地浸砂岩型铀矿钻探施工技术

地浸砂岩铀矿地层结构复杂,钻孔钻进深度大、钻进难度高。以西北地区某铀矿钻探钻孔施工为研究对象,针对钻孔钻进环境恶劣、地层复杂,造成护壁、取芯、钻进工作困难等问题,综合考虑钻进工艺、井型结构、钻井液类型,对护壁、封堵、取芯等工艺技术进行探讨。提出的钻探技术可满足复杂条件下钻进需要,实现钻孔安全、平稳、高效钻进。     

钱二块铀矿地浸采铀离子交换法防堵技术研究

钱二块铀矿岩性为高碳酸盐、富含黏土矿物的低渗透砂岩型,在地浸采铀过程中经常发生地层堵塞现象.根据地浸采铀的机理,针对钱二块采铀的注液特点,选用001×7阳离子交换树脂脱除采铀注液中可与CO2-3和HCO-3结合而形成沉淀的主要阳离子Mg2+和Ca2+,从而避免了MgCO3和CaCO3沉淀的生成.试验结果表明,该技术效果良好,可以达到地浸铀矿层防堵的目的.     

以超细水泥为基材的堵剂研究

封堵作业主要分为堵层、堵水、弃置井封堵、二次固井补救以及其它作业等几个方面。随着勘探开发幅度的深入,地层条件更加复杂,常规水泥浆体系已经不能满足某些封堵需求,需要开发具有更加全面封堵性能的堵剂来满足勘探开发的需要。堵剂开发分以下2个方向:针对吸收量≤200L/min,压力≥20MPa的低渗层,优选超细水泥进行封堵;对于吸收量≥200L/min,压力15MPa的常规高渗层,可以采用G级水泥或与超细水泥及其它外掺料进行颗粒级配进行封堵。根据这2个方向开发的堵剂均能满足工程需要,取得了良好的应用效果。     

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。     

地浸铀矿大功率超声波解堵增渗技术的应用研究

大功率超声波解堵增渗技术作为一种针对近井地带堵塞的新型环保解堵增渗技术已经应用在油水井解堵增产领域及煤矿瓦斯治理领域。而铀矿地浸矿山开采的近井地带堵塞与石油领域不同,一般具有埋深浅、地质较为疏松、井筒尺寸小的特点,所以大功率超声波技术应用在铀矿地浸矿山领域需要进行优化、改进及针对性分析。本文通过对大功率超声波在铀矿的传播特性制定合理的超声波参数,根据参数设计研发适用于铀矿地浸矿山的小型化、大功率超声波设备,并对该新型大功率超声波设备在铀矿地浸矿山进行试验与应用,分析大功率超声波技术对地浸矿山的影响,为下一步推广大功率超声波技术在铀矿地浸矿山领域的应用奠定基础。     

千米凿井工作面注浆堵水三维数值模拟研究

针对安居煤矿井筒工作面涌水量大的问题,采用ABAQUS软件建立工作面注浆三维数值模型,利用有限元计算对注浆前后的孔隙水压力、孔隙水渗流速度以及井筒涌水量进行研究分析,结果表明,工作面注浆有效地封堵了破碎围岩中的孔隙,从而封堵了水力通道,降低了围岩的渗透能力,使围岩孔隙水压力基本保持原有的状态,减小了对围岩初始状态扰动,对井壁受力及地层稳定具有积极作用.     

压力波动法地浸采铀的数值模拟初步研究

目前国内外的地浸研究侧重地浸化学机制及工艺,不能很好地解决铀矿层非均质性引起溶浸流体非均质流动带来的非优势流动区域和溶浸死区等问题。基于流动传质理论、室内试验和注气现场试验,笔者提出了压力波动溶浸开采的方法,即采用高压缩性的气液混合溶浸流体进行压力波动条件下的地浸开采。基于分散相气液混合流体特性和流动-反应-传质理论,采用COMSOL-Multiphysics软件模拟了传统中性地浸和压力波动法地浸的采铀过程。数值模拟结果显示:压力波动过程中,溶浸流体在矿层中胀缩变形,可促进高渗透区域与低渗透区域的流体流动传质过程,特别是低渗区域的对流-弥散传质作用;铀回收率随压力波动次数变化而变化,回收率曲线明显区别于传统地浸回收率曲线,铀回收速率和回收率提高。初步结果表明,压力波动法地浸对提高非均质铀矿层的回收速率和回收率在技术上具有可行性。     

高喷注浆技术在地下水污染防渗中的应用

为了隔断垃圾填埋场与外部地层的水力联系并消除渗滤液对地下水的污染,采用高喷注浆技术建造人工隔水帷幕和隔水层,并对这种技术进行室内与现场试验,结果表明将注浆技术应用在垃圾填埋场可以达到防渗目的,消除了垃圾填埋对地下水的影响,其封水效果可以满足填埋场的防渗要求.     

可地浸砂岩型铀矿复杂地层钻探的技术措施

在开展可地浸砂岩型铀矿钻探施工中,遇到第四系、第三系、侏罗系地层中的坍塌、漏失、涌水、孔壁水化剥落等复杂情况,有针对性地采取高分子化合物加惰性材料护堵,取得较好效果。同时,在复杂地层钻进选择配套合理的工艺技术,设计使用薄壁硬质合金钻头、PDC异型复合片取心钻头和专门的基准孔实行分层无心钻探技术以及开展锥阀取心工艺,为综合治理复杂地层快速钻进、提高效率提供了经验。     

地浸采铀新工艺综述

结合我国大量的疏松砂岩铀资源的特点,为了经济回收及利用铀资源,铀矿冶积极开发地浸采铀新工艺、新技术。近年来,我国在低渗透、低品位、高碳酸矿石、高矿化度地下水等复杂砂岩型铀矿床地浸开采技术取得了重要进展。本文重点总结和归纳了我国地浸采铀技术主要成果。     

砂岩型铀矿地浸开采中的堵塞问题及解决方法

随着地浸开采工艺在砂岩型铀矿中的规模不断扩大,在开采过程中发现抽液孔流量逐步下降,导致经济效益降低,其主要原因是开采过程中随着水岩作用的加剧,地下水矿化度逐步增高,导致部分离子在迁移过程中由饱和状态向着过饱和状态演化,出现沉淀堵塞现象,导致矿层渗透系数降低.总结了地浸系统的酸法浸出、碱法浸出及CO2+O2中性浸出三种浸...     

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。     

酸法地浸采铀浸出剂的减量化控制与应用

针对酸法地浸采铀工艺特点,从采区不同溶浸阶段、满足铀矿石浸出要求、围岩成分及矿层堵塞等方面讨论了浸出剂酸度控制的影响因素及酸耗的主要来源,探讨了浸出剂酸度的控制方法。结果表明:酸法地浸中,酸耗的主要来源为方解石、铁氧化物、硫化物、绿泥石等非铀矿物,应优先考虑低酸浸出,并在不同浸出阶段适当调减浸出剂酸浓度,以满足浸出液中剩余硫酸浓度为0.5～2.0g/L较为合适。511矿床实际应用中,溶浸期浸出剂酸度为5g/L左右、溶浸末期为2～3g/L可满足生产需求。     

松辽盆地钱家店铀矿床地浸开采水文地质条件研究

水文地质条件是砂岩型铀矿床地浸开采的决定性因素。通过对钱Ⅱ块13～16试验矿段开展水文地质条件试验,计算出含矿含水层主要水文地质参数,并对其地浸开采可行性进行评价。研究结果表明,其水文地质结构、水位埋深、承压水头高度、单孔涌水量、黏粒含量、岩石分选性、胶结程度、含矿层与非含矿层渗透系数比值和渗透系数、矿化度有利,而含矿含水层厚度、岩石粒度、含矿含水层与矿层厚度比值对部分地段有利,总体上矿床适合于地浸开采。     

基于管状浸出实验的地浸开采井间距研究

为探讨地浸开采井间距的合理性,选取新疆某矿床Ⅰ-Ⅱ旋回铀矿石样品开展酸法管状浸出实验,分管体饱水和无试剂浸出、质量浓度为5g/L的硫酸稀酸浸出两个阶段进行。实验装置由注液端向出液端按一定间距依次布置5个监测断面,按8h间隔取样,重点分析浸出液的铀浓度、pH值、三价铁离子和总铁浓度等参数,探究不同监测断面参数变化特征及其与浸出剂运移距离的关系。结果表明,地浸采铀过程是一个浸出铀逐渐累积的过程,且其累积速率受井间距控制;铀浓度峰值的大小与浸出剂浓度、铀矿石品位正相关,铀浓度峰值出现的快慢与渗透速度的大小成正比;根据拟合公式,铀浓度峰值并不随着溶浸路径的增加而线性增加,而与浸出剂运移距离呈近似对数关系,随溶浸路径的延长而升高,但增速逐渐减缓,在40m的溶浸过程中,铀浓度累积量的95%在前27m内完成,因此,确定该地段矿体的酸法地浸开采合理井间距为27m左右。     

新疆某铀矿矿石浸出性能研究

为探索适合新疆某砂岩铀矿床的地浸采铀工艺,在室内开展了分别以不同质量浓度的硫酸和碳酸氢盐溶液作为浸出剂的搅拌浸出试验。结果表明：该矿铀矿石的浸出性能好,硫酸、碳酸氢盐搅拌浸出均取得了较好的溶浸效果;酸法搅拌浸出,硫酸浓度为2.79 g/L时,铀浸出率达87.65%,铀浓度峰值199.5 mg/L;硫酸浓度为7.04g/L时,铀浸出率达95.06%,浸出液峰值铀浓度达250.20mg/L;碳酸氢盐搅拌浸出,HCO_3^-浓度为5.07g/L时,铀浸出率达83.17%,浸出液峰值铀浓度达213.46mg/L,浸出液中的Ca^₂₊、Mg^₂₊含量仅30~40mg/L,浸出的Ca^₂₊、Mg^₂₊再次沉淀。综合考虑溶浸工艺对矿层孔隙堵塞的风险、生产成本等因素,建议该矿床在地浸采铀条件试验中采用低酸浸出工艺,硫酸酸度建议为2~3g/L。     

地浸采铀矿层伤害评价与区块配伍性研究

地层伤害降低地浸采铀钻井的抽注液能力。结合地浸采铀工艺的特点，如何有效地预防伤害、保护矿层，最大限度地提高钻井产能和注液能力，开展地层伤害评价与区块配伍性评价研究是地浸采铀一项崭新的课题。本文在对地浸采铀地层伤害进行分类的基础上，结合某矿床地浸采铀实践，提出了地层伤害实验与评价的方法；通过区块配伍性评价，得出区块整体复合解堵改造方案，从而达到消除伤害，保护矿层的目的。     

多参数水质监测仪在地浸采铀中的应用

多参数水质监测仪已广泛应用于环境水质监测;但鉴于地浸采铀的特殊性,多参数水质监测仪还没有在中国的地浸采铀中在线应用的先例。应用Manta2多参数水质监测仪,在地浸抽水试验、浸出试验中开展了井下原位监测研究。结果表明,多参数水质监测仪可灵敏、实时、并较准确地反映地层本底及浸出液实际数值,对了解地层条件及优化浸出工艺具有很好的指导作用。     

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。