地浸采铀渗流弥散场特征分析及应用(待续).pdf

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1、第35卷第3期袖矿冶Vol.35No,32016年8月URANIUMMININGANDMETALLURGYAug.2016地浸采铀渗流弥散场特征分析及应用（待续）谢廷婷1，姚益轩1，甘楠1，2，张#1，胥国龙1，闻振乾1(1.核工业北京化工冶金研究院，北京1〇1149;2.中国地质大学(北京），北京100083)摘要：应用地下水模拟软件，对地浸采铀井场的水动力渗流场和溶质弥散迁移场进行了量化分析研究。将渗流场分为若干特征区域，定义了粒子渗流域平垂面特征参数、地下水对地浸流场稀释率、注孔流量贡献值

2、等特征参数，同时根据各抽孔的稀释量变化对地浸流场进行了周期划分。在地层均质性、抽注流量、井距、过滤器安放位置及过滤器长度等不同因素影响下，建立内蒙古某地浸井场的水动力及溶质弥散迁移模型，并以这些特征参数为指标对井场进行了量化比较。关键词：地浸采铀模拟;有效渗流域面积比；垂向水力作用高度；井场稀释率；注液孔贡献率中图分类号：TD868文献标志码：A文章编号：1000-8063(2016)03-0149-10doi：10.13426/j.cnki.yky.2016.03.001地浸采铀井场内含矿层中

3、溶质的运移受3个心取1无限小的平行六面体作为均衡单元体，该“场”控制：抽注液水力梯度作用下形成的水动力点沿坐标轴方向的渗流速度分量为％，％，％，液渗流场r浸出剂在浓度梯度作用下形成的溶质弥体密度为…则Ai时间内，流人与流出这个单元散场；以及浸出剂与矿石化学反应形成的物理化体的总质量差为：学反应浸出场。渗流场、弥散场和浸出场相互作—「^2+^2+誓]純。⑴用，推动了溶液的运移扩散，三者一起构成了地浸dxaydz采铀流场。目前对地浸采铀过程中抽注液水动力在均衡单元体内，液体所占的体积为渗流场及弥散场

4、的研究大多只停留在概念阶段，?2A:cA：yAz，其中72为孔隙度，单元体内的液体质为了更准确地掌握地浸采铀流场规律，需要建立量为!OTAzAyAz。因此，Af时间内，单元体内液相应数学方程，对抽注液水动力渗流场及弥散场体质量的变化量为：进行量化分析。d_pnl^xlylz~At〇(2)dt1数学计算方程单元体内液体质量的变化是由流人与流出这l.i地下水抽注渗流及弥散理论模型[12]个单元体的液体质量差造成的。在连续流条件在地浸采铀井场流场中，钻孔抽注液作业形下，根据质量守恒定律，二者应

5、该相等：成的水动力渗流场是基础，只有溶液渗流到的部d(pvx)d(pVy)

6、d(pvz)-/xhyhz/t-dxdydz位才有可能发生弥散与浸出。水动力渗流场反映3溶液的流速矢量场，研究渗流场就是研究溶液的_pnlxilyilz~At〇(3)dt流速矢量分布。从注液钻孔过滤器到抽液钻孔过溶质的迁移分为2个部分:渗流迁移，以及由滤器，溶液在这2个点之间的地层中循环流动，流渗流迁移引起的随机偏离，即弥散迁移。弥散迁体在含水层中的流动过程都可以用三维连续流进移也称为水动力弥散，包括由流体速度

7、变化引起行描述。的机械弥散和溶质浓度差导致的分子扩散。描述在充满液体的渗流区内，以》(^，3»，《)点为中有内部源汇项的渗流-弥散溶质迁移方程为：收稿日期：2016-01-08基金项目：国家863计划项目（2012AA061800)第一作者简介：谢廷婷（1982—），女，广西北海人，高级工程师，从事地浸采铀研究工作。150抽矿冶第35卷3{〇C)3水模拟软件，以及美国BrighamYounguniversi(q{C)+dtBxity环境模拟研究实验室研制开发的GMS3(4)(Groundwate

8、rmodelingsystem)综合地下水模Bxi型软件包。这些软件共有的优点是：包含了上式左侧为溶质随时间变化项，右侧3项分别对MODFLOW、FEMWATER、MT3D、RT3D、应溶质渗流迁移项、弥散迁移项和源汇项。SEAM3D、MODPATH等主要计算模块，具有良D=aLT^aTHY^JraTv-^^JJrD',,(5)好的可视化界面。由前处理程序生成核心模拟程MMM式(5)中D为弥散系数;ai、arH、aiv分别为溶质在序数据，调用程序，运行模型；通过后处理完成结溶液流向的纵向、横向

9、、垂向上的弥散度，具有长度果的显示和查看，前后处理只通过数据发生关系。的量纲;分别为水流在3个方向上的渗地下水数值模拟在原地浸出采铀中的应用较晚，尚处于起步阶段。谭凯旋基于Fortian与流速度；bl为渗流速度矢量的模;为有效分子扩散系数，根据Fick定律，FD=—D*(3C/3/)。C+十语言编制了1-3维地浸采铀浸出过程各阶式（5)等号右侧前3项对应机械弥散项，最后段的模拟程序系统[3];赵春虎、李国敏在弥散试验一项为分子扩散项。基础上应用VisualModflow对某地浸矿山试验1.2数值