CN113552652A - 一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，针对离子型稀土矿隐伏渗漏通道广泛存在的现状，依次进行的步骤为：地球物理勘探解译、物探特征区域地质钻探、钻孔岩土测试和水文地质试验、地球物理约束反演、地质模型和地下水渗流模型、原位溶浸开采模拟、隐伏渗漏通道圈定，最后可精准圈定矿区开采范围内的隐伏渗漏通道，并通过三维模型直观展示浸液由隐伏渗漏通道迁移扩散的过程。该方法有效减少机械钻探工作量，提升工作效率，且对矿区地质环境损害极小；为离子型稀土矿原位溶浸开采过程的污染防控设施设计施工提供基础数据支撑，有助于生态绿色和可持续矿山的建设。
Description
技术领域
本发明属于离子型稀土原位溶浸开采技术领域，具体涉及一种离子型稀土矿原位溶浸开采前的隐伏渗漏通道综合勘查方法。
背景技术
离子型稀土在我国1969年首次发现并命名，是一种以重稀土元素为主的稀土矿床，是全球稀土资源的重要组成部分。广泛分布于我国华南地区，其中稀土离子以离子形式吸附在高岭土、蒙脱石、伊利石等黏土矿物上，可用氯化钠、硫酸铵、硫酸镁等电解质淋洗出来。
目前，离子型稀土主要采用原位溶浸工艺开采，是通过注液孔将电解质溶液注入稀土矿层，从黏土矿物中有选择地浸出稀土离子生成可溶性化合物，并收集可溶性化合物的采矿方法。该工艺不砍伐林木、不剥离表层覆土、不破坏矿体，劳动强度小，生产成本低，且可充分利用低品位稀土资源，是较为高效环保经济的开采方式。该工艺对矿体性质和基岩完整度要求高，在发展应用过程中大量生产企业生产经营管理粗放，忽视了对矿体性质和基岩完整度勘查，仅通过构造简易积液管道/巷道进行浸液回收，开采过程中大量宝贵的稀土资源通过隐伏的地下渗漏通道向矿区四周扩散，造成资源流失，土地盐渍化、山体滑坡、地下水氨氮超标等环境污染问题，给矿区及周边公众的生命健康和生态环境带来重大损失。
针对离子型稀土矿隐伏渗漏通道广泛存在的现状，为避免因渗漏通道引发原位溶浸开采的资源流失和矿区水土污染问题，各科研院所和稀土企业开展了较多研究，但仍没有很好的解决方案。比如，采用单一地质钻探勘查需要大量的机械钻孔，存在效率低、成本高、影响原位溶浸开采等问题；采用单一高密度电阻率法，存在低电阻区域透水性差、测线间物性反演准确性低和特征区边界不明确等问题；采用二维浅层地震勘查，存在W.S.French模型所述不可克服的缺陷与局限性；采用地球物理和地质钻孔联合勘探，在溶浸开采过程中地下渗流发生巨大改变，仍存在原地下水位线上隐伏渗漏通道失效或未圈定等问题。
基于上述单一或组合矿区地质勘探存在的问题，在多次现场试验总结基础上。本发明结合地球物理勘探、水文地质试验、地质钻孔勘探和数值模拟技术手段，提出一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法。本发明可有效解决单一地质勘探的难度问题，为离子型稀土矿原位溶浸开采过程的污染防控设施设计施工提供基础数据支撑，有助于生态绿色和可持续矿山的建设。
发明内容
本发明是为解决离子型稀土原位溶浸开采过程中由隐伏地下渗漏通道带来的资源环境问题，基于离子型稀土成矿区地形高差小、岩浆岩基底埋藏浅、浅层基底破碎裂隙发育、差异性风化显著等共性地质特征，结合原位溶浸开采的技术特点，合理运用地球物理勘探、水文地质试验、地质钻孔勘探和数值模拟技术手段的优势特点，提供一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法。
本发明提供的技术方案如下：
一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，包括如下步骤：
A、依据离子型稀土矿矿区的基础资料，开展以浅层地震勘探为主、高密度电阻率法测量为辅的数据采集观测***设计；
B、采集并处理浅层地震勘探和高密度电阻率法的观测数据，分析开采范围波速和电阻率数据解译结果，指明疑似隐伏渗漏通道的地球物理勘探特征区域；
C、开展地质钻孔取芯、岩土测试和水文地质试验，确定地层岩性、地质构造和水文地质参数等，测定岩土的孔隙度、含水率、电阻率、波速等物性参数；
D、以步骤C获取的丰富钻孔地质参数约束步骤B中物理勘探数据解译结果；
E、整合步骤A至步骤D获得的地质条件参数，运用GOCAD、MODFLOW等软件构建开采区三维地质模型和三维地下水渗流模型；
