新疆某砂岩型铀矿地浸对采区外围地下水的影响

砂岩型铀矿地浸开采过程中溶浸液向采区外围运移是一个倍受关注的问题[1]。本文对新疆某砂岩型铀矿地浸采区开拓前及开采期间地下水渗流场及地下水中与酸法地浸相关的主要化学组分进行了监测和对比分析,以研究地浸开采过程中溶浸液对采区外围地下水渗流场的影响及溶质运移过程。结果表明,地浸新采区投入运行后4个月内,采区外围60m范围内含矿含水层地下水渗流场发生了明显的改变,采区外缘下注的部分溶浸液在所形成的较强的地浸地下水渗流场驱动下向周围发生了一定程度的扩散运移。     

应用粒子示踪模拟技术确定地浸采铀溶浸范围

溶浸范围是铀矿地浸开采经济技术评价的重要考量要素之一。由于溶浸过程发生在地下矿层,溶浸范围的确定往往比较困难。本文以我国某砂岩铀矿地浸单元为例,根据研究区水文地质条件和实际地浸抽注液流量数据,运用地下水模拟软件Visual Modflow粒子示踪技术对溶浸液渗流路径和范围进行了模拟,模拟结果的示踪迹线指示出了溶浸液从注液孔进入矿层后的不同渗流方向、速度及运移路径,沿该迹线的溶浸液流量有所不同,对抽液总流量的贡献率也不同。按贡献率大小从低到高剔除占总贡献率5%的那些低效率的迹线,保留占总贡献率95%的迹线,以此圈定了该地浸条件下的有效溶浸范围,计算得出有效溶浸面积是钻孔所围几何面积的1.51倍。     

示踪法在地浸采铀溶浸液流速测定中的应用

为研究地浸采铀过程中的溶浸液的渗流速度,在某铀矿地浸采铀现场开展了稳定抽注条件下的溶浸液渗流示踪试验,采用荧光黄钠作为示踪剂,在稳定的注液压力和抽液降深条件下,示踪测定溶浸液在含矿含水层中的渗流速度。试验结果表明抽液中示踪剂有明显的浓度峰值,能较好地反映出溶浸液在矿层中的运移状态。     

用于低渗透砂岩铀矿地浸的表面活性剂的选择

为有效进行低渗透砂岩铀矿地浸开采,提高溶浸液的表面活性,从表面活性剂的表面张力、泡沫性能、抗盐性、复配性能等方面进行了试验,选择了适合低渗透砂岩铀矿地浸的表面活性剂种类。结果表明:在25 g/L硫酸溶浸液中加入0.01 g/L的非离子氟碳表面活性剂时,溶液表面活性最高,其表面张力最小值为20.8 m N/m,其中FS-3100低泡、抗盐性好、复配型好、对环境无害,优势更为突出。当复配体系FS-3100∶OP-10为3∶7时浸出效果最好,铀浸出率达到94.91%,可作为低渗透砂岩型铀矿酸法地浸开采的增渗剂。     

巴彦乌拉地浸采铀工程监测井设置、监测及状况分析

地浸铀矿山在铀的浸出过程中会将溶浸液注入地下,而溶浸液的运移方向不固定,可能会朝着地浸场外围扩散。巴彦乌拉地浸采铀工程在不同距离、不同方位设置了监测井,通过对近年来监测井监测数据的分析,掌握了溶浸液的扩散范围,可以更好地为设置监测井提供依据。     

某砂岩型铀矿地浸采铀试验溶浸液化学组分运移模拟

在砂岩型铀矿地浸采铀过程中,溶浸液一些化学组分进入含矿含水层,并在地浸结束后继续运移,从而可能给当地地下水环境造成影响。本文以某砂岩型铀矿床地浸采铀试验过程中NO3-离子的运移为例,运用计算机模拟技术,对地浸采铀过程中以及地浸结束后溶浸液化学组分的运移特征进行了研究。模拟结果表明,地浸期间NO3-向外的运移,基本可控制地浸块段周围20～30m的范围之内;地浸结束后,该离子在天然流场条件下,主要向下游方向弥散运移,弥散羽浓度中心运移缓慢,平均速度为0.014m/d,10年后羽缘仍在距离地浸块段130m范围以内,且其中心浓度从地浸结束时的256.9mg/L逐渐衰减至58.9mg/L。     

