烏庫爾其鈾礦床地浸開采水文地質(zhì)試驗(yàn)

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1、烏庫爾其鈾礦床地浸開采水文地質(zhì)試驗(yàn)王海峰1，武偉2，湯慶四2，蘇學(xué)斌1，郭忠德3，黃德順3，李熙琪4（1.核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京101149；2.中國核工業(yè)集團(tuán)公司伊寧鈾礦，新疆伊寧835000；3.中國核工業(yè)集團(tuán)公司新疆礦冶局，新疆伊寧835000；4.南華大學(xué)建筑工程與資源環(huán)境學(xué)院，湖南衡陽421001）摘要：結(jié)合地浸采鈾現(xiàn)場試驗(yàn)，討論了水文地質(zhì)試驗(yàn)的意義、內(nèi)容，并分析了抽水、注水、水位恢復(fù)、抽注水試驗(yàn)結(jié)果及對地浸采鈾設(shè)計和生產(chǎn)的作用。關(guān)鍵詞：鈾礦床；地浸開采；試驗(yàn)；水文地質(zhì)1水文地質(zhì)工作內(nèi)容1.1地浸水文地質(zhì)研究的意義地浸開采方法與常規(guī)

2、開采方法的根本區(qū)別是，地浸向礦層注入試劑，抽出含金屬的溶液；而常規(guī)開采采出的是礦石。由于地浸采出的是溶液，并且要求礦體必須處于含水層之中，因此，地浸方法重點(diǎn)研究礦床水文地質(zhì)特性以及注入的試劑與地下水在地下的運(yùn)移規(guī)律。地浸開采水文地質(zhì)試驗(yàn)是地浸采鈾生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是評價礦床能否應(yīng)用地浸方法開采的關(guān)鍵。1.2地浸水文地質(zhì)試驗(yàn)內(nèi)容及所獲得參數(shù)地浸水文地質(zhì)試驗(yàn)主要包括確定含礦含水層中的滲透性能，礦層在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的位置，非礦層的滲透條件，頂?shù)装宀煌杆畬拥母羲阅埽@孔抽注液量；研究地下水發(fā)育特點(diǎn)，礦層上下非含礦含水層水力特性與含礦含水層的水力聯(lián)系，地下水水質(zhì)，

3、附近水源對開采過程的影響，水溫狀態(tài)；預(yù)測浸出過程中水文地質(zhì)條件和地下水動力學(xué)條件的變化；評價地浸開采方法與地下水運(yùn)移的影響。通過這些工作可獲得含礦含水層水文特性，諸如導(dǎo)水系數(shù)(T)、滲透系數(shù)(k)、鉆孔單位抽注水量，鉆孔涌水量與降深關(guān)系等。2水文地質(zhì)參數(shù)及對地浸采鈾的影響2.1礦石滲透性、孔隙度和粒級礦石滲透性、孔隙度和粒級都是反應(yīng)礦石滲透性能的參數(shù)。礦石滲透性表示多孔介質(zhì)輸送液體的能力，它的好壞用滲透系數(shù)的大小來衡量，數(shù)值上，它表征水力梯度等于1時的滲透速度[1]。礦石滲透性對單孔抽液與注液能力、溶液的運(yùn)移、礦石浸出時間等有影響，它們直接影響井型、

4、井距、回采時間、生產(chǎn)成本。對于礦石滲透性好的礦床，礦層中液體流動速度較快，同樣井距時，所需的浸出時間和礦塊回采時間均較短；同時，鉆孔抽注過程中降落漏斗形狀平緩，單孔抽液與注液能力較大，浸出液鈾質(zhì)量濃度一定的情況下，生產(chǎn)能力更大。從另一方面講，礦石滲透性好，鉆孔間距就可加大，單位面積鉆孔數(shù)量減少，故費(fèi)用小。收稿日期：2003-11-18作者簡介：王海峰（1948——），男，哈爾濱市人，研究員級高級工程師，長期從事地浸采鈾工作?？紫妒撬缮r礦石中固體或顆粒集合體之間存在的空隙，孔隙的多少用孔隙度表示，9指某一體積巖礦石中孔隙體積所占比例。根據(jù)孔隙度的概念

5、可知，巖礦石孔隙度大，說明空隙多，密度小?？紫抖确从硯r礦石的顆粒大小及不同顆粒所占比例，粗砂巖孔隙度大，細(xì)砂、黏土孔隙度小。因此，礦石孔隙度大，滲透系數(shù)也大。地浸過程中，液流在礦層中通過孔隙運(yùn)移，孔隙度大的礦層，液流運(yùn)移速度快，礦石顆粒浸在試劑中，易于金屬浸出。礦石顆粒按其大小的分級目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為，粘土粒級<0.005mm，卵石粒級>20mm。當(dāng)稱謂某類礦石粒級時，該類質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)占50%以上，否則，應(yīng)把次要粒級也加上，例如，粘土質(zhì)砂等。粗粒級所占份額越大，滲透系數(shù)越大，越利于地浸開采。2.2含礦含水層厚度含礦含水層厚度是指礦層上下頂?shù)装迥?/p>

6、巖隔水層之間的距離。為最大限度地減少浸出液稀釋，希望礦層厚度與含礦含水層厚度之比越大越好。礦層厚度一定時，含礦含水層厚度越大，浸出劑流經(jīng)厚度越大，部分在非礦層中運(yùn)移，增大浸出劑消耗與生產(chǎn)成本。另外，含礦含水層厚度還影響鉆孔涌水量曲線和抽注過程中井場降落漏斗形態(tài)，是設(shè)計鉆孔間距須考慮的因素。2.3地下水水位與流向地浸開采中，當(dāng)?shù)叵滤慌c礦層頂板距離過小時，會因鉆孔抽水造成地下水水位下降至礦層頂板以下，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。同時，地下水水位還影響著溶液提升方法，當(dāng)?shù)叵滤怀^一定深度時無法使用空氣提升。地下水流向?qū)ιa(chǎn)礦山幾乎不產(chǎn)生影響，但在試驗(yàn)階段，注入

7、井應(yīng)布置在地下水水流方向上游，抽出井布置在地下水水流方向下游，這更有利于浸出。在礦山退役地下水治理階段，井場外圍監(jiān)測井在地下水下游方向應(yīng)加密布置，特別是治理后期，遠(yuǎn)離井場的監(jiān)測井更應(yīng)布置在地下水水流方向下游。2.4隔水層厚度、連續(xù)性地浸采鈾中的隔水層厚度指礦層上下泥巖層的厚度，故分為上隔水層與下隔水層。浸出過程中，溶液被限制在礦層上下頂?shù)装迥鄮r隔水層之間，隔水層成為溶液泄漏的天然屏障。為防止溶液泄漏，首先要具備上下隔水層，其次，厚度要大，且連續(xù)。如不具備這些條件，溶液可能泄漏，地下水還會串層，造成金屬流失，浸出劑浪費(fèi)，并污染其它含水層。3烏庫爾其鈾礦

8、床水文地質(zhì)條件含礦含水層為第7含水層，為Ⅶ2旋回砂體，在平面上呈近東西向展布，南北向發(fā)育寬度800～4000