F、以三维地下水渗流模型模拟原位溶浸开采条件下的浸液迁移规律，进而准确圈定开采范围内的隐伏渗漏通道，指导原位溶浸开采的监测防控设施建设。
进一步的，步骤A中，所述基础资料包括矿区开采范围、地质构造背景和地理环境特征等。
进一步的，步骤A中，所述浅层地震勘探主要用于探明矿区开采范围内岩土地层的波速差异，进而解译各地层的地质信息，所述地质信息至少包括埋深、产状、厚度和破碎断裂分布信息。通常在开采区内分辨率偏低，开采区边缘分辨率偏高；其原因在于离子型稀土矿区地表水丰富、地下水位高，浸液渗漏垂向迁移难、水平迁移容易。其中，所述浅层地震勘探的岩土地层的一般深度为200-300米埋深。
进一步的，步骤A中，所述高密度电阻率法测量主要用于探明矿区开采范围内岩土地层的电阻率差异，进而解译各地层的破碎裂隙含水或孔隙含水特征，明确地下隔水层空间分布。通常以二维剖面测线方式开展，且在开采区内分辨率低，在开采区边缘分辨率高。其中，所述高密度电阻率法测量的岩土地层的一般深度为150-200米埋深。
进一步的，步骤A中，以浅层地震勘探为主、高密度电阻率法测量为辅的原因在于浅层地震勘探能更好的探明地层空间起伏、破碎裂隙分布，且分辨率高、探深大、地形适应性好、布设方便；高密度电阻率法对地层分界敏感性低、探深较小，且测线需向探测区外延伸、对较大高差地形的适应性不足。
进一步的，步骤A中，所述数据采集观测***设计包括：装置设备、分辨率、观测线束方向、炮检距、工作量、测量方式以及其他内容。
进一步的，步骤B中，所述疑似隐伏渗漏通道的物理勘探特征区域为：浅层地震勘探中低波速地层中的高波速区域或高波速地层中的低波速区域、高密度电阻率法测量中低电阻率地层中的高电阻率区域或高电阻率地层中的电阻率区域。
进一步的，步骤C中，所述地质钻孔取芯和水文地质试验均是在疑似隐伏渗漏通道的物理勘探特征区域展开，水文地质试验孔和地质钻孔可共用，地质钻孔取芯获得的岩土芯样用于开展岩土测试。
进一步的，步骤C中，所述地质钻孔中的水文地质试验包括：注水试验、抽水试验、压水试验、自然水位测量、自然电位测量和弥散（示踪）试验。
进一步的，步骤D中，所述钻孔地质参数包括：通过地质钻孔取芯获得的地层岩性、地层厚度、岩土组成结构、地质构造；通过岩土测试获得的孔隙度、含水率、电阻率、波速等物性参数；通过在钻孔开展注水、压水、抽水、弥散、水位测定等原位水文地质试验获得的水文地质参数：潜水位、渗透系数、导水系数、水位传导系数、压力传导系数、给水度、释水系数、越流系数。
进一步的，步骤D中，所述钻孔地质参数对步骤B中物理勘探数据解译结果的约束，主要表现为：地层分界面、破碎裂隙发育程度、特征区域边界等内容的精准描述。
进一步的，步骤E中所述用以构建开采区三维地质模型和三维地下水渗流模型的地质地理条件参数至少包括：降雨量、降雨入渗系数、地形地貌、地层结构、岩土物性、含水/隔水层厚度、潜水位、地层渗透系数、地层给水度、地下水补给***条件、水文边界条件、地下水迁移速度等。其中：步骤A能获取的参数，主要包括：地形地貌、降雨量、地层岩性、地质构造、地下水类型、地下水补给***条件、水文边界条件、地下水迁移速度；步骤D能获取的参数，主要包括：通过地质钻孔取芯获得的地层岩性、含水/隔水层厚度、岩土组成结构、地质构造，通过岩土测试获得的孔隙度、含水率、电阻率、波速等物性参数，通过在钻孔开展注水、压水、抽水、弥散、水位测定等原位水文试验获得的水文地质参数：潜水位、渗透系数、导水系数、水位传导系数、压力传导系数、给水度、释水系数、越流系数。
进一步的，步骤F中所述原位溶浸开采条件包括：注液工程中的注液范围、注液井深度和注液强度等，以及收液工程中的收液井管的大小、深度、空间布局等。
本发明的有益效果如下：
1、以地球物理勘探技术为主、地质钻孔勘探、水文地质试验和数值模拟技术为辅，有效减少机械钻探工作量，提升工作效率，且对矿区地质环境损害极小。
2、通过三维浅层地震勘探和高密度电阻率法测量获取开采区地质体的两种地球物理属性，结合特征区域的地质钻孔勘探，可有效约束单一地球物理勘探方法解译的多解性难题，有助于更精确的圈定隐伏渗漏通道。
3、将水文地质试验和地质钻孔勘探、地球物理勘探结合，能更有效的描述地下水文地质条件。如隔水层分布、地层间水力联系、特殊地质体的渗流影响等。
4、通过GOCAD、MODFLOW等软件构建三维地质模型和三维地下水渗流模型，更清晰直观的展示隐伏渗漏通道的空间分布特征。
