CN218931761U - 一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，在核素迁移槽的一侧设置有高液位调节槽，在所述高液位调节槽相对的一侧设置有低液位调节槽，所述高液位调节槽和所述核素迁移槽之间以及所述低液位调节槽和所述核素迁移槽之间由透水隔板隔开，在所述透水隔板的一侧设置有可上下调节的阻水隔板，在所述核素迁移槽的底面安装有阵列分布的连接端，在部分连接端上连接有功能井，在功能井中设置有在线监测传感器以构成观测井。本实用新型能模拟地浸铀矿山天然水力梯度、地层压力以及不同修复情景下的抽注液情况，以预测不同修复情景时的修复效果。

Description

一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种地下水修复模拟实验装置，具体地说涉及一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置。

背景技术

天然铀是十分重要的战略资源，但铀矿的开采不可避免地会造成环境污染，虽然地浸采铀技术因为对环境污染较小、生产成本较低等优点而被大多数铀矿山所采用，但是，原地浸出采铀工艺仍然存在污染地下水环境的问题，在浸出结束后需要对地浸铀矿山的地下水进行治理修复。通过模拟实验装置，模拟预测不同修复技术对地浸铀矿山的地下水修复效果，对于矿山企业合理、科学地选择修复技术与方案具有十分重要的指导意义。目前的地下水修复模拟装置多为静态反应装置，但地浸铀矿山地下水修复是一个明显受水动力条件影响的动态过程，因此需要模拟地浸铀矿山天然水力梯度及修复过程中地下水抽注等过程的影响。

实用新型内容

本实用新型提供了一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，以解决动态模拟地浸铀矿山天然水力梯度及地下水抽注等过程对修复效果影响的问题。

本实用新型是这样实现的，一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，在核素迁移槽的一侧设置有高液位调节槽，在所述高液位调节槽相对的一侧设置有低液位调节槽，所述高液位调节槽和所述核素迁移槽之间以及所述低液位调节槽和所述核素迁移槽之间由透水隔板隔开，在所述透水隔板的一侧设置有可上下调节的阻水隔板，在所述核素迁移槽的底面安装有阵列分布的连接端，在部分连接端上连接有功能井，在功能井中设置有在线监测传感器以构成观测井。

进一步的，在部分所述功能井中设置抽水管构成抽液井，在部分所述功能井中设置注水管构成注液井，所述抽液井通过抽液泵和抽水管连接至第一储液槽，第一储液槽通过移液泵和水管连接至地表处理装置的进液端，地表处理装置的出液端通过水管连接至第二储液槽，第二储液槽通过注液泵和注水管连接至注液井。

进一步的，所述功能井的井身是多段井管连接而成，在所述井管内侧下部设置有内螺纹，在所述井管外侧上部设置有用于连接到其他井管下部的外螺纹。

进一步的，所述井管包括不透水井管和透水井管，透水井管的管壁上均匀的开设有透水孔，在透水井管的外部安装有防砂透水网。

进一步的，在所述功能井的井身的上部还套设有管帽，所述管帽的内径略小于井管的外径，所述管帽由弹性材料制作。

进一步的，在所述管帽的顶部设置有拉环或拉绳。

优选的，所述连接端是螺丝，螺丝的螺杆朝上设置。

进一步的，在所述核素迁移槽的上部设置有盖板。

本实用新型通过在核素迁移槽两端相对的设置高液位调节槽和低液位调节槽，通过调节阻水隔板的来调整高液位调节槽和低液位调节槽之间的液位差，能模拟地浸铀矿山天然水力梯度，以预测自然衰减修复时的修复效果。

井身由多段井管连接而成，并且设计有透水井管和不透水井管，可实现对不同目标深度地下水样品的采集，能够更加准确的反映修复药剂在水平与垂向范围上的分布情况，也能够更加准确的反映不同水平与垂向位置上污染物浓度的变化情况。

通过在功能井顶部套设管帽，可以防止在压实过程中功能井与压板相互干扰，还可以保障功能井在压实过程不被堵塞，对功能井进行很好地保护。

压实装置通过盖板对核素迁移槽内装填的砂岩、泥岩等介质进行压实，通过调整压实装置的压力以反映地浸铀矿山不同地层压力条件，使得实验的结果更加真实可靠。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例1的立体图。

图3是功能井的结构示意图。

图4是实施例2的结构示意图。

图中：1、核素迁移槽，2、高液位调节槽，3、低液位调节槽，4、阻水隔板，5、透水隔板，6、螺丝，7、抽液井，8、注液井，9、观测井，10、盖板，11、压实装置，12、在线监测传感器，13、数控显示系统，14、第一储液槽，15、注液泵，16、抽液泵，17、移液泵，18、地表处理装置，19、第二储液槽，20、井管，21、管帽。

