废石、尾砂、废渣堆放；不仅污染环境，而且还造成二次资源浪费。水泥生产过程中排放出大量的CO₂，是造成雾霾天气的因素之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种低成本早强胶凝材料配比决策方法，该方法利用冶炼废渣开发胶凝材料，充填体的早期强度能够得到保证，提高了固体废弃物在充填采矿中资源化应用，降低采矿成本，提高采矿经济效益。

上述目的是通过下述技术方案实现的：

一种低成本早强胶凝材料配比决策方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)针对低活性冶金渣，选择激发剂材料，开展各激发剂材料成分的胶结充填体28d强度正交试验，根据正交试验结果，采用统计回归分析方法，建立胶结充填体强度与复合激发剂配比的关系函数；根据下向分层进路式胶结充填采矿方法稳定性要求，确定胶结充填体28d设计强度，以充填胶凝材料成本作为决策目标，以胶结充填体28d设计强度为约束条件，建立复合激发剂的配比的决策模型；求解复合激发剂的配比的决策模型，获得复合激发剂的配比；

(2)选择早强助磨剂材料，根据步骤(1)确定的激发剂的配比，开展各早强助磨剂材料成分和早强助磨剂添加量的胶结充填体3d强度和7d强度正交试验，根据正交试验结果，采用统计回归分析方法，建立胶结充填体3d、7d强度与早强助磨剂配比及添加量的函数关系；根据下向分层进路式胶结充填采矿方法稳定性要求，确定胶结充填体3d和7d设计强度，以早强助磨剂材料成本作为决策目标，以胶结充填体3d和7d设计强度为约束条件，建立早强助磨剂配比与添加量的决策模型，获得早强助磨剂的配比和添加量；

(3)根据步骤(1)确定的激发剂的配比，和步骤(2)确定的早强助磨剂的配比和添加量，开展不同比表面积及其对应的不同粉体细度的早强胶凝材料的胶结充填体3d、7d、28d强度试验，根据试验结果，采用统计回归分析方法，建立胶结充填体强度与胶凝材料比表面积的关系曲线；根据胶结充填体3d、7d、28d设计强度，确定早强胶凝材料的比表面积的最小值和粉体细度的最大值。

本发明的有益效果：

本发明的低成本早强胶凝材料配比决策方法利用冶炼废渣开发胶凝材料，充填体的早期强度能够得到保证，提高了固体废弃物在充填采矿中资源化应用，降低了采矿成本，提高了采矿经济效益。