CN107939369A - 可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法。一种方法为多层矿体开采采用注液合用‑抽液单抽的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用多个钻孔，每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，实现多层矿单独通过抽液孔抽液。另一种方法为多层矿体开采采用注液合用‑抽液合用的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用一个单钻孔，该抽液孔分层抽液，实现多层矿体合用抽液孔。本发明开发和实践多层矿体分层分别开采法，节约钻孔成本、提高资源利用率、避免资源浪费的有效手段。
Description
技术领域
本发明属于原地浸出采矿技术领域，具体涉及一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法。
背景技术
目前，我国所开采的矿床都以单层矿形式开采，从未涉及多层矿体分层开采。随地质勘探的进行，越来越多的砂岩型铀矿床被发现，资源量不断增加。近些年来，无论是地浸矿山生产探矿还是以找矿为目的的地质勘探，多层矿体的矿床经常被揭露，2层、3层甚至更多层，多层矿体的资源量逐年增加。虽然我国地浸采铀技术已成熟，并在40多年的研究、开发中先后建成多座地浸采铀矿山。但是我国还不具备多层矿体分层开采的技术，致使相当一部分资源得不到利用。
目前，每当遇到多层矿体地浸开采设计时，通常采用两种办法解决，一是仅开采主要层位矿体，舍弃次要层位矿体(见图1)，这种开采法是在主矿层与次要层位矿体的矿石特点和赋矿性质有较大差异的情况下，仅开采主要层位矿体，而舍弃次要层位矿体。由于主矿层渗透性好、品位高、平米铀量大，次矿层渗透性差、品位低，在工艺钻孔设计时，只针对主矿层进行工作，而舍弃次矿层。其优点是能够有效地开采主矿层，不至于使浸出液铀浓度被稀释，试剂与岩石的接触面积小，耗酸物质大大降低。其缺点是人为丢失非主矿层的资源，造成资源的浪费。二是多层矿体过滤器连通，视为一层矿体开采(见图2)。其特征是，在同一含矿含水层中，一个钻孔揭露多层铀矿，一次性或者分段下放过滤器，采用相同的井场工艺制度(溶浸液的铀浓度、注液压力、抽液方式等)进行开采。其优点是资源可以获得最大回收率，其缺点是因多层矿体同时浸出，各个层位的铀矿资源的开采结束时间无法统一，有的储量大，开采尚未结束，而有的矿层已经达到浸出回收率，但此时不得不继续对过滤器全段即多个矿层同时抽液或注液，既浪费浸出剂又会稀释浸出液。此外，在渗透性不同时，溶浸液优先进入渗透性好的矿层，致使矿层不能均匀浸出，试剂的消耗和浸出液稀释现象十分严重。这两种方法存在资源浪费、矿体浸出不充分和浸出剂消耗大等弊病。
对于多层矿体，开采最直接的办法是分别对每层独立施工钻孔。以上层(J2X1)、中层(J1S2)、下层(J1S1)三层矿为例，分别施工上部、中部和下部的钻孔(见图3)，然后对每一层同时开采或分阶段开采，开采工艺与单层矿体开采相同。其优点是各层矿体独立开采，各层之间无水力联系，便于精准控制各层矿的浸出情况，有利于各层矿体资源的最大回收。但是，这种开采工艺因各层位均施工相应功能的钻孔，导致矿床开采成本较高。据统计，国内矿体平均埋深280～450m的地浸铀矿山按单层矿体施工钻孔分层开采的地浸开采方案，钻孔费用约占整个铀矿山建设投资的35％～45％。因此，对于埋藏深度大的多层矿床，钻孔投资会更大。同时，也增加了井场管网的设计、施工和管理的难度。再则，因开挖土方量大，抽注液集控室和井口装置占地面积的增加，造成后期运行维护的成本大大增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其开发和实践多层矿体分层分别开采法，节约钻孔成本、提高资源利用率、避免资源浪费的有效手段。
实现本发明目的的技术方案：
本发明所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，所述的多层矿体平均埋深为280～450m，不同层矿体渗透性有差异；该多层矿体开采采用注液合用-抽液单抽的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用多个钻孔，每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，实现多层矿单独通过抽液孔抽液。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的注液孔分层注液，是在注液孔内不同层矿体分隔处设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的对应矿层通过与封隔器连接的注液管实现注液；最上层矿体通过单独的注液管注液，或者最上层矿体通过下层注液管与套管之间环空直接注入。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的注液管多个嵌套分层注液，在套管环空处形成不同的注液通道，不同的压力注入不同或相同的溶浸液。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的多层矿体分为三层，上层、中层、下层；在注液孔内中层与下层之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的下层通过与封隔器连接的注液管实现注液；封隔器上部的上层、中层通过环空内单独的注液管注液；所述的注液孔内对应上层、中层、下层矿体位置处均设置有过滤器。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，能够分别揭露各层矿体，分层位下放潜水泵进行抽液。
