基于RSM的煤矸石充填材料配比优化及多因素耦合分析

doi:10.19286/j.cnki.cci.2024.07.001

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摘要针对正交试验法对配比设计中多种影响因素耦合的非适用性，应用响应面法(RSM)探究粉煤灰(X1)、水泥掺量(X2)及料浆质量浓度(X3)多因素耦合作用对充填体强度形成过程中的影响规律。研究了3种因素对不同养护龄期充填体强度的影响，随后建立以不同龄期充填体抗压强度作为响应目标的二次多项式强度回归模型，结合方差分析和响应曲面检验各因素对充填体抗压强度的影响程度及显著性，以此优化充填材料配比。结果表明，充填体抗压强度不仅受到单因素影响，而且还受到3种因素耦合作用的影响；单一因素对充填体强度影响的显著性次序为水泥>料浆质量浓度>粉煤灰；多因素耦合作用对充填体强度影响的显著性次序为粉煤灰与水泥>粉煤灰与料浆质量浓度>水泥与料浆质量浓度；结合试验结果及方差分析优选出一组配合比，其强度满足一般充填体强度设计要求。

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	邓志维1
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关键词 ：胶结充填, 耦合作用, 抗压强度, 回归模型, 响应面法, 影响规律

Abstract： In view of the non-applicability of orthogonal test method to the coupling of various influencing factors in the ratio design, the response surface method ( RSM ) was used to explore the influence of multi-factor coupling of fly ash(X1), cement content(X2) and slurry mass concentration(X3) on the strength formation process of filling body. The effects of three factors on the strength of filling body at different curing ages were studied. Then, a quadratic polynomial strength regression model with the compressive strength of filling body at different ages as the response target was established. Combined with variance analysis and response surface test, the influence degree and significance of each factor on the compressive strength of filling body were tested, so as to optimize the ratio of filling materials. The results showed that the compressive strength of filling body was not only affected by single factor, but also by the coupling effect of three factors. The significant order of the influence of single factor on the strength of filling body was : cement > slurry concentration > fly ash; the significance order of the influence of multi-factor coupling on the strength of filling body was : fly ash and cement > mass concentration of fly ash and slurry > mass concentration of cement and slurry. Combined with the test results and variance analysis, a set of mix ratio was selected, and its strength met the strength design requirements of general filling body.

Key words： consolidated fill interaction compressive strength regression model response surface methodology influence law

通讯作者: 成云海（ 1970— ），男，山东泰安人，教授。

作者简介: 邓志维（ 1999— ），男，江西新余人。

引用本文:

邓志维1，成云海1，申昊2，王一帆3. 基于RSM的煤矸石充填材料配比优化及多因素耦合分析[J]. 煤炭与化工, 2024, 47(7): 1-6，17.. Deng Zhiwei, Cheng Yunhai, Shen Hao, Wang Yifan. Optimization of coal gangue filling material ratio and multi-factor coupling analysis based on RSM. CCI, 2024, 47(7): 1-6，17..

链接本文:

http://www.mtyhg.com.cn/CN/10.19286/j.cnki.cci.2024.07.001 或 http://www.mtyhg.com.cn/CN/Y2024/V47/I7/1

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