离子型稀土矿原地浸取智能开采系统的制作方法

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1.本技术涉及离子型稀土开采的技术领域，尤其涉及一种离子型稀土矿原地浸取智能开采系统。

背景技术：

2.溶浸开采是根据矿物的物理化学特性，将浸矿液注入到矿山中，通过化学作用将地下矿床或地表矿石中一些有用矿物，从固态转化为液态或者气态然后回收的方法，溶浸开采包括地表堆浸法、原地浸出法和细菌化学采矿法等。
3.然而，凡采矿工程形成高大边坡是不可避免的事情，使用溶浸开采法在对离子型稀土开采的过程中，易造成浸取液在矿山中分布不均，且可能形成优势渗流通道，造成优先流的情况出现，从而导致滑坡和塌方等事故的发生，造成人员受到伤害，财产受到损失。

技术实现要素：

4.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本技术的一个目的在于提出一种离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，能够在离子型稀土开采的过程中使得浸取液在矿山中分布均匀，避免因优先流导致滑坡和塌方等事故的发生，保障了人员的生命安全，同时避免了财产受到损失。
6.为达到上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，包括注液机构、多个第二流量计、多个流量控制阀、声发射组件和控制器，其中，所述注液机构，用于将浸取液注入到注液孔内对离子型稀土矿进行开采，以得到所述离子型稀土矿的浸出母液；所述注液机构包括注液主管和多个注液支管，其中，多个所述注液支管的一端与所述注液主管相连通，多个所述注液支管的另一端分别设置在对应的注液孔中，且所述注液支管上安装有所述第二流量计和所述流量控制阀；所述第二流量计，用于获取所述注液支管中浸取液的第一流量数据；所述声发射组件包括多个声发射探头和声发射设备，其中，多个所述声发射探头以预设的布置策略分别设置在矿山上，且多个所述声发射探头分别与所述声发射设备相连，所述声发射设备，用于通过多个所述声发射探头获取渗流过程中矿山中裂隙的扩展数据和分布数据；所述控制器分别与所述注液机构、所述第二流量计、所述流量控制阀和所述声发射设备相连，所述控制器，用于根据所述扩展数据、所述分布数据和所述第一流量数据，对多个所述流量控制阀进行控制。
7.本技术实施例的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，相关人员通过注液机构将浸取液注入到注液孔内对离子型稀土矿进行开采，以得到离子型稀土矿的浸出母液。
8.在注液的过程中第二流量计用于获取注液支管中浸取液的第一流量数据，并将获得第一流量数据发送给控制器，同时声发射探头用于获取渗流过程中矿山中裂隙的扩展数据和分布数据，并将获取裂隙的扩展数据和分布数据发送给声发射设备，声发射设备对数据处理后发送给控制器，控制器对接收到的扩展数据、分布数据和第一流量数据进行分析，以根据分析结果确定需要进行流量调整的注液支管，并根据该分析结果对该需要进行流量
调整的注液支管对应的流量控制阀进行调节，进而能够在离子型稀土开采的过程中使得浸取液在矿山中分布均匀，避免因优先流导致滑坡和塌方等事故的发生，保障了人员的生命安全，同时避免了财产受到损失。
9.另外，根据本技术上述提出的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统还可以具有如下附加的技术特征：
10.在本技术的一个实施例中，所述注液主管上安装有压力控制阀和第一流量计，且所述压力控制阀和所述第一流量计分别与所述控制器相连；所述第一流量计，用于获取所述注液主管中浸取液的第二流量数据；所述控制器，还用于根据所述第二流量数据对所述压力控制阀进行控制。
11.在本技术的一个实施例中，还包括报警件，所述报警件与所述控制器相连，其中，所述控制器，还用于若所述扩展数据满足预设的报警条件，则控制所述报警件进行报警。
12.在本技术的一个实施例中，所述注液机构还包括注浆泵和浸取液存储罐，其中，所述注浆泵的进液口通过连接管与所述浸取液存储罐相连通，所述注浆泵的出液口与所述注液主管相连通。
13.在本技术一个实施例中，还包括多个离子浓度传感器，多个所述离子浓度传感器分别对应设置在所述注液孔中，且所述离子浓度传感器位于所述注液支管出液口的下方；多个所述离子浓度传感器分别与所述控制器相连。
14.在本技术的一个实施例中，还包括母液收集组件；所述母液收集组件包括进液管、泵体和母液存储罐，其中，所述进液管的一端铺设在所述矿山中，所述进液管的另一端与所述泵体的进液口相连通；所述泵体的出液口设置在所述母液存储罐的内部。
15.在本技术的一个实施例中，还包括增压泵；所述增压泵设置在所述注液主管上，且所述增压泵临近所述注液支管设置。
16.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
