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。     

某砂岩型铀矿床孔隙介质对示踪剂吸附作用的试验研究

为了研究某砂岩型铀矿床地下水示踪过程中砂岩介质对示踪剂荧光素钠的吸附作用,在实验室模拟含矿含水层渗流,在砂管中进行示踪剂荧光素钠的运移和吸附试验。结果表明,在瞬时投源的条件下,荧光素钠的运移速度随运移距离增加而减慢,其浓度峰值也逐渐减小;砂岩介质对荧光素钠的吸附作用较强,吸附量达65%。采用荧光素钠进行野外地下水示踪试验,吸附作用对试验产生的影响必须加以考虑。     

某砂岩铀矿床孔隙介质对示踪剂吸附作用的试验研究

为了研究某砂岩型铀矿床地下水示踪过程中砂岩介质对示踪剂荧光素钠的吸附作用,在实验室模拟含矿含水层渗流的砂管中进行示踪剂荧光素钠的运移和吸附试验。结果表明,在瞬时投源的条件下,荧光素钠的运移速度随运移距离增加而减慢,其浓度峰值也逐渐减小；砂岩介质对荧光素钠的吸附作用较强,吸附量达65%。采用荧光素钠进行野外地下水示踪试验,吸附作用对试验产生的影响必须加以考虑。     

沁河河口村水库库区岩溶渗漏示踪试验研究

沁河河口村水库的岩溶渗漏问题是勘察过程中的一个难点,为了查明库区的寒武系馒头组下部岩层的岩溶发育规律,在库区一河曲间采用两种互补性较强的示踪剂成功地进行了两次示踪试验。试验结果表明,示踪剂接收点的泉水来自河曲上游河水,投放点至接收点的地下水渗流速度为22.67 m/h,渗流方向受构造作用控制;接收点示踪剂的浓度变化曲线反映出二者之间不存在大的岩溶型管道流,其渗漏介质主要为裂隙和溶孔混合型。试验结果同时表明,示踪试验是岩溶发育地区进行水库渗漏研究的一种行之有效的手段。     

某砂岩型铀矿床现场地浸采铀地质工艺试验

按5点型布置施工试验钻孔,对某砂岩型铀矿床开展地浸采铀地质、水文地质条件研究和试验。依据矿样室内浸出试验结果,进行现场酸法地浸采铀试验。浸出时间为93d,浸出液峰值铀质量浓度为62.16mg/L,浸出率为45.56%。地质工艺试验结果初步表明,该铀矿床采用酸法地浸工艺是可行的。     

多元示踪试验在地浸采铀矿山的应用研究

为查明新疆某砂岩型地浸铀矿山现场溶浸试验抽注孔之间的连通性,设计并实施了一组多元示踪试验,综合考虑地浸浸出液中的离子成分和地浸矿山地下溶浸环境的特殊性,选用NaNO3和NaCl作示踪剂。结果表明,示踪效果良好,采用的多元示踪方法检验相邻抽注单元的抽注孔间联通性可行,且有利于节省野外试验时间。     

井间示踪在新疆某地浸采铀中的试验研究

采用井间示踪的方法研究新疆某地浸采铀过程中溶浸剂迁移规律、溶浸范围。以示踪剂见剂质量浓度、见剂时间确定示踪剂弥散速度,确定了该地区56号线试验区地浸抽注钻孔间水力联系,为地浸开采提供支持。     

新疆某高耗酸矿床碱法地浸采铀试验研究

为新疆某高耗酸矿床探索更科学经济的溶浸工艺,在该矿床开展了碱法地浸采铀试验研究。经过两年的现场试验,结果表明:碱法浸出试验进程顺利,浸出液峰值铀浓度为54mg/L,铀浓度维持在约50 mg/L已达8个月;浸出液量维持在约3.5m3/h水平,与验收水量相近;直接材料成本较酸法开采降低了32.89万元/tU。碱法浸出试验为该矿床溶浸工艺的选择及下步开采提供了依据和参数。     

新疆某铀矿床CO2+O2中性浸出试验研究

针对新疆某矿床矿石碳酸钙含量高的特点,开展了地浸采铀工艺试验,试验表明:中性浸出工艺是一种温和的浸出工艺,浸出的选择性好,浸出过程中对地下水化学成分影响较小,并且CO2可以调节溶浸液的pH值,避免地下水中钙镁等离子的化学沉淀,防止矿层堵塞。试验过程中,浸出液铀浓度随着HCO3-浓度的上升而增涨,浸出液铀浓度达到峰值并持续稳定在60mg/L左右,表明CO2+O2中性浸出工艺的应用取得较好的效果,浸采成本低,是适合该矿床开采经济合理的浸出工艺。     

渗流作用下地层冻结壁形成的模型试验研究

根据相似准则，建立了水渗流作用下两孔地层冻结模型试验台.根据两孔冻结正交模型设计和试验，研究了常规盐水冻结工艺中，地下水渗流、孔间距等对饱和砂冻结交圈时间和上下游温度场发展的影响.研究表明，渗流速度从水平2（模型渗流速度0.7 m/h）增至3水平（模型渗流速度1.0 m/d）时，冻结壁交圈时间急速增加，且水流速度是影响冻结壁上游厚度的主要因素，而缩小冻结孔间距是抑制水流对交圈时间影响的最有效手段.     

