金属矿山 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (7): 299-312.
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王小平1 冯 亮1 胡亚飞2
WANG Xiaoping 1 FENG Liang 1 HU Yafei 2
摘要: 针对中国西北地区某镍矿的固体废物资源化利用难题,以废石和戈壁砂为复合骨料,协同利用钢渣、高 炉矿渣及脱硫石膏等工业固体废物制备胶凝材料,研发了适用于地下岩体支护的固体废物基湿喷混凝土( Solid Waste Based Wet Shotcrete,SWC)。 采用响应面法进行试验方案设计,系统揭示了不同因素对 SWC 力学性能的影响规律,并 借助多种微观表征方法揭示了 SWC 的力学性能形成机制。 同时,通过机器学习算法建立了 SWC 配合比智能优化模 型。 结果表明:SWC 抗压强度随钢渣掺量增加呈先增大后减小的趋势(钢渣掺量为 30%时抗压强度达到最大 35. 2 MPa),胶砂比与抗压强度呈正相关关系,戈壁砂占比则与抗压强度呈负相关关系。 微观机理研究表明,戈壁砂占比会 影响骨料堆积体系的孔隙结构(戈壁砂占比为 0. 4 时骨料堆积密实度最大),钢渣掺量则调控胶凝体系的水化反应进 程,二者均通过改变材料密实度影响 SWC 的力学性能。 建模结果显示,通过哈里斯鹰算法(Harris Hawks Optimization,HHO)对支持向量回归( Support Vector Regression,SVR) 模型进行参数寻优,显著提升了预测精度( R 2 > 0. 99, RMSE<0. 20,VAF>99. 80),结合遗传算法(Genetic Algorithm,GA)构建的 HHO-SVR-GA 智能模型实现了 SWC 配合比 的精确设计(误差低于 5%)。
中图分类号: