24中国铀矿开采技术特点及发展水平

中国铀矿开采技术特点及进展水平1 我国铀矿工业进展过程及特点我国铀矿冶工业是在毛主席、周总理亲切关心和领导下从50 年月末开头创立与进展起来的，经过40 多年努力，在全国十几个省、市、自治区先后建设了假设干座铀矿山和铀水冶厂，以及铀矿冶争论所、设计院、机修厂、建筑公司等，形成了完整的铀矿冶生产系统，为我国原子弹、氢弹、核潜艇准时供给了充分的核燃料，为壮大国威、军威，打破国外敌对势力核讹诈、核垄断作出了历史性奉献，为我国核电工业进展打下了坚实根底。

放射性铀矿在我国属特定矿种，受到国家高度重视，其矿床特点是：①矿床类型较多，可分为八个大类，22 个亚类，但是花岗岩型(占34％)，火山岩型(22％)，碳硅泥岩(占20％)，砂岩型(占15％)为主，这四类合计占90％以上；②成矿年月跨度大，从古生代、中生代、到生代都有；③矿床规模一般较小，埋藏不深；④铀矿石具有放射性。

针对铀矿床特点，经过长期实践与完善，使我国铀矿开采技术也形成肯定特点：①在开采方式中以地下开采为主，地下开采占80％～85％，露天开采仅占15％～20％；②采矿方法种类繁多，但以充填采矿法为主；③回采工艺敏捷，适应性较强；④从勘探到开采全过程都须与放射性物探亲热协作；⑤格外重视放射性的安全防护工作。

铀矿开采上述特点，实际上也是多年来我国铀开采所遵循的根本原则，并且严密围绕这些根本原则完善铀矿开采技术，探讨其进展方向。

例如，在开拓方案选择中承受斜井开拓较多，斜井开拓占50％以上，我国地下开采的铀矿山几乎都有斜井，只是有的作主提升井，有的作关心提升井。

竖井开拓只占35％～40％，平硐开拓占10％左右；为了适合矿体多变状况，中段高度偏小，急倾斜矿体一般为40～50m，缓倾斜矿体一般为15～25m；为了加强生产探矿，采掘比偏大，平均为41m/千t，个别到达90～120m／千t；为了削减放射性对井下作业人员的危害，依据稀释氡及氡子体原则计算风量，加大矿井通风，将开拓工程及局部采准工程尽可能布置在矿脉外，以削减氡及氡子体析出；为削减放射性对环境的影响，一律就矿建厂，要求废水全部达标排放，尽量作到无废水排放等。

在处理一些特定条件下的铀矿开采问题时，也形成了一整套比较完整的技术与阅历。

例如在解决大水高温铀矿开采时，完善与总结了超前疏干，注浆堵水，分区开采，制冷降温一整套地下开采中防治水技术，使郴州铀矿井下水温50—55℃，井下空气温度40—45℃，井下涌水量在6000m3/h 恶劣的作业环境得到改善，保障井下人员能顺当作业。

为解决三下铀矿开采时，完善与总结了合理确定防水矿柱参数，制定防止抽冒措施，承受上行开采挨次，承受下向胶充工艺一整套三下开采技术，确保了湖南某铀矿在其上有一条宽度为300m，常年流水的大河，有一条国家二级大路并兼有一座跨河大路大桥，有一座人口超过1 万人的小镇的铀矿床，顺当建成投产，安全地、顺当地采完闭坑。

针对既有铀矿特征又有煤矿特征、开采难度较大的煤岩型铀矿的开采问题，完善与总结了煤岩型铀矿开采技术，确保了疆伊犁两座煤岩型铀矿建成投产。

总之，在努力提高资源利用率，提高经济效益，削减放射性对环境的污染的前提下，通过发挥自力更生精神、长期的困难奋斗，形成了完全适应中国铀矿特点的、比较完整的铀矿开采技术。

