一种采用加压注液的离子型稀土开采方法与流程

1.本发明涉及稀土矿山开采领域，特别地，涉及一种采用加压注液的离子型稀土开采方法。


背景技术：

2.南方离子型稀土是我国乃至全球重稀土的主要产地，原地浸矿是其主要开采方法。原地浸矿是通过原地钻孔注液的方式将吸附于花岗岩风化壳中的稀土阳离子浸出，相比其它稀土开采方法，原地浸矿更加高效环保，对环境破坏更小。但受技术水平的限制，原地浸矿的浸矿压力依赖于注液孔底的积水高度，这种较小的浸矿压力直接导致浸矿液横向扩散范围有限，且各孔之间的积水高度不一致，难以准确把握各个注液孔的扩散范围，造成稀土离子回采率低。也因这种较小的浸矿压力，导致稀土开采时需设置较多的注液孔，这样既增加了开采成本(钻孔成本是原地浸矿主要开采成本之一)，又破坏了土体完整性，增加滑坡风险。在原地浸矿中，浸矿压力的大小同样决定着开采效率，浸矿压力大，浸矿时间短，开采效率高；反之，当浸矿压力不足时，浸矿时间延长，这不但降低了开采效率，还增加了土体滑坡的可能性。总而言之，加压注液是提高浸矿效率和降低打孔成本的有效手段之一，但现今尚未发现采用加压注液方式的原地浸矿开采工艺。


技术实现要素：

3.本发明提供的采用加压注液的离子型稀土开采方法，解决了现有的采用原地浸矿开采方法难以准确把握各个注液孔的扩散范围、难以准确确定各个注液孔的注液压力、难以准确确定各个注液孔的注液时间，造成稀土离子回采率低的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
5.一种采用加压注液的离子型稀土开采方法，包括如下步骤：s1，根据目标矿体的地质信息，确定目标矿体的倾向矿体上盘、倾向矿体下盘、走向矿体上盘、走向矿体下盘以及真厚度中面；s2，沿坡体倾斜方向将相邻的两个目标注液孔的水平距离确定为设计水平距离，沿坡体坡体走向方向将的相邻的两个目标注液孔的水平距离确定为设计水平距离，其中，目标注液孔沿垂直于水平面布设，且设计水平距离不小于目标矿体的平均真厚度值；s3，确定每一个目标注液孔的目标扩散半径r
ij
；s4，采用公式得到每一个目标注液孔的极限注液压力p0，其中，σ1′
为目标注液孔周边的有效最大主应力(pa)，η为侧应力系数，γw为地下水重度，hw为地下水位高度，c
′
为土体的内聚力(pa)，为土体的内摩擦角(
°
)，每一个目标注液孔的目标注液压力均不大于对应的目标注液孔的极限注液压力；s5，采用公式确定每一个目标注液孔的单次目标注液时间，其中，r
ij
为对应的目
标注液孔的目标扩散半径，r0为注液头的半径，θs为土的饱和体积含水率，θi为土体初始体积含水率，k为浸矿液饱和渗透系数(cm/s)、h0为对应的目标注液孔的注液压力水头(m)、h1为对应的目标注液孔的地下水位压力(m)。
6.进一步地，步骤s31，获取在坡体倾斜方向上待计算目标注液孔的中心线与相邻两侧的目标注液孔的中心线的水平连线，分别获取水平连线的中垂线并依次确定为倾向第一中垂线和倾向第二中垂线，确定倾向第一中垂线与倾向矿体上盘的交点为倾向第一交点，确定倾向第二中垂线与倾向矿体上盘的交点为倾向第二交点，以倾向第一交点向倾向矿体下盘做垂线并与倾向矿体下盘交点为倾向第三交点，以倾向第二交点向倾向矿体下盘做垂线并与倾向矿体下盘交点为倾向第四交点；步骤s32，获取在坡体走向方向上待计算目标注液孔与相邻两方的目标注液孔的水平连线，分别获取水平连线的中垂线并依次确定为走向第一中垂线和走向第二中垂线，确定走向第一中垂线与走向矿体上盘的交点为走向第一交点，确定走向第二中垂线与走向矿体上盘的交点为走向第二交点，以走向第一交点向走向矿体下盘做垂线并与倾向矿体下盘交点为走向第三交点，以走向第二交点向走向矿体下盘做垂线并与走向矿体下盘交点为走向第四交点；步骤s33，获取待计算目标注液孔的中心线与真厚度中面的交点为目标圆心点，获取目标圆心点与上述各个交点之间的距离值，确定最大距离值为待计算目标注液孔的目标扩散半径r