水沙混合物裂隙渗流特性分析

水沙在裂隙或破碎岩石中的渗透特性具有复杂性,研究水沙裂隙渗流特性对于揭示突水溃沙机理具有重要意义。利用自制的水沙裂隙渗流试验仪器,通过改变沙粒径、浓度等因素进行水沙渗透试验,获得水沙在裂隙中流动的滞后性特征。通过水沙裂隙渗流试验,得到了岩石裂隙中水沙渗流速度-压力梯度滞环曲线,分析了滞环曲线的特征,简单解释了滞后现象的原因。得到其渗透压力梯度与渗流速度在一个循环周期内形成了一条封闭滞后曲线,根据曲线的是否有交叉和往返曲线的距离分为4种变化类型;随沙粒径和沙浓度增大,曲线由Ⅰ型向Ⅳ型转化。滞后性指标用最大滞后量G_p和滞环面积S描述,随沙粒径和浓度增大,这两者均呈增大趋势,但增幅并不同步。进一步,利用ANSYS Fluent软件进行水沙裂隙渗流场的数值模拟,获得了在不同因素影响下渗流场的变化规律。数值模拟结果表明,粗糙裂隙流场物理量随时间波动;粗糙裂隙中水沙流动受壁面约束作用,表现出流场物理量空间分布的随机性。模拟结果显示裂隙中水沙渗流场不稳定,渗流场的压力损失与沙粒径呈反向变化。裂隙横截面上水沙流体时均速度和湍动能分布受沙粒径和沙体积浓度影响很大,表现为极值点的位置偏移。此研究可以为进一步研究浅埋煤层突水提供参考。     

基于CT三维重建煤骨架结构模型的渗流过程动态模拟研究

为了探究煤体微观结构中的渗流变化情况,以新疆大黄山气煤为研究对象,运用CT扫描和三维重建技术建立了含有孔裂隙的三维煤体骨架结构模型。在此基础上构建了一种能够反映动态渗流过程的流固耦合模型,并结合内置Navier-Stokes控制方程的ALE算法进行了渗流模拟。结果表明:渗流过程中,孔裂隙中每个点的流速都会存在一个速度峰值和稳定流速值;相较于裂隙结构,孔隙结构较差的连通性增大了其在模型前端的流体动能损耗,减缓了后续孔隙中流体的流动。初始流速影响了入水口处流速及流体密度的变化趋势,也改变了裂隙中速度峰值的变化规律,当初始流速值低于0.03 mm/s时,裂隙中速度峰值沿渗流方向呈现出"先增大后减小"的变化趋势,而当初始流速值大于0.03 mm/s时,速度峰值则沿着渗流方向逐渐减小。在低压力梯度条件下,孔裂隙的速度峰值与压力梯度之间存在非线性变化关系,而稳定流速值则随压力梯度的变化线性增大。研究成果为后续相关渗流影响因素的研究提供了一种新的思路。     

矿山井下岩体裂隙变形与水渗流关系模型

以实现矿山井下热害治理和热能源利用一体化为出发点,阐述利用流体渗流特性开发矿山地下热能的可行性;提出用高压水泵人工制造裂隙,用冷水冲刷地下热岩获取热能的想法;找出矿山井下自然涌水的主要原因;分析岩体裂隙变形的成因、特性,用数据表明建立岩体裂隙变形和渗流关系模型可以在等效连续介质状态下进行;最后建立了岩体裂隙变形与渗流关系模型,得出矿山地下水在岩体中的流动与岩体裂隙变形之间的关系。     

基于数值模拟和频谱分析的孔间精确延时探究

为研究不同延期时间对井下浅孔爆破的影响,利用数值模拟软件LS-DYNA对精确延时逐孔起爆的地下浅孔爆破作业方式进行研究.基于国内外的研究现状,浅孔爆破作业选用15、20、25、30、35 m s五种不同延期时间的连续不耦合装药逐孔起爆.进行现场精细延时逐孔起爆试验,通过爆破振动测试仪采集爆破振动速度,并对速度波形图进行...     

