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。     

地浸采铀中几个重要因素的技术经济分析

本文利用砂岩铀矿地浸开采经济评价系统软件,通过敏感性分析,重点探讨了平米铀量大小、井场抽注液钻孔间距、浸出液提升方式、矿山生产规模对地浸采铀技术经济的影响,提出了优化分析的结果。     

地浸采铀井场溶液运移特征与抽注液量控制研究

地浸采铀过程中,矿山通过总抽液量大于总注液量0.3%控制溶液向采区外围渗流弥散。从地下水运移特征入手,根据渗流理论提出了地浸采铀井场溶液向外渗流总量的计算方法和研究思路,模拟计算采区溶液向外渗流总量为采区内渗入与渗出边界水位差造成的总渗流量。研究表明,地浸采铀矿山在生产运行时,只要控制排至蒸发池的溶液总量略大于溶液向外渗流总量,就可有效保持溶液总量稳定,减少浸出剂的浪费,提高地浸采铀效率。     

某地浸井场抽大于注比例与地下水环境影响关系的研究

以内蒙古某地浸生产井场为研究对象,详细研究了其水文地质条件,结合井场布置和生产中的抽注液流量等条件,应用GMS建立了三维地下水数值模型。分别对抽大于注比例为0.1%~3%等6种条件下的地下水流场、浸出液中天然U迁移扩散距离及浓度分布等进行了数值模拟和分析,得到了抽大于注比例与地浸生产地下水环境影响之间的关系,为我国原地浸出采铀设计和生产中抽大于注比例的确定奠定了技术基础。     

某酸法地浸铀矿山全采区地下水流场变化数值模拟

区域流场是地下水中溶质迁移的基础,其形态特征是判断地浸铀矿山地下水环境影响范围的前提,准确预测区域流场的变化情况对指导地浸铀矿山生产实践有着极其重要的作用。本文以我国北方某地浸铀矿山为研究对象,利用数值模拟方法再现了该地浸铀矿山生产以来全采区地下水流场变化情况。模拟结果表明,生产井的抽注活动是区域地下水流场变化的根本原因,采区内部由于生产井的抽注活动,注液井周围会形成小范围的水头升高区,形成点源,抽液井周围则形成水头下降区,成为点汇;但生产期间总抽液量大于总注液量,全采区整体上形成了明显的水头下降区,区域降落漏斗的形成可以有效控制浸出液中溶解组分的迁移范围。结合含矿含水层地下水pH、铀、硫酸根背景值及采区监测井监测数据,进一步证实了区域流场形态对地下水中溶解组分迁移范围的控制作用,得出该地浸铀矿山的地下水环境影响控制在了150 m以内。     

帷幕注水地浸采铀三维地下水流数值模拟

在大量实测资料基础上,建立了新疆某铀矿床C10采区含矿含水层地下水流系统帷幕注水数值模型,模型总体相关系数达到0.82,较好地模拟了采区帷幕注水抬升含水层水位的水流状态。利用该模型对采区在开展抽注生产情况下含水层区域地下水位变化趋势进行预测。预测显示,在现有水力条件下,采区地浸生产钻孔设计为五点型,21个抽液孔33个注液孔,单孔抽液量为60m3/d,抽注孔间距为25m的井场排布时,采区外围8个帷幕孔进行帷幕注水抬升水位,单孔平均注液流量为115m3/d,1a内采区含水层地下水水位标高保持在1 210m以上,可维持井场正常抽注平衡。     

地浸采铀工程技术经济分析

利用砂岩铀矿床地浸开采经济评价系统软件,通过敏感性分析,重点探讨了每平方米铀储量大小、井场抽注液钻孔间距、浸出液提升方式、矿山生产规模对地浸采铀技术经济的影响,提出了优化分析结果     

抽注流量分配及抽注比对地浸溶液扩散的影响

根据新疆某铀矿床4#采区地质、水文地质条件以及地浸钻孔数据,运用地下水数值模拟软件Visual MODFLOW建立地浸溶液渗流与溶质运移模型,研究了抽注流量在采区各钻孔的不同分配方式以及不同抽注比对地浸溶液渗流运移的影响。结果表明:影响地浸溶液向采区外围扩散的主要因素是采区单孔流量的分配方式,即采区单孔流量的空间分布状况;在抽注流量分配方式一定的情况下,采区总抽注比的变化对溶液扩散的影响并不明显。加权平均方法可使采区各局部的抽注流量分配更均衡,采区以3 840m3/d的总抽液规模、抽注比为1.0005运行5a,地浸溶液向外围扩散的范围不超过200m,采区下游是溶液扩散外流的主要区域,需要重点关注。无论是从控制溶液外流的角度,还是从采场均衡浸出的角度,更应该关注采区各钻孔的流量合理分配和各子单元的抽注平衡,而非采区的总体抽注比。     