ij
。
7.进一步地，步骤s33还包括：获取待计算目标注液孔的中心线与真厚度中面的交点为目标圆心点，获取目标圆心点与上述各个交点之间的距离值，确定最大距离值为待计算目标注液孔的预选扩散半径；获取水平距离处于预选扩散半径下呈对角布设的两个目标注液孔之间的水平距离，判断水平距离是否不小于倍设计水平距离：在水平距离是不小于倍设计水平距离时，确定预选扩散半径为目标扩散半径；在水平距离小于倍设计水平距离时，将预选扩散半径数值加大并再次确认呈对角布设的两个目标注液孔之间的水平距离是否不小于倍设计水平距离，重复上述步骤直至呈对角布设的两个目标注液孔之间的水平距离不小于倍设计水平距离。
8.进一步地，获取目标矿体真厚度变化系数：在目标矿体真厚度变化系数不大于30％时，设计水平距离不小于平均真厚度值；在目标矿体真厚度变化系数大于30％时，设计水平距离不小于最大真厚度值。
9.进一步地，步骤“在目标矿体真厚度变化系数大于30％时，设计水平距离不小于最大真厚度值”包括：在目标矿体真厚度变化系数大于30％时，设计水平距离按矿体真厚度值划分：若矿体真厚度为1至3m，则取设计水平距离为3m；若矿体真厚度为3至5m，则取设计水平距离为5m；若矿体真厚度为5至10米，则取设计水平距离为10m；若矿体真厚度为大于10m，则以每变化5m为间距确定设计水平距离。
10.进一步地，还包括步骤：获取倾向相邻的两个目标注液孔的连线与水平面之间形成的倾向倾角α，根据公式确定倾向相邻的两个目标注液孔的倾向地表距离，其中，ld为设计水平距离。
11.进一步地，还包括步骤：获取走向相邻的两个目标注液孔的连线与水平面之间形
成的走向倾角β，根据公式确定走向相邻的两个目标注液孔的走向地表距离，其中，其中，ld为设计水平距离。
12.进一步地，步骤s4中的每一个目标注液孔的目标注液压力的计算方式为：采用公式计算得到每一个目标注液孔的目标注液压力。
13.进一步地，根据相邻的两个目标注液孔的设计水平距离开挖所有的目标注液孔，且将每一个目标注液孔开挖至对应的目标注液孔的目标圆心点位置处；安装注液装置，其中，注液装置的注液头的半径为r0；按照每一个目标注液孔的目标注液参数对对应的目标注液孔进行多次注液，其中每一个目标注液孔的目标注液参数包括每一个目标注液孔的目标扩散半径、每一个目标注液孔的目标注液压力、每一个目标注液孔的目标注液时间。
14.进一步地，每一个目标注液孔相邻的两次注液时间间隔为2至4倍该目标注液孔的单次目标注液时长。
15.本发明具有以下有益效果：
16.本发明的采用加压注液的离子型稀土开采方法，通过设置倾向相邻的两个目标注液孔的间距为设计水平距离、通过设置走向相邻的两个目标注液孔的间距为设计水平距离，认为浸矿液可按球形进行扩散，便于设计目标注液孔的注液参数；通过确定每一个目标注液孔的目标扩散半径、确定每一个目标注液孔的目标注液压力以及确定每一个目标注液孔的单次目标注液时间，建立了浸矿液扩散范围与时间的关系，使浸矿范围得到了精准的预算，避免了浸矿液的浪费，减少了滑坡风险，同时提高了浸矿液的渗透速度，减少浸矿周期；总之，相比于传统的原地浸矿，本发明增大了浸矿液的扩散速度和范围，提高了开采效率，减小了孔网间距，降低了浸矿液在土体中的赋存时间，减小了滑坡风险。
17.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的目标矿体的剖视图；
20.图2是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的原理示意图之一；
21.图3是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的原理示意图之二；
