[發明專利]長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度計算方法

在審

• 申請號: 202111392711.4
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114139359A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 桂勇
• 申請（專利權）人: 贛南科技學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06T11/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度計算方法，包括：S1、進行生產礦塊工程地質勘探，獲得生產礦塊的地形地質資料，繪制典型地質剖面圖；S2、在典型地質剖面圖上進行生產礦塊注液工藝設計，根據地形地質資料確定地形條件，并根據注液工藝設計資料確定注液條件；S3、進行生產礦塊注液浸潤線計算，得到生產礦塊注液穩定浸潤線方程；S4、根據生產礦塊注液穩定浸潤線方程，獲取生產礦塊典型剖面上的注液浸潤線；S5、根據典型地質剖面圖和注液浸潤線，計算得到礦山邊坡的安全系數、礦塊臨界注液強度以及礦塊臨界注液水位。本發明實現了針對長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度的準確計算。

技術領域

本發明涉及稀土礦山開采領域，具體涉及一種長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度計算方法。

背景技術

離子吸附型稀土礦(簡稱離子型稀土礦)是在我國南方發現的一種新型外生稀土礦床，其獨特之處在于稀土元素在風化殼內主要呈離子狀態吸附于黏土和云母等礦物上，具有稀土配分齊全、放射性小、容易開采和富含高價值中重稀土元素等特點。根據礦山基巖裸露情況，可將離子型稀土礦山劃分為裸腳式(基巖在山腳裸露)和全覆式(基巖被全風化層覆蓋)兩種。根據地形條件可將裸腳式稀土礦山劃分為為長條形和渾圓形兩種。

原地浸礦工藝是目前推廣使用的離子型稀土礦開采工藝，該工藝主要采用1％～4％低濃度的硫酸銨溶液作為浸取劑，通過注液孔網注入礦體中，通過收液工程回收稀土母液，并將稀土母液送至地面工廠進行除雜、沉淀、提取、加工，達到回收稀土資源的目的。原地浸礦工藝具有不破壞礦體表面植被、不開挖表土和礦石的優點，但同時也存在一些亟待解決的問題，如：注液強度的確定主要依靠工程經驗，對于裸腳式稀土礦山，注液強度偏小會造成浸礦不充分，許多礦山多次復灌仍能開采出稀土；注液強度偏大會造成礦山浸潤面過高，容易誘發山體滑坡等地質災害。

發明內容

本發明的目的在于提供一種長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度計算方法，以實現針對長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度的準確計算。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種技術方案：長條形裸腳式稀土礦山原地浸礦臨界注液強度計算方法，包括以下步驟：

S1、進行生產礦塊工程地質勘探，獲得生產礦塊的地形地質資料，繪制典型地質剖面圖；

S2、在典型地質剖面圖上進行生產礦塊注液工藝設計，根據地形地質資料確定地形條件，并根據注液工藝設計資料確定注液條件；

S3、進行生產礦塊注液浸潤線計算，得到生產礦塊注液穩定浸潤線方程；

S4、根據生產礦塊注液穩定浸潤線方程，輸入量以k為間隔取一系列值，得到不同輸入量對應的浸潤線高度，將計算結果以坐標形式標注于典型地質剖面圖上，形成一系列散點，并將這些散點連成光滑的曲線即為生產礦塊典型剖面上的注液浸潤線；

S5、根據典型地質剖面圖和注液浸潤線，計算得到礦山邊坡的安全系數、礦塊臨界注液強度以及礦塊臨界注液水位；其中注液范圍與注液強度越大，剖面浸潤線則越高，安全系數計算值越小。

按上述方案，S1所述的地形地質資料包括：表土層、礦層、全風化層、中風化層及基巖的分布，表土層、礦層、全風化層、中風化層及基巖的基本物理參數，以及各地質層的天然密度、天然含水率、孔隙比、顆粒級配、粘聚力、內摩擦角、飽和滲透系數。

按上述方案，S2中所述地形條件包括：分水嶺位置A、分水嶺到集液溝的水平距離L₃、邊坡坡度α、基巖底板坡度β。

按上述方案，S2中所述注液條件包括：注液區范圍L₁、注液強度W、相對注液強度λ。

按上述方案，相對注液強度λ由下式獲得：

λ＝W/K_s