钻孔抽注液量增大对浸出液铀浓度的影响分析（增刊）

浸出液铀浓度和钻孔抽液量是影响地浸矿山产能的两个关键性因素,以某地浸采铀现场扩大试验为背景,通过对比洗井前后抽注液量、浸出液铀浓度的变化情况,在分析影响浸出液铀浓度因素的基础上,得出了洗井后浸出液铀浓度升高的主要原因：铀浓度的升高值一方面受平均品位和注液增加量两者共同影响,另一方面是由于洗井提高了注液井周边矿层的渗透性,在一定程度上增大了浸出剂的覆盖率,降低了浸出剂的稀释作用,使铀浓度出现了升高。     

钻孔抽注液量增大对浸出液铀浓度的影响分析

浸出液铀浓度和钻孔抽液量是影响地浸矿山产能的两个关键性因素,以某地浸采铀现场扩大试验为背景,通过对比洗井前后抽注液量、浸出液铀浓度的变化情况,在分析影响浸出液铀浓度因素的基础上,得出了洗井后浸出液铀浓度升高的主要原因:铀浓度的升高值一方面受平均品位和注液增加量两者共同影响,另一方面是由于洗井提高了注液井周边矿层的渗透性,在一定程度上增大了浸出剂的覆盖率,降低了浸出剂的稀释作用,使铀浓度出现了升高。     

地浸采铀抽注平衡关系对溶浸液流失与地下水流入的影响研究

在地浸采铀过程中,需要尽量减少溶浸液向采区外围流失,并控制采区外围天然地下水向采区的流入量,以提高浸铀效率和减轻对周围地下水环境的影响。以某地浸采铀单元为例,通过设置不同的抽注流量组合进行地浸水动力数值模拟计算,研究地浸抽注平衡关系对溶浸液的流失及地下水流入的影响规律。结果表明,地浸采铀过程抽注流量的平衡关系是影响溶浸液流失量和外围地下水流入量的重要因素,溶浸液流失量随抽注流量比值的增大而减少,外围地下水的流入量则随抽注流量比增大而增加。当抽注流量比≥0.87时,溶浸液流失量可控制在注液流量的15%以下,而抽注流量比≤1.13时,外围地下水流入量不超过抽液流量的14%。模拟结果为合理控制地浸采铀过程中的溶浸液和地下水交换量提供借鉴。     

地浸采铀抽注平衡关系对溶浸液流失与地下水流入的影响

在地浸采铀过程中,需要尽量减少溶浸液向采区外围流失,并控制采区外围天然地下水向采区的流入量,以提高浸铀效率和减轻对周围地下水环境的影响。以某地浸采铀单元为例,通过设置不同的抽注流量组合进行地浸水动力数值模拟计算,研究地浸抽注平衡关系对溶浸液的流失及地下水流入的影响规律。结果表明,地浸采铀过程抽注流量的平衡关系是影响溶浸液流失量和外围地下水流入量的重要因素,溶浸液流失量随抽注流量比值的增大而减少,外围地下水的流入量则随抽注流量比增大而增加。当抽注流量比≥0.87时,溶浸液流失量可控制在注液流量的15%以下,而抽注流量比≤1.13时,外围地下水流入量不超过抽液流量的14%。模拟结果为合理控制地浸采铀过程中的溶浸液和地下水交换量提供借鉴。     

抽、注液报警系统在地浸井场中的应用

针对抽、注液钻孔流量不稳定,困扰采区正常运转的问题,新疆某地浸铀矿山创建了地浸矿山井场抽、注液钻孔报警系统。该报警系统在实际生产使用过程中,利用原有电磁流量计、声光报警器、PLC控制器及数据采集模块、工控机等,使值班人员在控制机房内就能监控生产运行方面出现的异常情况,发现故障及时报警,杜绝了污染环境事件的发生,保证了安全生产的正常运行,减少了现场值班人员,实现了采区的自动化管理。     

地浸采矿浸出结束点确定的新方法

浸出结束点既关系到地浸采矿的经济效益,又关系到地浸矿山自动化和数字化建设。首先,论述了浸出结束点常规确定方法的局限性,分析了地浸采矿各抽注单元不能同时达到最佳生产状态的原因,总结了地浸采矿投资收益随时间的变化规律,提出了以抽注单元和最短生产期间作为计算浸出结束点的基础原则。然后,分析了影响地浸采矿生产费用的各项指标,建立了计算浸出结束点的新方法。最后,以某地浸采铀试验采区为例,统计了采区生产费用的数据,应用新方法对各抽注单元的经济效益进行了判断,并对采区的生产提出了对策分析。     