5、将三维地下水渗流模型与三维地质模型结合，能更精确的展示原位溶浸过程中的渗流迁移，有助于精确圈定隐伏渗漏通道。
6、本发明广泛适用于各种成矿类型的离子型稀土矿山，可清晰直观展示隐伏的渗漏通道，支撑原位溶浸开采的监测与防控设施建设，有助于控制开采过程的资源损失和环境污染问题。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的工作流程步骤示意图。
图2为本发明具体实施方式的高密度电阻率剖面解译示意图。
图3为本发明具体实施方式的浅层地震剖面解译示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明的目的和技术实施方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。此处提供的实施案例将把本发明彻底和完整的构思传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。需要说明的是，本发明可以有多种不同的实施形式，在此阐述的具体实施案例不应作为对本发明的限定。
本实施例提供了一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，包括地质资料整理、地球物理勘查、地质钻探、水文地质试验等，通过“以地球物理勘探为主，以地质钻孔勘探、水文地质试验和数值模拟为辅”的技术思路融合，可解决单一地质勘探方法圈定隐伏渗漏通道存在的问题。
如图1所示，具体实施步骤如下：
（1）地质资料整理
在开展离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查前，应向矿区所属企业、开展前期地质勘查的单位以及国家/当地地质资料管理部门，尽可能多的收集与开采矿区相关的地质资料，通过整理分析获取区域地形地貌、矿产地质、工程地质、水文地质和环境地质条件参数，如有相似区域的地球物理勘探资料则应详细分析其疑难问题和数据成果。
依据矿区地质资料整理成果，在开采范围内进行地球物理勘探的观测***设计工作，从勘探区地形地貌、水文地质条件、基岩埋深、风化层厚度、可能的破碎裂隙走向、岩土体物性参数等多个方面进行考量，确定装置设备、分辨率、观测线束方向、炮检距、工作量、测量方式以及其他内容。
（2）地球物理勘探
结合矿山企业的生产计划和工期需求参照相关物探行业标准编制详细的施工方案和工作进度，并按方案设计组织人工进行面元/测线上的灌草清除、布设检波器/电极等观测设备，在依据分辨率、数据偏差等条件对物探仪器设备进行测试校验和多方法比对后，确定其工作参数，在不同时间段开展不少于两次的数据采集和检验工作，以确保数据的真实可靠。每个面元/测线野外作业结束后，及时把草图、测检点高程剖面图、测线合格通知书及测量成果提供给解释人员。
表1 某离子型稀土矿区不同岩土电阻率参数表
表2 某离子型稀土矿区不同岩土波速参数表
解译人员运用解译软件将测试数据转化为三维/剖面解释图，圈选出地球物理勘探特征区域并参照岩土物性表（如表1、表2所示）对异常区域进行地球物理解释（浅层地震勘探中同一低波速地层中的高波速区域，高密度电阻率法测量中同一高电阻率地层中的低电阻率区域，高波速地层中的低波速区域）。
（3）特征区域地质钻探
针对上述地球物理勘探特征区域，组织人员设备在最具代表性的点位开展地质钻探工作，同步开展岩土样品采集和钻孔的水文地质试验。视不同地层的基本地质条件开展详细的水文地质试验，主要包括注水试验、抽水试验、压水试验、自然水位测量、自然电位测量和弥散试验，获取不同地层的渗透系数、给水度、释水系数、水位传导系数等基本水文地质参数，并结合多个孔位的自然水位和自然电位差异等研究含水层之间及地下水与地表水之间的水力联系等。
对地质钻孔获取的岩土样品进行物性测试，主要包括孔隙度、含水率、吸水率、电阻率、波速等物性水理参数，如有需要也可测定其液塑限、抗剪强度、粒度级配、密度和阳离子交换量等其他参数。
（4）地球物理约束性反演
依据不同孔位的岩土测试结果、地质钻探记录和水文地质试验结果，对地球物理勘探特征区域进行精确赋值，并在相应软件中进行约束性反演，如图2、图3所示；如有必要应增加地质钻孔验证，以确保约束反演结果的可靠性。
（5）三维地质模型与地下水渗流模型
整理前期地形测绘、地质钻孔勘探、地球物理勘探、岩土测试和水文地质试验的数据资料，运用GOCAD、MODFLOW等软件构建开采范围的三维地质模型和三维地下水渗流模型。
