一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法与流程

本发明涉及地浸采铀矿山开采，具体涉及一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法。

背景技术：

1、在地浸采铀试验运行过程中，地下水运动是溶质组分运移的主要营力和载体，含水层系统发生微小的应变，引起含水层-井孔系统的水流运动，最终导致井孔内水位变化。由于无法及时监测抽液井动水位，仅能采用抽注液流量加权平均算法对抽注平衡进行调节控制，定期手动调节单元流量，在采区抽注流量调控方面无法根据钻孔地质数据实现精益化调控，导致试验采区各单元浸出率差异性较大。

2、目前，国内地浸采铀矿山对于溶浸液的分布范围还未形成成熟的监测方法，更多是通过监测抽液井内的动水位，推测溶浸液的空间范围。在动水位监测方面，普遍采用电阻测量法、气压法、水位仪等方法进行动水位监测。电阻测量法可用于监测动水位变化情况，但考虑到受抽液井法兰盘、电缆等障碍物的影响，监测线缆易与抽液管、潜水泵电缆发生缠绕，造成动水位测量误差较大，无法精确监测抽液井动水位。气压法监测动水位也存在误差较大的问题，且该方法与电阻测量法相比，尽管在一定程度上提高了动水位监测的工作效率，但依旧有着不小的劳动强度，也无法实时连续性的对动水位进行监测。

3、本地水位仪测量动水位是将水位仪下放至抽液井动水位以下，水位仪按照设定的周期进行水位测量并记录，当需要获取抽液井动水位数据时，需要暂停抽液，并从抽液井中取出水位仪后，读取监测数据。采用本地水位仪监测动水位，存在监测数据获取不及时、对生产产生影响等问题，导致动水位这项重要的参数在井场运行过程中未能及时有效的发挥出应有的指导作用。综上在地浸采铀试验过程中，在地下水位监测与调控方面主要存在动水位数据获取不及时、不同钻孔动水位差异性大、地下水补给不足的问题。

4、基于动水位数据获取不及时、不同钻孔动水位差异性大、地下水补给不足、单元抽注不平衡、浸采率差异大等问题，为了实现实时了解抽液井水位变化情况，并研究和实施科学的流场调控和再造技术措施，依据各单元特点对浸出剂进行合理分配，减少溶浸死角范围，调节各子单元抽注平衡，对于提升采区流场的通畅性，改善各单元抽注状况，促进采区均衡浸出，具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、1.目的

2、为解决地浸采铀试验采区动水位数据获取不及时问题，本发明提供了一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，实现了试验采区各抽液井动水位的实施监控，为研究流场调控和再造技术措施提供基础，对浸出剂流场进行合理分配，改善各单元抽注状况，促进采区均衡浸出，解决浸采铀矿山浸采不平衡的共性问题。

3、2.技术方案

4、为解决上述技术问题，本发明所用技术方案主要为：

5、(1)选取满足抽液井监测深度、设备耐压满足防水需求、适合采区应用的动水位监测装置；

6、(2)建立地表监控网络以及相应终端的软硬件系统，开发数据采集和处理系统，实现动水位的实时动态监测；

7、(3)依据地下水位动态监测数据，结合采区基本信息，研究地下水动态可视化技术，开发可视化系统，构建试验单元地下水位动态分布的三维可视化模型，实现地下水位数据的动态可视化呈现；

8、(4)依据钻孔水量和地下水位动态监测数据，基于实时流量调控数据进行的流场数值模拟，对调控参数进行动态优化，以达到单元调控以及全采区调控的目的。

9、具体包括如下步骤：

10、一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，包括步骤一：水位仪选择；步骤二：水位动态监测；步骤三：动水位可视化；步骤四：流场数值模拟。

11、所述的步骤一：水位仪选择，包括根据地下水位测量仪器的大小、性能、价格和工作稳定性等因素，开展市场调研和选型，选取水位精度、量程、材质、防护等级、自带rs485数字信号的水位监测仪。

12、所述的步骤二：水位动态监测，包括在各抽液井潜水泵处安装动水位监测装置，下放深度以下放位置为基准值，高于基准值5～50米，最优值为基准值以上30米深度，建立地表监控网络以及相应终端的软硬件系统，开发数据采集和处理系统，实施动水位的实时动态监测。

