中国铀矿

goodwood · 发表于 2010-3-9 14:58

中国铀矿
一、生产现状
中国铀工业经历了近20年的调整和改革，实施军民结合和建立市场经济新体制的方针，现在有了很大的变化，基本实现了技术新、队伍精、效益好的技术改造和管理改革的目标。
由于目前核电需铀量有限，因此铀生产保持适当的水平，足够近期的核燃料需要。为适应核电需求，调整了铀产品的生产工艺和标准。分散在各地的铀水冶厂的产品调整为含铀较低而杂质较多的重铀酸盐，由衡阳铀厂统一纯化为核电纯的氧化铀，从而提高了整体的水冶生产效率和经济效益。地浸出开采油方法采铀实现了工业规模生产，为今后更快提高铀产量打下了良好的基础。不同方式的堆浸技术分别在许多矿山成功采用，显著地降低了生产成本，同时也摸索出了一套适合中国矿山特点的堆浸工艺。到90年代中期，用地浸、堆浸工艺生产的铀金属，已占年产量的60%左右。无轨设备采矿的新进展和铀水冶工艺、设备的改进，显著地提高了常规采冶的生产效率。铀矿冶企业按进入市场经济的要求逐步完善经营管理，降低生产成本，使铀产品价格，与世界市场价相比，具有一定的竞争能力。
(一) 铀矿实例
为了具体说明目前中国铀矿冶情况，现分别简单介绍江西抚州铀矿、新疆伊宁地浸铀矿、陕西蓝田铀矿和辽宁本溪铀矿四个企业的情况。
1. 江西抚州铀矿
   抚州铀矿矿区位于江西省抚州地区乐安、崇仁两县交界处，距南昌市180km。
该矿始建于1959年，1966年矿山投产，1968年放射性预选厂建成投产。1971年水冶厂一期工程（酸法流程）投入运转，年处理能力为20万t 矿石；二期工程（碱法流程）于1975年基本建成，原计划处理几个矿井的碱性矿石，后因一期工程改进了工艺，可加工酸性和碱性混合矿石，于1979年停建。
   先后建成和投产的共有9个矿井、两个露天采场和机修厂等辅助设施。9个矿井是石马山东部、岗上英和横涧上部、横涧、沙洲、云际、湖港、巴泉、白云和邹家山，两个露天采场在横涧和邹家山。
   (1)矿床地质和矿山勘探该矿开采的是相山铀矿田，矿区地质详见第三节。矿区内的矿床可分为两种类型：
   ——主脉型矿床：矿床内矿体数目较少，主矿体一般有1~2个，呈脉状或柱状；此类矿床储量可占总储量的70%；属该类矿床的有石马山东部、云际、湖港、沙洲东、巴泉等矿井。
——群脉型矿床：矿床内矿体数目较多，可达几百至一千多条，占总储量约30%；除主矿体外，一般矿体长度和高度都在20 m 左右，厚度平均1.0 m ；属这类矿床的有横涧、岗上英、邹家山、沙洲西等矿井。
   矿床矿化严格受构造控制，并与岩性有关。矿体主要赋存在花岗岩、流纹斑岩、凝灰岩和片岩中；砂岩和流纹英安岩中也有矿体存在。
   矿山在矿床深部和两翼进行了补充勘探，近30年共获地质矿量55万t ，平均品位0.148%，金属量800 t。生产探矿的手段主要是坑探，同时辅以坑内取岩心钻和接杆钻。为了对矿体了解更全面，在见矿可能性较大的地段，宜采用坑探，其巷道可为生产时利用。坑探一般采用沿脉追索矿体。矿体厚度较大时，隔20~25m掘穿脉控制其厚度。沿倾向追索矿体采用天井。对群脉型矿床还成功地采用了副阶段探矿。
   矿区的铀资源特点决定了生产探矿的工作量大。据统计，一个矿井的生产探矿工程量相当于全部掘进量的1/3左右。从80年代起，扩大应用坑内取岩心钻和接杆钻，为圈定群脉型矿体取得了很好的效益。