本发明所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，所述的多层矿体平均埋深为280～450m，不同层矿体渗透性有差异；该多层矿体开采采用注液合用-抽液合用的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用一个单钻孔，该抽液孔分层抽液，实现多层矿体合用抽液孔。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的注液孔分层注液，是在注液孔内不同层矿体分隔处设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的对应矿层通过与封隔器连接的注液管实现注液；最上层矿体通过环空内单独的注液管注液。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的抽液孔分层抽液，是在抽液孔内不同层矿体分隔处设置封隔器；封隔器连接一个放置在抽液孔内的抽液管，封隔器下部的对应矿层通过与封隔器连接的抽液管实现抽液；最上层矿体通过环空内单独的抽液管抽液。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的多层矿体分为三层，上层、中层、下层；在注液孔内中层与下层之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的下层通过与封隔器连接的注液管实现注液；封隔器上部的上层、中层通过单独的注液管注液；所述的注液孔内对应上层、中层、下层矿体位置处均设置有过滤器；在抽液孔内中层与下层之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在抽液孔内的抽液管，封隔器下部的下层通过与封隔器连接的抽液管实现抽液；封隔器上部的上层、中层通过单独的抽液管抽液；所述的抽液孔内对应上层、中层、下层矿体位置处均设置有过滤器。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其所述的封隔器下接头连接尾管，封隔器座封完毕后上下层联通封闭，注液管即可进行注液，抽液管通过管内下放潜水泵进行抽液。
如上所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其采用同一抽液孔和同一注液孔，从下层至上层开采，开采完下层将下层位置处的过滤器封堵，然后再开采倒数第二层位，如此从下至上层开采，能保证各层位互不影响，每一层单独计量。
本发明的效果在于：
本发明所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，是节约钻孔成本、提高资源利用率、避免资源浪费的有效手段。开发和实践多层矿体分层分别开采法，具有广泛推广和应用前景。
本发明所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，可以实现对多层矿体仅一次施工钻孔，穿过多层矿体，建造多层过滤器，然后对每层矿体在互不干扰的条件下同时或分阶段开采，保证各分层浸出充分，降低浸出剂消耗，降低钻孔成本，经济高效地回收铀资源。
附图说明
图1为主矿层开采法示意图；
图2为过滤器连通视为一层矿体开采法示意图；
图3为多层矿体同时开采方法示意图；
图4为本发明所述的注液合用-抽液单抽开采方法示意图；
图5为本发明所述的注液合用-抽液合用开采方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法作进一步描述。
实施例1——注液合用-抽液单抽开采方法
针对可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采时，当多层矿体平均埋深较深(例如280m、330m或450m)，不同层矿体渗透性有差异；采用如图4所示注液合用-抽液单抽的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用多个钻孔，每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，实现多层矿单独通过抽液孔抽液。
多层矿体分为三层，上层J2X1、中层J1S2、下层J1S1；在注液孔内中层J1S2与下层J1S1之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的下层J1S1通过与封隔器连接的注液管实现注液；封隔器上部的上层J2X1、中层J1S2通过单独的注液管注液，该单独的注液管嵌套在与封隔器连接的注液管内，在套管环空处形成不同的注液通道，不同的压力注入不同或相同的溶浸液。
所述的注液孔内对应上层J2X1、中层J1S2、下层J1S1矿体位置处均设置有过滤器。
所述的每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，能够分别揭露各层矿体，分层位下放潜水泵进行抽液。
本实施例方案在多层矿区域可以节约50％注液钻孔的费用，对开采浸出条件十分有利。
实施例2——注液合用-抽液合用分层开采方法
针对可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，当多层矿体平均埋深较深(例如280m、330m或450m)，不同层矿体渗透性有差异；采用图5所示注液合用-抽液合用的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用一个单钻孔，该抽液孔分层抽液，实现多层矿体合用抽液孔。
所述的多层矿体分为三层，上层J2X1、中层J1S2、下层J1S1；在注液孔内中层J1S2与下层J1S1之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的下层J1S1通过与封隔器连接的注液管实现注液；封隔器上部的上层J2X、中层J1S2与通过单独的注液管注液；所述的注液孔内对应上层J2X1、中层J1S2、下层J1S1矿体位置处均设置有过滤器；
