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1、我國(guó)地浸采鈾技術(shù)存在的問題王海峰1肖作學(xué)2（1核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京101149，2新疆天山鈾業(yè)有限公司739廠，新疆伊寧835000）摘要：地浸采鈾已是我國(guó)主要的天然鈾生產(chǎn)方法之一，多年的實(shí)踐使我國(guó)在低滲透、低品位、高承壓自涌水、地下水高礦化度砂巖型鈾礦床的地浸開采方面的研究和開發(fā)處于世界領(lǐng)先地位。但必須認(rèn)識(shí)到，在某些方面與世界先進(jìn)國(guó)家的差距仍然存在。高效，高自動(dòng)化操作的車載鉆機(jī)仍屬空白；可避免產(chǎn)生混漿段，消除浸出劑與非礦層溝通隱患的逆向注漿工藝無人問津；解決堿法礦山碳酸鈣結(jié)垢的過濾器更換辦法和逆向填礫方法尚未嘗試；降低鉆孔成本的薄
2、壁套管得不到實(shí)踐；較有潛力和實(shí)用性的壓裂封堵建造人工隔水層和壓裂增大礦層滲透性的技術(shù)無人探索；降低堿法礦山成本的氧氣大型液態(tài)貯罐未使用；無配液池和集液池的礦山模式未敢觸及；地下水污染治理工藝遲遲不能實(shí)施；地浸基礎(chǔ)理論研究未能深入，礦山規(guī)模、整體形象和勞動(dòng)生產(chǎn)率仍未改善。關(guān)鍵詞：地浸；采鈾；技術(shù)；問題1前言我國(guó)地浸采鈾技術(shù)的研究和開發(fā)可追溯到上世紀(jì)70年代初，自那時(shí)起，地浸采鈾技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，無論是科學(xué)研究、試驗(yàn)還是生產(chǎn)都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。地浸采鈾已成為我國(guó)鈾礦采冶的重要方法，地浸鈾產(chǎn)量逐年增加。在30多年的科研與生產(chǎn)中，研究和開發(fā)了成井工藝
3、、浸出液處理、井場(chǎng)監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、鈾礦床地浸評(píng)價(jià)等一系列新技術(shù)。在開發(fā)新技術(shù)的同時(shí)，我國(guó)地浸生產(chǎn)企業(yè)還特別注重引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。在鉆孔洗井工藝上，成功使用了脈沖洗井方法，獲得良好的效果；在探測(cè)地下浸出劑滲流范圍上，采用熱測(cè)井方法，方便準(zhǔn)確地掌握溶液流動(dòng)方向；在浸出液過濾技術(shù)上使用管道過濾器，效果顯著；在浸出工藝上，開展了堿法試驗(yàn)，并成功建成了堿法地浸礦山；在鉆孔過濾器形式上廣泛應(yīng)用外骨架過濾器，同時(shí)探索射孔過濾器和裸孔過濾器；在浸出液提升方式上，潛水泵提升已是有條件的地方的首選；在浸出液處理工藝上成功應(yīng)用密實(shí)移動(dòng)床和飽和再吸附技術(shù)，提高了合
4、格液鈾濃度；在地浸采鈾現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)上多次采用兩孔法和九點(diǎn)法，縮短了浸出時(shí)間，提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是，也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，無論從地浸技術(shù)研究的深度和廣度，還是從鉆孔施工、成井工藝、礦山生產(chǎn)規(guī)模、礦石實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、13勞動(dòng)生產(chǎn)率、基礎(chǔ)理論研究、地下水治理等方面，都與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家有一定的差距，鉆孔施工技術(shù)有待改進(jìn)和提高，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)礦石樣品的保存方法可望突破，薄壁套管的應(yīng)用需要探索，液態(tài)氧和二氧化碳的使用應(yīng)嘗試，地下水治理技術(shù)的研究和應(yīng)用應(yīng)得到應(yīng)有重視，基礎(chǔ)理論研究期望加強(qiáng)。2鉆孔成井工藝2.1鉆孔施工在30多年的地浸采鈾研究、試驗(yàn)和生產(chǎn)中，我國(guó)鉆孔施工