   (2)邹家山露天和地下开采邹家山矿床位于相山断陷盆地以西，邹家山-石洞断裂带贯穿其中（图2.4.12）。该矿床共分五个矿带，即1、2、3、4和14号。其中1和14号带，位于上述断裂带北端下盘（图2.4.13），用露天开采，矿体均严格受构造控制。1号矿带受北东、北西和北北东向三组裂隙的控制，形成北北东向的密集矿体群。矿体向南西侧伏，赋存标高259~150m，走向长500m ，宽150m。14号矿带受北北东、北北西和南北向三组裂隙控制，形成南北向的密集矿体群。矿体沿山坡由南向北侧伏，赋存标高356~180m，走向350m ，宽250m。露天境界范围内，共有150多条工业矿体，最大的长度约60m，厚9.4m。
   1号带180m标高以下2、3号带用井下开采。2号带矿体小而分散，走向和倾向长多为30~50m，形态和产状变化较大。3号带赋存在破碎带内及其旁侧次级构造带内，是该矿床的主要矿带。几个较大的矿体走向和倾向均在100m左右。矿体上下盘为破碎岩，由角砾岩、糜棱岩和超糜棱岩组成，为泥质和硅质胶结。上述各矿带倾角均在70°左右，厚度由10cm到18m左右。
   1号、2号带矿体大部分赋存在150m标高以上，地下水对开采威胁不大。3号带处在小芙蓉河床下，水文地质条件复杂，开采时采取了防水措施。
   微花岗斑岩比较稳固，不需支护。破碎带中的矿体及围岩不稳固，需支护。工程地质条件复杂。
   邹家山露天采场开采相对深度为176m，阶段高度10m，总矿量30多万t，平均品位0.21%。从1974年开始开采，到90年代初终产。
   露天采场用多水平直通公路开拓方式。各阶段矿石用汽车运往预选厂，废石通过入车沟排至废石场。为了降低损失贫化，采取了加强生产探矿、分采分爆、降低梯段回采等措施。
   邹家山矿井于1984年底投产，矿石储量70万t ，平均品位0.23%，采用下盘侧翼竖井开拓。竖井直径5.0m ，深度311m，用于提升矿岩、材料、人员及进风。共有7个阶段，阶段高度40 m。
1号、2号矿带的矿体，一般用上向水平分层充填法回采；有的小矿体、盲矿体用切采法回采。
   3号矿带的150~110m标高的矿体，约有1.8万t 矿石暂留作防水保安矿柱；110~70m 标高的矿体用下向胶结充填法回采。
   (3)放射性预选厂预选厂于1968年投产。
   采出矿石经放射性检查站分成品位小于0.03%的表外矿石、中间品位矿石和合格矿石。表外矿石堆存在地表，合格矿石送水冶厂，中间品位矿石送预选厂处理。入选的矿石需先经冲洗，以免粉矿品位高影响矿块的分选效果。
   1988年以前，PAC型和PM型分选机的废石选出率在20%左右，而且单机的生产能力低。后来先后采用5421-I和5421-II型选机，选出率可达25%。
   从30年的生产结果分析，选矿的经济效益是显著的。近年的运输和水冶加工经营成本，平均每年可节约100万元以上。
2. 新疆伊宁地浸铀矿
   伊宁地浸铀矿位于新疆维吾尔自治区伊犁地区察布查尔锡伯自治县境内，东北方向距伊宁市55km。
   伊宁铀矿开采的512矿床在80年代中期开始进行地浸试验。进入90年代，从半工业试验逐年扩大生产规模，不断探索和提高，至1996年形成了年产100t U的能力，今后将以更快的速度增加年产量。
   (1)矿床地质512矿床地质情况详见第三节。矿体沿走向成带状，沿倾向成卷状，东西走向长4km，由南向北倾斜，倾角小于10°，倾向宽1km。矿床埋深110~200m。
   铀矿物主要是沥青铀矿，存在于容易提取的多孔高岭土-粉砂充填的砂岩层中。含矿岩石的骨架部分由不溶和难溶的石英、硅质碎屑、钾长石等组成，碳酸盐含量小于1%，没有溶浸时容易产生堵塞的蒙托石。矿石组分的这些条件有利于用地浸法开采。矿石平均品位0.117%。矿体平均厚度3.64m，含矿系数0.96，平均铀含量6.81kg/m2。