具体实施方式

实施例1：

如图1-3所示，本实用新型是在核素迁移槽1的一侧设置有高液位调节槽2，在高液位调节槽2相对一侧设置有低液位调节槽3，在高液位调节槽2和核素迁移槽1之间以及低液位调节槽3和核素迁移槽1之间由透水隔板5隔开，透水隔板5上均匀布设有透水孔，在透水隔板5的一侧设置有可上下调节的阻水隔板4，可根据实验需求来调节阻水隔板4的高度，以使高液位调节槽2与低液位调节槽3之间形成固定的水头差。在核素迁移槽底面上安装有阵列分布的连接端，在部分连接端上连接有功能井。

连接端是螺丝6，螺丝6的螺帽在下螺杆朝上设置，螺丝6的螺帽固定在核素迁移槽上，螺丝6成阵列分布，在核素迁移槽1的下部安装有若干行和若干列的螺丝6，以便于适应在不同位置安装功能井的实验需求。连接端还可以是插接头等。

功能井的井身是多段井管20连接而成的，在井管20内侧下部设置有内螺纹，用于与螺丝6或其他井管连接，井管20外侧上部设置有用于连接到其他井管下部的外螺纹，顶部井口处的管外侧不用设置外螺纹，当然井管也可以使用插拔连接的方式连接而成。在功能井的井身的上部还套设有管帽21，管帽的下部套设在井身的上部，管帽21的内径略小于井管20的外径，管帽使用具有一定弹性的材料制作，如橡胶或塑料等。管帽21顶部接有拉环或拉绳，拉环或拉绳用于在对核素迁移槽内岩石介质压实后将管帽提起拔出。管帽用于在对核素迁移槽内的岩石介质进行压实过程中，防止功能井的井管与盖板相互干扰；管帽在压实过程中对功能井进行保护，防止固体颗粒掉入功能井的井管内，将井管堵塞，影响使用；还可以防止固体颗粒粘在顶部井管外侧的螺纹上，影响在顶部井管上连接井管。

井管20包括不透水井管和透水井管，透水井管的管壁上均匀的开设有透水孔，并在透水井管的外部安装有玻璃纤维防砂透水网。实验时可根据需要在具体进水层位的相应深度处使用可透水井管，其他位置则连接不透水井管。井管20使用不锈钢制作，防止地浸铀矿山残余浸出液中的元素与井管发生反应，影响实验数据的准确性。

在核素迁移槽1上部设置有盖板10，压实装置11通过盖板10对核素迁移槽内的岩石介质压实，以模拟地浸铀矿山目标修复层位的压力状态。

在实验所需位置的功能井中设置有在线监测传感器12以构成观测井9，观测井9内安装有TDS、EC、pH、ORP、温度及压力等不同功能的在线监测传感器12，在线监测传感器12与数控显示系统13相连接，以实时显示各监测指标数值、绘制各指标变化曲线。

实验时，在实验所需的位置安装观测井9，在观测井9的顶部套设管帽21，压实前不安装观测井顶部的井管，待对核素迁移槽内的岩石介质进行压实，将管帽21拔出后再安装功能井顶部的井管。在核素迁移槽1内装填地浸铀矿山含矿含水层砂岩颗粒，用压实装置11通过盖板10对其进行压实，压实的压力达到地浸铀矿山目标修复目标层的压力后停止；然后在其上覆盖泥岩，再次进行压实，作为隔水层。压实过程中，管帽21随岩石介质下移，管帽下部在井管外侧上向下滑动。在压实以后，移开盖板，旋转拔出管帽，防止在拔出过程中，管帽外侧岩石介质松动坍落调入井内，然后安装观测井顶部的井管，在观测井中安装实验所需的TDS、EC、pH、ORP、温度及压力等在线监测传感器12。之后将高液位调节槽2注满拟研究的地浸铀矿山残余浸出液，并根据实验要求调整阻水隔板的位置，以达到特定水位，使高液位调节槽2与低液位调节槽3之间形成固定水位差，利用水位差驱动残余浸出液以场地流速由高液位调节槽移动至低液位调节槽。

利用在线监测传感器12实时监测核素迁移槽1内不同点位残余浸出液TDS、EC、pH、ORP、温度及压力等情况，并通过数控显示系统13进行监测指标的指标数值、绘制各指标变化曲线。在此过程中，持续对高液位调节槽进行注液，对低液位调节槽进行抽液，使高液位调节槽2和低液位调节槽3保持在特定水位，高液位调节槽2与低液位调节槽3之间保持固定水位差。据此可得到在特定地层深度自然衰减技术对地浸铀矿山地下水的修复实验数据。