17.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本技术一个实施例的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统的示意图。
19.如图所示：10、注液机构；20、压力控制阀；30、第一流量计；40、第二流量计；50、流量控制阀；60、声发射组件；70、控制器；80、离子浓度传感器；90、母液收集组件；100、注液孔；110、增压泵；101、注浆泵；102、注液主管；103、浸取液存储罐；104、注液支管；601、声发射探头；602、声发射设备；901、进液管；902、泵体；903、母液存储罐。
具体实施方式
20.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同
物。
21.下面结合附图来描述本技术实施例的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统。
22.如图1所示，本技术实施例的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，可包括注液机构10、多个第二流量计40、多个流量控制阀50、声发射组件60和控制器70。
23.其中，注液机构10，用于将浸取液注入到注液孔100内对离子型稀土矿进行开采，以得到离子型稀土矿的浸出母液，其中，应该说明的是，浸取液可由硫酸铵和硫酸、硫酸钙和硫酸或者硫酸镁和硫酸按照一定的比例配制而成。
24.需要说明的是，该实例中所描述的注液孔100，参见图1，为了实现快速高效的开采离子型稀土矿，可开挖多个注液孔100同时进行开采，通过相关人员操控打孔机对预先选定的注液地点进行打孔，打孔至风化层上方20cm处，且注液孔100直径为20cm。
25.为了进一步清楚说明上一实施例，在本技术的一个实施例中，注液机构10还包括注浆泵101和浸取液存储罐103，其中，注浆泵101的进液口通过连接管与浸取液存储罐103相连通，注浆泵101的出液口与注液主管102相连通。
26.注液机构10包括注液主管102和多个注液支管104，其中，多个注液支管104的一端与注液主管102相连通，多个注液支管104的另一端分别设置在对应的注液孔100中，且注液支管104上安装有第二流量计40和流量控制阀50，第二流量计40，用于获取注液支管104中浸取液的第一流量数据。
27.需要说明的是，该实例中所描述的注液主管102和多个注液支管104的均为pvc管(即硬聚氯乙烯管)，具有抗腐蚀能力强、价格低、质地坚硬等特点，从而可以提高注液主管102和多个注液支管104的使用寿命。
28.具体而言，在实际操作的过程中，相关人员通过控制注浆泵101，注浆泵101通过抽取浸取液存储罐103中的浸取液(顶水)通过注液主管102经多个注液支管104将浸取液注入到注液孔100内对离子型稀土矿进行开采，以得到离子型稀土矿的浸出母液。
29.声发射组件60包括多个声发射探头601和声发射设备602，其中，多个声发射探头601以预设的布置策略分别设置在矿山上，且多个声发射探头601分别与声发射设备602相连，声发射设备602，用于通过多个声发射探头601获取渗流过程中矿山中裂隙(例如，矿山基岩中自然存在的裂隙，以及浸取液冲刷出来的渗流通道)的扩展数据和分布数据。
30.需要说明的是，该实例中所描述的多个声发射探头601的布置策略可根据实际情况进行设定，例如布置策略可根据注液孔100的位置横向布置多个声发射探头601、纵向布置多个声发射探头601或者交叉布置多个声发射探头601，且在安装声发射探头601时，需要在声发射探头601与接触位置之间涂抹耦合剂，排除声发射探头601和接触位置之间的空气，提高声发射探头601探测时的准确性。
31.作为一种可能的情况，为了提高声发射探头601信号传输时的稳定性，声发射探头601可内置前置放大器，从而可以将信号发大，保证了声发射探头601信号传输时的稳定性。
32.控制器70分别与注液机构10、第二流量计40、流量控制阀50和声发射设备602相连，控制器70，用于根据扩展数据、分布数据和第一流量数据，对多个流量控制阀50进行控制。
33.具体而言，在实际操作的过程中，相关人员通过控制注浆泵101，注浆泵101通过抽取浸取液存储罐103中的浸取液(顶水)，以通过注液主管102经多个注液支管104将浸取液
注入到注液孔100内对离子型稀土矿进行开采，以得到离子型稀土矿的浸出母液。
34.在注液的过程中第二流量计40用于获取注液支管104中浸取液的第一流量数据，并将获得第一流量数据发送给控制器70，同时声发射探头601用于获取渗流过程中矿山中裂隙的扩展数据和分布数据，并将获取裂隙的扩展数据和分布数据发送给声发射设备602，声发射设备602对数据处理后发送给控制器70，控制器70对接收到的扩展数据、分布数据和第一流量数据进行分析，以根据分析结果确定需要进行流量调整的注液支管104，并根据该分析结果对该需要进行流量调整的注液支管104对应的流量控制阀50进行调节。