   矿区内共有8个含水层。含矿含水层属第5含水层，厚度为18~26m，倾斜较平缓。矿层水为承压水，水头高106~120m。矿层渗透系数为0.03~5.2m/d，矿体卷头部位为2.2m/d。总矿化度为0.66~1.05g/L，水温16℃左右。顶底板均较稳定，不透水。
   (2)地浸井场至1996年，先后共有3个井场投入生产，共钻有注液孔154个，抽液孔63个。钻孔布置采用行列式布孔，孔距为25m。
   钻孔套入PVC管，管与孔壁间用水泥浆填堵。在矿层部位，套管装有带尼龙纱网的过滤器。
   (3)溶浸采铀工艺铀的浸出和提取工艺流程是：溶浸液配制→注入矿层→浸出铀→含铀溶液抽出地表→集液池→高位槽→树脂吸附→淋洗→沉淀→过滤→铀浓缩物。
选择硫酸作为溶浸剂。溶浸剂加氧化剂——双氧水，配制成溶浸液。
溶浸矿层分为三个阶段：
——酸化阶段：将15~20g/L的硫酸溶液注入矿层加快酸化，抽出后补加硫酸再注入，反复循环，至浸出液中余酸为3g/L左右而且铀含量达到标准时，即可输送到吸附工序。
——氧化溶浸阶段：前一阶段浸出的是六价铀，四价铀要氧化成六价后才能浸出，所以这阶段将具有一定铀浓度的浸出液经离子交换吸附，尾液加入适量的硫酸和双氧水再注入矿层，反复循环2~2.5a，至铀浓度降低到一定值为止。
   ——溶浸完成阶段：溶浸液不再加酸，靠余酸维持循环1~1.5a，将矿层中的铀尽量浸出来，并逐渐恢复地下水。
   生产实践表明，只要保证钻孔的质量，加强监测，实现抽注液量的动平衡，溶浸可控制在一定范围内，不致造成地下水体的污染。
   (4)浸出液加工    50t U/a规模的水冶工艺流程为：密实移动床吸附→三塔串联NaCl淋洗→流态化NaOH中和沉淀→板框隔膜式压滤→重铀酸钠。前三段工序是目前国内首次应用的先进技术。密实床吸附处理能力大，实际吸附空塔线速度达到45m/h ；三塔串联淋洗获得的合格液铀浓度高，树脂与液体之比可达1比1.8，超过1比2.2的设计要求；使用流态化沉淀和板框隔膜式压滤得到的产品质量超过一级标准。
3. 陕西蓝田铀矿
   蓝田铀矿位于陕西省蓝田县境内，在西安市东南方向60km处。
   原设计是将采出的矿石运至湖南衡阳铀厂加工，后来考虑运输过远，而矿石的铀浸出性能很好，经试验可采用堆浸技术。1988年决定修改设计，就地堆浸矿石，并建浸出液处理车间，生产重铀酸钠。
   (1)矿床地质该铀矿床在燕山早期的牧护花岗岩体的西部。矿化严格受构造控制。矿床成因类型为低温热
液交代充填矿床，矿石属硅酸盐类型。
   主矿体沿主断裂附近形成，为不规则脉状体。最大连续长度250m，最小仅有10m。最大厚度20m左右，平均5m。有一些平行的小矿体，长20~70m不等，厚度3m左右，矿体倾角60°~70°。矿体绝大多数产于中粗粒黑云母花岗岩中。含矿岩层受构造控制，裂隙发育，较破碎，岩性疏松，稳固性较差。矿岩普氏硬度系数f=8，平均密度为2.48t/m3，松散系数1.8。
   矿物组分简单，含有害元素少，浸出酸耗低。
   矿床水文地质条件比较简单。在开拓范围内，分布有浅部风化裂隙潜水和深部含矿破碎带上下盘微弱构造裂隙承压水。地下水主要靠大气降水补给。本地区虽降水充沛，但因花岗岩构造裂隙含水层透水性差，而且地形陡峭，不利于地下水聚集，所以裂隙含水性差。
   (2)矿床开拓地质勘探掘有三层平巷，即一、二、三阶段，已用于生产。地表建有斜坡道。共有六个阶段，四、五、六阶段采用下盘斜井开拓。斜井长251m，倾角25°。阶段高度27~35m。
   (3)堆浸采铀1987年进行地表堆浸试验，1989年开始工业生产。矿石爆破块度好，-3cm粒度占90%，+10cm矿石需用人工稍加破碎。每堆矿量5 000~6 000t，堆高2m。布液初期酸度3%~5%；终堆时浸出液浓度<70mg/L；尾渣品位<0.01%。矿石品位为0.14%时，浸出率可达92%。
