地浸采铀注液井小直径潜水泵抽水洗井试验

某地浸采铀试验采区注液井周边含矿层堵塞严重。注液井套管内径仅有80 mm,在常规空压机抽水洗井结束后,在3口注液井中开展了小直径潜水泵抽水洗井试验。初始抽水量均在4.5 m_(3)/h左右,期间最小抽水量为3.4 m_(3)/h,其中2口井的第1股最浑浊洗井水的含砂量分别为4.36、5.19 kg/m_(3)。粒度、电镜扫描和化学组成分析显示,洗井水沉降干渣中的矿物碎屑主要为粉砂、细砂碎屑,少量黏土碎屑;化学沉淀主要是CaCO_(3)、MgCO_(3)和FeCO_(3);潜水泵抽水洗井累计运行约27.5 h,未出现任何故障。试验表明,小直径潜水泵抽水洗井可行且投资少、成本低、安全性高、实施方便。

铀矿井下无线网络技术适用性分析

针对铀矿山井下有线网络铺设费用高、重复利用率低,以及无线网络覆盖范围小、干扰多等问题,对铀矿现有网络系统进行深入调研;并结合实际情况进行需求分析,根据对井下人员、设备的信号无线传输、定位、远程监控等要求,以无线局域网全覆盖为目标,在统一网络传输协议的基础上,开展了5G、Wi-Fi等无线网络传输技术井下适用性分析,遴选出了合适的设备和工作频段,并搭建网络测试平台进行了无线信号传输速率、延时实验,验证了井下无线网络技术的适用性。研究结果可指导铀矿井下网络建设,为井下生产设备监控、环境监测、定位、通信等重要数据传输提供可靠网络支撑。

膨润土砌体墙受压性能及其本构模型的构建

我国高放地质处置库“三步走”战略稳步推进,研究缓冲/回填材料砌体结构力学性能及其破坏特性,可为缓冲/回填材料砌体结构的设计,以及砌块的地面堆砌储存提供基础数据。本文采用合适的压制路径将高庙子钠基膨润土粉末压制成砌块,并采用干砌方法堆砌成砌体墙,设计并进行了砌块单元间界面性能试验和轴心抗压试验,得到了砌块单元间界面剪切强度与剪切位移关系,分析了砌体墙应力-应变曲线和破坏形态。试验结果表明,砌体墙变形破坏经历特性变形、局部裂纹扩展、竖向裂纹贯通、失稳破坏和残余变形几个阶段。砌体墙的第一条裂隙出现在单个砌块单元内部,反映了砌块单元的压制质量是控制砌体墙工程性能的重要影响因素之一。基于试验数据,通过对比分析施楚贤、朱伯龙、TURNSEK和HODGKINSON及仲继清的本构关系发现,在峰前上升曲线段采用试验数据对仲继清模型参数进行修正,获得的理论应力-应变曲线与试验曲线较为吻合。

探采结合技术在蒙其古尔铀矿床P0线以西的应用

为了提高矿山企业的生产效率、降低生产成本,选择蒙其古尔铀矿床P0线以西地区作为试点,进行探采结合工程的布设原则以及施工工艺应用研究。实践表明,与传统施工流程相比,探采结合工程既达到了地质勘探目的,又满足了矿冶生产需要,做到了时间效益、经济效益、环保效益的优化。

