基于DPS优化分析的矸石膏体充填材料配比试验研究

作     者：李超 何军 卫琛浩 唐仁龙 田创 李茂庆 LI Chao;HE Jun;WEI Chenhao;TANG Renlong;TIAN Chuang;LI Maoqing

作者机构：陕西煤业化工技术研究院有限公司陕西西安710100 榆林市榆阳区常兴煤矿陕西榆林719004 西安科技大学能源学院陕西西安710054 

出 版 物：《陕西煤炭》 (Shaanxi Coal)

年 卷 期：2023年第42卷第6期

页      面：13-18,34页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主　　题：充填材料 膏体充填 矸石级配 抗压强度 多目标优化 

摘      要：为探明因素交互作用对矸石膏体充填材料强度特性的影响,以矸石耗量、水泥耗量、粉煤灰耗量和级配Talbot指数为自变量影响因子,不同养护龄期的充填体单轴抗压强度为目标值,采用均匀试验设计方法进行试验,采用Cline-Renka算法对试验平均值进行网格化处理,使用Matlab软件对试验结果进行三维可视化分析,通过DPS分析系统对试验结果进行多元回归分析,最终得出满足工程需要的最优配比。研究表明,充填体强度与养护龄期、粉煤灰耗量、水泥耗量均表现出正相关关系。不同水平的充填体强度与骨料颗粒级配Talbot指数n的拟合结果均为二项分布,并均在n=0.45附近取得最大值。最优配比为当Talbot指数n取0.45,矸石∶粉煤灰∶水泥=52.5wt.%∶33.5wt.%∶14wt.%,固体质量浓度为78%,此时的单轴抗压强度可以满足充填开采基本要求。回归分析方程的预测值与实测值接近,证实所建模型精度高、可靠性强,研究结果为充填材料配比优化设计提供一种新的方法。