   1992年该矿开始试验应用井下就地爆破堆浸方法采铀。试验矿块采用分段法采矿，在爆破筑堆之前，需将矿体底部约占矿房矿量20%的矿石采下运出，形成爆破矿石的补偿空间。
   就地爆破堆浸对矿山地质工作有严格的要求。该矿经过实践，规定要用坑内钻探圈定矿体的上下盘和平面的边界，查清矿体的产状，探明围岩的渗透性和断裂构造的分布，确定矿石性质，测定矿石粒度与浸出率的关系，计算出待浸矿体的地质储量。这些是设计和落实爆破浸出工艺的细节并检查堆浸效果的必要条件。
   就地爆破堆浸的关键是爆破质量能否达到符合浸出要求的矿石粒度和适于溶液渗透的矿堆密实度等。一定要杜绝拒爆和漏爆现象。保证爆破效果的一个重要措施是控制每次爆破的规模。因为矿体松软破碎，极不稳固，爆破规模过大，凿岩时间过长，造成巷道支护在爆破后形成液流通道，影响矿堆溶浸；先钻出的炮孔容易变形，甚至无法装药；人工装药的炮孔过多，影响连线和装药质量。还有，矿体的品位变化较大，若一次爆破量太大，不利于分别处理，提高金属回收率。
   井下堆浸的布液受到空间的限制，只能采用巷道布液和钻孔布液等方法，如布液面积比矿堆的顶面积小，则将形成死角。所以要采取措施，尽量扩大布液面积。
   溶浸初期为酸化阶段，浸出液铀浓度逐步上升。5号采场在溶浸3d时，浸出液铀浓度达到最高值1 300mg/L，之后又浸了100d，浓度下降到300mg/L以下。
   为了将水冶处理的合格液铀浓度控制在一定范围，以利于稳定工艺参数，提高水冶的回收率，矿山将井下和地面不同堆浸点的合格液进行配液。
4. 辽宁本溪铀矿
   本溪铀矿位于辽宁省本溪市境内，设计年采3万t矿石，生产100t U金属，于1996年投入生产。
   中国有许多矿体小而形态多变、开采条件较困难的矿井，并大都采用充填采矿法，采场小而多，多阶段作业，装备差，人员多。从50年代开始，水冶厂一直延用主要工序基本一样的工艺流程，能耗大，尾矿、尾液处理困难。
   本溪铀矿是近20年来新建设的第一个井下开采和矿石加工的采冶联合企业，在采矿和矿石加工方面，采用了新设备、新工艺；在生产管理方面，实行了新的工作制度。生产技术和管理都比原有矿山有了较多的改进。投产后的实践说明，新的措施产生了积极作用，总体效益显著提高。
   (1)矿床地质该矿矿床位于连山关混合杂岩体与辽河群南接触带的中段四道沟和樟木沟之间，长500m，在面积0.25km2范围内。
   矿化分布于岩体与地层的接触带，受断裂构造控制，大部分矿化产于接触带外侧。含矿主岩为混合质石英岩、混合质云母石英片岩、白色混合花岗岩和灰黑色石英岩、云母石英片岩。矿化分沉积变质混合热液叠加型和混合热液型两类。
   矿石矿物主要有沥青铀矿、晶质铀矿和铀石。铀主要以分散吸附状态和类质同象形式存在。
   矿床中有多种类型的围岩蚀变，与矿化关系最密切的是绢云母化，其次是硅化。
   矿床共有17个矿体。其中6个矿体占总储量90%以上，分布在长160m、宽100m、标高383~70m范围内。6个主要矿体均分布在背斜构造的断裂中。
   矿区地下水补给来源主要是大气降水。矿体远离河流，矿井涌水量不大，所以矿床水文地质条件属简单类型。
   矿床内的岩石一般较坚硬，但局部构造破碎带岩石稳定性较差，有坍塌、冒顶现象。
   (2)矿床开拓地质勘探斜井经修整和延深后，用于矿岩、人员和材料提升，并作为进风井。斜井总长553m，坡度21°，断面6.9m2。出风井深100m，直径2.5m。
   (3)采矿方法目前采用上向水平分层干式充填采矿法。采矿、掘进和生产探矿主要使用的无轨设备，包括进口的一台H104型装有液压凿岩机的单臂凿岩台车和两台ST-1.5型铲运机，并配以核工业第六研究所和石家庄市新华矿冶机械厂共同研制的5t矿用载重车和服务车。
   本溪铀矿的生产规模小，矿体埋藏产状复杂，含矿岩石破碎，围岩不稳。在这种条件下采用无轨设备凿岩和矿石装运，在国内外尚不多见。两年来的实践说明，本溪铀矿应用无轨设备采矿，同气腿凿岩、电耙出矿、轨道运输工艺相比，确实有它突出的优点：
   ——全液压无轨设备效率高，能实现集中作业和强化开采，并可大量减少采掘人员。液压凿岩能显著降低能耗和凿岩成本。本溪铀矿采场面积一般为300~400m2，生产能力可达1 500~2 000t/月，只需1~2个采场就可以满足生产量要求。目前类似条件的其他矿井，一般要有约10个采场，多中段作业。无轨采矿的直接工效至少比以前的工艺提高2~3倍。
   ——无轨采矿简化了探矿和采准系统。过去铀矿的探矿和采准系统是“框架式”结构，每个矿块不论大小，都要有天井、沿脉、穿脉、副阶段、顺路井等巷道。无轨巷道系统采用斜坡道、联络道和溜矿井，大大简化和减少了探矿和采准巷道，并可实现多矿块联合采准，总工程量可节省约50%。凿岩台车从接近矿体的斜坡道进行接杆探矿，显著提高了探矿效率，并降低了成本。
   ——无轨采矿作业条件和安全条件好。通过斜坡道、联络道进采场，方便、灵活，通风条件好。无轨设备能力大，采矿强度大，缩短了采场顶板暴露时间，为安全生产创造了条件。同时，作业人员少，发生工伤事故的机率低，人员受辐照剂量低。矿工操作高效率设备采矿，从根本上改变了往日的劳动条件，使采矿文明生产增添了新的内涵。无轨采矿得到了矿工的认可和欢迎。
   当然，使用先进的无轨设备，必须要有严格的管理制度，有一批技术过硬的操作、维修和管理人员。
   (4)铀的提取铀水冶流程，从现代铀工业形成开始，一直由矿石破磨、浸出、固液分离、富集纯化、沉淀干燥五大工序组成。虽然几十年来每道工序的工艺和设备已有了许多明显的改进，但磨矿始终是水冶的必要矿石准备。磨矿能耗高并导致固液分离困难和大量排水，加剧了环境危害。采出矿石直接堆浸，由于铀回收率低，且周期长，应用范围受到很大限制。
   经过近20年的反复研究试验，完善了矿石破碎、浓酸熟化、高铁淋滤浸出、三脂肪胺萃取反萃取、产品沉淀工艺。本溪铀矿首次采用该工艺实现了工业生产。流程的特点是，矿石破碎到-5mm进行拌酸堆浸，省去了磨矿和固液分离，闭路使用流出液。浸出渣可用于回填采矿场。金属回收率可达到或接近常规搅拌浸出工艺的水平。整个流程用水量为0.2~0.3m3/t矿，用电量为20~30kW•h/t矿，分别是常规水冶的1/40和1/3。水冶工程的投资和生产成本都大约比常规法减少一半。
(5)矿山建设和生产组织的新模式铀矿山大都位于偏远的山区，服务年限一般比其他矿种的矿山短。但过去建设新矿山都要有完整配套的生产和生活设施，导致全员劳动生产率低，职工人数多。工人村、学校、医院、商店等设施，形成了较完整的小城镇系统。这样不但基建投资大，矿山生产时的经营管理负担过重，生产成本高；在终产后，各种设施的退役处置和人员安置等工作，也是非常麻烦的问题。
   本溪铀矿采取了一系列建设和生产的改革措施。矿区不建职工带家属居住的生活区；职工仍按原定的每月劳动总小时数，连续工作20d，休假10d，回到兴城市与家人团聚；矿区只建设在矿工作的职工生活设施。生产辅助设施尽量简化，充分利用地方的条件。采冶工人每班的劳动时间从原来的6h增加到8h。以前工间不允许用餐，对工人身体健康不利，现安排了卫生的工区地面用餐地点，解决了多年来铀矿山的工间餐问题。