实施例2：

如图4所示，在部分功能井中设置抽水管构成抽液井7，在部分功能井中设置注水管构成注液井8，核素迁移槽1内的抽液井7通过抽液泵16和抽水管连接到第一储液槽14，第一储液槽14用于储存从核素迁移槽1内的抽液井7中抽出的浸出液。第一储液槽14通过移液泵17和水管连接到地表处理装置18的进液端，地表处理装置18用于去除浸出液中的铀、硫酸根等污染物质，地表处理装置18的出液端通过水管连接到第二储液槽19，第二储液槽19通过注液泵15和注水管连接到核素迁移槽的注液井8中。在浸出液污染比较轻的情况下，经过地表处理装置18净化处理过的浸出液就可以注入到核素迁移槽1的注液井8中；在浸出液污染比较严重的情况下，经过地表处理装置18净化处理过的浸出液流入第二储液槽19，在第二储液槽19内储存到实验预定量的浸出液以后，关闭移液泵17，在第二储液槽中加入修复药剂对浸出液进行进一步修复，然后再将修复后的浸出液回灌到注液井中。

实验时，根据实验需求安装抽液井7、注液井8和功能井9，对核素迁移槽1内装填浸铀矿山含矿含水层砂岩颗粒和泥岩分别进行压实，压实之后在观测井9中安装在线监测传感器12，在抽液井7安装抽水管，在注液井8中安装注水管，之后将高液位调节槽2注满拟研究的地浸铀矿山残余浸出液，并根据实验要求调整阻水隔板的位置，以达到特定水位，使高液位调节槽2与低液位调节槽3之间形成固定水位差，利用水位差驱动残余浸出液以场地流速由高液位调节槽移动至低液位调节槽。待核素迁移槽内的砂岩颗粒达到饱水状态后，开始从核素迁移槽1的抽液井7中进行抽液，在浸出液污染比较轻的情况下，从抽液井7中抽出的浸出液经地表处理装置18净化处理后回灌到核素迁移槽的注液井8中；在浸出液污染比较严重的情况下，经过地表处理装置18净化处理过的浸出液在第二储液槽19中加入修复药剂，作进一步的修复，之后将第二储液槽19中经药剂修复后的浸出液回灌到注液井8中。

利用在线监测传感器12实时监测核素迁移槽1内不同点位残余浸出液TDS、EC、pH、ORP、温度及压力等情况，并通过数控显示系统13进行监测指标的指标数值、绘制各指标变化曲线。在此过程中，持续对高液位调节槽进行注液，对低液位调节槽进行抽液，使高液位调节槽2和低液位调节槽3保持在特定水位，高液位调节槽2与低液位调节槽3之间保持固定水位差。据此可得到在特定地层深度抽出处理技术对地浸铀矿山地下水的修复实验数据。

Claims (8)

1.一种地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，在核素迁移槽的一侧设置有高液位调节槽，在所述高液位调节槽相对的一侧设置有低液位调节槽，所述高液位调节槽和所述核素迁移槽之间以及所述低液位调节槽和所述核素迁移槽之间由透水隔板隔开，在所述透水隔板的一侧设置有可上下调节的阻水隔板，在所述核素迁移槽的底面安装有阵列分布的连接端，在部分连接端上连接有功能井，在功能井中设置有在线监测传感器以构成观测井。

2.根据权利要求1所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，在部分所述功能井中设置抽水管构成抽液井，在部分所述功能井中设置注水管构成注液井，所述抽液井通过抽液泵和抽水管连接至第一储液槽，第一储液槽通过移液泵和水管连接至地表处理装置的进液端，地表处理装置的出液端通过水管连接至第二储液槽，第二储液槽通过注液泵和注水管连接至注液井。

3.根据权利要求1所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，所述功能井的井身是多段井管连接而成，在所述井管内侧下部设置有内螺纹，在所述井管外侧上部设置有用于连接到其他井管下部的外螺纹。

4.根据权利要求3所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，所述井管包括不透水井管和透水井管，透水井管的管壁上均匀的开设有透水孔，在透水井管的外部安装有防砂透水网。

5.根据权利要求4所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，在所述功能井的井身的上部还套设有管帽，所述管帽的内径略小于井管的外径，所述管帽由弹性材料制作。

6.根据权利要求5所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，在所述管帽的顶部设置有拉环或拉绳。

7.根据权利要求1所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，所述连接端是螺丝，螺丝的螺杆朝上设置。

8.根据权利要求1所述的地浸铀矿山地下水修复模拟实验装置，其特征在于，在所述核素迁移槽的上部设置有盖板。

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