[发明专利]一种针对地浸采铀流场的量化分析方法

权利要求书

1.一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：

所述的量化分析方法通过三维质点示踪技术对地下水数值模型模拟结果进行分析，确定针对地浸采铀工艺技术特点的地下水流场特征区域；具体包括以下步骤：

A.抽注液影响范围圈定

地浸采铀流场中，含矿含水层中的溶液在抽注液水动力作用下流动；

铀矿地浸开采中，在某一时刻某一地层区域同时受到抽液流场与注液流场影响的范围为有效的铀矿开采浸出范围；

在地浸流场数值模拟模型的各抽注液孔中分别投入设定数量的粒子，所述粒子的运行轨迹代表地下水流的流线和速度；

注液孔和抽液孔分别对应向前和向后两种粒子，向前粒子显示时间段t内粒子随水流的运动轨迹，向后粒子显示时间段t内粒子的来源轨迹；

在注液孔中投入向前粒子，在抽液孔中投入向后粒子，向前粒子流经区域的合集称为粒子注流场，向后粒子流经区域的合集称为粒子抽流场；

B.特征对流区域划分

地浸流场数值模拟模型中粒子注流场与抽流场共同构成抽注液水动力作用下粒子的渗流场；

时间段t内粒子抽流场与粒子注流场组成的区域并集称为第t时刻的粒子渗流域；与粒子渗流域相对应，时间段t内粒子抽流场及注流场均未作用到的区域，称为粒子渗流空白域；

通过对粒子渗流域进一步分析，设定以下部分渗流场无效：部分边缘注液孔的部分流线在时间段t内不能返回至抽液孔，该部分区域虽然属于渗流场但不能起到浸出的作用；

定义时间段t内，在粒子渗流域内粒子抽流场作用的区域为粒子有效渗流域，在粒子渗流域内粒子注流场未作用于抽流场区域为粒子无效渗流域；

当粒子有效渗流域中的粒子处于抽流场和注流场共同作用的水力区域时，时间段t内处于粒子抽流场与注流场共同作用下能被抽液孔抽出的粒子所在的区域为粒子强渗流域；

当粒子有效渗流域中的粒子仅处于抽流场作用的水力区域时，时间段t内处于粒子抽流场单个流场作用下能被抽液孔抽出的粒子所在的区域为粒子弱渗流域；

C.垂向水力作用高度差

通过地下水流场数值模拟，划分出特定的钻孔间距及特定的抽注液流量的条件下抽注流场共同作用区域的垂向高度差，作为铀矿地浸开采钻孔布置的参考依据；

所述的垂向水力作用高度差为：在时间段t内，在粒子注流场作用下，到达抽液孔的粒子所在区域的最大垂向高度差；

具体确定方法为：在垂向上通过步骤B所述的粒子强渗流域的圈定，确认粒子强渗流域的高程，作为垂向水力作用高度差。

2.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：所述的粒子为中性粒子，不参与任何反应，只跟随水流以相同速度发生渗流运动。

3.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：步骤A中所述的粒子数量为8～20。

4.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：所述的时间段t为30天。

5.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：步骤B中所述的当粒子有效渗流区域中的粒子处于抽流场和注流场共同作用的水力区域时，水力梯度较大，渗流速度较快，水力作用较强，对铀矿地浸开采溶浸剂与浸出液的运移有明显帮助。

6.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：步骤B中所述的当粒子有效渗流区域中的粒子仅位于抽流场或注流场作用的水力区域时，其水力作用相对较弱，渗流速度较慢。

7.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：步骤C中所述的垂向水力作用高度差为粒子渗流域中的一个剖面特征参数。

8.如权利要求1所述的一种针对地浸采铀流场的量化分析方法，其特征在于：所述的量化分析方法通过三维质点示踪技术对地下水数值模型模拟结果进行分析，确定针对地浸采铀工艺技术特点的地下水流场特征区域；具体包括以下步骤：

A.抽注液影响范围圈定

地浸采铀流场中，含矿含水层中的溶液在抽注液水动力作用下流动；

铀矿地浸开采中，在某一时刻某一地层区域同时受到抽液流场与注液流场影响的范围为有效的铀矿开采浸出范围；

在地浸流场数值模拟模型的各抽注液孔中分别投入设定数量的粒子，所述粒子的运行轨迹代表地下水流的流线和速度；所述的粒子为中性粒子，不参与任何反应，只跟随水流以相同速度发生渗流运动；所述的粒子数量为8～20；注液孔和抽液孔分别对应向前和向后两种粒子，向前粒子显示时间段t内粒子随水流的运动轨迹，向后粒子显示时间段t内粒子的来源轨迹；所述的时间段t为30天；

在注液孔中投入向前粒子，在抽液孔中投入向后粒子，向前粒子流经区域的合集称为粒子注流场，向后粒子流经区域的合集称为粒子抽流场；

B.特征对流区域划分

地浸流场数值模拟模型中粒子注流场与抽流场共同构成抽注液水动力作用下粒子的渗流场；

时间段t内粒子抽流场与粒子注流场组成的区域并集称为第t时刻的粒子渗流域；与粒子渗流域相对应，时间段t内粒子抽流场及注流场均未作用到的区域，称为粒子渗流空白域；

通过对粒子渗流域进一步分析，设定以下部分渗流场无效：部分边缘注液孔的部分流线在时间段t内不能返回至抽液孔，该部分区域虽然属于渗流场但不能起到浸出的作用；

定义时间段t内，在粒子渗流域内粒子抽流场作用的区域为粒子有效渗流域，在粒子渗流域内粒子注流场未作用于抽流场区域为粒子无效渗流域；

当粒子有效渗流域中的粒子处于抽流场和注流场共同作用的水力区域时，水力梯度较大，渗流速度较快，水力作用较强，对铀矿地浸开采溶浸剂与浸出液的运移有明显帮助；时间段t内处于粒子抽流场与注流场共同作用下能被抽液孔抽出的粒子所在的区域为粒子强渗流域；

当粒子有效渗流域中的粒子仅处于抽流场作用的水力区域时，其水力作用相对较弱，渗流速度较慢，时间段t内处于粒子抽流场单个流场作用下能被抽液孔抽出的粒子所在的区域为粒子弱渗流域；

C.垂向水力作用高度差

通过地下水流场数值模拟，划分出特定的钻孔间距及特定的抽注液流量的条件下抽注流场共同作用区域的垂向高度差，作为铀矿地浸开采钻孔布置的参考依据；所述的垂向水力作用高度差为粒子渗流域中的一个剖面特征参数；

所述的垂向水力作用高度差为：在时间段t内，在粒子注流场作用下，到达抽液孔的粒子所在区域的最大垂向高度差；

具体确定方法为：在垂向上通过步骤B所述的粒子强渗流域的圈定，确认粒子强渗流域的高程，作为垂向水力作用高度差。