CO2+O2两孔法地浸采铀现场试验探索

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1、CO2+O2两孔法地浸采铀现场试验探索王海峰1，郭忠德2，黄德顺2，武伟3，汤庆四3(1.核工业北京化工冶金研究院，北京101149；2.中国核工业集团公司新疆矿冶局，新疆伊宁8350003.中国核工业集团公司伊宁铀矿，新疆伊宁835000）摘要：结合CO2+O2两孔法地浸采铀现场试验，讨论了试验结果，并分析了两孔法地浸采铀现场试验的科学性、数据可靠性以及对CO2+O2浸出试验的适用性。关键词：CO2+O2；两孔法；地浸；现场试验1两孔法试验原理1.1两孔法现场试验的提出两孔法由前苏联В.А.Грабовнико

2、в提出。他通过引入两钻孔渗滤场概念[1]，在两个不同性质，不同流量钻孔的渗滤场中推算出液流函数。而后，М.А.РОГОЖИНА完成了对液流函数的积分，得出两钻孔试验时近似确定溶浸面积的公式，并且已在地质勘探实践中成功地应用。1.2两孔法现场试验基础两孔法现场试验主要由两个钻孔组成——抽出井和注入井。试验过程中稳定地往注入井中注入流量Q注的溶浸剂，从抽出井中以流量Q抽抽出浸出液。为保证试验数据精度，缩短试验时间，两孔法抽注液量按一定比例进行，即Q抽=αQ注，α为不平衡系数，一般情况下α=4～7。在此条件下，地下溶浸

3、区的形状和大小，是通过对抽出井和注入井形成的两个不同水文地质特征渗滤场进行叠加，以地下水压力为参数，确定地下水压力函数。1.3两孔法现场试验溶浸面积计算首先，设定抽出井为坐标原点，把注入井设计在X铀上，如图1。8图1两孔法不同α值的浸出区形状图这样，在这个渗滤场中，任意一点的水头为原始水头加上自然水力坡度值，再加上抽水引起的水位下降与注水引起的水位上升的差值，用公式表示[2]：H=Ho+J×X+S注-S抽（1）式中：H----任意点水位值，m；Ho------原始水头，m；J----水力坡度；X----距原点距离

4、，m；S注—注水引起的水位增加值，m；S抽—抽水引起的水位下降值，m；Q注　2.25atS注=———lg——--（2）4пKMr2注Q抽　2.25atS抽=———lg——--（3）4пKMr2抽式中：a----导压系数，m2/d；t—时间，d；K—渗透系数，m/d；M--含矿含水层厚度，m；r注—任意点到注水孔的距离，；r抽—任意点到抽水孔的距离，；经过对上式的微积分处理，得出确定近似溶浸面积公式：п.b2[α2(α2-1)-2α3lnα]F=——————————（4）（α-1）5式中：F—近似溶浸面积，m2；b

5、—抽水孔距注水孔距离，m；α—抽注液不平衡系数，即抽出量与注入量比值；2试验块段矿体特征与水文地质条件2.1矿体特征Ⅶ2旋回铀矿体位于357～373勘探线之间。矿体展布与层间氧化带尖灭线形态一致，在平面上呈西宽东窄的弯曲带状。矿体长800m，宽75～200m，矿体平均厚度4.54m，平均品位0.0297%，平均平米铀量2.4271kg/m2,金属量277.6t。本次两孔法试验在矿床369勘探线上进行，试验块段靠近36933勘探孔。块段为Ⅶ2旋回矿体的卷头，宽60m，长200m。矿体埋深186～197m，矿体厚度1

6、0.2m，平均品位0.0350%，平米铀量6.82kg/m2。矿石岩性以含砾粗砂岩为主，夹薄层中砂岩和砂砾岩。82.2水文地质含矿含水层为第7含水层，为Ⅶ2旋回砂体，在平面上呈近东西向展布，南北向发育宽度800～4000m。含水砂体就厚度变化而言较为明显，一般为5～15m，局部大于20m，最厚达51.5m。试验块段地下水水位埋深183m，形成自涌，水头高出地表15m左右，含矿含水层厚度约12m。室内测试结果显示：渗透系数为0.23～1.71m/d。由南向北透水能力依次变差。3试验钻孔设计与施工3.1试验钻孔布置与

7、成井工艺为节省试验经费，探索两孔法试验的可行性及效果，决定试验在原碱法浸出试验块段进行，选取一组（2孔，SC-01孔和0304孔）钻孔进行试验，如图1。图1试验钻孔布置图如图1所示，抽出井与注入井间距20m。抽出井与注入井均为托盘结构，套管采用PVC管，注入井套管规格为Φ110×15mm，抽出井套管规格为Φ160×15mm，环型外骨架式过滤器。表1给出了两个钻孔成井工艺参数。序号项目0304SC-011钻孔类型注入井抽出井2开孔直径/mm2152953终孔直径/mm1702154托盘位置/m183.5183.05

8、过滤器位置/m188.5～197190.5～197.56过滤器长度/m8.57.07沉砂管长度/m4.04.0表1钻孔成井工艺参数3.2试验钻孔矿体揭露8试验钻孔揭露矿体情况见表2及表3。序号深度/m岩性厚度/m品位/%平米铀量/kg·m﹣2厚度/m平均品位/%平米铀量/kg·m﹣2自至1183.95184.15泥岩0.200.02700.107.250.04015.23