22.图4是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的原理示意图之三；
23.图5是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的浸矿模型示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
25.图1是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的目标矿体的剖视图；图2是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的原理示意图之一；图3是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的原理示意图之二；图4是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的原理示意图之三；图5是本发明优选实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法的浸矿模型示意图。
26.如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的采用加压注液的离子型稀土开采方法，包括如下步骤：s1，根据目标矿体的地质信息，确定目标矿体的倾向矿体上盘、倾向矿体下盘、走向矿体上盘、走向矿体下盘以及真厚度中面；s2，沿坡体倾斜方向将相邻的两个目标注液孔的水平距离确定为设计水平距离，沿坡体坡体走向方向将的相邻的两个目标注液孔的水平距离确定为设计水平距离，其中，目标注液孔沿垂直于水平面布设，且设计水平距离不小于目标矿体的平均真厚度值；s3，确定每一个目标注液孔的目标扩散半径r
ij
；s4，采用公式得到每一个目标注液孔的极限注液压力p0，其中，σ1′
为目标注液孔周边的有效最大主应力(pa)，η为侧应力系数，γw为地下水重度，hw为地下水位高度，c
′
为土体的内聚力(pa)，为土体的内摩擦角(
°
)，每一个目标注液孔的目标注液压力均不大于对应的目标注液孔的极限注液压力；s5，采用公式确定每一个目标注液孔的单次目标注液时间，其中，r
ij
为对应的目标注液孔的目标扩散半径，r0为注液头的半径，θs为土的饱和体积含水率，θi为土体初始体积含水率，k为浸矿液饱和渗透系数(cm/s)、h0为对应的目标注液孔的注液压力水头(m)、h1为对应的目标注液孔的地下水位压力(m)。
27.可以理解地，本发明中的s1、s2、s3、s4、s5并不限定具体的实施步骤，本发明中即可以是先获取每一个目标注液孔的目标扩散半径r
ij
，也可以是先获取每一个目标注液孔的目标注液压力或者每一个目标注液孔的单次目标注液时间。
28.本发明提供的采用加压注液的离子型稀土开采方法，确定相邻两个目标注液孔的水平距离、确定每一个目标注液孔的目标扩散半径、确定每一个目标注液孔的目标注液压力以及确定每一个目标注液孔的目标注液时间，进而确定了采用加压注液的离子型稀土开采方法的注液参数，最后根据注液参数进行注液，解决了传统原地浸矿注液压力低的问题，增大了浸矿液的扩散速度和范围，提高了开采效率，减小了孔网间距，降低了浸矿液在土体中的赋存时间，减小了滑坡风险；通过设置倾向相邻的两个目标注液孔的间距为设计水平距离、通过设置走向相邻的两个目标注液孔的间距为设计水平距离，认为浸矿液可按球形进行扩散，便于设计目标注液孔的注液参数；通过确定每一个目标注液孔的目标扩散半径、确定每一个目标注液孔的目标注液压力以及确定每一个目标注液孔的单次目标注液时间，建立了浸矿液扩散范围与时间的关系，使浸矿范围得到了精准的预算，避免了浸矿液的浪费，减少了滑坡风险，同时提高了浸矿液的渗透速度，减少浸矿周期，相比于传统的原地浸
矿本发明具有更高的浸矿效率和更低的开采成本，且能减少浸矿过程对山体稳定性产生的影响。
29.进一步地，步骤s3中确定每一个目标注液孔的目标扩散半径r
ij
的步骤包括：步骤s31，获取在坡体倾斜方向上待计算目标注液孔的中心线与相邻两侧的目标注液孔的中心线的水平连线，分别获取水平连线的中垂线并依次确定为倾向第一中垂线和倾向第二中垂线，确定倾向第一中垂线与倾向矿体上盘的交点为倾向第一交点，确定倾向第二中垂线与倾向矿体上盘的交点为倾向第二交点，以倾向第一交点向倾向矿体下盘做垂线并与倾向矿体下盘交点为倾向第三交点，以倾向第二交点向倾向矿体下盘做垂线并与倾向矿体下盘交点为倾向第四交点；步骤s32，获取在坡体走向方向上待计算目标注液孔与相邻两方的目标注液孔的水平连线，分别获取水平连线的中垂线并依次确定为走向第一中垂线和走向第二中垂线，确定走向第一中垂线与走向矿体上盘的交点为走向第一交点，确定走向第二中垂线与走向矿体上盘的交点为走向第二交点，以走向第一交点向走向矿体下盘做垂线并与倾向矿体下盘交点为走向第三交点，以走向第二交点向走向矿体下盘做垂线并与走向矿体下盘交点为走向第四交点；步骤s33，获取待计算目标注液孔的中心线与真厚度中面的交点为目标圆心点，获取目标圆心点与上述各个交点之间的距离值，确定最大距离值为待计算目标注液孔的目标扩散半径r
ij
。
30.可以理解地，s31、s32、s33并不限定具体的实施步骤。本发明中，可以通过对目标矿体的矿体分布图进行处理，确定目标矿体真厚度中面(矿体真厚度中心形成的面)、计算目标矿体真厚度变化系数、目标矿体平均真厚度以及确定目标矿体的倾向矿体上盘、倾向矿体下盘、走向矿体上盘、走向矿体下盘。可以理解地，在本技术中，倾向是指沿目标矿体的坡体倾斜方向，走向是垂直于倾向的方向，水平距离是指水平连线的距离。
31.具体地，本发明的采用加压注液的离子型稀土开采方法，解决了传统原地浸矿注液压力低的问题，增大了浸矿液的扩散速度和范围，提高了开采效率，减小了孔网间距，降低了浸矿液在土体中的赋存时间，减小了滑坡风险。
32.可选地，沿坡体倾斜方向确定相邻的两个目标注液孔的水平距离为设计水平距离，沿坡体坡体走向方向确定的相邻的两个目标注液孔的水平距离为设计水平距离，以使所有的目标注液孔在水平面上呈矩阵分布且相邻两个注液孔的水平距离均为设计水平距离。
33.可选地，i向为沿坡体倾斜方向，j向为沿坡体走向方向。
34.请参考图2、图3和图4，图2为浸矿液扩散范围俯视图，目标注液孔为浸矿注液的通道，其由地表垂直打入矿层，使目标注液孔垂直于水平面布设。在确定单孔目标扩散半径(待计算目标注液孔的扩散半径)时，在注液压力的作用下浸矿液会向注液孔四周扩散，现有技术中并未提出有关加压作用下浸矿液的扩散理论，本发明中，根据加压注浆中的magg理论和加压注液装置的注液头，认为浸矿液可按球形进行扩散。为确保土层中稀土离子能被完全浸出，同时减少浸矿液在无稀土离子土层中的扩散范围，节约浸矿液的消耗，需对每个注液孔的扩散范围进行限制，具体地，根据图2、图3以及图4，每个目标注液孔的目标扩散半径的确定过程如下：如图3所示，根据目标注液孔的位置做出同一竖排(垂直坡体走向方向)的地质剖面图，作待计算目标注液孔与左右相邻目标注液孔水平连线的中垂线va、v
′
b，根据中垂线与斜向矿体上盘交点a、b作斜向矿体下盘垂线ac、bd，矿体acbd区域即为该待计
算目标注液孔的负责浸出的控制范围；如图4所示，采用相同的办法确定待计算目标注液孔在横排方向上(沿坡体走向方向)上的浸出控制范围efgj；i为竖排排号，j为横排排号，连接o
ij
a、o
ij
b、o
ij
c、o
ij
d、o
ij
e、o
ij
f、o
ij
g、o
ij
j，其中o
ij
为待计算目标注液孔的中心线与目标矿体真厚度中面的交点，确定o
ij
a、o
ij
b、o
ij
c、o
ij
d、o
ij
e、o
ij
f、o
ij
g、o
ij
j最长的线段为待计算目标注液孔的目标扩散半径r
ij
，将当前目标注液小的目标扩散半径作为为目标注液小孔的目标扩散半径，依次采用上述方法获取每一个目标注液孔的目标扩散半径r
ij
。
35.请参考图5，在确定每一个目标注液小孔的注液压力时，首先确定出每一个目标注液小孔的极限注液压力。在半无限土层进行可透性注液时，当注液压力超过一定极限值时，浸矿液流动方式将由渗透方式转换成劈裂方式，使土体完整型产生破坏，增加滑坡风险。对于注液压力作用下土体破坏强度可按照有效应力的莫尔-库伦破坏准则进行计算：
[0036][0037]
式中：σ1′
为目标注液孔周边的有效最大主应力(pa)，其可按自重应力来计算，σ1＝γl，γ为土体重度(n/m3)，l为各目标注液孔的深度(m)；σ3′
为目标注液孔周边的有效最小主应力(pa),σ3′
＝ησ1′
，η为侧应力系数，μ为土体的泊松比；为土体的内摩擦角(
°
)，可通过土的力学性质试验得到；c
′
为土体的内聚力(pa)，可通过土的力学性质试验得到。
[0038]
由于注液压力的作用，使土体的有效应力会减少，结合地下水的作用和式(1)可求得注液的极限注液压力为：
[0039][0040]
式中,γw为地下水重度，hw为地下水位高度，不存在地下水时为0。
[0041]
更优地，述步骤s4中的每一个目标注液孔的目标注液压力的计算方式为：采用公式计算得到每一个目标注液孔的目标注液压力。本发明中，为了保护土体的完整性，本发明中注液压力取极限注液压力的0.8至1.0倍，故注液压力水头h0可按下式计算：
[0042][0043]
请参考图5，每一个目标注液小孔单次的目标注液时间计算如下：在恒定压力作用下，浸矿液的扩散范围与时间相关，为使矿层能被浸矿液能完全渗透，且减少无用扩散，需对注液时间进行严格限制。现有技术中，并未提出有关加压作用下浸矿液的扩散半径与时间、注液压力间关系的理论，在本发明中将根据green-ampt模型对加压注浆中的magg公式进行改进，获得加压作用下浸矿液的扩散半径与时间、注液压力间计算公式。仍沿用magg公式中球形扩散假设。根据达西定律可得累积渗入量q与压力水头间的关系：
[0044][0045]
式中，k为浸矿液饱和渗透系数(cm/s)，可通过室内试验获得；t为注液时间(s)，h
为浸矿液的压力水头(m)，r扩散半径(m)。
[0046]
由水量平衡原理和green-ampt模型可得出累积入渗量和概化湿润锋的关系为：
[0047][0048]
式中，θs为土的饱和体积含水率，θi为土体初始体积含水率，均可通过实验测定。
[0049]
将式(5)代入式(4)中积分可得：
[0050][0051]
式中，c为待定常数。
[0052]
根据边界条件可知，当r＝r0时h＝h0，h0为注液压力水头(m)，p为注液压力(pa)，γz为浸矿液重度，r0为注液装置的注液头半径(m)；当r＝r1时h＝h1，地下水存在时h1＝hw，为地下水位高度，地下水不存在时h1＝sf，sf为土体基质吸力引起的负压力水头(m)，其可按下式计算得到：
[0053][0054]
式中，ψ为土体的基质吸力(pa)，可通过土水特性曲线测定。
[0055]
根据式(6)和边界条件可得：
[0056][0057]
由上式可求得浸矿液扩散半径r与注液时间、注液压力的关系：
[0058][0059]
由于已经对每个目标注液孔的目标扩散半径r
ij
进行了严格限制，结合式(9)可确定出每个目标注液孔孔单次注液时间t(单次注液时间t可通过加压注液装置中的自动调压装置进行设定)：
[0060][0061]
进一步地，步骤“获取待计算目标注液孔的中心线与真厚度中面的交点为目标圆心点，获取目标圆心点与上述各个交点之间的距离值，确定最大距离值为待计算目标注液孔的目标扩散半径r