在抽液孔内中层J1S2与下层J1S1之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在抽液孔内的抽液管，封隔器下部的下层J1S1过与封隔器连接的抽液管实现抽液；封隔器上部的上层J2X1、中层J1S2通过单独的抽液管抽液；所述的抽液孔内对应上层J2X1、中层J1S2、下层J1S1矿体位置处均设置有过滤器。
所述的封隔器下接头连接尾管，封隔器座封完毕后上下层联通封闭，注液管即可进行注液；抽液管通过管内下放潜水泵进行抽液。
本实施例在多层矿资源量相差不多的情况下，采用同一抽液孔和同一注液孔，从下层至上层开采，开采完下层将下层位置处的过滤器封堵，然后再开采倒数第二层位，如此从下至上层开采，即节省了钻孔投资，又能保证各层位互不影响，每一层位可以单独计量。
本实施例优点是适合于所有的井型井距排列方式，可以节约50％的抽、注液钻孔的施工成本，且达到了分层抽、注液的目的，对不同渗透性层位的矿层可以采用不同或相同的浸出工艺制度进行浸出。
Claims (10)
1.一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，所述的多层矿体平均埋深为280～450m，不同层矿体渗透性有差异；其特征在于：该多层矿体开采采用注液合用-抽液单抽的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用多个钻孔，每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，实现多层矿单独通过抽液孔抽液。
2.根据权利要求1所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的注液孔分层注液，是在注液孔内不同层矿体分隔处设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的对应矿层通过与封隔器连接的注液管实现注液；最上层矿体通过单独的注液管注液，或者最上层矿体通过下层注液管与套管之间环空直接注入。
3.根据权利要求2所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的注液管多个嵌套分层注液，在套管环空处形成不同的注液通道，不同的压力注入不同或相同的溶浸液。
4.根据权利要求1所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的多层矿体分为三层，上层(J2X1)、中层(J1S2)、下层(J1S1)；在注液孔内中层(J1S2)与下层(J1S1)之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的下层(J1S1)通过与封隔器连接的注液管实现注液；封隔器上部的上层(J2X1)、中层(J1S2)通过环空内单独的注液管注液；所述的注液孔内对应上层(J2X1)、中层(J1S2)、下层(J1S1)矿体位置处均设置有过滤器；
所述的每个抽液孔对应单层矿体单独抽液，能够分别揭露各层矿体，分层位下放潜水泵进行抽液。
5.一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，所述的多层矿体平均埋深为280～450m，不同层矿体渗透性有差异；其特征在于：该多层矿体开采采用注液合用-抽液合用的开采方法，即注液孔采用一个单钻孔，该注液孔分层注液，实现多层矿体合用注液孔；而抽液孔采用一个单钻孔，该抽液孔分层抽液，实现多层矿体合用抽液孔。
6.根据权利要求5所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的注液孔分层注液，是在注液孔内不同层矿体分隔处设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的对应矿层通过与封隔器连接的注液管实现注液；最上层矿体通过环空内单独的注液管注液。
7.根据权利要求5所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的抽液孔分层抽液，是在抽液孔内不同层矿体分隔处设置封隔器；封隔器连接一个放置在抽液孔内的抽液管，封隔器下部的对应矿层通过与封隔器连接的抽液管实现抽液；最上层矿体通过环空内单独的抽液管抽液。
8.根据权利要求1所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的多层矿体分为三层，上层(J2X1)、中层(J1S2)、下层(J1S1)；在注液孔内中层(J1S2)与下层(J1S1)之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在注液孔内的注液管，封隔器下部的下层(J1S1)通过与封隔器连接的注液管实现注液；封隔器上部的上层(J2X1)、中层(J1S2)通过单独的注液管注液；所述的注液孔内对应上层(J2X1)、中层(J1S2)、下层(J1S1)矿体位置处均设置有过滤器；
在抽液孔内中层(J1S2)与下层(J1S1)之间设置封隔器；封隔器连接一个放置在抽液孔内的抽液管，封隔器下部的下层(J1S1)通过与封隔器连接的抽液管实现抽液；封隔器上部的上层(J2X1)、中层(J1S2)通过单独的抽液管抽液；所述的抽液孔内对应上层(J2X1)、中层(J1S2)、下层(J1S1)矿体位置处均设置有过滤器。
9.根据权利要求6或7所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：所述的封隔器下接头连接尾管，封隔器座封完毕后上下层联通封闭，注液管即可进行注液，抽液管通过管内下放潜水泵进行抽液。
10.根据权利要求5所述的一种可地浸砂岩型铀矿床多层矿体分层开采方法，其特征在于：采用同一抽液孔和同一注液孔，从下层至上层开采，开采完下层将下层位置处的过滤器封堵，然后再开采倒数第二层位，如此从下至上层开采，能保证各层位互不影响，每一层单独计量。
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