[發明專利]離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法

有效

• 申請號: 201710162437.9
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106932555B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 洪本根;王觀石;胡世麗;龍平;羅嗣海
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;C22B3/04;C22B59/00
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所 36116
• 代理人: 曾上

1.一種離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法，包括以下步驟：

第一步：測試礦體的飽和體積含水率，

現場取樣測試礦體試樣的密度和質量含水量，采用關系式(1)計算礦體的飽和體積含水率；

關系式(1)：

關系式(1)中：θ_s為飽和體積含水率，d_s為礦體試樣顆粒相對密度，w為礦體試樣的質量含水量，ρ為礦體試樣的密度，ρ_w為水的密度；

第二步：測試礦體的土-水特征曲線，

采用現有技術測試礦體不同體積含水率對應的基質吸力，通過關系式(2)擬合測試數據，確定擬合參數；

關系式(2)：

關系式(2)中：θ為體積含水率，θ_s為飽和體積含水率，θ_r為殘余體積含水率，λ、m、n為擬合參數，ψ為基質吸力，單位為kPa；

第三步：設定單孔注液影響邊界的飽和度，計算影響邊界的負壓水頭值，

采用關系式(3)計算影響邊界的負壓水頭值；

關系式(3)：

關系式(3)中：h_f為影響邊界的負壓水頭值，ρ_w為水的密度，g為重力加速度，ψ為基質吸力，單位為kPa，ψ_b為影響邊界上的基質吸力，單位為kPa，k_s為飽和滲透系數，k為非飽和滲透系數；采用關系式(4)計算非飽和滲透系數k；

關系式(4)：

關系式(4)中：k為非飽和滲透系數，k_s為飽和滲透系數，m為擬合參數，S為土體相對飽和度；采用關系式(5)計算土體相對飽和度S；

關系式(5)：

關系式(5)中：S為土體相對飽和度，θ為體積含水率，θ_s為飽和體積含水率，θ_r為殘余體積含水率，ψ為基質吸力，單位為kPa，λ、m、n為擬合參數，且m＝1-1/n；

第四步：計算單孔注液影響范圍內的平均滲透系數，

由關系式(4)可得非飽和滲透系數，采用關系式(6)計算單孔注液影響范圍內的平均滲透系數；

關系式(6)：

關系式(6)中：k_d為單孔注液影響范圍內的平均滲透系數，k為非飽和滲透系數，θ為體積含水率，θ_s為飽和體積含水率，θ₁為影響邊界上的體積含水率；

第五步：計算注液孔底所在平面上影響邊界與注液孔周的距離，

采用關系式(7)計算注液孔底所在平面上影響邊界與注液孔周的距離；

關系式(7)：

關系式(7)中：a為注液孔底所在平面上影響邊界與注液孔周的距離，θ₁為影響邊界上的體積含水率，θ_s為飽和體積含水率，θ_i為初始體積含水率，β為反映含水率隨徑向距離變化快慢的常數；

第六步：計算體積含水率隨徑向距離變化快慢的常數，

將關系式(3)、關系式(6)、關系式(7)代入關系式(8)中即可計算含水率隨徑向距離變化快慢的常數；

關系式(8)：

關系式(8)中：β為反映含水率隨徑向距離變化快慢的常數，k_d為單孔注液影響范圍內的平均滲透系數，h_f為影響邊界的負壓水頭值，a為注液孔底所在平面上影響邊界與注液孔周的距離，r₀為注液孔半徑，z為注液孔深度方向的坐標，向下為正方向，c為注液孔中積水深度，r為徑向坐標，k為非飽和滲透系數；

第七步：計算單孔注液的影響半徑，

根據關系式(8)可以解出對應孔中積水深度下的參數β，運用關系式(7)便可計算a，由此單孔注液的影響半徑可由關系式(9)進行描述；

關系式(9)：

R＝a+r₀ (9)，

關系式(9)中：R為單孔注液的影響半徑，a為注液孔底所在平面上影響邊界與注液孔周的距離，r₀為注液孔半徑。

2.根據權利要求1所述的一種離子型稀土原地浸礦單孔注液影響半徑的計算方法，其特征是：注液孔中積水深度c由以下方法確定：在稀土礦區選擇一平整場地，采用洛陽鏟鉆5個注液孔，孔深為2.5m，孔徑為0.18m，每個注液孔內放置Ф50mm的PVC管插至孔底，PVC管與注液孔壁之間用柴草填充，防止孔壁塌陷，PVC管下半段均勻開有小孔，以便水從PVC管中流出；將高位池中的上清液經1根Ф20mm的PVC主管向注液孔內連續注液，在連接5個注液孔的分支PVC管上分別安裝一個水龍頭和一個水表，通過水龍頭和水表控制5個注液孔的注液強度，達到穩滲時，采用數顯型液位變送器測試注液孔中對應的積水深度c。