煤铀协调开采扰动岩层应力-裂隙-渗流-化学反应-输运场耦合机制

基本信息
批准号:51904011
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:张通
学科分类:
依托单位:安徽理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
裂隙孔隙介质安全高效开采溶浸液多场耦合透明土
结项摘要

The distribution of sandstone-type uranium and coal characterized by vertical up-down and horizontal plane-stacked, partially stacked and non-overlapping in Ordos Basin. It’s crucial to safely, efficiently, economically and environment-friendly mine the resource of coal and uranium, as the attributes of coal and uranium on the energy and strategic. The method of coordinated mining of uranium and coal can be taken into account, which make reduction in mining-induced effect between coal and uranium and decrease in negative effect on hydrogeology and ecological environment. Focusing on the problem of complex stress - fractured - solute chemistry - transport issues. The combination method of experimental study and theoretical analysis was conducted, to develop the models of medium injuries, fluid flow and solute chemistry - transport for medium of porous and fractured represented by uranium - bearing sandstone, sandy mudstone and conglomerate. The coupling mechanism in the field of stress-fracture-seepage- solute chemistry -transport was studied by means of simulation experiment, based on the effective solution of the seepage models mentioned above. And directing the key study point in practical engineering.

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿与煤炭资源呈垂向上下,平面叠置、部分叠置及非叠置分布,基于煤、铀资源的能源与战略属性,协调煤铀资源开采,减小煤铀资源之间开采扰动影响,降低地质、地下水、地表生态的负外部性,实现煤铀资源安全、高效、经济及绿色开采尤为重要。本项目针对煤铀协调开采下的复杂应力-裂隙-渗流-溶质化学反应-输运问题,拟采取实验研究与理论分析相结合的方法,建立溶浸液与扰动应力复合作用下含铀砂岩双重介质损伤、流体运动与溶质化学反应-输运模型、砂质泥岩裂隙介质与砾岩层孔隙介质的损伤与渗流等理论模型,并给出有效的求解方法,进而通过模拟实验,研究煤铀协调开采扰动岩层应力-裂隙-渗流-化学反应-输运场耦合机制,明确现场工程关键攻关方向。

项目摘要

煤铀资源是国家重要的战略资源和能源,鄂尔多斯盆地广泛分布煤铀共伴生资源,其赋存形式呈垂向上下分布,平面叠置、部分叠置及非叠置分布,协调煤铀资源开采,减小煤铀资源之间开采扰动影响,降低地质、地下水的负外部性,对实现煤铀资源安全、高效、经济及绿色开采尤为重要。本项目聚焦煤铀协调开采下的复杂应力-裂隙-渗流-溶质化学反应-输运耦合问题,(1)研发了微细观与宏观共伴生资源科学实验装置与数值模拟算法(2)开展了全程CT/NMR 扫描三轴渗流柱浸实验和理论分析了煤铀开采实验,建立了溶浸液与应力复合作用下含铀砂岩双重介质损伤、流体运动与溶质化学反应-输运模型、砂质泥岩裂隙介质与砾岩层孔隙介质的损伤与渗流模型(3)结合物理模拟实验与数值模拟,研究了铀矿地浸开采与煤层“三带”复合扰动作用下,区域岩层应力状态,孔隙裂隙衍生发育状况,建立了考虑溶浸液与应力复合作用的应力-裂隙-渗流-溶质化学反应-输运耦合渗流模型,给出了问题的数值解法(4)开展了系统的煤铀协调开采模拟研究,揭示了煤铀协调开采扰动岩层应力-裂隙-渗流-化学反应-输运场耦合机制,为工程现场提供重要的理论支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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