一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法技术

本发明专利技术公开一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，涉及采矿工程技术领域，包括：在地浸采区布置高密度可调井网；采用数字建井技术，确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置；在生产阶段，采用抽/注液集中过滤、强化浸出、高强度抽采、高强度注液、更改高密度可调井网的布置方式等操作，快速获取铀煤叠置区砂岩型铀资源；本发明专利技术能够提高砂岩型铀资源回收速度，缩短地浸采区服役年限。缩短地浸采区服役年限。缩短地浸采区服役年限。

【技术实现步骤摘要】
一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法


[0001]本专利技术涉及采矿工程
，特别是涉及一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法。

技术介绍

[0002]铀资源是重要战略资源，90％以上的天然铀产量来自砂岩型铀矿。大多数砂岩型铀矿与煤、石油、天然气等战略性矿产资源同盆共存，其中以铀煤叠置共生现象最为普遍。针对铀煤叠置共生现象提出“先铀后煤”开发策略。“先铀后煤”开采策略为该区域铀煤资源协同开发指明了科学开采顺序，同时也对铀资源开发效率和技术水平提出了更高要求。
[0003]国内地浸采铀矿山设计年限一般为15～20年，单采区设计服役年限为6～8年。影响采区开采快慢的最主要因素是浸出液铀浓度和抽注液量，除去客观因素和矿床本身的因素，浸出液铀浓度与采矿工程手段、浸出剂配方及浓度有关，抽注液量与潜水泵下放深度、抽液降深及注液压力有关。实际CO2+O2地浸采铀工艺条件下，采区在6年内难以达到80％的回采率，尤其在浸采中后期，矿层堵塞严重、抽注液量下降，浸出液铀浓度低、存在溶浸死角等诸多问题，采区需要延长服务年限至8～10年，甚至更久。
[0004]以鄂尔多斯盆地铀煤叠置的特大型砂岩铀矿为例，按照我国现有最大单体地浸矿山开发规模和采矿方法，需要30年甚至更久。在铀煤资源空间不叠置的条件下，以时间换取砂岩型铀矿的经济开采是可取的；但当前鄂尔多斯盆地多个煤矿矿井已投入生产或完成井建条件下，附近煤矿井的疏水导致砂岩铀储层水位持续下降，该区域铀资源的抢救性开发迫在眉睫；同时在铀煤叠置和“先铀后煤”开发策略下，也必须加快铀资源开发速度，尽快为压覆的煤资源提供开发空间和条件。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术从井型井距及生产运行抽注调换方式、高效强化浸出、高强度抽采、加压注液和平衡调控等多方面，提供了一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，提高砂岩型铀资源回收速度，缩短地浸采区服役年限。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，包括：
[0008]在地浸采区布置高密度可调井网；所述地浸采区为铀煤叠置区；其中，所述高密度可调井网为五点型井网形式，且位于所述高密度可调井网边缘处的注液井的井径为第一井径，位于所述高密度可调井网非边缘处的注液井和抽液井的井径均为第二井径；所述第一井径小于所述第二井径；
[0009]采用数字建井技术，确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置；
[0010]在生产阶段，执行开采操作，获取铀煤叠置区砂岩型铀资源；
[0011]所述开采操作分别为：
[0012]利用所述地浸采区上的过滤器进行抽/注液集中过滤；
[0013]采用强氧化反应和强络合反应在生产阶段强化浸出；
[0014]采用高扬程大流量潜水泵作业方式在生产阶段高强度抽采；
[0015]采用加压下注和均匀注液调控方式在生产阶段高强度注液；
[0016]在生产阶段更改高密度可调井网的布置方式。
[0017]可选地，所述抽液井和所述注液井之间的距离为20m～27m。
[0018]可选地，所述采用数字建井技术，确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置，具有包括：
[0019]收集所述地浸采区在矿床勘探阶段时的测井资料；
[0020]根据所述测井资料构建融合有三维非均质地层和铀矿体的模型；
[0021]对所述融合有三维非均质地层和铀矿体的模型进行离散化，形成包含几何模型与铀品位模型的融合模型；
[0022]在所述融合模型基础上，添加地浸钻井工艺，设定过滤器的开启位置和开启长度，进而得到工程渗流模型；
[0023]以可采铀资源量为目标函数，构建不同井距的工程渗流模型，进而得到优选井距；
[0024]在确定优选井距基础上，以减少垂向稀释为目的，进行过滤器的长度和位置的优化，进而确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置。
[0025]可选地，所述利用所述地浸采区上的过滤器进行抽/注液集中过滤，具体包括：
[0026]在地浸采区投入生产前，利用过滤器对含矿含水层进行水抽注循坏；
[0027]在地浸采区投入生产后，采用装载有粒径为2～5mm试剂为“石灰石+石英砂”的过滤器进行抽/注液集中过滤。