ij”还包括：获取待计算目标注液孔的中心线与真厚度中面的交点为目标圆心点，获取目标圆心点与上述各个交点之间的距离值，确定最大距离值为待计算目标注液孔的预选扩散半径；获取水平距离处于预选扩散半径下呈对角布设的两个目标注液孔之间的水平距离，判断水平距离是否不小于倍设计水平距离：在水平距离是不小于倍设计水平距离时，确定预选扩散半径为目标扩散半径；在水平距离小于倍设计水平距离时，将预选扩散半径数值加大并再次确认呈对角布设的两个目标注液孔之间的水平距离是否不小于倍设计水平距离，重复上述步骤直至呈对角布设的两个目标注液孔之间的水平距离不小于倍设计水平距离。本方案中，连接o
ijo(i-1)(j-1)
，获取线段o
ijo(i-1)(j-1)
，如
果满足则预选扩散半径为目标扩散半径r
ij
，如果不满足，则加大预选扩散半径使其满足并将加大后半径作为目标扩散半径r
ij
。
[0062]
进一步地，采用加压注液的离子型稀土开采方法还包括步骤：获取目标矿体真厚度变化系数：在目标矿体真厚度变化系数不大于30％时，设计水平距离不小于平均真厚度值；在目标矿体真厚度变化系数大于30％时，设计水平距离不小于最大真厚度值。
[0063]
进一步地，步骤“在目标矿体真厚度变化系数大于30％时，设计水平距离不小于最大真厚度值”包括：在目标矿体真厚度变化系数大于30％时，设计水平距离按矿体真厚度值划分：若矿体真厚度为1至3m，则取设计水平距离为3m；若矿体真厚度为3至5m，则取设计水平距离为5m；若矿体真厚度为5至10米，则取设计水平距离为10m；若矿体真厚度为大于10m，则以每变化5m为间距确定设计水平距离。
[0064]
具体地，本发明中，目标注液孔横排沿目标矿体的倾向布置，确定沿坡体倾向相邻的两个目标注液孔的水平距离和确定沿坡体坡体走向方向的相邻的两个目标注液孔的水平距离均按下述原则进行确定：当矿体真厚度变化系数不大于30％时，第一水平孔间距ld为矿体平均真厚度；当矿体厚度变化系数大于30％时，第一水平孔间距ld需按矿体真厚度值划分区域，即：矿体真厚度为1至3m时ld取3m，矿体真厚度为3至5m时ld取5m，矿体真厚度为5至10m时ld取10m，矿体真厚度大于10m后，以5m为间距以此类推。
[0065]
进一步地，还包括步骤：获取倾向相邻的两个目标注液孔的连线与水平面之间形成的倾向倾角α，根据公式确定倾向相邻的两个目标注液孔的倾向地表距离，其中，ld为设计水平距离。
[0066]
进一步地，还包括步骤：获取走向相邻的两个目标注液孔的连线与水平面之间形成的走向倾角β，根据公式确定走向相邻的两个目标注液孔的走向地表距离，其中，其中，ld为设计水平距离。
[0067]
可以理解地，由于地表起伏不平的变化，各孔间的地表间距均不一致，为方便施工，各目标注液孔之间地表距离可按下述方法进行大致确定：如图3所示，已知垂直坡体走向方向(竖排)上相邻两个注液孔的水平孔间距ld，则垂直走向上相邻两个目标注液孔的地表距离l
ij
(横排地表距离)为：
[0068][0069]
其中，α
ij
为两相邻注液孔间地表倾角，i为竖排排号，j为横排排号。
[0070]
如图4所示，已知沿坡体走向方向(横排)上相邻两个注液孔的水平孔间距ld，则沿走向上相邻两个目标注液孔的地表距离l
ij
(竖排地表距离)为：
[0071][0072]
其中，β
ij
为沿走向两相邻注液孔间地表倾角。根据上述方式确定的水平孔间距ld以及各孔横、竖排间的地表间距l
ij
、l
ij
即可确定出各个注液孔的布置位置。
[0073]
进一步地，根据相邻的两个目标注液孔的水平距离开挖所有的目标注液孔，且将每一个目标注液孔开挖至对应的目标注液孔的目标圆心点位置处；安装注液装置，其中，注液装置的注液头的半径为r0；按照每一个目标注液孔的目标注液参数对对应的目标注液孔进行多次注液，其中每一个目标注液孔的目标注液参数包括每一个目标注液孔的目标扩散半径、每一个目标注液孔的目标注液压力、每一个目标注液孔的目标注液时间。
