[发明专利]长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿稳定浸润线计算方法

说明书

本发明公开了一种长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿稳定浸润线计算方法，包括：S1、进行生产矿块工程地质勘探，获得生产矿块的地形地质资料，绘制典型地质剖面图；S2、在典型地质剖面图上进行生产矿块注液工艺设计，根据地形地质资料确定地形条件，并根据注液工艺设计资料确定注液条件；S3、进行生产矿块注液浸润线计算，得到生产矿块注液稳定浸润线方程；S4、根据生产矿块注液稳定浸润线方程，获取生产矿块典型剖面上的注液浸润线，即得稳定浸润线。本发明实现了针对长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿稳定浸润线的准确计算。

技术领域

本发明涉及稀土矿山开采领域，具体涉及一种长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿稳定浸润线计算方法。

背景技术

离子吸附型稀土矿(简称离子型稀土矿)是在我国南方发现的一种新型外生稀土矿床，其独特之处在于稀土元素在风化壳内主要呈离子状态吸附于黏土和云母等矿物上，具有稀土配分齐全、放射性小、容易开采和富含高价值中重稀土元素等特点。根据矿山基岩裸露情况，可将离子型稀土矿山划分为裸脚式(基岩在山脚裸露)和全覆式(基岩被全风化层覆盖)两种。根据地形条件可将裸脚式稀土矿山划分为为长条形和浑圆形两种。

原地浸矿工艺是目前推广使用的离子型稀土矿开采工艺，该工艺主要采用1％～4％低浓度的硫酸铵溶液作为浸取剂，通过注液孔网注入矿体中，通过收液工程回收稀土母液，并将稀土母液送至地面工厂进行除杂、沉淀、提取、加工，达到回收稀土资源的目的。原地浸矿工艺具有不破坏矿体表面植被、不开挖表土和矿石的优点，但同时也存在一些亟待解决的问题，如：注液强度的确定主要依靠工程经验，对于裸脚式稀土矿山，注液强度偏小会造成浸矿不充分，许多矿山多次复灌仍能开采出稀土；注液强度偏大会造成矿山浸润面过高，容易诱发山体滑坡等地质灾害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿稳定浸润线计算方法，以实现针对长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿稳定浸润线的准确计算。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：长条形裸脚式稀土矿山原地浸矿临界注液强度计算方法，包括以下步骤：

S1、进行生产矿块工程地质勘探，获得生产矿块的地形地质资料，绘制典型地质剖面图；

S2、在典型地质剖面图上进行生产矿块注液工艺设计，根据地形地质资料确定地形条件，并根据注液工艺设计资料确定注液条件；

S3、进行生产矿块注液浸润线计算，得到生产矿块注液稳定浸润线方程；

S4、根据生产矿块注液稳定浸润线方程，输入量以k为间隔取一系列值，得到不同输入量对应的浸润线高度，将计算结果以坐标形式标注于典型地质剖面图上，形成一系列散点，并将这些散点连成光滑的曲线即为生产矿块典型剖面上的注液浸润线，，即得稳定浸润线。

按上述方案，S1所述的地形地质资料包括：表土层、矿层、全风化层、中风化层及基岩的分布，表土层、矿层、全风化层、中风化层及基岩的基本物理参数，以及各地质层的天然密度、天然含水率、孔隙比、颗粒级配、粘聚力、内摩擦角、饱和渗透系数。

按上述方案，S2中所述地形条件包括：分水岭位置A、分水岭到集液沟的水平距离L₃、边坡坡度α、基岩底板坡度β。

按上述方案，S2中所述注液条件包括：注液区范围L₁、注液强度W、相对注液强度λ。

按上述方案，相对注液强度λ由下式获得：

λ＝W/K_s

其中，K_s为饱和渗透系数，单位为m/d。

按上述方案，注液稳定浸润线方程为：