浸铀过程中基于PHREEQC模拟的矿物演化与沉淀临界值探究

基于酸法浸铀试验中浸出液化学成分,利用PHREEQC模拟软件,探究了内蒙古哈达图铀矿石在不同酸度条件下的矿物溶解沉淀特征和临界值,系统分析了浸液化学成分和原、渣样主微量元素变化特征;浸出过程中铀、铁存在形式的变化;长石和黏土矿物含量以及渗透系数变化,计算了石膏、三水铝石、赤铁矿、针铁矿、Fe(OH)_(3)和Al_(2)O_(3)等矿物浸铀过程中饱和指数的变化。结果表明,酸度是矿物溶解的主要因素,阳离子浸出优势排序为ΣFe>Ca^(2+)>Mg^(2+)>Al^(3+)>Na^(+)>K^(+),浸出过程中铀、铁主要存在形式为UO_(2)SO_(4)、UO_(2)^(2+)、UO_(2)(SO_(4))_(2)^(2-)和Fe^(2+)、FeSO_(4)。当溶浸液酸度为10 g/L时,Ca^(2+)浓度低于503.2 mg/L,pH值低于2.94,便不会产生石膏和铁铝矿物沉淀。浸铀试验中渣样长石含量较原样降低了1.10%~5.70%,黏土矿物增高了0.62%~4.15%,说明柱浸中发生了黏土化蚀变。石膏、铁铝矿物沉淀和长石的黏土化蚀变是渗透系数大幅下降的重要原因。

纳米比亚罗辛铀矿放射性显明度研究

纳米比亚罗辛铀矿矿石品位低、矿山年处理量大,采出的矿石夹杂部分废石,磨矿和浸出成本较高。针对这一问题,研究了矿石粒度及铀品位分布规律,统计并计算了代表性矿样的放射性显明度,绘制了放射性可选性曲线。根据边界品位确定理论分选指标:当边界品位为0.01%时,原矿石铀品位为0.032%,精矿铀品位为0.047%,尾矿产率为33.95%,尾矿铀品位为0.0028%,总回收率为96.37%。结果表明,纳米比亚罗辛铀矿采用放射性选矿效果较好,矿石的可选性较高;放射性选矿主要适用于粗粒级、极低品位矿石抛尾。放射性显明度可作为罗辛铀矿放射性选矿的理论依据。

地浸采铀井网影响因素分析与评价研究

井网布置是砂岩型铀矿地浸开发过程中最重要采矿设计之一,关系到矿山投资、资源回收率和采区服务年限。井网布置影响因素众多,对于设计过程中哪些是主要因素及因素影响大小等尚未达成共识。针对井网布置研究现状进行了分析,讨论了井网布置的主要影响因素,采用独立性指标分类方法,构建了地浸采铀井网影响因素的“二层次多因子”指标体系;为比较各指标的相对重要程度,运用层次分析法构建了判断矩阵,研究得到各个指标的重要性排序及对应权重值,其中,矿体埋深、矿体品位、矿体厚度、矿体渗透性和矿体连续性5项为影响井网布置的主要因素,权重累积频率达81.33%。指标体系的构建和评价权重的确立,为砂岩型铀矿开发设计和井网优化提供了必要依据。

神奇的核能原料——铀

铀,既是最具威慑力的军事武器的“基石”,又给人类提供“光明”的重要“原料”。它“身体里”蕴含着巨大的能量,仅1000 g235U所产生的能量就和2700 t标准煤相当,需要45节火车车厢才能装下①。铀元素最早是由德国化学家克拉普罗斯在1789年发现的,52年后法国化学家佩利戈特首次制得了金属铀,之后在1898年由居里夫人证明了铀具有放射性。

探采结合技术在新疆砂岩型铀矿中的应用

以新疆蒙其古尔P0线以西的矿床为研究对象,针对其矿体变化系数大、埋藏深、赋存条件复杂、规模化开发困难等问题,采用勘探钻孔与生产钻孔相结合的“探采结合”一体化模式,使勘探钻孔的利用率达到了61%,节约了钻孔投入成本,提高了资源质量,缩短了矿床建设周期,减少了植被破坏,做到了矿山绿色可持续发展。该技术经济效益及环境效益显著,为复杂砂岩地浸铀矿开发提供了新思路、新方法。

不同结构地浸钻孔在新疆铀矿山的应用及运行效果评价

基于地浸采铀钻孔浸采效率问题,研发了新型开窗切割式钻孔;通过填砾式钻孔与开窗切割式钻孔的现场施工和溶浸效果对比,分析了两种钻孔结构的优缺点。研究表明,开窗切割式钻孔施工质量可控,钻孔运行稳定时间长,溶浸效果好,浸出液铀浓度上升快,回采率高。两种结构钻孔的对比使用,为地浸采铀矿山的开采提供了重要的理论依据与实践经验,开窗切割式钻孔有助于提高铀资源开发利用率。