35.其中，控制器70以多个第一流量数据中最低的一个流量数值为标准值(流量数值为0的情况，不可作为标准值)，若多个第一流量数据中的任意一个或者多个的流量数值大于最低的流量数值时，则控制器70控制大于最低流量数值的一个或者多个注液支管104上的流量控制阀50调节流量大小，使得多个注液支管104注入的流量大小相同，从而使得浸取液可以矿山中分布均匀。
36.若扩展数据和第一流量数据同时大于预设的阈值时(可根据实际情况标定)时，则控制器70控制对应注液支管104上流量控制阀50关闭，避免优势渗透通道逐渐扩大，造成优先流的情况出现，避免导致滑坡和塌方等事故的发生，保障了人员的生命安全，同时避免了财产受到损失。
37.作为一种可能的情况，控制器70还可通过有线或者无线的方式与上位机进行通信，以接收上位机发送的指令，并根据该指令操控与控制器70相连的设备运行，同时控制器70还可将接收到的数据及时传输给上位机，从而方便相关人员进行查看。
38.在本技术的一个实施例中，如图1所示，注液主管102上安装有压力控制阀20和第一流量计30，且压力控制阀20和第一流量计30分别与控制器70相连，第一流量计30，用于获取注液主管102中浸取液的第二流量数据，控制器70，还用于根据第二流量数据对压力控制阀20进行控制。
39.具体而言，在实际操作的过程中，第一流量计30用于获取注液主管102中浸取液的第二流量数据，并将第二流量数据传输给控制器70，控制器70根据第二流量数据，调整压力控制阀20，从而保证注液主管102中流通压力的稳定性。
40.进一步地，如图1所示，上述离子型稀土矿原地浸取智能开采系统还可包括报警件120，报警件120与控制器70相连，其中，控制器70，还用于若扩展数据满足预设的报警条件，则控制报警件120进行报警。其中，预设的报警条件可根据实际情况进行标定。
41.需要说明的是，该实例中所描述的报警件120可以是声光报警器或者蜂鸣器，此处不做限定，具体根据实际情况选择，通过声光或者蜂鸣声进行警示，及时提醒相关人员有发生滑坡或者塌方的可能，从而使得相关人员及时作出相关处理措施。
42.具体而言，在实际操作的过程，若扩展数据和第一流量数据同时大于对应的预设的阈值时，则控制器70控制报警件120启动，报警件120发出预险警示，及时提醒相关人员有发生滑坡或者塌方的可能，从而使得相关人员及时作出相关处理措施，避免在滑坡或者塌方时，人员受到伤害和财产受到损失的情况出现。
43.进一步地，如图1所示，上述离子型稀土矿原地浸取智能开采系统还可包括多个离子浓度传感器80，多个离子浓度传感器80分别对应设置在注液孔100中，且离子浓度传感器80位于注液支管104出液口的下方，多个离子浓度传感器80分别与控制器70相连；通过设置
离子浓度传感器80可以对注液孔100附近的离子浓度进行检测，并将检测到的结果发送给控制器70，从而可以对注液孔100附近的离子浓度进行判定，若注液孔100附近的离子浓度低于预设的开采阈值时(即，代表此处的离子型稀土开采结束)，则控制器70控制与此注液孔100相对应注液支管104上的流量控制阀50关闭，不仅可以避免浸取液资源的浪费，同时还可以减少浸取液对环境所造成的污染。
44.进一步地，如图1所示，上述离子型稀土矿原地浸取智能开采系统还可包括母液收集组件90，母液收集组件90包括进液管901、泵体902和母液存储罐903，其中，进液管901的一端铺设在矿山中，进液管901的另一端与泵体902的进液口相连通，泵体902的出液口设置在母液存储罐903的内部，通过设置母液收集组件90可以对离子型稀土矿的浸出母液进行收集。
45.具体而言，在实际操作的过程中，相关人员通过控制泵体902经进液管901抽取离子型稀土矿的浸出母液，并将母液导入到母液存储罐903中，便可完成对母液的收集。
46.作为一种可能的情况，为了提高母液的纯净度，可在母液存储罐903中可拆卸设置有过滤网，用于过滤母液中夹杂着的污染物垃圾，可拆卸设置过滤网，方便对过滤网进行安装拆卸，从而提高过滤网的清理效果，其中，过滤网可通过螺纹紧固件或者铆钉等方式固定在母液存储罐903中，螺纹紧固件可为螺栓或者螺钉，可根据实际情况选择，此处不做具体限制。
47.进一步地，如图1所示，上述离子型稀土矿原地浸取智能开采系统还可包括增压泵110，增压泵110设置在注液主管102上，且增压泵110临近注液支管104设置，在长距离输送时，可以补充注液主管102中的压力，提高注液时的效率。
48.综上，本技术实施例的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，能够在离子型稀土开采的过程中使得浸取液在矿山中分布均匀，避免因优先流导致滑坡和塌方等事故的发生，保障了人员的生命安全，同时避免了财产受到损失。
49.在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
51.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变形。