砂岩型铀矿碱性地浸过程孔隙结构演化特征

采用NaHCO₃+H₂O₂碱性溶浸液对铀矿柱状岩芯进行了柱浸实验，利用电镜扫描图像分析了砂岩型铀矿表面特征和孔隙分布状况，以核磁共振T₂谱定量表征碱性地浸过程中含铀砂岩微观孔隙结构变化。结果表明，溶浸液化学溶蚀作用下岩芯内部基质首先形成连通型孔隙，大、小孔间孔喉增加；反应生成的Al(OH)₃矿物胶体和CaCO₃集中沉淀堆积于小孔和微裂隙中，减小了溶浸液与基质有效接触反应面积，降低了铀矿浸出效率；97～158 h为溶蚀优势期，该阶段化学溶蚀量远大于沉淀堆积量，形成大量连通型孔隙，使铀矿物与溶浸液进一步反应溶解，铀矿采收率达到峰值。     

巴彦乌拉铀矿地浸过程中溶浸液化学成分演化特征

地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。本文以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿（铁氧化物）、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高学术价值。     

新疆某陡倾疏干砂岩型铀矿开采方法探讨

结合我国铀矿开采的原地爆破浸出采铀工艺和原地浸出采铀工艺技术,提出陡倾疏干砂岩型铀矿的地下钻孔原地浸出采铀法,利用井巷工程开拓矿体,在矿块上部的注液巷道施工生产钻孔,通过钻孔将溶浸液注入矿体,然后在矿块下部的集液巷道收集浸出液。针对新疆某陡倾疏干砂岩型铀矿的地下钻孔原地浸出采铀法,设计了上盘扇形孔布液和沿脉平行孔布液2种开采方案。     

甘肃北山公婆泉盆地沉积体系与铀成矿条件分析

为了确定甘肃北山公婆泉盆地砂岩型铀成矿的目的层,查明砂岩型铀成矿条件,根据野外实地考察,综合利用前人的工作资料,分析盆地地层结构、地层层位、沉积体系、岩性及形成砂岩型铀矿的条件,结合公婆泉盆地中生代地层的主要特征研究,指明了白垩系地层为主要找矿目的层及铀成矿的有利条件,对下一步铀矿找矿工作具有一定的现实意义。     

CO_2+O_2中性原地浸出采铀矿山井场抽注液平衡与地下水环境的影响关系

地浸矿山采铀过程中既要尽量减少溶浸液向采区外围扩散、流失,又要避免采区外围地下水大量流入采区内部,以减小溶浸液对矿层外围地下水环境影响并提高浸出效率。在钱家店(钱Ⅱ块)铀矿床CO_2+O_2中性浸出地浸采铀矿山,改变抽注液比对矿层地下水水位及水样化学组分进行测量与分析,研究地浸采铀抽注液平衡与地下水环境的影响规律。通过在合理区间内调整井场采区抽注液比,控制矿层溶浸液溶浸范围、减小溶浸液向外围扩散,实现了有效控制地下水化学组分趋于稳定,减小地浸开采对地下水环境影响的目的。研究表明,控制抽液总量大于注液总量0.3%至0.35%时,井场内部形成大的降落漏斗,溶浸液只在井场边缘附近运移,扩散距离可控。     

地浸砂岩型铀矿钻探钻杆的使用及改进

盆地地浸砂岩型铀矿钻探所钻遇的地层一般为砂岩、砂砾岩、卵砾石层、泥岩等不稳定地层,为确保钻进安全,保证钻孔质量,降低钻杆柱的消耗量和增长其使用期限,正确地管理和使用钻杆柱是十分必要的.介绍了地浸砂岩铀矿钻探中钻杆的使用注意事项及优化使用方法.     

新疆昭苏盆地砂岩型铀矿成矿潜力分析

分析昭苏盆地砂岩型铀矿成矿潜力,为伊犁盆地提供后备矿产基地。以近年来在昭苏盆地开展的铀矿地质调查为基础,以构造、岩性岩相、层间氧化带等砂岩型铀矿控矿因素为研究内容,分析评价了昭苏盆地砂岩型铀矿成矿条件。研究表明,昭苏盆地构造活动较强,但在构造活动地区存在相对稳定地段,具备形成层间氧化带砂岩型铀矿床成矿条件;含矿建造侏罗系广泛发育,分布在阿登套山以北的盆地北部坳陷带,侏罗系西山窑组、头屯河组砂体和层间氧化带较为发育,且发现有丘拉克梅斯等铀矿化或铀异常点。阿登套山北侧以及乌宗布拉克北部山前地段发育砂体、层间氧化带和铀矿化且埋深相对较浅的,可作为下一步探索评价工作的优选地段。     