[0028]可选地，所述采用强氧化反应和强络合反应在生产阶段强化浸出，具体包括：
[0029]采用超前氧化和强氧化反应在生产阶段强化浸出；在所述超前氧化和强氧化反应中，分为三个阶段，具体为仅使用O2对含矿含水层进行预氧化阶段、采用“CO2+O
2”作浸出剂进行强氧化浸出阶段、以及使用催化氧化技术进行强氧化浸出阶段；
[0030]采用强络合反应在生产阶段强化浸出；在所述强络合反应中，使用的浸铀络合剂中的HCO3‑
含量大于1.5g/L。
[0031]可选地，在所述超前氧化和强氧化反应中，采用微纳米注氧技术将氧气加入地浸工艺中；
[0032]在所述强络合反应中，通过过滤器进行抽/注液集中过滤方式或者直接在浸出尾液中加入化学剂方式，保持浸铀络合剂中的HCO3‑
含量大于1.5g/L。
[0033]可选地，所述采用加压下注和均匀注液调控方式在生产阶段高强度注液，具体包括：
[0034]在注液井上安装耐压能力＞2MPa的井口装置，在生产阶段，采用压力范围为1.0～2.0MPa的地浸注液压力进行加压注液；
[0035]在生产阶段，通过调控手段控制所述地浸采区内的注液井的注液量一致。
[0036]可选地，所述在生产阶段更改高密度可调井网的布置方式，具体包括：
[0037]在地浸采区生产前期和生产中期，采用
“Ⅰ
型”五点式高密度可调井网；
[0038]在地浸采区生产后期，采用
“Ⅱ
型”五点式高密度可调井网；
[0039]其中，所述
“Ⅰ
型”五点式高密度可调井网由多个正方形组成，在所述正方形的四个
角处布置有注液井，在所述正方形的对角线交点处布置有抽液井；
[0040]所述
“Ⅱ
型”五点式高密度可调井网是在所述
“Ⅰ
型”五点式高密度可调井网的基础上进行改进，将位于边缘处的注液井停注，将位于非边缘处的注液井更改为抽液井，将位于非边缘处的抽液井更改为注液井。
[0041]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0042]本专利技术涉及一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，用于铀煤叠置或其他背景下要求砂岩型铀矿必须快速开采的情况。本专利技术包括砂岩型铀矿采区设计阶段和生产阶段的快速开采措施和方法，具体是通过高密度可调井网和数字建井技术、抽/注液集中过滤、强化浸出、高强度抽采、加压下注和均匀注液调控、生产阶段井网调控等联合手段，实现溶浸死角小、溶浸覆盖率大、浸出液铀浓度高、抽注液量大、含矿含水层渗透性保持良好的快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，其特征在于，包括：在地浸采区布置高密度可调井网；所述地浸采区为铀煤叠置区；其中，所述高密度可调井网为五点型井网形式，且位于所述高密度可调井网边缘处的注液井的井径为第一井径，位于所述高密度可调井网非边缘处的注液井和抽液井的井径均为第二井径；所述第一井径小于所述第二井径；采用数字建井技术，确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置；在生产阶段，执行开采操作，快速获取铀煤叠置区砂岩型铀资源；所述开采操作分别为：利用所述地浸采区上的过滤器进行抽/注液集中过滤；采用强氧化反应和强络合反应在生产阶段强化浸出；采用高扬程大流量潜水泵作业方式在生产阶段高强度抽采；采用加压下注和均匀注液调控方式在生产阶段高强度注液；在生产阶段更改高密度可调井网的布置方式。2.根据权利要求1所述的一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，其特征在于，所述抽液井和所述注液井之间的距离为20m～27m。3.根据权利要求1所述的一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，其特征在于，所述采用数字建井技术，确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置，具有包括：收集所述地浸采区在矿床勘探阶段时的测井资料；根据所述测井资料构建融合有三维非均质地层和铀矿体的模型；对所述融合有三维非均质地层和铀矿体的模型进行离散化，形成包含几何模型与铀品位模型的融合模型；在所述融合模型基础上，添加地浸钻井工艺，设定过滤器的开启位置和开启长度，进而得到工程渗流模型；以可采铀资源量为目标函数，构建不同井距的工程渗流模型，进而得到优选井距；在确定优选井距基础上，以减少垂向稀释为目的，进行过滤器的长度和位置的优化，进而确定位于所述地浸采区上的过滤器的长度和位置。4.根据权利要求1所述的一种铀煤叠置区砂岩型铀资源快速开采方法，其特征在于，所述利用所述地浸采区上的过滤器进行抽/注液集中过滤，具体包括：在地浸采区投入生产前，利用过滤器对含矿含水层进行水抽注循坏；在地浸采区投入生产后，采用装载有粒径为2～5mm试剂为“石灰石+石英砂”的过滤器进行抽/注液集中过滤。5.根据权利要求1所述的一种铀煤叠置区砂岩型铀资...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏学斌，阙为民，陈梅芳，崔玉峰，阳奕汉，赵利信，廖文胜，邢拥国，张传飞，许影，杜志明，霍建党，贾明滔，刘正邦，李召坤，
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：