技术特征：

1.一种离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，包括注液机构、多个第二流量计、多个流量控制阀、声发射组件和控制器，其中，所述注液机构，用于将浸取液注入到注液孔内，对离子型稀土矿进行开采，以得到所述离子型稀土矿的浸出母液；所述注液机构包括注液主管和多个注液支管，其中，多个所述注液支管的一端与所述注液主管相连通，多个所述注液支管的另一端分别设置在对应的注液孔中，且所述注液支管上安装有所述第二流量计和所述流量控制阀；所述第二流量计，用于获取所述注液支管中浸取液的第一流量数据；所述声发射组件包括多个声发射探头和声发射设备，其中，多个所述声发射探头以预设的布置策略分别设置在矿山上，且多个所述声发射探头分别与所述声发射设备相连，所述声发射设备，用于通过多个所述声发射探头获取渗流过程中矿山中裂隙的扩展数据和分布数据；所述控制器分别与所述注液机构、所述第二流量计、所述流量控制阀和所述声发射设备相连，所述控制器，用于根据所述扩展数据、所述分布数据和所述第一流量数据，对多个所述流量控制阀进行控制。2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，所述注液主管上安装有压力控制阀和第一流量计，且所述压力控制阀和所述第一流量计分别与所述控制器相连；所述第一流量计，用于获取所述注液主管中浸取液的第二流量数据；所述控制器，还用于根据所述第二流量数据对所述压力控制阀进行控制。3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，还包括报警件，所述报警件与所述控制器相连，其中，所述控制器，还用于若所述扩展数据满足预设的报警条件，则控制所述报警件进行报警。4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，所述注液机构还包括注浆泵和浸取液存储罐，其中，所述注浆泵的进液口通过连接管与所述浸取液存储罐相连通，所述注浆泵的出液口与所述注液主管相连通。5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，还包括多个离子浓度传感器，多个所述离子浓度传感器分别对应设置在所述注液孔中，且所述离子浓度传感器位于所述注液支管出液口的下方；多个所述离子浓度传感器分别与所述控制器相连。6.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，还包括母液收集组件；所述母液收集组件包括进液管、泵体和母液存储罐，其中，所述进液管的一端铺设在所述矿山中，所述进液管的另一端与所述泵体的进液口相连通；所述泵体的出液口设置在所述母液存储罐的内部。7.根据权利要求1所述的离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，其特征在于，还包括增压泵；
所述增压泵设置在所述注液主管上，且所述增压泵临近所述注液支管设置。

技术总结

本申请公开了一种离子型稀土矿原地浸取智能开采系统，包括注液机构、多个第二流量计、多个流量控制阀、声发射组件和控制器，注液机构包括注液主管和多个注液支管，多个注液支管的一端与注液主管相连通，多个注液支管的另一端分别设置在对应的注液孔中，且注液支管上安装有第二流量计和流量控制阀；声发射组件包括多个声发射探头和声发射设备，其中，多个声发射探头以预设的布置策略分别设置在矿山上，且多个声发射探头分别与声发射设备相连；控制器分别与注液机构、第二流量计、流量控制阀和声发射设备相连。由此，能够在离子型稀土开采的过程中使得浸取液在矿山中分布均匀，避免因优先流导致滑坡和塌方等事故的发生，保障了人员的生命安全。的生命安全。的生命安全。