[发明专利]一种矿山采空区充填体智能混合制备方法

说明书

本发明涉及采空填充技术技术领域，具体公开了一种矿山采空区充填体智能混合制备方法，准备矿山采空区充填体的制备材料，将制备材料通过神经网络计算得出填充体最佳状态对应制备材料和水的质量比例；将得到的浆料通过弹性约束优化算法进一步对浆料浓度进行控制，将稳定浓度的浆料进行充分混合搅拌后泵送至充填区域。本发明解决了现有制备方法制备的填充体强度差，填充体成分控制精准度较差的问题。

技术领域

本发明涉及采空填充技术技术领域，尤其涉及一种矿山采空区充填体智能混合制备方法。

背景技术

随着经济的发展，社会对矿产品的需求大幅度增加，加之可利用矿产的品位日益降低，矿产开发规模随之加大，产生的尾矿量不断增加。尾矿堆存占地大、环境污染严重、安全隐患多等问题日益突出。其中，尾矿充填采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部收到伤害。

对于采空区进行的处理多采用填埋的方式，但是使用砂料填埋，成本太高难以承受；使用石块填埋会出现滚动现象，无法有效的固定石块。所以现在亟需一种可以进行填埋的材料。我国发明专利申请号CN201710692437.X，公开了一种矿山采空区充填浆料的制备方法，包括：将磷石膏、黄土、矿渣和钢渣混合搅拌，得到预混料；将预混料与减水剂混合搅拌，得到胶凝剂；将胶凝剂、水泥和水混合搅拌，得到充填浆料。该发明针对矿山充填的要求，开发出了以磷石膏和黄土为原料的矿山充填浆料，与现用水泥相比，该发明浆料的强度整体比现用的水泥要好，能完全满足矿山充填所要求的流动性。

但在实现上述申请实施例的技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：制备的填充体强度差，填充体成分控制精准度较差。

发明内容

本发明通过提供一种矿山采空区充填体智能混合制备方法，解决了现有制备方法制备的填充体强度差，填充体成分控制精准度较差的问题。

本发明提供了一种矿山采空区充填体智能混合制备方法，具体包括以下技术方案：

一种矿山采空区充填体智能混合制备方法，包括以下步骤：

S1. 准备矿山采空区充填体的制备材料，将制备材料通过神经网络计算得出填充体最佳状态对应制备材料和水的质量比例；

S2. 将得到的浆料通过弹性约束优化算法进一步对浆料浓度进行控制，将稳定浓度的浆料进行充分混合搅拌后泵送至充填区域。

进一步，所述步骤S1包括：

将采空区进行分区域划分，并对每个采空区区域的环境因素进行采集，并将采集到的上述信息组成条件向量以及所选择的制备材料种类集合作为输入层输入，通过神经网络中隐含层以及输出层作用得到每种制备材料在各影响因素构成的条件向量对充填体的影响特征矩阵，根据适度调整配比、各影响因素以及影响特征向量M，进一步计算充填体强度变化率；最后，利用现有技术最优算法计算得到最高充填体强度时对应的充填材料的配比，将充填材料通过给料机送至称量斗称量，将充填材料按照所述配比加水送入搅拌机搅拌均匀，得到质量浓度为的浆料。

进一步，所述步骤S2包括：

通过影响充填过程中浆料浓度的因素，约定浆料浓度的弹性约束条件，定义浆料浓度控制目标函数，根据模型的计算求得的最优解对相关设备进行控制。

进一步，所述步骤S2包括：

通过构建条件约束模型，得到浆料浓度的弹性约束条件，具体过程如下：

其中，F表示影响因素向量，QF表示影响因素的权重向量，由矿区根据实际情况确定，R表示各因素计算关系式集合，D表示各影响因素的限定门限集合，Out表示条件约束模型的输出，即浆料浓度的弹性约束条件；