[发明专利]一种用于嗣后充填法采矿的充填料浆配比优化方法

权利要求书

1.一种用于嗣后充填法采矿的充填料浆配比优化方法，其特征在于，其步骤包括：

（1）以尾砂作为充填骨料，以胶固粉作为胶凝材料与水混合，制备充填料浆，进行不同胶砂比、不同料浆浓度的胶结充填体7d、28d强度试验以及充填料浆的流变性和稳定性参数测试，由此获得胶结充填体7d、28d强度和充填料浆流变性、稳定性的试验结果；

（2）采用二次多项式对步骤（1）的试验结果进行逐步回归分析，建立胶结充填体7d、28d强度和充填料浆的流变性与稳定性模型：

胶结充填体强度模型：R_7d =f₁(X)；R_28d =f₂(X)；

充填料浆流动性模型：τ=f₃ (X)；η=f₄ (X)；

充填料浆稳定性模型：M_L =f₅ (X)；F_D =f₆ (X)；

式中，R_7d代表胶结充填体7d强度；R_28d代表胶结充填体28d强度；f₁(X)代表胶结充填体7d强度模型；f₂(X)代表胶结充填体28d强度模型；

τ、η、M_L、F_D 分别代表充填料浆的屈服应力、黏度系数、泌水率和分层度；f₃ (X)、f₄ (X)、f₅ (X)、f₆ (X) 分别代表充填料浆的屈服应力模型、黏度系数模型、泌水率模型和分层度模型；

X=﹛x₁,x₂,…,x_n﹜^T代表充填料浆配比设计变量；

（3）根据胶固粉胶凝材料和尾砂的成本、胶砂比及料浆浓度，计算充填料浆的成本，建立充填料浆成本模型：C_L= f₇ (X)；

式中，C_L代表充填料浆成本；f₇ (X)代表充填料浆成本模型；

（4）根据阶段嗣后充填采矿法和料浆管道自流输送要求，确定胶结充填体7d、28d强度和料浆流动性与稳定性的设计指标：一步充填采矿法胶结充填体7d、28d强度设计指标[R_7d]、[R_28d]分别不小于1.0MPa和2.5MPa；泌水率设计指标[M_L]不大于10%和分层度设计指标[F_D]不大于3cm；

（5）以充填料浆成本和料浆流动性为优化目标，以胶结充填体7d和28d的设计强度以及充填料浆稳定性为约束条件，建立充填料浆多目标优化模型：

优化目标函数：Min(λ₁C_L + λ₂τ +λ₃η)= Min [λ₁f₇ (X) +λ₂ f₃ (X) +λ₃ f₄ (X)]；

强度约束条件：R_7d= f₁(X) ≥ [R_7d]；R_28d= f₂(X) ≥ [R_28d]；

稳定性约束条件：M_L =f₅ (X)≤[M_L]；F_D =f₆ (X)≤[F_D]；

式中，λ₁、λ₂、λ₃分别代表充填料浆成本、料浆屈服应力和黏度系数的相对权值系数，0≤ λ₁ ≤ 1；0 ≤ λ₂≤ 1、0 ≤ λ₃≤ 1，λ₁+λ₂+λ₃=1.0；分别代表胶结充填体7d、28d设计强度指标；[M_L]，[F_D]分别代表充填料浆泌水率和分层度设计指标；

（6）求解步骤（5）所述的多目标优化模型，即可得到用于嗣后充填法采矿的充填料浆配比优化设计。

2.根据权利要求1所述的用于嗣后充填法采矿的充填料浆配比优化方法，其特征在于：所述步骤（1）中，胶砂比为1:4~1:12；料浆浓度为60~66%。