1.一种离子型稀土矿山原地浸矿的浸矿剂溶液注入时长计算方法,其特征是,包括以下步骤:步骤一,计算矿土渗透系数;
在计划开采的矿块选择矿土渗透系数的测试点,记录测试点的坐标位置,采用现有技术测量测试点位置见矿深度处的矿土渗透系数、矿土的干密度及其颗粒级配的表征参量,表征参量包括不均匀系数、曲率系数和有效粒径;将所测矿土的渗透系数、干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径代入关系式(1)确定拟合参数A;
关系式(1):
关系式(1)中:K为渗透系数;ρd为矿土的干密度`;Cu为不均匀系数;Cc为曲率系数;d10为有效粒径;A为拟合参数;
步骤二,测试所述矿块内矿土干密度和颗粒级配;
按照取样网度布置取样点,记录取样点的坐标位置,将所有取样点见矿深度范围内的矿土全部取出,测试矿土的干密度及其颗粒级配,对颗粒级配所选用的表征参量为不均匀系数、曲率系数和有效粒径;
步骤三,分析所述矿块内矿土干密度和颗粒级配的空间变异性;
根据所述矿块内所有取样点处矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径的测试数据,由地质统计学方法确定各参数的变异函数值,根据变异函数值拟合球状变异函数模型、指数变异函数模型及高斯变异函数模型,确定矿块内矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径的最优变异函数模型及变程;
步骤四,计算矿土干密度和颗粒级配表征参量对目标点相应参数权重;
选取步骤三中确定的所述矿块内矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径这四个参数的最大变程确定为计算单元,将原地浸矿的各注液孔分别设为目标点,按关系式(2)计算得到计算单元内各取样点矿土的干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径对目标点相应参数的权重;
关系式(2):
关系式(2)中:γij为第i点到第j点的变异函数值,i,j=1~N;N为用于估计目标点的取样点的数量;wk为取样点xk对目标点xp的权重,k=1~N;γNp为目标点到任一取样点的变异函数值;下标p为目标点编号;φ为拉格朗日乘数;
步骤五,计算各注液孔处矿土干密度和颗粒级配表征参量;
根据步骤四中计算单元内所有取样点处的矿土的干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径对注液孔处相应参数的权重,按关系式(3)计算注液孔处的矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径:关系式(3):
关系式(3)中:f(xp)为注液孔处的矿土干密度、不均匀系数、曲率系数或有效粒径;f(xk)为取样点xk的干密度、不均匀系数、曲率系数或有效粒径;wk为取样点xk对目标点xp的权重;N为取样点的数量;下标p为目标点编号,下标k=1,2,…,N;
步骤六,计算各注液孔处矿土渗透系数;
根据步骤一矿土渗透系数的计算方法,以及步骤五中计算得到的各注液孔处矿土的干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径,按关系式(1)计算得到各注液孔处矿土的渗透系数;
步骤七,计算各注液孔浸矿剂溶液注入时长;
在明确各注液孔处矿土渗透系数的前提下,按关系式(4)计算孔网注液条件下的单孔注液强度;在此基础上,依据已公布专利《以矿石体积为依据的离子型稀土分区注液方法》选定工程预计浸取率、确定单位矿土体积的浸矿剂消耗量,并按关系式(5)计算各注液孔的注液时长;
关系式(4):
关系式(4)中:qm为孔网注液条件下的单孔注液强度,单位m3/d;la为注液孔孔距,单位m;α为拟合参数,取值1.61;K为渗透系数,单位m/d;R0为注液孔半径,单位m;H为注液孔内液面高度,单位m;
关系式(5):
关系式(5)中:t为浸矿剂溶液的注入时长,单位d;la为注液孔孔距,单位m;lb为注液孔排距,单位m;h为注液孔处的矿土厚度,单位m;β为单位矿土体积的浸矿剂消耗量,单位kg/
3 3 3
m;c为浸矿剂溶液浓度,单位kg/m;qm(K)为孔网注液条件下的单孔注液强度,单位m/d。
2.根据权利要求1所述的一种离子型稀土矿山原地浸矿的浸矿剂溶液注入时长计算方法,其特征是:步骤一中矿土渗透系数的测试点选择2~5个,测试点位置见矿深度为0.5m~
3m。
3.根据权利要求1所述的一种离子型稀土矿山原地浸矿的浸矿剂溶液注入时长计算方法,其特征是:步骤二中按照2~30m×2~30m的取样网度布置取样点,所有取样点见矿深度为0.5m~3m。
4.根据权利要求1所述的一种离子型稀土矿山原地浸矿的浸矿剂溶液注入时长计算方法,其特征是:步骤三中矿块内矿土干密度、不均匀系数、曲率系数和有效粒径的最优变异函数模型均为指数模型,其函数表达式如关系式(6)所示,关系式(6):
关系式(6)中:γ(h)为变异函数;C0为块金常数;C为拱高;a为变程,单位m;h为两个取样点之间的距离,单位m。