煤体固液耦合的结构及渗透性演变规律

为了研究煤层固液耦合和渗透水压力(水力梯度)作用下的结构改造及渗透性演变规律,在MTS 815.02电液伺服岩石力学试验系统上采用瞬态压力脉冲法进行了煤体全应力应变过程中的渗透性测试。试验结果表明,煤体的渗透性与其内部结构密切相关,在全应力应变过程,煤体渗透性的演变与其内部裂隙的变化趋势一致。在应变软化至峰值强度的24.98%时,煤体渗透性达15.69×10-13cm/s,分别是弹性阶段和峰值时的79.30倍和16.34倍。在固液耦合不产生损伤的条件下,瞬态渗透系数整体与水力梯度成正比关系。渗透水压力可引起结构面的错动闭合或导致破裂碎屑集聚堵塞渗流通道。当煤样变形进入到弹塑性阶段以后,瞬态渗透系数随时间延长先整体降低,降低到一定值时突然急剧增大至一定峰值,然后再逐渐降低并趋于稳定。且煤样由弹塑性经塑性至破坏(残余强度)阶段,中间突变的峰值与初始瞬态渗透系数的差值越来越小,出现中间突变峰值所需时间越来越长。采用瞬态压力脉冲法测量评价岩石的渗透性时,应采用上下水压差第一次趋于稳定时的数据来计算其渗透系数。     

同位素示踪技术在煤田水文地质勘探中的应用

同位素示踪测试K2灰岩含水层水文地质特性是配合南下庄矿专门水文地质勘探试验的新技术,目的是测定地下水渗透流速、流向和孔内垂向流,代替单孔抽水试验计算水文地质参数,评价K2灰岩含水层的渗透性和富水性,为下组煤的开采提供依据。     

采动影响下工作面深孔注水非线性渗流规律

针对采煤工作面深孔注水渗流理论方面仍存在不足,在分析了工作面应力分布状态及其对煤层注水特性影响的基础上,基于渗流力学理论对煤层注水非线性渗流方程进行简化与求解,通过分析其解的特性研究了注水压头、渗流速度、注水流量等的时空演化规律,并通过工作面注水实例对本文所得理论进行了验证。研究结果表明：深孔注水区域内的煤体处于卸载破坏区,该区域内的注水过程属于渗流层流,沿钻孔径向方向上的水力压头具有余误差函数特性,其渗流边界的扩展速度及钻孔注水流量均随时间逐渐减小;而沿钻孔深度方向上,随着煤体的渗透率的逐渐降低,钻孔周边的渗流速度逐渐减小,煤体的润湿程度也逐渐降低。     

基于随机结构模型的新立矿区岩体渗透性分析

为了掌握三山岛金矿井下岩体渗水特性,确保海底采矿的生产安全,分析了新立矿区水文地质结构特点,调查了-105 m、-135 m²个中段矿坑出水点并建立各中段渗水区水力联系,研究新立矿区岩体渗透系数张量,在一个测量面内把大测量区划分成许多小测区,把一定数量的小测区测量结果合并,得到不同大小测量面的结果。开发渗透张量计算程序,计算得出-105 m、-135 m中段岩体渗透系数张量和综合渗透系数,基于对新立矿区现场岩石露头的抽样统计,建立岩体结构面几何参数概率分布模型,通过对新立矿区岩体结构面进行随机模拟计算,得出岩体结构面连通率,修正了矿区岩体渗透系数。实测结果表明,采用连通率修正理想条件下计算出的渗透系数,具有良好的实际应用价值。     

化学示踪连通试验在矿井充水条件探查中的应用

为获取地下水流速和渗透系数等水文地质参数、查清含水层水力联系、查明矿井充水条件，在内蒙古某矿设计实施了化学示踪试验。通过对国内外化学示踪试验资料整理、统计分析，总结出化学示踪剂用量与投放距离、含水层性质的经验关系式，并对本次示踪剂用量做出了评价。同时，对试验中监测点水中均未出现Cl-浓度增高现象进行了科学解释，提出类似含Cl-示踪剂中的某些离子可能被地下岩层特定矿物质吸附时，只要化学试剂中的一种离子能达到试验效果，且具有成本低、易获取等特点，即可选择其作为示踪剂的观点。     

紫金山露天金矿边坡地下水渗流场分析

渗流计算的目的在于求得各渗流要素,以在边坡稳定性分析、选择合理排渗或加固方案设计中起到提供基础资料的作用。采用数值计算方法更能符合和满足工程条件和需要。通过分析得到了以下结论：因地下水埋深较深,加之天然地下水流向与坡面反向,边坡靠帮后,在坡面的疏干作用下,边坡为有利于稳定的干边坡;终了计算得出的地下水位线,是根据目前资料而定的,实际地下水位线只能通过有限的工作,建立研究区内的裂隙水水文地质模型得到。