循环爆破荷载作用下类铀矿岩损伤演化及氡析出规律的实验研究

发布时间：2020-05-21 18:55

【摘要】：现阶段,机械通风是降低铀矿开采中产生的氡及氡子体浓度的主要措施。但在设计铀矿山通风排氡系统时,首先要考虑的就是射气介质析出到矿井环境中的氡量,而射气介质中氡的析出量又受介质内氡运移的影响。大量研究表明,氡在射气介质中运移行为是一个与温度、压力、含水率、孔隙度、渗透性等内外因素相关的时效过程,且国内外学者已经对上述氡运移影响因素进行详细分析,而在循环爆破荷载作用下铀矿岩损伤演化及氡析出规律的研究鲜有报道。为了研究循环爆破荷载作用下类铀矿岩损伤演化与氡析出规律两者之间的关系,自行设计了循环爆破荷载作用下铀矿岩损伤演化及氡析出规律研究综合实验系统,获取实验数据,得出循环爆破荷载作用下铀矿岩累积损伤演化与氡析出率变化之间的规律,为铀矿井下开采氡辐射防治提供理论依据,具体研究内容如下:(1)依据爆破实验要求,选择仪器并确定综合实验系统中相似模型实验研究装置、循环爆破荷载施加装置、累积损伤程度测量装置和氡气连续收集测量装置的设计方案,利用三维机械设计软件Solid Works进行三维仿真整体设计。(2)依据相似模拟原理,按照物理、力学以及放射性参数的相似性准则,通过正交实验设计流程,以花岗岩型铀矿岩为原型,确定相似材料配合比,并对其进行实验研究,从而制备类铀矿岩试块来替代实验所需的工程岩体。(3)施加循环爆破荷载,并应用声波测试方法,借助ZBL-U5系列非金属超声波检测仪,研究循环爆破荷载作用下岩体爆破损伤特征,以声波速度变化定义岩体爆破损伤参量,以此研究循环爆破荷载作用下岩体损伤演化特征。(4)应用常规氡气测量,借助RAD7连续测氡仪,通过密闭腔体法获取试块爆破前后累积氡浓度数据,并进行数据处理,得到爆破前后氡析出率。研究循环爆破荷载作用下类铀矿岩体爆破荷载作用前、后的氡析出率变化规律。(5)采用数据处理方法,基于K-Means聚类分析方法确定累积损伤综合程度,并结合上述实验研究获取的受载岩体损伤演化及氡析出率变化规律,分析研究循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤演化与氡析出率两者相关关系。
【图文】：

开采方法,铀矿床,采铀

图 1-1 铀矿床开采方法根据我国铀矿床的特点，普通硬岩铀矿床开采一般采用常规的井下或露天开采，井下开采可以采用空场法、充填法和崩落法。另一方面，针对我国砂岩型铀矿床的特点，，结合铀的天然可浸性，进而确定的溶浸采铀方法（原地浸出采铀、堆浸采铀和原地爆破浸出采铀）也已运用到了我国部分铀矿床的开采[5]。下面对溶浸采铀方法进行简单介绍：（1）原地浸出采铀：是在原始条件下，无需直接破坏矿床的结构，通过钻孔将配好的浸出液注入矿层，待浸出液与矿物发生化学反应，并进行提取处理，最终制造出合格产品，详细的工艺流程如图 1-2 所示。（2）堆浸采铀（又可细分为地表和地下两种情况）：首先需借助机械设备或爆破手段对岩石进行破碎并筑成梯形矿堆，其次通过布液系统将浸出液充分与其接触，最后得到合格产品[6]。

工艺流程图,工艺流程图,集液池,储池

图 1-2 原地浸出采铀工艺流程图1--化学试剂配制池，2--浸出液储池，3--水冶厂，4--高位池，5--布液管路，6--注液孔，7--分段集液池，8--地下矿堆，9--导液井，10--集液池
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD868;TD724.3

【参考文献】