地浸抽液钻孔潜水泵提放设备的研制

针对地浸矿山潜水泵提升浸出液的特点，研制了车载式电动提放潜水泵装置。该装置结构简单，易操作，性能稳定且安全可靠，在新疆某地浸采铀现场试验中得到了良好的应用。实际应用中通过与人工、卷扬机提放潜水泵的方式相比较，研制的电动提放潜水泵装置可以显著提高工作效率，并且可以随车移动，便于野外多孔操作，解决了地浸矿山抽液钻孔中潜水泵的提升和下放困难的问题。     

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。     

地浸采铀过程中抽注液量影响因素分析

在地浸采铀过程中,研究与抽注液量相关的因素及其作用方式,对提高并稳定生产井的抽注液能力具有重要意义。研究表明,浸出剂配方与浸出工艺是产生沉淀而堵塞矿层的基本原因,浸出剂中固体微粒造成的矿层堵塞是抽注液量下降的重要因素,气体堵塞及其他如抽注量剧烈变化也是影响抽注液量的因素。针对以上因素,生产过程中应采用有效的过滤工序、合适的浸出剂配方、适当的增产措施(如酸化洗井等矿层渗透性保护技术),以维持或提高矿床的抽注液量,实现经济、高效开发地浸矿山的目的。     

地浸潜水泵钻孔设计新技术

经过三年的运行，737矿地浸潜水泵提升采油钻孔取得了良好的效果，获得了现场科技术人员和井场管理人员的一致好评。但是，钻孔工程是一种隐蔽工程，如何通过有效的方法，监督和控制在施工中的质量，除加强施工管理外，还应在设计中减少施工的难度，避免诸如砾石充填不到位，水泥灌注出现空腔等问题。     

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.     

提高地浸矿山潜水泵使用周期的方法

针对内蒙古某CO_2+O_2地浸采铀矿山浸出液提升泵故障频次高、使用周期短等问题,分析了出现这些问题的主要原因,并根据不同原因相应地提出了对潜水泵进行定期清淤、降低频率运行、更换低功率潜水泵以及有针对性地洗井等解决方法,并将其应用于现场,有效解决了因潜水泵积淤导致的抽液量下降和电机过流以及因抽液钻孔动水位低、涌水量不足导致的潜水泵抽空、绝缘烧损等问题,降低了潜水泵故障频次,提高了潜水泵使用周期。     

地浸采铀用潜水泵断轴原因的实验室研究

针对某地浸采铀矿山频发的潜水泵损坏现象,测试了4个品牌不锈钢泵轴的化学成分、金相组织、断口形貌、不同部位夹杂物成分和横截面不同位置的硬度。结果显示不锈钢泵轴样品实际化学组分和金相组织均与标示材料不一致;泵轴内多类型夹杂物是导致泵轴基体内局部脆化相、疲劳源和大量微裂纹形成的原因,在长期内应力和周期性外应力作用下造成了泵轴的疲劳脆性瞬断。     

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。     

基于自整定PID自动调节地浸抽液流量

地浸工艺中,现有抽液流量自动调节系统采用人工整定PID值,系统的调节速度和控制精度都不理想。在分析PID参数自整定方法特点和仿真试验的基础上,提出采用基于任意相位裕度指定参数的自整定技术,实现了PID控制器参数的自动整定和流量自动控制,在现场应用中取得了良好的控制效果。     

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。     

地浸采铀抽液井口密封装置的设计及应用

制作抽液井密封装置,实现密闭式抽液。利用潜水泵电机的最大输送能力,应用连通器负压原理,尽可能使周围的溶浸液通过含矿含水层定向流向抽液井,增强地层溶液的渗透能力,在保证潜水泵设备正常运转情况下,提高单孔最大抽液量。经改进密封装置,人为提升抽液井静水位,基本实现抽液井内无气体全充液,延长潜水泵电机正常使用寿命。该密封装置在地层渗透性较差的砂岩性铀矿床开采中使用效果尤为明显。     

地浸开采井场抽注单元优化设计研究

地浸开采井场抽注单元可能出现注液量大于抽液量的情况,造成部分浸出液扩散至溶浸范围之外。通过采区目标优化方法,对井场单孔抽注液量进行优化计算,能够实现采区每个抽注单元的抽注平衡,保持总抽液量大于总注液量0.5%,使浸出液尽可能控制在井场范围内。根据优化结果调整各抽注单元的抽注液量,可实现采区同时投产、同时退役。     

冻结技术控制地浸采铀抽注液流量比例的可行性分析

地浸采铀抽注液流量的比例直接影响采铀成本,控制着铀矿开采区域的环境污染范围及程度。本文对冻结技术应用于地浸采铀领域的可行性进行了简要分析,说明冻结技术可以使地浸采铀过程不受抽注液流量比例的限制,减小环境污染,并对冻结技术在地浸采铀领域的推广应用提出建议。     

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。     

酸法地浸采铀酸化期潜水泵腐蚀原因探讨

以新疆513矿床6^#采区地浸采铀酸化期304不锈钢潜水泵腐蚀问题为例,从潜水泵所处工作介质的pH值、Cl^-浓度、CO₂浓度、腐蚀磨损等方面分析酸法地浸采铀酸化期导致潜水泵腐蚀的主要原因。结果表明,地浸采区酸化期潜水泵腐蚀主要是浸出剂与含碳酸盐矿岩发生化学反应生成的CO₂所引起。采区酸化后期,潜水泵的腐蚀得到缓解,一方面与介质中CO₂的浓度降低有关;另一方面,与Cl^-及酸性环境的腐蚀协同作用、磨损腐蚀协同作用减弱有关。     

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。     

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。     

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。     

地浸铀矿山钻井施工中钻井设备对钻速的影响

对新疆某地浸铀矿山钻孔施工中使用的不同型号钻机、钻具和泥浆泵的主要参数及技术钻速进行总结和分析,以研究钻井施工设备对技术钻速的影响规律。结果表明,在钻孔深度为350~500m的条件下,转盘式钻机的技术钻速略高于立轴式钻机。为了获得较快的技术钻速,建议采用额定功率高于90kW的钻机和泥浆泵,且泥浆泵的额定流量不低于850L/min,配套的钻铤直径在156mm以上、长度不小于9.5m,钻杆直径在89mm以上、长度不小于9.6m。     

漏风与抽放瓦斯钻孔泄出量的关系

抽放瓦斯钻孔不仅要求钻孔的泄出量,而且要求抽放瓦斯空气混合体中的瓦斯浓度,以便满足抽放瓦斯的利用。由于从采空区经过顶板裂隙向钻孔渗入空气使钻孔中瓦斯浓度下降。本文作者经过试验得出漏风与抽放钻孔瓦斯泄出量的关系。图1为某采区中间通风道通过后工作面通风系统图;图2