离子型稀土原地浸矿中孔径变化和渗流规律试验研究

发布时间：2017-08-05 16:18

  本文关键词：离子型稀土原地浸矿中孔径变化和渗流规律试验研究

  更多相关文章： 原地浸矿 注液强度 孔径分布 土体体积含水率 边坡稳定性

【摘要】：目前,离子型稀土均采用原地浸矿法进行开采。但由于各个矿区复杂多变的实际情况,且没有统一规范,只凭借经验开采,易造成滑坡等严重地质灾害,故研究浸矿液在矿山中的渗流规律以及在整个注液周期内边坡的稳定性,对离子型稀土的安全开采具有重要意义。本文首先提出土体有效孔径及其分布参数的测试方法,并通过室内柱浸试验加以验证,分析浸矿中矿体孔径变化规律。通过现场试验,根据矿体孔径变化规律,分析原地浸矿中的渗流规律,从而来判断边坡稳定性。现场试验主要分为三个:第一个为原地浸矿中注液量和收液量监测试验,用于判断试验矿山的溶液回收率和渗流稳定期;第二个为原地浸矿中土体含水率变化的监测试验,用于判断毛细作用引起的毛细水上升高度、注液孔周边饱和渗流椎体高度的大小,以及分析土体体积含水率增量与土体土水势梯度的关系;第三个为原地浸矿中边坡变形分析试验,用于分析边坡在水平方向和竖直方向上的变形情况。(1)当土样孔隙度为44.4%时,相对于粒径范围0.075-0.09mm的筛分样重塑样,原矿重塑样的平均有效孔径和有效孔隙度大,分别为1.14倍和1.90倍,但两者的孔径分布参数基本相同,因此判断原地浸矿过程中山体的孔径分布不发生变化。(2)本试验矿山的溶液回收率为74.39%,并在注液的第70天达到渗流稳定期。(3)当试验区域的平均注液强度为0.26m3/d,注液深度为3.8m左右时,山顶处由于毛细作用引起的毛细水上升高度约为2m;注液孔周边形成的饱和渗流椎体高度处于3.8m-4.6m处,即饱和渗流椎体的高度为0.8m。(4)当处于注液深度之下0.4m时,在渗流稳定期,该深度与注液深度处的水势梯度为4kPa,其土体体积含水率增量与注液深度处相同,为15%。当处于注液深度之上0.8m时,在渗流稳定期,该深度与注液深度处的水势梯度为7kPa,其土体体积含水率增量是注液深度处的1/3,为5%。(5)山顶处在自重作用下的沉降主要发生在注液的60-80天,山腰处在自重作用下的沉降主要发生在注液的60-90天;位于山腰处的土体有向山脚运动的趋势,其边坡土压力可按朗肯土压力计算。
【关键词】：原地浸矿 注液强度 孔径分布 土体体积含水率 边坡稳定性
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD865
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 选题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题9-11
• 1.3 研究的主要内容与技术路线11
• 1.3.1 研究的主要内容11
• 1.3.2 技术路线11
• 1.4 本文创新点11-13
• 第二章 土体有效孔径及其分布参数的测试13-21
• 2.1 土体有效孔径测试方法13-16
• 2.2 有效孔径的测试试验16-20
• 2.2.1 试验矿样的基本物理性质16-17
• 2.2.2 试验设备及试验方法17-18
• 2.2.3 试验结果分析18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 原地浸矿中土体含水率变化的试验研究21-43
• 3.1 试验目的22
• 3.2 注液量和收液量的监测试验22-25
• 3.2.1 试验设计22-24
• 3.2.2 渗流稳定期的判断24
• 3.2.3 溶液回收率的计算24-25
• 3.3 原地浸矿过程中土体含水率的监测试验25-42
• 3.3.1 试验设计25-27
• 3.3.2 1号大井试验数据结果及分析27-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 原地浸矿中边坡变形的试验研究43-63
• 4.1 试验目的43
• 4.2 现场试验方案43-48
• 4.2.1 根据试验方案选择监测点43-44
• 4.2.2 测线1和测线2布置方案44-48
• 4.3 测线1沿水平方向边坡变形分析和土压力计算方法48-57
• 4.3.1 测线1上孔隙水压力数据分析48-50
• 4.3.2 测线1边坡变形分析50-53
• 4.3.3 测线1土压力的计算方法53-57
• 4.4 测线2沿竖直方向边坡变形分析57-61
• 4.4.1 孔隙水压力增量与含水率增量的关系57-58
• 4.4.2 边坡在竖直方向上的变形分析58-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第五章 结论与展望63-65
• 5.1 结论63-64
• 5.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间的研究成果70-71

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本文编号：625785