（6）隐伏渗漏通道圈定
依据矿山企业原位溶浸开采的条件参数，开展溶浸开采过程的三维地下水渗流迁移模拟，分析其不同开采条件下的流场变化规律，结合三维地质模型准确圈定开采范围内的隐伏渗漏通道。
原位溶浸开采的条件参数主要包括：注液工程中的注液范围、注液井深度和注液强度等，以及收液工程中的收液井管的大小、深度、空间布局等。
通过上述步骤，我们可通过在软件中进行水平/垂向切片、三维旋转等方式清晰直观的展示开采范围内隐伏渗漏通道的空间分布特征，展示原位溶浸过程中的渗流迁移。运用上述离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查成果，可显著提升矿山企业的开采技术水平，支撑原位溶浸开采的监测与防控设施建设，有助于控制开采过程的资源损失和环境污染问题，有助于创建生态和谐的矿区环境。
Claims (10)
1.一种离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于包括以下步骤：
A、依据离子型稀土矿矿区的基础资料，开展以浅层地震勘探为主、高密度电阻率法测量为辅的数据采集观测***设计；所述基础资料包括矿区开采范围、地质构造背景和地理环境特征；
B、采集并处理浅层地震勘探和高密度电阻率法的观测数据，分析开采范围波速和电阻率数据解译结果，指明疑似隐伏渗漏通道的地球物理勘探特征区域；
C、开展地质钻孔取芯、岩土测试和水文地质试验，确定地层岩性、地质构造和水文地质参数，测定岩土的物性参数；所述岩土的物性参数至少包括孔隙度、含水率、电阻率、波速；
D、以步骤C获取的钻孔地质参数约束步骤B中物理勘探数据解译结果；
E、整合步骤A至步骤D获得的地质条件参数，构建开采区三维地质模型和三维地下水渗流模型；
F、以三维地下水渗流模型模拟原位溶浸开采条件下的浸液迁移规律，进而圈定开采范围内的隐伏渗漏通道，指导原位溶浸开采的监测防控设施建设。
2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤A中，所述数据采集观测***设计至少应包括装置设备、分辨率、观测线束方向、炮检距、工作量和测量方式。
3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤A中，所述浅层地震勘探用于探明矿区开采范围内岩土地层的波速差异，进而解译各地层的地质信息，所述地质信息至少包括埋深、产状、厚度和破碎断裂分布信息。
4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤A中，所述高密度电阻率法测量用于探明矿区开采范围内岩土地层的电阻率差异，进而解译各地层的破碎裂隙含水或孔隙含水特征，明确地下隔水层空间分布。
5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤B中，所述疑似隐伏渗漏通道的地球物理勘探特征区域包括浅层地震勘探中低波速地层中的高波速区域或高波速地层中的低波速区域、高密度电阻率法测量中低电阻率地层中的高电阻率区域或高电阻率地层中的电阻率区域。
6.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤C中，所述地质钻孔取芯和水文地质试验均是在步骤B指明的疑似隐伏渗漏通道的物理勘探特征区域展开，地质钻孔获得的岩土芯样用于开展岩土测试。
7.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤C中，所述水文地质试验至少包括：注水试验、抽水试验、压水试验、自然水位测量、自然电位测量和弥散试验。
8.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤D中，所述钻孔地质参数包括：通过地质钻孔取芯获得的地层岩性、地层厚度、岩土组成结构、地质构造；通过岩土测试获得的孔隙度、含水率、电阻率、波速；通过在钻孔开展注水、压水、抽水、弥散、水位测定相应的原位水文地质试验获得的水文地质参数：潜水位、渗透系数、导水系数、水位传导系数、压力传导系数、给水度、释水系数、越流系数；所述钻孔地质参数对步骤B中物理勘探数据解译结果的约束表现为对地层分界面、破碎裂隙发育程度、特征区域边界的精准描述。
