一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法技术

本发明专利技术提供一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤：(1)以计算机数值模拟软件建立数值模型，其包括模型概化、模型数值化、数值模型建立、数值模型校正、设计钻孔布置方式；(2)在试验、生产单元进行井间示踪试验，其包括选择示踪剂、计算示踪剂投放量、示踪剂投放取样、示踪剂浓度分析、对示踪试验数据进行分析、数值模拟。本发明专利技术通过在地浸采铀中引入井间示踪的方法，利用数值模拟技术，对地下水流场和示踪剂的流向、流速及弥散范围的数值模拟，达到对溶浸液流向、流速及溶浸范围的估算、监测和预测，进而指导地浸试验、生产中钻孔布置，极大地降低原材料的消耗、节约生产成本，控制地浸矿山污染扩散。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种原地浸出(以下简称地浸)采铀中利用井间示踪和计算机数值模拟技术监测地浸溶浸范围的方法。
技术介绍
地浸采铀试验、生产中溶浸液流向、流速及溶浸范围都是非常重要的技术指标，这些指标在井场开拓布置钻孔、确定钻孔间距、调节地浸抽、注液量时均是必须计算在内的重要数据。在以往的试验、生产中这些指标都无法准确测量或预测，从而在很大程度上地浸过程中存在着一定的盲目建设、原材料浪费和溶浸范围不易控制的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其用于预测、估算溶浸范围，指导地浸钻孔布置方式，调节各地浸钻孔抽、注液量，最大限度地避免试验、生产中的盲目浪费现象，为地浸矿山降低投资和生产成本。实现本专利技术目的的技术方案：一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其包括如下步骤：步骤(1)以计算机数值模拟软件建立数值模型，其包括如下子步骤：(1.1)模型概化；对地浸采铀试验、生产区域的水文地质条件进行概化，即把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄概念转化为便于进行数学和物理模拟的基本模型；(1.2)模型数值化；将步骤(1.1)的基本模型转化为可解的数值模型；(1.3)数值模型建立；对步骤(1.2)的数值模型进行网格划分和数据输入的建模工作，再对数值模型边界条件进行设定；(1.4)数值模型校正数值模型运行后结果会与实际观测有偏差，这时对数值模型参数进行修改、调整，以提高数值模型的拟合度；(1.5)设计钻孔布置方式，建立试验、生产井场根据数值模型模拟预测结果定性分析地浸过程中在抽、注条件下地下水流场变化规律，设计试验、生产钻孔布置方式、钻孔间距，建立试验、生产井场；步骤(2)在试验、生产单元进行井间示踪试验，其包括如下子步骤：(2.1)选择示踪剂选择一种或几种醇类示踪剂，以用于投入不同的注液孔；(2.2)计算示踪剂投放量利用步骤(1)已建好的数值模型模拟计算各醇类示踪剂的投放量；(2.3)示踪剂投放示踪剂投放方式为瞬时投放；示踪剂投入不同的注液孔，之后恢复正常生产；(2.4)取样试验区域所有抽液孔均为取样孔，取样时间开始为0.5～1小时取1个样，待示踪剂浓度稳定后取样时间适当延长；(2.5)示踪剂浓度分析醇类示踪剂的分析采用气相色谱仪检测分析，一次性可以得到多种示踪醇类的分析结果；(2.6)对示踪试验数据进行分析根据示踪剂见剂时间、浓度变化计算示踪剂弥散速度，推导各钻孔间的水力联系及堵塞情况，以指导试验、生产中各钻孔抽、注液量的调节和洗孔操作；(2.7)数值模拟将示踪试验数据导入已建好的数值模型，进一步校验、提高数值模型的拟合度，绘制出各示踪醇的弥散范围，模拟预测后期示踪醇的弥散范围，以此模拟预测结果指导下一步的井场开拓和井场周边观测孔的布置。如上所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤(1.2)所述的将步骤(1.1)的基本模型转化为可解的数值模型，其采用数值模拟软件为GMS、VisualModflow、VisualGroundwater、PHREEQC、HST3D或TNTmips。如上所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤(1.3)所述的对步骤(1.2)的数值模型进行网格划分和数据输入的建模工作，所述的数据包括各钻孔数据、观测水位数据、钻孔抽/注液量数据、注入试剂浓度、出液试剂浓度、地层渗透系数。如上所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤(1.4)所述的对数值模型参数进行修改、调整，其修改、调整的参数包括模型边界条件、地层渗透系数、模拟时间、步长，通过不断的参数调整优化，使数值模型模拟值逐步接近实测值；数值模型拟合度大于75％。如上所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤(2.1)所采用的示踪剂有甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇或异丙醇。如上所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤(2.3)所述的示踪剂投入不同的注液孔，其各投放点对应的抽注单元应分布在井场四个方向，基本可控制井场纵向弥散度的分布特征。如上所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其步骤(2.5)所述的醇类示踪剂的分析采用气相色谱仪检测分析，一次性可以得到多种示踪醇类的分析结果，其首先利用标准醇绘制所选用示踪醇的标准曲线，其后将取样分析结果参照各自标准曲线计算出示踪醇的浓度。本专利技术的效果在于：本专利技术通过在地浸采铀中引入井间示踪的方法，利用数值模拟技术，对地下水流场和示踪剂的流向、流速及弥散范围的数值模拟，达到对溶浸液流向、流速及溶浸范围的估算、监测和预测，进而指导地浸试验、生产中钻孔布置，调节井场各钻孔抽、注液量，控制溶浸范围，极大地降低原材料的消耗、节约生产成本，控制地浸矿山污染扩散，为地浸采铀提供一种新方法和新思路。