非均一抽注技术在地浸地下水环境保护中的应用

以通辽钱家店铀矿床为例,在保证相同抽注总量的基础上,调整采区局部抽注液量,设置不同的抽注流量分配方式,并对各分配方式进行地下水数值模拟计算,从地下水流场、溶质运移、粒子追踪三方面研究非均一抽注比例技术在地浸地下水环境保护中的可行性。结果表明,增大边界抽液井流量和减小外围注液井流量均可以不同程度地减小地浸生产对地下水环境的影响,且合理分配注液量对核素迁移的控制效果更明显。     

地浸矿山抽注比对溶浸范围影响研究

在环保要求日趋严格的背景下,进行地浸矿山抽注比对溶浸范围影响的研究势在必行。我国地浸普遍采用的抽注比为抽出液大于注入液量的0.3%,这样可保证在生产期间溶浸液基本不污染采区外的地下水,但需要建造大面积的蒸发池,增加矿床建设投资。若矿床位于征地困难地区则会大幅度增加矿床开发难度。通过对生产矿山和拟生产矿山抽注比的研究和深入分析,运用单孔精确控制方法可以将抽注比控制在1∶1,使蒸发池面积得到大幅度降低,仅为原蒸发池面积的25%,从而降低矿床投资和征地面积,为矿床开发奠定基础。     

地浸采铀地下水稀释对浸出液铀质量浓度的影响

地浸采铀浸出液铀质量浓度受多种因素影响,如矿体形态、矿层与含矿含水层厚度之比、浸出剂酸度等。依据采区抽注过程中地下水运动状态,分析不同井型与地下水稀释量的关系、浸出剂被稀释对浸出液铀质量浓度的影响,并通过计算机模拟,提出窄条带状矿体和正方形矿体浸出液受地下水稀释程度的差异,以及对浸出液铀质量浓度的影响。     

新疆某矿床酸耗高、浸出液铀浓度低的原因分析

新疆某矿床运行6年多,浸出液铀浓度一直处于较低水平;但酸耗却很高,且抽液量下降明显。通过对3个酸法采区生产状况和运行数据的统计分析,以及施工检查孔、岩心样品和矿层水的化学分析和酸耗对比试验研究,查明了导致酸耗高、抽注液量下降和铀浓度低的原因。研究发现:围岩的酸耗是矿体的2.2倍,是引起酸耗高的主要因素;酸化期长,浸出液pH下降缓慢,浸出过程在矿层生成的Fe(OH)_3、Al(OH)_3和水合二氧化硅胶体会造成化学堵塞,同时夹带铀沉淀,是抽注液量下降和浸出液铀浓度低的主要原因;含矿含水层厚度大,受地下水稀释严重,多层矿中间夹杂薄泥岩层,抽注孔之间水力联系差、渗透性能不均匀,也是造成浸出液铀浓度低的原因。     

低渗透性铀矿床浸出过程对地下水环境影响的探讨

以钱家店地浸铀矿山钱Ⅳ试验采区为例,通过对采区外围地下水跟踪监测以及计算机数值模拟方法,对低渗透性地浸采区溶液扩散特征及其对周围地下水的影响进行了研究。现场监测以及数值模拟结果表明:在低渗透条件下,地浸溶液向采区外围的扩散范围小,扩散速度慢;在抽注平衡以及抽注比为1.003 6∶1的地浸水动力条件下,采区运行近3年,实际观测的溶液扩散范围不超过61m;保守的理论计算扩散范围不超过75m,平均扩散速度仅为0.084 3m/d。地浸采区以抽注比为1.003∶1持续运行满6年退役,溶浸液扩散范围可以被有效控制在120~130m范围之内,不会对采区外围地下水环境造成不可接受的影响。天然流场下游以及局部抽注比较小的区域是地浸溶液向外扩散的主要区域,但在地浸过程中加强对采区各局部子单元的抽注平衡调控,可以在较小的抽注比(不超过1.003∶1)的条件下,有效地控制溶液向外围扩散。     

钻孔抽液量与浸出液铀浓度的关系

结合矿石实验室试验和矿床大流量、低浓度工艺地浸采铀现场试验,讨论了钻孔抽液量对浸出液铀浓度的影响,最终得出,在地浸采铀范畴内,浸出液铀浓度不受钻孔抽液量的影响.