[0074]
可以理解地，本发明中的注液装置包括注液加压机构和注液管，注液管用于伸入至目标注液孔内，注液加压机构将浸矿液加压后注入注液管内，浸矿液通过注液管管壁上的注液孔渗入至目标矿体内，通过设置注液加压机构加压使从注液孔渗出的浸矿液的压力大于目标注液孔的积水压力，且小于目标注液孔的极限注液压力，实现了对目标注液孔的孔壁的保护，同时，提高浸矿液的渗透速度，减少浸矿周期。
[0075]
进一步地，每一个目标注液孔相邻的两次注液时间间隔为2至4倍该目标注液孔的单次目标注液时长。
[0076]
进一步地，每一个目标注液孔总共注液5至8次。
[0077]
进一步地，将每一个目标注液孔开挖至对应的目标注液孔的目标圆心点5cm以下的位置处。
[0078]
本发明提供的采用加压注液的离子型稀土的具体开采采流程如下：
[0079]
在获取目标注液参数的基础上，为实现高效精确的回收稀土离子，需按以下步骤进行开采工作：按设计的孔深和孔网间距钻凿各个目标注液孔；安装注液装置；连接注液装置的各处管网，并对各注液点测试，并在各个注液装置的自动调压装置中设置单次目标注液时间t、注液水头h0、注液次数、注液间隔时间等参数；进行注液，每次注液按设计的单次目标注液时间t进行，每次注液完间隔2至4倍单次目标注液时间后进行再次注液，一共注液5至8次，或者通过收集的浸出液浓度来判断注液结束次数，其中，注液时前几次注液采用高浓度浸矿液，后几次采用低浓度浸矿液。每次注液前需对设计压力进行调节，当达到设计注液压力时开始计算注液时间；回收浸出液，通过在山脚设置积液沟或者积液钻孔收集浸出液并对浸出浓度进行监测；第八步：封堵注液孔。
[0080]
本发明的采用加压注液的离子型稀土开采方法，通过对green-ampt模型和magg公式的改进，建立了浸矿液扩散范围与时间的关系，使浸矿范围得到了有效的限制，避免了浸矿液的浪费，减少了滑坡风险，设计了更小注液孔径和更大的注液孔间距减少了打孔成本，相比于传统的原地浸矿本发明具有更高的浸矿效率和更低的开采成本，且能减少浸矿过程对山体稳定性产生的影响。
[0081]
请在此参考图1，在具体施工时，确定某一矿山为风化壳淋积型稀土矿，稀土元素以离子相为主，基岩岩性为中粗粒-细粒黑云花岗岩和细粒含斑黑云母花岗岩，岩石呈褐红色，中粗粒花岗结构，块状构造，由斜长石、钾长石、石英、黑云母等矿物成分组成，岩石自变质作用明显且强烈，早期表现为钠质交代、晚期为钾交代，伴随形成稀土及钽矿化。图1为其26线剖面图，稀土矿层土质类型为粉砂，矿体真厚度为4.68至6.13m，平均真厚度5.78m，矿体倾角为21.3
°
至29.7
°
，平均倾角为22.3
°
，矿体真厚度变化系数为17.8％，不需要划分区域确定水平孔间距ld，ld选取为平均真厚度5.78m，取整为6m。经试验测定稀土矿层饱和渗透系数为1.25
×
103cm/s，孔隙比为0.92，饱和体积含水率为θs为48.56％，初始体积含水率θi为15.32％，对应基质吸力为72kpa，密度1.63g/cm3，无地下水，稀土矿层内摩擦角为32
°
，内
聚力8.3kpa，泊松比0.45。各注液孔布置如图5所示，注液头的注液孔径100mm，孔深为5.3m至13.6m，相应的最大注液压力为p0为75.7kpa至173.5kpa，对应的最大注液水头h0为7.00m至15.93m。单次设计注液时间为16.5至22h，浸矿剂为硝酸铵，共进行四次注液，每次注液间隔两天，浸矿结束后进行清水注液，注液时间t为1天，浸出液由两侧山脚集液沟收集进入沉淀池，待集液沟中无明显液体渗出时对相关设备进行回收。
[0082]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。