巴彦乌拉铀矿地浸过程中溶浸液化学成分演化特征

地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿(铁氧化物)、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12 g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高的学术价值。

过滤器布置方案对地浸采铀浸出效果的影响分析

本文以有效对流体积、有效对流矿体体积比、有效浸出矿体体积比、浸出对流体积比4种地浸采铀流场特征参数为计算分析依据,建立了一套地浸采铀流场定量化分析评价方法。基于该方法,针对内蒙古某地浸采铀矿山,开展了过滤器布置方案对地浸采铀浸出效果的影响分析,并为现场钻孔施工推荐了最优过滤器设计方案。研究结果表明:采用地浸采铀流场特征参数的定量化分析评价方法,可以对不同过滤器设计方案下的有效对流体积、有效浸出体积、浸出剂利用率等进行定量分析;各过滤器布置方案量化对比后发现,长过滤器方案形成的流场范围更大,过滤器长度大于5 m时,增加单位长度带来的增益效果降低;过滤器安装位置对有效对流体积和有效浸出体积影响明显,短过滤器方案(2.5 m)宜采用中心布置,长过滤器方案(5 m、10 m)宜采用错位布置;方案2的特征参数表现较好,为最优过滤器设计方案,在现场应用后,提高了采区抽注液量与铀浓度,更科学有效地指导了地浸采铀井场的工程设计。

内蒙古某砂岩型铀矿地浸采铀技术的高效优化与应用

地浸采铀是当前砂岩型铀矿开采最主要的方法,采用该方法进行铀矿开采,其生产能力、浸采率、开采成本是地浸采铀工作关注的重点。为提高浸出效率、降低成本,在内蒙古某地浸采铀矿山开展过滤器、酸度、抽液量对铀浸出效能的优化试验与研究。研究表明,将过滤器长度控制在4~6 m能保证其处于高效工作状态,过滤器上段与品位相对较高的富矿段对接有助于铀浸采率的提升。将溶浸液酸度控制在15 g/L左右可提高铀浸出效率和浸出液铀浓度。将抽液量(单宽)维持在0.75~1.0 m2/h,能使采区保持较高的铀生产能力和较低的浸出液量。通过优化的工艺技术参数,优化后的浸出液峰值铀浓度由优化前的28.89 mg/L提升至59.72 mg/L。采区开采优化试验后,使铀浸出率由47.20%提升到60.99%,浸出液平均铀浓度由17.43 mg/L提升至32.63 mg/L,而吨铀耗酸则减少15.26%,吨铀耗电则减少46.51%。研究创新改变了以往大流量、低浓度浸出模式,实现了地浸采铀技术的高效优化。

某砂岩型铀矿床地浸工艺钻孔施工效率分析

地浸采铀技术是中国砂岩型铀矿开采所使用的重要技术。地浸工艺钻孔是地面连通地下矿层的唯一通道,在地浸采铀中发挥着重要作用,其施工效率影响整个铀矿山的建设和发展。以某铀矿山为研究对象,统计分析了2019—2020年地浸工艺钻孔施工效率及存在的问题。结果表明,与岩芯钻机相比,水井钻机在施工中优势明显;泥浆泵配置、钻孔深度、后勤管理和保障均对钻孔施工效率有影响。对施工效率的影响因素提出了相应改进建议,以达到降本增效的目的。

