一种防止地浸方式铀矿开采中地下水位下降的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铀煤共生矿山开采技术领域，具体涉及一种铀煤共采防止地浸方式铀矿开采中地下水位下降的方法。
【背景技术】
[0002]在采用地浸方法采铀时，需要保持一定的承压水位才能使地浸开采得以顺利进行，当承压水位下降到一定程度时，地浸开采方式将无法进行，这时铀矿将会成为无法开采的呆矿，从而导致国家战略资源的损失。而在采煤过程中，需要排放大量的地下水，尽可能将承压水位降到煤矿开采需要的安全水压以下，确保煤矿安全生产。在铀煤共生矿床中，特别是铀矿体位于煤层之上时，两种矿床在同时开采时就会产生矛盾，若按照“先铀后煤、先上后下”的原则，煤矿开采需要等到铀矿开采完成并进行退役治理后才能开采，而铀矿开采至少需15年以上，这样就会使煤炭企业需要较长时间的等待，将会给煤炭企业造成极大的经济损失。目前，由于铀煤共采过程中存在采用地浸方式开采铀矿会导致地下水位下降的问题，尚未现有技术能够解决该技术问题，因此需要提供一种铀煤共采防止采用地浸方式开采铀矿地下水位下降方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对铀煤共采过程中存在采用地浸方式开采铀矿会导致地下水位下降的问题，提供了一种防止地浸方式铀矿开采中地下水位下降的方法。
[0004]实现本发明目的的技术方案:
[0005]—种防止地浸方式铀矿开采中地下水位下降的方法，依次包括如下步骤:
[0006]步骤1.确定矿区铀煤空间位置关系
[0007]根据地质学方法，确定铀煤共生矿区中铀矿层和煤矿层的空间位置关系和矿区水文地质条件，包括含矿含水层的渗透系数和地下水水位；
[0008]步骤2.计算注水量
[0009]根据煤矿开采需要的最高安全压力和铀矿开采所需地下水位标高，计算出需要注入的总注水量Q ；
[0010]步骤3.计算注水井个数
[0011]确定每个注水井的直径后，进行现场试验确定每个注水井的注水能力q，再根据步骤2计算得到的总注水量Q和每个注水井的注水能力q计算所需施工注水井的个数n，计算公式为:n = Q + q ；
[0012]步骤4.确定注水井与铀煤共生矿区边界的距离
[0013]注水井与铀煤共生矿区边界的距离L为600?1200m ；
[0014]步骤5.确定注水井之间的距离
[0015]通过注水试验测得注水时的影响半径，并根据影响半径确定注水井之间的距离，注水井之间的距离应小于测得的影响半径。
[0016]步骤6.验证地下水分水岭的形成、分布及地下水位变化情况
[0017]采用水文地质软件模拟，验证注水井之间地下水分水岭的形成、分布及铀矿区地下水位变化情况，确认地下水位标高能否满足铀矿地浸开采的要求；
[0018]步骤7.布置注水井
[0019]根据步骤6的验证结果，在铀矿床的周围根据模拟结果和步骤3确定的注水井数量、步骤4确定的注水井与铀煤共生矿区边界的距离以及步骤5确定的注水井之间的距离布置注水井；
[0020]步骤8.构建地下水屏障
[0021]通过注水井向含水层注入清水，使地下水位上升，并且沿注水井之间的连线就会形成一道地下分水岭，从而确保铀矿采用地浸方式正常生产。
[0022]所述步骤4中注水井与铀矿体边界的距离L为800m。
[0023]所述步骤7中置注水井时，靠近煤矿开采区一侧的注水井分布密度大于其他方向的注水井分布密度。
[0024]所述防止地浸方式铀矿开采中地下水位下降的方法还包括打监测孔步骤，在煤矿区与铀煤共生矿区之间注水井的连线两侧设有监测孔，用于以监测地下水位的变化情况。
[0025]所述防止地浸方式铀矿开采中地下水位下降的方法，用于铀煤共同开采，煤矿先开采与铀煤共生矿区非重叠部分，待铀矿开采完毕并进行退役治理后再开采与铀矿区重叠部分的煤层。
[0026]本发明的效果在于:
[0027]在铀煤共生矿床中，当铀矿体赋存于煤层之上时，若两种资源同时开采，特别是铀矿适合地浸方式开采时，对地下水的要求是不同的。铀矿采用地浸方式开采时需要保持一定的地下水位，而煤矿开采时需要对地下水进行降压或疏干，煤矿要求地下水位越低越好，铀矿要求地下水位越高越好，对地下水位的要求不同造成了不同矿床开发之间的矛盾。本发明能够解决铀矿和煤矿在非重叠区开采前，通过注水井的设置在铀矿区外围建设一道水力屏障，煤矿疏干地下水时，防止铀矿区地下水位的下降。这种方法可以保证两种资源在非重叠区同时开采，使两种资源得到充分利用，提高企业经济效益，保证地质资源的回收。
【附图说明】
[0028]图1为铀煤共同开采时注水井平面布置图。
[0029]图中，1-铀煤共生矿区，2-煤矿开采区，3-铀煤重叠区域，4-注水井，5-监测井。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0031]本实施例提供了一种铀煤共采防止采用地浸方式开采铀矿地下水位下降的方法，依次包括如下步骤:
[0032]步骤1.确定矿区铀煤空间位置关系
[0033]根据地质学方法，确定铀煤共生矿区3中铀矿层和煤矿层的空间位置关系和矿区水文地质条件，包括含矿含水层的渗透系数和地下水水位；如图1所示，在本实施例的矿区1中，铀煤共生矿区3中铀矿层位于煤层的上部，在铀煤共生矿区3的周围为煤矿区2。由于采用地浸方式进行铀矿开采时所需利用的含水层同时也是煤矿开采所需排水的含水层，这意味着铀煤共采过程需保证含水层地下水位高度一方面不能超过煤矿开采所需的最高水位(即最高安全压力)要求，另一方面需要满足铀矿开采所需的最低水位(最低水位标高)要求。
[0034]步骤2.计算注水量
[0035]根据煤矿开采需要的最高安全压力和铀矿开采所需地下水位标高，采用VisualModflow专业水文地质软件计算出需要注入的总注水量Q ；
[0036]步骤3.计算注水钻4孔个数
[0037]确定每个注水井4的直径为100?230mm，优选为112mm，进行现场试验确定每个注水井4的注水能力q，再根据步骤2计算得到的总注水量Q和每个注水井4的注水能力q计算所需施工注水井4的个数n，计算公式为:n = Q + q ；
[0038]步骤4.确定注水井与铀煤重叠区域3距离
[0039]确定注水井4与铀煤重叠区域3边界距离L为600?1200m，优选800m。确定注水井4与铀煤重叠区域边界的原则