砂巖型鈾礦地浸開采施工方案一、工程概況1.1項目背景本項目為新建砂巖型鈾礦開采工程，采用地浸采鈾工藝，設(shè)計產(chǎn)能為年處理礦石量50萬噸，服務(wù)年限20年。礦體埋藏深度150-400米，平均品位0.03%，屬低品位高滲透礦床，頂?shù)装鍨榉€(wěn)定隔水層，符合地浸開采條件。工程嚴(yán)格遵循《核工業(yè)鈾礦冶工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50521-2023）及《鈾礦冶輻射防護和輻射環(huán)境保護規(guī)定》（GB23727-2020）要求，采用“數(shù)字建井+CO?+O?地浸”技術(shù)體系，實現(xiàn)綠色智能開采。1.2工程地質(zhì)條件地層結(jié)構(gòu)：礦體賦存于新近系砂巖含水層，厚度8-15米，孔隙度25%-30%，滲透系數(shù)1.5-3.0m/d。水文特征：地下水位埋深50-80米，礦層水pH值6.5-7.5，礦化度1.2-2.0g/L，含還原性物質(zhì)（Fe2?、S2?）濃度＜0.5mg/L。地質(zhì)構(gòu)造：礦區(qū)無大型斷裂帶，巖層傾角＜5°，穩(wěn)定性良好，滿足井網(wǎng)布置要求。二、施工總體部署2.1施工目標(biāo)安全目標(biāo)：輻射防護達標(biāo)率100%，職業(yè)病發(fā)生率為0，杜絕重大安全事故。質(zhì)量目標(biāo)：鉆孔合格率≥98%，浸出率≥65%，鈾產(chǎn)品純度≥99.97%。環(huán)保目標(biāo)：廢水循環(huán)利用率≥95%，固廢合規(guī)處置率100%，周邊環(huán)境輻射劑量率≤0.1mSv/a。2.2施工分區(qū)井場作業(yè)區(qū)：布置注液井、抽液井及監(jiān)測井，采用三角形井網(wǎng)，井距25米，排距20米，單井深度200-450米。地面工藝區(qū)：包括配液站、集液池、萃取車間、尾液處理站及自動化控制室，總占地面積150畝。輻射防護區(qū)：設(shè)置300米衛(wèi)生防護距離，邊界處設(shè)置在線輻射監(jiān)測儀及警示標(biāo)識。三、主要施工工藝3.1地浸采鈾核心技術(shù)3.1.1井網(wǎng)施工鉆孔工藝：采用Φ219mm牙輪鉆頭開孔，Φ168mm套管下至隔水層，Φ127mm裸眼段進入礦層，全程使用MWD隨鉆測斜，確保孔斜度＜1°/100m。完井結(jié)構(gòu)：礦層段采用Φ114mm篩管（縫隙0.5mm），管外充填石英砂濾料，止水段采用膨脹水泥封固，確保溶浸液定向滲透。3.1.2溶浸液制備與注入配方設(shè)計：采用CO?+O?體系，溶浸液組成為：CO?濃度0.3%-0.5%，O?濃度8%-12%，pH值控制在2.5-3.5，通過配液站在線監(jiān)測調(diào)整。注入工藝：注液壓力0.5-1.2MPa，單井流量15-25m3/h，采用恒壓變量泵，實現(xiàn)遠程自動調(diào)控。3.1.3含鈾溶液提取與處理集液系統(tǒng)：抽液井采用潛水泵（揚程150m，流量30m3/h），含鈾濃度≥50mg/L的富液輸送至萃取車間。萃取工藝：采用3級逆流萃取，有機相為TBP-煤油體系（TBP體積分數(shù)30%），負載有機相用1mol/LHNO?反萃，得到鈾濃度≥10g/L的反萃液。沉淀結(jié)晶：反萃液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，加入氨水調(diào)pH至7.5-8.0，生成重鈾酸銨（ADU）沉淀，離心脫水后在800℃焙燒2小時，獲得U?O?產(chǎn)品（黃餅）。3.2數(shù)字化施工管理數(shù)字建井平臺：集成三維地質(zhì)建模、鉆孔軌跡實時監(jiān)控、井間干擾模擬功能，井網(wǎng)定位精度達厘米級。智能監(jiān)控系統(tǒng)：部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器（流量、壓力、鈾濃度、輻射劑量），數(shù)據(jù)采樣頻率1次/分鐘，異常情況自動報警并觸發(fā)應(yīng)急調(diào)控。四、輻射防護與安全措施4.1輻射防護體系個人防護：作業(yè)人員配備鉛膠衣（當(dāng)量0.35mmPb）、呼吸面罩（過濾效率≥99.9%）、個人劑量計（量程0-100mSv），每日劑量限值≤20μSv。