13、所述的步骤三：动水位可视化，包括：传感器单元通过plc程序、组态软件、输入输出模块、连接器使rs485接口与信号采集单元通讯模块相连，建立地表监控网络以及相应终端的软硬件系统，开发数据采集和处理系统，实现地下水位、水温、水压、大气压数据信息的交换与传输，各智能采集监测单元进行管理并与上位管理机进行通信。

14、所述的步骤四：流场数值模拟，基于试验单元地下水动态感知，开展地浸流场特征分析，研究水位空间分布及其控制下的溶浸液渗流速度场、方向场以及溶浸范围的空间分布特征，分析空间分布特征与铀浸出状况的关系。基于实时流量调控数据进行试验单元流场数值模拟，综合研判浸出体系对抽注调控的响应特征，通过抽注流量精益化调节和地下水位调控，对调控参数进行动态优化，分析试验单元浸出液铀浓度与流场调控的关系。

15、3.效果

16、本发明主要对地浸采铀试验过程中存在动水位数据获取不及时、不同钻孔动水位差异性大、地下水补给不足、单元抽注不平衡、浸采率差异大等问题，通过抽液井动水位实时在线监测技术对井下水位进行监测，实时了解抽液井水位变化情况，通过流场调控和再造技术措施，对浸出剂进行合理分配，调节各单元抽注平衡，减少了溶浸死角范围，提升了采区流场的通畅性，促进采区均衡浸出，对建立地浸采铀智慧决策可视化系统，完善数字建井体系具有重要的现实意义。

技术特征：

1.一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：包括步骤一：水位仪选择；步骤二：水位动态监测；步骤三：动水位可视化；步骤四：流场数值模拟。

2.根据权利要求1所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤一：水位仪选择，包括根据地下水位测量仪器的大小、性能、价格和工作稳定性等因素，开展市场调研和选型，选取水位精度、量程、材质、防护等级、自带rs485数字信号的水位监测仪。

3.根据权利要求1所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤二：水位动态监测，包括在各抽液井潜水泵处安装动水位监测装置，建立地表监控网络以及相应终端的软硬件系统，开发数据采集和处理系统，实施动水位的实时动态监测。

4.根据权利要求1所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤三：动水位可视化，包括：传感器单元通过plc程序、组态软件、输入输出模块、连接器使rs485接口与信号采集单元通讯模块相连，建立地表监控网络以及相应终端的软硬件系统，开发数据采集和处理系统，实现地下水位、水温、水压、大气压数据信息的交换与传输，各智能采集监测单元进行管理并与上位管理机进行通信。

5.根据权利要求1所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤四：流场数值模拟，基于试验单元地下水动态感知，开展地浸流场特征分析，研究水位空间分布及其控制下的溶浸液渗流速度场、方向场以及溶浸范围的空间分布特征，分析空间分布特征与铀浸出状况的关系。

6.根据权利要求3所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤二中，在各抽液井潜水泵处安装动水位监测装置，具体包括：下放深度以下放位置为基准值，高于基准值5～50米，最优值为基准值以上30米深度。

7.根据权利要求4所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤三：动水位可视化，还包括：结合综合测井数据、钻孔岩性数据，结合试验采区井型、井距、钻孔运行情况，选定试验单元，构建试验单元地下水位动态分布的三维可视化模型，可视化呈现地下水位数据动态。

8.根据权利要求5所述的一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法，其特征在于：所述的步骤四：流场数值模拟，还包括：基于实时流量调控数据进行试验单元流场数值模拟，综合研判浸出体系对抽注调控的响应特征，通过抽注流量精益化调节和地下水位调控，对调控参数进行动态优化，分析试验单元浸出液铀浓度与流场调控的关系。

技术总结
本发明涉及地浸采铀矿山开采技术领域，具体涉及一种地浸采铀矿山抽液井动水位实时监测方法。现有技术存在基于动水位数据获取不及时、不同钻孔动水位差异性大、地下水补给不足、单元抽注不平衡、浸采率差异大等问题。本发明主要包括步骤一：水位仪选择；步骤二：水位动态监测；步骤三：动水位可视化；步骤四：流场数值模拟。本发明实现了试验采区各抽液井动水位的实施监控，为研究流场调控和再造技术措施提供基础，对浸出剂流场进行合理分配，改善各单元抽注状况，促进采区均衡浸出，解决浸采铀矿山浸采不平衡的共性问题。

技术研发人员：阳奕汉,徐奇,姚光怀,李鹏,李光辉,崔博,张传飞,任保安
受保护的技术使用者：中核内蒙古矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12