9.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤E中，所述地质条件参数至少包括：降雨量、降雨入渗系数、地形地貌、地层结构、岩土物性、含水/隔水层厚度、潜水位、地层渗透系数、地层给水度、地下水补给***条件、水文边界条件、地下水迁移速度。
10.根据权利要求1所述的离子型稀土矿隐伏渗漏通道综合勘查方法，其特征在于：步骤F中，所述原位溶浸开采条件至少包括：注液工程中的注液范围、注液井深度和注液强度，收液工程中的收液井管的大小、深度、空间布局。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115478842A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-16 | 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） | 一种岩浆型稀土矿孔内定位方法、***及产品 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108241180A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-03 | 五矿勘查开发有限公司 | 离子型稀土矿底板勘查方法 |
| US20190249493A1 (en) * | 2016-10-26 | 2019-08-15 | Jimmy Lynn Davis | Method of Drilling Vertical and Horizontal Pathways to Mine for Solid Natural Resources |
| CN111413747A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-14 | 重庆岩土工程检测中心有限公司 | 低山地貌区隐伏塌陷的预测方法 |
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2021
- 2021-06-17 CN CN202110672703.9A patent/CN113552652B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190249493A1 (en) * | 2016-10-26 | 2019-08-15 | Jimmy Lynn Davis | Method of Drilling Vertical and Horizontal Pathways to Mine for Solid Natural Resources |
| CN108241180A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-03 | 五矿勘查开发有限公司 | 离子型稀土矿底板勘查方法 |
| CN111413747A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-14 | 重庆岩土工程检测中心有限公司 | 低山地貌区隐伏塌陷的预测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 曹毅;: "离子型稀土矿矿山地质环境监测与治理对策探讨", 中国地质灾害与防治学报 * |
| 李洋洋,潘纪川: "震电综合物探方法在滁州市隐伏断裂中的应用", 河南科技 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115478842A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-16 | 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） | 一种岩浆型稀土矿孔内定位方法、***及产品 |
| CN115478842B (zh) * | 2022-09-30 | 2023-10-10 | 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） | 一种岩浆型稀土矿孔内定位方法、***及产品 |
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