具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1至图3，现对本发明提供的一种低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法进行说明。图1示出了本发明的一个实施例提供的一种低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的实现流程，其过程详述如下：

在步骤S100中，进行施工准备操作，施工准备主要包括地质勘探(确定多层砂岩矿床的地表范围等)，为后续的作业提供基础，施工准备同现有的地浸开采方法中的施工准备步骤相同，在此不再赘述。

在步骤S200中，进行开设注液井7操作，注液井7自多层砂岩矿床的上覆岩层1(即从地表开始)沿着竖直方向一直贯通至多层砂岩矿床中的最底层含铀砂岩矿层(即一直贯通至多层砂岩矿床的下覆岩层4的上方)。例如，多层砂岩矿床具有三个含铀砂岩矿层，即由上至下分布的第一含铀砂岩矿层2a、第二含铀砂岩矿层2b和第一含铀砂岩矿层2c，两个相邻的含铀砂岩矿层之间则间隔了泥岩夹层3a和泥岩夹层3b，开设注液井7时，需要从地表依次把上覆岩层1、第一含铀砂岩矿层2a、泥岩夹层3a、第二含铀砂岩矿层2b泥岩夹层3b和第一含铀砂岩矿层2c均贯穿，以便于后期作业时溶浸液可以抵达最底层的含铀砂岩矿层。注液井7在地表上的上位置(经纬坐标)对应整个砂岩矿床在经纬范围上的大概中间位置。

在步骤S300中，进行钻取水平钻孔和爆破增渗作业。在各含铀砂岩矿层中分别以注液井7(在各含铀砂岩矿层中位置)为起始端钻取水平钻孔11，水平钻孔11在平行于水平方向的方向上延伸，水平钻孔11的终端则设置为砂岩矿床的边缘位置。水平钻孔11在各含铀砂岩矿层中的竖直方向上的位置可不作规定。这里需要理解的是，在同一个含铀砂岩矿层中，水平钻孔11未必只有一个，其一半设置多个，水平钻孔11的长度主要与铀矿矿床勘测后的情况有关，尽量保证同一含铀砂岩矿层中所有的水平钻孔11的延伸长度(范围)与在铀矿矿床在水平方向上的延伸范围适配。

之后在水平钻孔11内安装药包，安装完毕后，在水平钻孔11内进行微差爆破，以使各铀砂岩矿层形成裂隙，以增强各含铀砂岩矿层的渗透率。

在步骤S400中，进行开设排采井8操作。排采井8自多层砂岩矿床的上覆岩层1(即从地表开始)沿着竖直方向一直贯通至多层砂岩矿床中的最底层含铀砂岩矿层。排采井8与注液井7在竖直方向上的起始点和终点基本保持一致。排采井8主要是为了回收溶浸液，排采井8可以设置一个或多个。排采井8在地表上的上位置对应砂岩矿床的边缘位置，这里需要注意的是，虽然水平钻孔11的终端和排采井8在地表上的上位置都对应着砂岩矿床的边缘位置，但是水平钻孔11未必一定是与排采井8导通的。

在步骤S500中，进行溶浸作业。自注液井7内注入溶浸液，溶浸液通过注液井7在各含铀砂岩矿层中渗透溢散，因为各含铀砂岩矿层中具有裂隙，所以溶浸液能够更好地在含铀砂岩矿层中进行渗透并与铀矿发生相关化学反应，储层中的铀溶于溶浸液中，并随着溶浸液一起运移；携带铀的溶浸液渗流进入排采井8，在抽液泵9的作用下被抽取至地表，于沉淀池10中实现铀的分离，达到地浸采铀的目的。

这里需要理解的是，进行溶浸作业的设备如溶浸液罐5、注液泵6、抽液泵9及沉淀池10等均为现有技术，这些设备可以在在步骤S100施工准备中安装好，也可以在步骤S500溶浸作业前安装好。

这里还应该理解的是，在地浸开采过程中，步骤S100施工准备需要在步骤S200开设注液井、步骤S300水平钻孔和爆破增渗以及步骤S400开设排采井之前执行，步骤S500溶浸作业需要在步骤S200开设注液井、步骤S300水平钻孔和爆破增渗以及步骤S400开设排采井之后执行，步骤S200开设注液井、步骤S300水平钻孔和爆破增渗以及步骤S400开设排采井此三个步骤之间并没有明确的先后顺序。

