[发明专利]离子型稀土矿山原地浸矿的浸矿剂溶液注入时长计算方法

权利要求书

1.一种离子型稀土矿山原地浸矿的浸矿剂溶液注入时长计算方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，计算矿土渗透系数；

在计划开采的矿块选择矿土渗透系数的测试点，记录测试点的坐标位置，采用现有技术测量测试点位置见矿深度处的矿土渗透系数、矿土的干密度及其颗粒级配的表征参量，表征参量包括不均匀系数、曲率系数和有效粒径；将所测矿土的渗透系数、干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径代入关系式(1)确定拟合参数A；

关系式(1)：

关系式(1)中：K为渗透系数；ρ_d为矿土的干密度^`；C_u为不均匀系数；C_c为曲率系数；d₁₀为有效粒径；A为拟合参数；

步骤二，测试所述矿块内矿土干密度和颗粒级配；

按照取样网度布置取样点，记录取样点的坐标位置，将所有取样点见矿深度范围内的矿土全部取出，测试矿土的干密度及其颗粒级配，对颗粒级配所选用的表征参量为不均匀系数、曲率系数和有效粒径；

步骤三，分析所述矿块内矿土干密度和颗粒级配的空间变异性；

根据所述矿块内所有取样点处矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径的测试数据，由地质统计学方法确定各参数的变异函数值，根据变异函数值拟合球状变异函数模型、指数变异函数模型及高斯变异函数模型，确定矿块内矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径的最优变异函数模型及变程；

步骤四，计算矿土干密度和颗粒级配表征参量对目标点相应参数权重；

选取步骤三中确定的所述矿块内矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径这四个参数的最大变程确定为计算单元，将原地浸矿的各注液孔分别设为目标点，按关系式(2)计算得到计算单元内各取样点矿土的干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径对目标点相应参数的权重；

关系式(2)：

关系式(2)中：γ_ij为第i点到第j点的变异函数值，i,j＝1～N；N为用于估计目标点的取样点的数量；w_k为取样点x_k对目标点x_p的权重，k＝1～N；γ_Np为目标点到任一取样点的变异函数值；下标p为目标点编号；φ为拉格朗日乘数；

步骤五，计算各注液孔处矿土干密度和颗粒级配表征参量；

根据步骤四中计算单元内所有取样点处的矿土的干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径对注液孔处相应参数的权重，按关系式(3)计算注液孔处的矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径：

关系式(3)：

关系式(3)中：f(x_p)为注液孔处的矿土干密度、不均匀系数、曲率系数或有效粒径；f(x_k)为取样点x_k的干密度、不均匀系数、曲率系数或有效粒径；w_k为取样点x_k对目标点x_p的权重；N为取样点的数量；下标p为目标点编号，下标k＝1,2,…,N；

步骤六，计算各注液孔处矿土渗透系数；

根据步骤一矿土渗透系数的计算方法，以及步骤五中计算得到的各注液孔处矿土的干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径，按关系式(1)计算得到各注液孔处矿土的渗透系数；

步骤七，计算各注液孔浸矿剂溶液注入时长；

在明确各注液孔处矿土渗透系数的前提下，按关系式(4)计算孔网注液条件下的单孔注液强度；在此基础上，依据已公布专利《以矿石体积为依据的离子型稀土分区注液方法》选定工程预计浸取率、确定单位矿土体积的浸矿剂消耗量，并按关系式(5)计算各注液孔的注液时长；

关系式(4)：

关系式(4)中：q_m为孔网注液条件下的单孔注液强度，单位m³/d；l_a为注液孔孔距，单位m；α为拟合参数，取值1.61；K为渗透系数，单位m/d；R₀为注液孔半径，单位m；H为注液孔内液面高度，单位m；

关系式(5)：

关系式(5)中：t为浸矿剂溶液的注入时长，单位d；l_a为注液孔孔距，单位m；l_b为注液孔排距，单位m；h为注液孔处的矿土厚度，单位m；β为单位矿土体积的浸矿剂消耗量，单位kg/m³；c为浸矿剂溶液浓度，单位kg/m³；q_m(K)为孔网注液条件下的单孔注液强度，单位m³/d。