我国铀矿工业大致可以划分为两个历史的进展阶段，前20 年即70 年月末期以前为第一阶段，称之为创立与进展阶段，它的特点是自力更生解决有无问题，全力为国防建设效劳，铀矿开采技术同样处在创立、完善、进展阶段；后20 年即80 年月初至现在，称之其次阶段，又称调整与提高阶段，它的特点是以经济效益为中心，对铀矿冶进展全面调整，同时推广技术、工艺，铀矿冶生产企业虽然大大削减，但总的产量还有所提高，而且劳动生产率、企业经济效益有大幅度提高，铀矿开采技术与第一阶段相比，这个阶段有了质的飞跃。

通过两历史进展阶段，中国铀矿冶工业已经形成了一个既能保证我国国防建设需要，又能保证我国能源建设的需要的完整的工业体系，为我国核工业进展打下了坚实根底。

2 充填采矿法在我国铀矿开采技术中起了重要作用如何依据我国铀矿床特点选择适宜的采矿方法是我国铀矿开采中格外重要问题。

由于“铀”属国家战略资源，极为贵重，要求高的回收率；而铀矿床产状多变，埋藏分散，品位不高，给提高回收率带来了肯定难度。

铀具有放射性，这对于改革回采工艺，提高回收率是一个很好的条件；同时由于放射性又会给安全防护与环境保护带来的难度。

铀矿开采中针对不同矿床先后承受过充填法、壁式进路法、分层崩落法、留矿法、方框支柱法等十余种采矿方法。

由于上述缘由，不少采矿方法使用范围越来越小，有的根本被淘汰，唯有充填采矿法使用者越来越多，使用范围越来越广，按产量计算，充填法在铀矿开采中所占比重不断提高：60 年月为50％，70 年月为67％，80 年月以后至现在为75％以上，可以说地下开采铀矿山绝大局部矿石是用充填法采出来的。

对充填法在铀矿山常用不衰曾引起很多采矿学者的兴趣，但实际上主要是以下缘由所至：①使用敏捷，很适应我国形态多变铀矿体的特点，它的每道工序都不受矿体产状影响，既可边采边探，又可边探边采，其它采矿方法难以做到：②回采工艺比较细致，有利于降低损失与贫化，提高资源回收率。

一般状况下，铀矿山充填法的损失率为4％~10％，贫化率为10％～15％，局部贫化率还到7％；而留矿法损失率为10％~20％，贫化率为15％～30％；③有利于通风与安全治理，尤其它可准时出矿，大大降低了氡气及氡子体在采场的析出率。

据统计，铀矿山采场氡气析出率，分层崩落法是3～8×10-7 居里／m3；留矿法是4～6.19×10-7 居里／m3；干式充填法是1.27～2.18×10-7居里／m3；④采场作业条件较好，由于准时充填采空区削减地压，保护井上下设施不受破坏，尤其是承受水泥砂浆垫板之后，为凿岩、装药、顶板治理等制造了格外良好的条件，对采场机械化作业也极为有利。

充填法在我国铀矿山长期应用过程中，相应地使它的采场构造，回采工艺也得到了很大改进与完善。

例如：①在采场底部构造上，将留自然矿柱改为留少局部自然矿柱，再在所留的自然矿柱上铺设钢筋混凝土垫层，以及承受?昆凝土的假底假巷；②在相邻采场之间将自然间柱，改为混凝土间柱，或者混凝土隔离墙。

以上两项不仅使自然矿柱提早收回，而且可削减矿柱回收时损失；③承受水泥砂浆垫板代替木垫板；承受混凝土预制件或混凝土整体浇灌代替木支护顺路井，既节约了木材又提高了垫板、顺路井施工机械水平与加快施工进度；④建立混凝土与水泥砂浆搅拌输送系统，为采场混凝土施工制造条件；⑤主充填井承受多口集中式，采场充填井实行斜分枝式，建立井下充填储存仓，实行集中供料，缩短充填时间；⑥承受两采一充或多采一充工艺代替一采一充工艺，提高采场生产力量，承受多采一充(主要是两采一充)之后，郴州铀矿充填法采场生产力量提高25％~30％，采矿直接工效提高18％，采矿直接本钱降低24％～31％。