从上述实施例可知，本发明实施例提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法，通过在地浸开采过程中设置水平钻孔和爆破增渗的步骤，使各含铀砂岩矿层形成裂隙、以提高含铀砂岩矿层的渗透率，使注入至各含铀砂岩矿层内的溶浸液可以与含铀砂岩充分反应，进一步提高铀矿的开采效率。

作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，步骤S300水平钻孔和爆破增渗中“在各含铀砂岩矿层中分别以所述注液井为起始端、并以砂岩矿床的边缘位置为终端钻取水平钻孔，之后在所述水平钻孔内安装药包，并在所述水平钻孔内进行微差爆破”具体包括：

S310先对最底层的含铀砂岩矿层进行钻孔，具体以注液井7为起始端(为起点)钻取水平钻孔11，水平钻孔11的终端则设置为砂岩矿床的边缘位置；之后在该层(含铀砂岩矿层)水平钻孔11内安装药包，并在该层(含铀砂岩矿层)的水平钻孔11内的进行微差爆破；

S320待位于下层的含铀砂岩矿层完成微差爆破并稳定后(例如爆破后间隔一定时间后，待下层的含铀砂岩层及上覆岩层1均变形稳定后)，对位于上层的含铀砂岩矿层进行钻孔，具体以注液井7为起始端(为起始点)钻取水平钻孔11，水平钻孔11的终端则设置为砂岩矿床的边缘位置；之后在该层(含铀砂岩矿层)水平钻孔11内安装药包，并在该层(含铀砂岩矿层)的水平钻孔11内的进行微差爆破；

S330重复步骤S320，直至最上层的含铀砂岩矿层同样完成钻取水平钻孔11和微差爆破。

本实施例的方法针对于新疆伊犁地区砂岩矿层渗透率低、矿层多且薄的特点，在垂直岩层方向上采用分层爆破-合层地浸开采的方式，可进行多层矿层的同时地浸开采，实现对该类矿层的联合开采，极大提高了铀矿采集效率。

作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，步骤S200开设注液井在步骤S300水平钻孔和爆破增渗之前执行，步骤S300水平钻孔和爆破增渗在步骤S400开设排采井之前执行。先进行步骤S200开设注液井，有助于步骤S300中水平井施工(即钻取水平钻孔11)的进行。此外，微差爆破可能会对竖井(如排采井8)产生破坏，因此步骤S400开设排采井选择在步骤S300水平钻孔和爆破增渗之后进行。

请参见图2，作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，各水平钻孔11内的药包具有多个，且位于同一水平钻孔11内的各药包的安装点等间距地设置。如此，可以使同一水平钻孔11内的药包均布设置，进一步引爆后可使各层含铀砂岩矿层得到相对均匀爆破的裂隙。

此外，各含铀砂岩矿层内的水平钻孔11的数量都是相同的，各含铀砂岩矿层内的各水平钻孔11都是一一对应的，并且各含铀砂岩矿层内的各对应的水平钻孔11的延伸方向也都是相同的，上下相邻的(对应的)水平钻孔11内的各药包的安装点呈交错设置。例如，请参见图2，第二含铀砂岩矿层2b中的第二含铀砂岩矿层中的第一个药包2b-1在水平方向上就位于第一含铀砂岩矿层2a中的第一含铀砂岩矿层中的第一个药包2a-1和第一含铀砂岩矿层中的第二个药包2a-2之间，同时第二含铀砂岩矿层2b中的第二含铀砂岩矿层中的第一个药包2b-1在水平方向上还位于第三含铀砂岩矿层2c中的第三含铀砂岩矿层中的第一个药包2c-1和第三含铀砂岩矿层中的第二个药包2c-2之间。通过使下相邻的水平钻孔11内的各药包的安装点呈交错设置，以使不同层水平钻孔11在不同位置处进行爆破，增大含铀砂岩层的爆破影响范围，同时尽量减少对两个含铀砂岩矿层之间的泥岩夹层的集中爆破破坏影响，也就减少对泥岩夹层的破坏，减少泥岩粉末进入砂岩储层，降低地浸过程中储层堵塞的可能性。