低渗砂岩型铀矿液态CO2相变致裂增透高效开采新模式

安全稳定的铀资源供应,对于保障国家安全、促进核工业健康可持续发展具有重要的意义。针对我国低渗透性砂岩型铀矿在地浸开采中渗透性低、浸出困难的技术难题,提出了低渗砂岩型铀矿液态CO2相 变致裂增透高效开采技术模式,即采用液态CO2相变致裂技术,在地浸采铀抽、注液孔之间产生大量的联通裂隙,提高低渗透铀矿的渗流能力。采用理论方法计算了液态CO2相变致裂影响半径,建立了液态CO2相变致裂 增透地浸开采流程,系统进行了低渗砂岩型铀矿液态CO2相变致裂增透高效开采技术特征研究。结果表明：低渗砂岩型铀矿液态CO2相变致裂增透技术影响半径为6.53 m,该技术能够实现三维应力条件下岩体致裂破坏 ,能够有效增加岩体损伤裂隙网络分布,具有破岩致裂增透、降低化学沉淀及经济可行性。研究结果为有效解决低渗透性造成的砂岩型铀矿地浸开采“难注、难采、低回收率”等难题提供了新途径。     

基于层次分析法的砂岩型铀矿地质-水文地质条件评价研究

砂岩型铀矿适宜的地质-水文地质条件是决定地浸开采是否可行的重要条件之一。为了定量、客观地评价砂岩型铀矿的地质-水文地质条件,并评价其可浸性,构建了包含15个具体指标的砂岩型铀矿地浸地质-水文地质条件评价指标体系;并采用层次分析法构建判断矩阵,较客观地得出了各项评价指标的权重;同时建立了砂岩型铀矿地浸地质-水文地质条件评价分级标准,提出了综合评判值U的计算公式。以伊犁盆地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿床为例,开展了地浸地质-水文地质条件适宜度评价,评价结果与实际情况具有较好的一致性。     

大倾角砂岩型铀矿体地浸开采技术探讨

国内采用原地浸出采铀技术开采的砂岩型铀矿床矿体产状多数发育较平缓,矿体倾角一般小于10°。如何针对矿体倾角较大(大于15°)的砂岩型铀矿体进行原地浸出开采是地浸采铀技术一个重要的研究内容。结合内蒙古钱家店铀矿床大倾角地浸砂岩型铀矿体开采实际,从井型布置、钻孔过滤器设计、生产运行等方面进行探讨,提出对大倾角砂岩型铀矿地浸开采建议。     

二连盆地群早白垩世含煤地层特征及对比分析

为建立整个内蒙古二连盆地群的含煤地层对比格架,采用多重地层划分与对比方法,通过古生物特征、标志层及岩性-岩相旋回组合特征综合对比,认为介形类女星介-湖女星介-土形介组合和孢子花粉刺毛孢-放射库里孢-孤独三孔孢-多角穴不等孢组合分别在该盆地广泛分布于大磨拐河组和伊敏组,而大磨拐河组三段泥岩段可作为该盆区对比的标志层,对比结果可信。研究结果表明:二连盆地群早白垩世含煤地层可划分为2组(共含5段),下3段地层归于大磨拐河组,为下含煤段;上2段地层归于伊敏组,包含有上含煤段,从而基本建立起整个二连盆地群的早白垩世含煤地层空间分布格架。     

基于COMSOL-PHREEQC的CO2+O2地浸采铀反应运移数值模拟

铀资源是的世界上重要的战略资源,如何安全高效开发利用铀资源,对保障国家能源供应和国家战略安全意义重大。CO₂+O₂地浸采铀是砂岩型铀矿采冶的主要方式,研究CO₂+O₂溶浸过程中水动力场和化学场的耦合机制是预测地浸采铀过程中铀动态浸出的关键核心。以内蒙古某煤铀共存矿床为对象,通过COMSOL构建地浸过程中溶质运移的对流与弥散模型,通过PHREEQC构建砂岩型铀矿CO₂+O₂溶浸过程的热力学数据库,利用iCP平台(Interface COMSOL-PHREEQC)建立COMSOL-PHREEQC耦合框架的CO₂+O₂地浸采铀的反应运移数值模型,模拟了CO₂+O₂地浸过程中铀矿动态浸出过程。同时,基于参数敏感性分析定量比较了不同参数对铀浸出效果影响的重要性程度。研究结果表明,本模型能够模拟预测CO₂+O₂溶浸过程中铀的反应运移过程。...     

乌库尔其地区可地浸砂岩型铀矿钻探施工技术

核工业二四〇研究所在新疆伊犁盆地乌库尔其地区开展可地浸砂岩型铀矿钻探施工中,遇到第四系、第三系地层中的掉块、涌水、漏失、缩径等复杂情况,总结了针对该地区复杂地层的钻探施工技术。     

核工业地浸砂岩型铀矿钻探技术发展概况

从20世纪90年代初期起,核工业铀资源勘查的重点开始由南方向北方转移,在北方的中新生代盆地寻找可地浸的砂岩型铀矿床.钻探工程作为铀矿勘查工作最直接、最重要的手段,经过十多年的发展,已经形成为一个新的钻探领域地浸砂岩型铀矿钻探工程.简要介绍了核工业系统地浸砂岩型铀矿钻探的发展概况.