某铀矿上向水平分层开采高度优化研究

以某铀矿床采场为研究对象,基于矿体特征及工程经验,选定该区域采用上向水平分层充填采矿法开采。利用FLAC3D建立了不同采场结构参数的开采方案模型,对采场开采-回填过程进行数值模拟,分析了采场的应力场、位移场和塑性区的时空演化特征,研究了采场的稳定性。结果表明,当矿体的水平分层高度为2 m时,安全稳定性较好,在开采前期对顶板位移量的控制效果更好;在开采作业时,采场的应力集中区域逐渐扩大,采区顶部和底部有明显的应力贯通区;在回填时,充填体内的压应力分布较均匀,压应力较小,且后期的应力变化幅度不大;巷道与采场交接处位移量最大,在开采回填作业前期位移量增长速率较快,并出现近垂直式跳跃增长;巷道中段及采场中段顶板处的位移量呈阶段性变化,总体位移量较小。

棉花坑矿井破碎矿体回采方案研究

针对棉花坑矿井的急倾斜破碎薄矿体,提出了无间柱分段深孔爆破连续采矿法。根据该方法的工艺特点提出了“倒台阶形”+上下向布孔分段连续回采、“正台阶形”+上向布孔分段连续回采和“正台阶形”+顶柱+上向布孔分段连续回采方案。通过GRA-AHP和云模型相结合的方式对3种回采方案进行了评价优选,得出“正台阶形”+顶柱+上向布孔分段连续回采方案相对安全、高效。研究结果为棉花坑矿井破碎矿体的开采提供了可行的技术方案。

地浸采铀矿山洗井废水除砂装置的研制与应用

地浸采铀矿山洗井工艺是提高钻孔水量的重要手段,但洗井废水中的大量泥砂等杂质导致袋式过滤器及吸附塔塔压升高,间接影响了生产进度。运用离心力作用原理,研制了一种地浸采铀矿山洗井废水除砂装置,并在某地浸采铀矿山进行了应用研究。结果表明,其可降低袋式过滤器压力及吸附塔塔压,减少过滤袋更换频次,提升吸附水量,增加产能。该洗井废水除砂装置在地浸采铀矿山钻孔洗井工艺中有一定的推广价值。

基于生物刺激的中性地浸采铀地下水修复试验研究

以某中性地浸铀矿山采区内地下水为研究对象,基于生物刺激修复方式,加入碳源,开展了地下水+砂岩混合体系的污染修复室内试验,筛选得到了优势碳源,确定了优势碳源的最佳投加水平,并验证了优势碳源对U的修复效果。结果表明,乙醇对中性地浸地下水中U的修复效率最高,可达97.48%,修复效果与pH和Eh显著相关(Pearson’s r>0.7,P<0.01)。乙醇的生物代谢过程对水-岩体系的扰动较少,能保证HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等离子环境的相对稳定,更易实现地下水中U的长期稳定。

地浸采铀地下水本底值确定方法研究

地下水本底值是判定地浸采铀对地下水的影响程度和确定修复目标值的重要基准。地浸矿山水文地质条件复杂多样、监测数据参差不齐,目前地浸地下水本底值的确定缺少统一的方法和标准规范。因此,提出了确定地浸地下水本底值的工作程序,讨论了监测因子、取样范围、取样数量和密度、取样频次和取样深度等的确定原则,并以新疆和内蒙古2个地浸铀矿山的监测数据为基础,应用数理统计方法进行了论证。研究结果可为地浸采铀地下水本底值的确定提供指导。

山东五莲县花岗岩锯泥的危险废物测试分析结果

五莲县花岗岩储量丰富,在开采过程中产生大量花岗岩锯泥,其潜在危险废物特性直接影响后续堆存方式和再利用的安全性。本文以五莲县花岗岩锯泥为研究对象,选择水分含量、化学成分、浸出毒性、毒性物质含量和腐蚀性对其进行危险废物鉴别。最终结果显示水分含量12.3%,主要化学成分为Si、Al、K、Na、Ca、Fe和Mg等,主要组成矿物为石英、斜长石、钾长石和金云母等,浸出毒性和毒性物质含量均不超过国标GB5085.6—2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》中的限值,且不属于腐蚀性物质。综合判断此花岗岩锯泥不属于危险废物,为堆存和利用提供了可供参考的基础数据。