區(qū)域防護：井場設(shè)置移動式屏蔽墻（鉛當(dāng)量2mm），萃取車間采用負壓通風(fēng)（換氣次數(shù)12次/h），放射性廢液儲罐采用雙層不銹鋼結(jié)構(gòu)（厚度8mm）。監(jiān)測制度：每日監(jiān)測作業(yè)場所γ劑量率，每周檢測空氣中氡濃度（限值≤200Bq/m3），每月送檢個人劑量計數(shù)據(jù)。4.2安全生產(chǎn)管理爆破作業(yè)：井場周邊300米內(nèi)禁止爆破，鉆孔施工采用液壓頂驅(qū)鉆機，避免火花產(chǎn)生?；瘜W(xué)品管理：強酸、強堿試劑儲存于防爆柜，采用自動計量加注系統(tǒng)，設(shè)置泄漏應(yīng)急池（容積50m3）。應(yīng)急演練：每季度開展輻射泄漏、火災(zāi)、中毒事故演練，配備應(yīng)急救援組（6人）及專用救援設(shè)備（輻射檢測儀、洗消裝置）。五、環(huán)境保護工程5.1廢水處理循環(huán)系統(tǒng)：尾液經(jīng)石灰中和（pH調(diào)至7-8）、砂濾+活性炭吸附后，回用至配液站，循環(huán)利用率≥95%。深度處理：濃鹽水采用電滲析脫鹽（脫鹽率≥90%），濃水蒸發(fā)結(jié)晶后產(chǎn)生的雜鹽按放射性固廢處置。5.2固廢處置廢樹脂：離子交換產(chǎn)生的廢樹脂裝入200L不銹鋼桶，送至有資質(zhì)單位進行水泥固化（水泥:樹脂=2:1）。廢礦渣：井場洗井產(chǎn)生的少量礦渣（放射性比活度＜1×10?Bq/kg），經(jīng)壓實后回填至廢棄鉆孔。5.3生態(tài)恢復(fù)水土保持：井場作業(yè)面采用防滲膜（HDPE，厚度1.5mm）覆蓋，周邊種植沙棘、苜蓿等固沙植物。土地復(fù)墾：服務(wù)期滿后，拆除地面設(shè)施，平整土地，恢復(fù)植被覆蓋率≥85%，土壤pH值控制在6.5-8.5。六、施工進度計劃6.1關(guān)鍵節(jié)點控制階段工期主要任務(wù)前期準(zhǔn)備2個月地質(zhì)詳勘、施工圖設(shè)計、設(shè)備采購井網(wǎng)施工6個月完成500口生產(chǎn)井及50口監(jiān)測井施工地面工程4個月建成配液站、萃取車間及自動化系統(tǒng)調(diào)試運行2個月溶浸液配方優(yōu)化、系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試達產(chǎn)驗收1個月連續(xù)穩(wěn)定運行30天，鈾產(chǎn)量達標(biāo)6.2進度保障措施資源配置：投入3臺ZJ30DB鉆機、2套自動化配液系統(tǒng)、100人專業(yè)施工團隊（含輻射防護工程師5人）。風(fēng)險預(yù)案：針對雨季（7-9月）制定井場排水方案，儲備2臺應(yīng)急發(fā)電機（功率500kW）應(yīng)對停電。七、質(zhì)量控制與驗收標(biāo)準(zhǔn)7.1施工質(zhì)量控制鉆孔質(zhì)量：孔徑偏差≤5mm，孔深誤差≤0.5%，固井水泥返高≥設(shè)計值10m。材料檢驗：篩管、濾料、化學(xué)試劑進場需提供出廠合格證，每批次抽檢3組。過程檢測：浸出液鈾濃度、pH值、氧化還原電位（ORP）每2小時檢測1次，數(shù)據(jù)實時上傳至質(zhì)控平臺。7.2驗收標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保驗收：參照GB23727-2020第6.4.2條，周邊環(huán)境γ輻射空氣吸收劑量率≤0.15μGy/h，地下水鈾濃度≤0.05mg/L。工程驗收：依據(jù)GB50521-2023第6.4.7條強制性條文，井網(wǎng)布置、輻射防護設(shè)施、尾液處理系統(tǒng)需通過專項驗收。八、應(yīng)急預(yù)案8.1輻射泄漏應(yīng)急響應(yīng)流程：立即停止涉事井組作業(yè)，啟動負壓隔離系統(tǒng)，疏散下風(fēng)向300米內(nèi)人員，穿戴A級防護服進行泄漏點封堵。處理措施：泄漏溶液采用吸附棉覆蓋，污染土壤用螯合劑固化，廢水抽至專用處理池，監(jiān)測達標(biāo)后方可解除警戒。8.2環(huán)境污染應(yīng)急超標(biāo)處置：若監(jiān)測發(fā)現(xiàn)地下水鈾濃度超標(biāo)，立即啟動備用井群抽水，降低污染擴散風(fēng)險，同時投加碳酸鈣粉末（投加量50kg/井）形成原位阻滯屏障。九、結(jié)論本方案采用地浸采鈾技術(shù)，通過數(shù)字化建井、智能化調(diào)控及嚴(yán)格的輻射