5、速度始終未得到突破性提高。哈薩克斯坦、美國(guó)、澳大利亞等的地浸鉆孔施工的速度是我國(guó)的幾倍。在這些國(guó)家1臺(tái)鉆機(jī)一d平均進(jìn)尺100m，包括安裝在內(nèi)，2d完成1個(gè)鉆孔（150～200m）。而在我國(guó)一般情況下，200m深的孔需要7d完成，差距較大。這主要因鉆機(jī)能力小所致（圖1）。國(guó)外鉆機(jī)能力很大（圖2），且通過礫石層等苛刻巖層的能力強(qiáng)，故障率低，速度快，而且鉆孔成本低。再則，國(guó)外鉆機(jī)多為車載式，移動(dòng)方便。圖1我國(guó)地浸鉆機(jī)施工圖2美國(guó)地浸礦山鉆機(jī)搬家但國(guó)外鉆機(jī)投資很大，1臺(tái)鉆機(jī)的價(jià)格是我國(guó)地浸千米鉆機(jī)的幾倍甚至十幾倍，這也是為什么我國(guó)鉆孔施工隊(duì)伍寧愿使用
6、功效低的國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)的原因之一。同時(shí)，與國(guó)外相比我國(guó)地浸礦山規(guī)模小，鉆孔施工量小，即便是在限定時(shí)間內(nèi)工程量大，也是采用多臺(tái)國(guó)產(chǎn)低效鉆機(jī)，而不用國(guó)外高效鉆機(jī)。另外，美國(guó)等使用的地浸鉆機(jī)都為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而我國(guó)使用的地浸鉆機(jī)都為電力驅(qū)動(dòng)，再轉(zhuǎn)換為動(dòng)力。為推動(dòng)我國(guó)地浸技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，有必要嘗試使用效率高、能力大的鉆機(jī)，并評(píng)價(jià)其成本和投資的可行性。2.2鉆孔逆向注漿13地浸礦山主要是通過鉆孔來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，鉆孔成井質(zhì)量的好壞直接影響礦山產(chǎn)量與成本。為隔離各含水層，保護(hù)鉆孔，在鉆孔中下入套管后要對(duì)孔壁與套管之間的環(huán)形空間注水泥漿封孔。我國(guó)目前采用的注漿方法
7、為正向注漿，即將水泥漿從上向下注入。這種方法最大弊端是產(chǎn)生混漿段，封孔質(zhì)量得不到保證。美國(guó)地浸礦山廣泛使用的是逆向注漿封孔技術(shù)，水泥漿從套管內(nèi)注入，水泥漿經(jīng)套管上預(yù)留的小孔進(jìn)入孔壁與套管之間的環(huán)形空間，排擠掉泥漿，上升至地表。這種注漿方法避免了混漿段的產(chǎn)生。我國(guó)自開展地浸采鈾技術(shù)研究以來，鉆孔施工中一直采用正向注漿方式。2000年起著手逆向注漿的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[1]，但目前為止，還未在生產(chǎn)中應(yīng)用。對(duì)于這項(xiàng)關(guān)鍵的鉆孔施工技術(shù)，需進(jìn)一步研究。2.3鉆孔套管切割為更好地保證鉆孔封孔注漿質(zhì)量，美國(guó)在施工中鉆孔鉆穿礦層部位至終孔深度，然后全段下入套管，成井時(shí)
8、整個(gè)井的深度內(nèi)注漿。待水泥漿固結(jié)后，礦層段用切割刀具將套管和注漿水泥環(huán)一起切掉，形成裸孔過濾器或下入可更換式過濾器。這種方法可保證注漿水泥與套管和孔壁緊密黏結(jié)，利于