附图说明图1为甲醇弥散速度示意图(图中速度单位为m/d)；图2为甲醇弥散曲线；图3为异丙醇弥散速度示意图(图中速度单位为m/d)；图4为异丙醇弥散曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术所述的一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法作进一步描述。实施例1新疆某铀矿山C10采区，其采用了本专利技术所述的原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，利用VisualModflow软件建立了C10采区数值模型，以甲醇为示踪剂在试验、生产单元进行井间示踪试验试验。具体包括如下步骤：步骤(1)以计算机数值模拟软件建立数值模型，其包括4个步骤(1.1)模型概化；对地浸采铀试验、生产区域的水文地质条件进行合理的概化，即把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄概念转化为便于进行数学和物理模拟的基本模型，(1.2)模型数值化；将步骤(1.1)的基本模型转化为可解的数值模型，采用的数值模拟软件为VisualModflow；(1.3)数值模型建立；对步骤(1.2)的数值模型进行网格划分和数据输入的建模工作，所述的数据包括各钻孔数据、观测水位数据、钻孔抽/注液量数据、注入试剂浓度、出液试剂浓度、地层渗透系数；再对数值模型边界条件进行设定，根据实际情况设定模型的边界，定义各边界的边界条件；(1.4)数值模型校正数值模型运行后结果会与实际观测有偏差，这时对数值模型参数进行修改、调整，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤(1)以计算机数值模拟软件建立数值模型，其包括如下子步骤：(1.1)模型概化对地浸采铀试验、生产区域的水文地质条件进行概化，即把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄概念转化为便于进行数学和物理模拟的基本模型；(1.2)模型数值化将步骤(1.1)的基本模型转化为可解的数值模型；(1.3)数值模型建立对步骤(1.2)的数值模型进行网格划分和数据输入的建模工作，再对数值模型边界条件进行设定；(1.4)数值模型校正数值模型运行后结果会与实际观测有偏差，这时对数值模型参数进行修改、调整，以提高数值模型的拟合度；(1.5)设计钻孔布置方式，建立试验、生产井场根据数值模型模拟预测结果定性分析地浸过程中在抽、注条件下地下水流场变化规律，设计试验、生产钻孔布置方式、钻孔间距，建立试验、生产井场；步骤(2)在试验、生产单元进行井间示踪试验，其包括如下子步骤：(2.1)选择示踪剂选择一种或几种醇类示踪剂，以用于投入不同的注液孔；(2.2)计算示踪剂投放量利用步骤(1)已建好的数值模型模拟计算各醇类示踪剂的投放量；(2.3)示踪剂投放示踪剂投放方式为瞬时投放；示踪剂投入不同的注液孔，之后恢复正常生产；(2.4)取样试验区域所有抽液孔均为取样孔，取样时间开始为0.5～1小时取1个样，待示踪剂浓度稳定后取样时间适当延长；(2.5)示踪剂浓度分析醇类示踪剂的分析采用气相色谱仪检测分析，一次性可以得到多种示踪醇类的分析结果；(2.6)对示踪试验数据进行分析根据示踪剂见剂时间、浓度变化计算示踪剂弥散速度，推导各钻孔间的水力联系及堵塞情况，以指导试验、生产中各钻孔抽、注液量的调节和洗孔操作；(2.7)数值模拟将示踪试验数据导入已建好的数值模型，进一步校验、提高数值模型的拟合度，绘制出各示踪醇的弥散范围，模拟预测后期示踪醇的弥散范围，以此模拟预测结果指导下一步的井场开拓和井场周边观测孔的布置。...

【技术特征摘要】
1.一种原地浸出采铀中溶浸范围监测方法，其特征在于：该方法包括如
下步骤：
步骤(1)以计算机数值模拟软件建立数值模型，其包括如下子步骤：
(1.1)模型概化
对地浸采铀试验、生产区域的水文地质条件进行概化，即把含水层实际的
边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄概念转化为便于进行
数学和物理模拟的基本模型；
(1.2)模型数值化
将步骤(1.1)的基本模型转化为可解的数值模型；
(1.3)数值模型建立
对步骤(1.2)的数值模型进行网格划分和数据输入的建模工作，再对数
值模型边界条件进行设定；
(1.4)数值模型校正
数值模型运行后结果会与实际观测有偏差，这时对数值模型参数进行修
改、调整，以提高数值模型的拟合度；
(1.5)设计钻孔布置方式，建立试验、生产井场
根据数值模型模拟预测结果定性分析地浸过程中在抽、注条件下地下水
流场变化规律，设计试验、生产钻孔布置方式、钻孔间距，建立试验、生产
井场；
步骤(2)在试验、生产单元进行井间示踪试验，其包括如下子步骤：
(2.1)选择示踪剂
选择一种或几种醇类示踪剂，以用于投入不同的注液孔；
(2.2)计算示踪剂投放量
利用步骤(1)已建好的数值模型模拟计算各醇类示踪剂的投放量；
(2.3)示踪剂投放
示踪剂投放方式为瞬时投放；示踪剂投入不同的注液孔，之后恢复正常
生产；
(2.4)取样
试验区域所有抽液孔均为取样孔，取样时间开始为0.5～1小时取1个样，待
示踪剂浓度稳定后取样时间适当延长；
(2.5)示踪剂浓度分析
醇类示踪剂的分析采用气相色谱仪检测分析，一次性可以得到多种示踪
醇类的分析结果；
(2.6)对示踪试验数据进行分析
根据示踪剂见剂时间、浓度变化计算示踪剂弥散速度，推导各钻孔间的
水力联系及堵塞情况，以指导试验、生产中各钻孔抽、注液量的调节和洗孔
操作；
(2.7)数值模拟
将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，谭亚辉，谢廷婷，段柏山，李德，杨立志，甘楠，吴黎武，于长贵，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11