由于充填法本身的优点，再加上以上的完善与改进，进一步受到铀矿山的欢送，估量充填采矿法今后仍将为我国铀矿开采中的主要采矿方法。

80 年月以后，一方面由于下向胶结充填工艺在铀矿山试验成功与推广应用，使一些矿岩不太稳固，或者地表需要特别保护的铀矿床也纷纷承受充填采矿法；另一方面无轨开采技术在铀矿山推广与试验成功，特别是将无轨设备用于出矿与充填，使这两道工序由占采场循环时间由65％以上缩短到只占20％~25％，使采场生产力量大大提高。

据浙江某铀矿统计，该矿承受无轨开采之后，充填法采场生产力量提高了近两倍，掘进本钱降低12％，采矿本钱降低33％。

因此充填采矿法使用范围还在逐步扩大。

目前，局部铀矿山混凝土与水泥砂浆搅拌系统尚未建立，无轨开采推广也不普遍，水砂充填系统全部铀矿山均未建立，铀矿山采场治理规定未得到全面贯彻执行等，是铀矿开采中充填采矿法存在的主要问题，它对提高采场生产力量，降低采矿本钱阻碍较大，要尽快完善与抑制。

充填采矿法在铀矿开采中虽然使用较多，但它的工艺技术并未到达完善的地步。

在铀矿开采中只有当水砂充填(或机械化充填)与无轨开采完善的结合，充填采矿法才能进入最正确状态。

3重视露天开采露天铀矿的矿石产量只占铀矿总产量18％左右，与其他矿种相比，这比例是偏小的，比例偏小的主要缘由是受到铀矿埋藏条件的影响，其实宽阔铀矿山企业是格外欢送露天开采方式，有关治理部门也重视在铀矿开采中推广应用露天采矿技术，在铀矿山根本建设条例中就将“优先进展露天”作为一条原则，铀矿开采重视露天开采的缘由是：①可以利用钻探与槽探相结合进展生产探矿，探矿效果很好，探矿本钱也低，开采范围之内为盲小矿体根本都可回收，使采矿回收率到达90％以上，这对开采埋藏条件比较简单多变的铀矿床格外有利的；②由于露天作业，使用了大型机械施工，劳动条件较好；③通风条件好，有利于削减氡气及氡子体对人体的危害；④增产余地大，采矿本钱低；⑤基建期较短。

上述优点都是铀矿开采中格外需要的，在50 年月末期我国建设第一批铀矿山时就承受过露天开采技术，到70 年月初我国露天铀矿的产量曾占整个铀矿产量的31％。

从铀矿山露天开采的进展历史来看，除了一个露天铀矿由于资源不清，仓促上马建设，造成肯定损失之外，其余露天铀矿全部获得很好的经济效益与社会效益。

例如，湖南某铀矿露天工区，5个月就建成投产，实际生产力量超过设计力量3 倍，实际采出铀金属量为设计储量的 5.8 倍。

江西某铀矿露天工区实际生产力量为设计力量的2,5 倍，采矿本钱不到地下采矿本钱的1／3。

在湖南、江西、广东等地的铀矿山，只要可用露天采矿的全部都承受了露天开采，甚至广东某露天铀矿已按地下开采方式进展了设计，其井巷工程也根本施工完毕，由于矿床很适合露天开采，该矿又将地下开采改为露天开采。

实践证明，改露天开采之后，除采出铀金属量大大增加，使生产力量提高了 1 倍多，所获得的利润扣除前期按地下开采施工全部投资之后，仍比地下开采估量利润高出很多。

将地下开采中途又改为露天开采在铀矿冶系统已有多例。

我国露天铀矿85％为山坡露天，只有15％为深凹露天，露天矿生产力量为8—12 万t／a(矿石)，少数到达20 万t／a 左右(矿石)，露天设备以小型为主，开采深度在100～150m之间，梯段高度10m 左右，边坡角40°～50°，平均剥采比2～3m3／t。

针对我国铀矿床特点。

如何提高露天铀矿的资源利用率、企业经济效益、作好安全与防护工作，主要措施有：一要努力降低贫化率。

露天铀矿的损失率一般只有1％~3％，而贫化率高达35％~40％，个别到达50％。

贫化率提高5％时，水冶加工本钱就要提高10％，假设考虑运输费用增加，其本钱将提高更多。