作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，在步骤S300中(具体是步骤S310、步骤S320和步骤S330)的“在该层的所述水平钻孔内的进行微差爆破”具体包括：

在该层的水平钻孔11内，自该层水平钻孔11的终端向该层水平钻孔11的起始端方向依次进行微差爆破，也就是说微差爆破是从排采井8向注液井7方向依次进行微差爆破的，以便于低渗矿床的改造，形成含大量裂隙的砂岩矿层，实现增渗的效果。从水平钻孔11终端往起始端进行微差爆破，主要考虑到药包的安装设置问题。如果从起始端开始爆破，那么爆破之后水平井(水平钻孔11)井壁坍塌、造成塌孔，导致在后续的装药装过程还需要清理水平钻孔11；如果从终端开始爆破、依次到达起始端，就不会出现该问题。

请参见图3，作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，排采井8具有多个，多个排采井8以注液井7为中心等间距地呈环形分布设置，也就是说各排采井8均匀地呈圆形环布在注液井7的外侧。

同时，每个含铀砂岩矿层内具有多个水平钻孔11，同一含铀砂岩矿层内的各水平钻孔11分别与各排采井8一一对应，同一含铀砂岩矿层内的各水平钻孔11分别连通注液井7和对应的排采井8。这样，以注液井7为中心，水平钻孔11就呈辐射状布置在各含铀砂岩矿层内部，实际上，水平钻孔11也就是微差爆破段(区域)，如此设置，可以保证各含铀砂岩矿层基本都被各微差爆破段(区域)所(爆破)影响，可以尽可能使各含铀砂岩矿层产生相对均匀的裂隙。本实施例在水平方向上进行放射状的爆破方式，对砂岩矿层进行大范围的改造，溶浸液渗流范围广、溶浸死角小，具有良好的排采效果。

作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，各含铀砂岩矿层内的各水平钻孔11也设计开设在对应含铀砂岩矿层在竖直方向上的中间位置。

请参见图3，作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，排采井8具有四个，各含铀砂岩矿层内分别具有四个水平钻孔11。同一含铀砂岩矿层内相邻的水平钻孔11之间的夹角为90°。

请参见图2，作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，各水平钻孔11的终端处(临近排采井8的一端)安置有封堵结构12，封堵结构12能够防止溶浸液从水平钻孔11直接流入排采井8，这样可以使溶浸液在各含铀砂岩矿层内得到与铀矿更充分的反应时间。

作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，注液井7内架设有用于容纳(流通)溶浸液的第一竖井套管，第一竖井套管对应各铀砂岩矿层的部位设有第一渗流孔，以便于溶浸液经第一竖井套管并从第一渗流孔渗流入各铀砂岩矿层内。第一竖井套管对应各泥岩夹层的部位就不设置第一渗流孔，以尽量避免溶浸液与泥岩夹层溶蚀反应而带来杂质。溶浸液从第一渗流孔可以直接流入到各含铀砂岩矿层内(的裂隙)，也有部分溶浸液会先流入到水平钻孔11内，由于溶浸液不能直接从水平钻孔11内流入到排采井8，所以这部分溶浸液会再从水平钻孔11内流入到各含铀砂岩矿层内(的裂隙)，然后再流入到排采井8。

作为本发明提供的低渗多层砂岩铀矿的地浸开采方法的一个具体实施例，排采井8内架设有用于容纳(流通)溶浸液的第二竖井套管，第二竖井套管上设有第二渗流孔，以便于溶浸液从第二渗流孔内流入再经第二竖井套管进行回收。

作为本发明提供的浅埋暗挖大跨度隧道的永久支护体系的一个具体实施例，第一竖井套管和第二竖井套管都是耐腐蚀的材料。

作为本发明提供的浅埋暗挖大跨度隧道的永久支护体系的一个具体实施例，封堵结构12为能够抵御溶浸液腐蚀的材料，其外形与水平钻孔11的终端孔径相适配，以完全隔离溶浸液自水平钻孔11的终端流入排采井8。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。