从伊宁市向南,穿过加尕斯台大峡谷,向乌孙山开行,攀上山脚的低山丘陵,进入由核工业北京化工冶金研究院(以下简称“核化冶院”)设计并验收使用的蒙其古尔铀矿一期工程井场,临近的二期工程钻孔施工正进行得如火如荼。
乌孙山顶终年白雪皑皑,白色的毡房、羊群洒落在牧场中。地浸采铀工程的井场“藏”在连绵的草场中,核化冶院地浸技术研究所常年扎“根”于此。
地质层的精准“微创”
地浸采铀技术如同给地质层进行“微创手术”,“主刀医生”研判、精确定位开孔,“手术”需分毫不差,掌控全过程,在不破坏地质内部构造的情况下,通过液体循环提取出含铀溶液。
与传统钻井工程的“粗放”不同,从地浸技术萌芽开始,试验人员便不断研究如何使井下工具的实用性与地层环境的复杂性相结合,使产品成本更具有竞争优势。地层中的含铀矿层为特定深度的某段,为使含铀溶液能按照既定的路径从地下到地表循环,并排除掉泥沙的堵塞,地浸试验人员反复调研与现场试验,大胆提出新方案,设计出逆向注浆器、反向填砾组合体、地浸专用随钻测斜仪等最先进的井下工具,突破了二次成井工艺技术、逆向注浆技术以及钻孔测斜及纠斜技术,为快速成建井工艺的开发和铀资源回收率的提高奠定了基础。
我国众多铀矿床地质条件、水文地质条件复杂,资源分布零散,矿层埋深大,开采条件苛刻。地浸技术的研发和不断进步使砂岩铀矿资源实现了工业化、规模化、数字化和信息化。就蒙其古尔地浸矿山而言,十年前,控制阀门、切换塔器、装卸树脂等都需要人工操作。如今,通过核化冶院科技工作者对工艺、设计的改进,人均效能提高了百倍,实现了生产流程高度自动化、废水废渣零排放,真正使该矿山变成了一座绿色、新型、现代化矿山。
深部采矿创纪录
以天为盖、以地为庐。草场中紧挨着钻机的一块空地,有床、有椅子有餐桌,雨后就是一片泥潭。试验人员每天在拉水罐车旁洗漱吃饭候,就“埋”进了一旁的现场试验。
“超深大型砂岩铀矿高效地浸采铀技术研究” 是核化冶院“十三五”首个核能开发项目,项目针对埋深600-800米的砂岩铀矿,开展地浸井场布置与快速开拓技术、高效钻进与成井技术等方面的技术攻关。其中,“超深大型砂岩铀矿高效地浸采铀技术研究”朗卡项目点的钻孔已达到738米之深,是目前公开的铀矿开采地浸钻井纪录中所能查到的最深钻孔。
深部采矿是未来地浸发展的必然趋势,但与普通埋深的砂岩地浸开采技术相比,超深砂岩地浸开采难度更大,研究和开发适合于地浸工艺钻孔的随钻测斜仪至关重要。项目组设计的地浸专用无线随钻测斜仪有效地实现了可视化的边钻进边测量,提高了地浸工艺钻孔成孔率。
项目专家介绍,该项目实施将是我国地浸采铀钻孔生产技术一次重大突破,可以形成一套完整的、先进的地浸井场布置及快速开拓技术、高效钻进与成井技术,全面提升地浸采铀技术水平,并拓展地浸技术的适应性,提高可地浸铀资源的利用范围,实现超深大型砂岩型铀矿的高效经济开发。
“先遣队”盘活资源
作为世界领先的铀矿地浸技术团队,地浸技术研究所蒙其古尔铀矿开采项目组成立起青年突击队,解决试验面临的难题。
秦昊从莫斯科大学毕业便来到新疆地浸试验现场。结合所学,他摸索设计并创造出逆向投砾器,有效提高了完井效率,而且效果显著。2016年新入职的李召坤到试验现场没两天,皮衣就被“打磨”得伤痕累累。赶紧采购了一身厚实的军旅风格工装后,他笑呵呵地说:“又方便干活又帅气,完全不输宋仲基”。
住在寝车里,白天要和蚊蝇抗战,晚上要与老鼠斗争,寝车的另一头堆满各种试验装备,试验现场近在咫尺。由于设备一旦放入几百米的地下,就再不可能修改变动,需要提前设想好所有可能遇到的问题,所以突击队队员不分时日与工程施工人员沟通、取样试验,确保钻井及井下设备的放置符合试验设置。虽然积累了丰富经验,但地下状况复杂多变,时时考验着这些年轻人。
地处边疆的许多试验现场未开发前鲜有人至,正是这样的地浸试验“先遣队”,盘活了这里的地下资源,也带去了地浸人的创业激情。