   现全矿共有职工210人，采矿全员效率可达0.79t矿/人班，采冶实物劳动生产率可达0.48t U/人年。这远远超过了其他常规铀厂矿的全员效率。
(二) 与先进产铀国比较的差距
中国铀生产的进步和成绩是显著的，但与世界一些先进的产铀国比较，在铀资源条件、生产规模和效率等方面，还有许多差距。现将主要产铀国的铀产量和资源量情况列入表2.4.16中。
表2.4.16主要产铀国的铀产量和资源量
t2-4-16.jpg
世界的铀产量，按四种开采技术分类的情况列入表2.4.17中。
表2.4.17世界铀生产按开采技术分类（%）
t2-4-17.jpg
   国外先进的铀矿山的采矿效率都较高，如法国一些矿山常规地下采矿的直接工效为10t/工班左右，全员工效达2t/工班左右，中国只有本溪铀矿比这样的效率差距较小，其他矿山仅能达到几分之一。加拿大在1996年末，铀生产的直接雇员总共约1 155人，主要靠几个大而富的铀矿，该年共生产铀金属11 539t，劳动生产率达约10t U/人年。美国地浸矿山一般也可达10t U/人年。
   中国铀生产效率较低的原因，一方面是铀矿床一般不如表2.4.16中所列先进国家的规模大，品位高，开采和加工条件优越，另一方面是整体采冶工艺、设备性能、经营管理水平和人员素质方面有一定的差距。
二、生产布局
   中国铀生产企业的布局与调整以前比较有一些明显的变化：一是生产点减少了，单个矿点的生产能力提高了；二是采冶趋于平衡，过去水冶能力大于采矿能力，现在衡阳、息烽等铀厂关停了铀矿加工生产线，仁化铀厂减小了水冶能力；三是北方增加了新矿山，特别是新疆可地浸铀矿床的加快开发，促使南北生产形成均势的新格局。
   现将部分现有铀生产企业的位置标示在图2.4.17中。
三、供需形势
   中国对铀的需求在40多年时间里经历了很大的变化。铀生产的起伏也反应了中国在各个时期所处的政治、经济和国防形势对铀需求的变化。
(一) 开发铀矿业并具有相当的规模是自力更生发展核工业的一个重要前提
世界上许多国家铀矿业的初期发展，都是出于政治和军事的目的，后来转为军民两用。
   中国是一个大国，又是一个穷国。面对霸权主义的核威胁，中国要不要建立核工业，拥有核武器，这是一个重大的战略问题。历史经验反复证明，没有强大的国防，没有先进的科技，没有繁荣的经济，国家和民族就要受欺辱，和平建设就毫无保障。新中国在经济和技术基础相当薄弱的时候，决策发展核事业，就是要用现代化的科学技术，发展国民经济，巩固国防，从而振奋民族自信，提高国际地位。
   国家作出卓有远见的核战略决策，还在于中国及时找到了有开发前途的铀资源。在遭受封锁和断绝外援的境遇下，中国只有掌握了一定规模的铀矿床并生产出相当数量的铀金属，才能自力更生地发展核工业。在创业时期，核工业部领导明确指出，“原子能事业的发展首先取决于铀矿资源的勘探和开采”。
   在50~60年代，中国开发并形成了相当规模的铀工业，成为世界上少数几个拥有核武器和比较完整核科技工业体系的国家之一。邓小平同志在1988年指出：“如果60年代以来，中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位”。
(二) 保军转民，调整铀工业
   1978年12月中国共产党第十一届三中全会后，随着国家工作重点的转移，核工业应在保证军用的前提下，把重点转到为国民经济服务上来。核工业转为民用的主要内容是为国家发展核电作贡献。但在80年代上半期，中国的核电建设在体制和规划方面，还处于探索和起步阶段，对铀的需求还难于安排。因此铀的勘探和生产都要进行缩减，调整部署，集中力量，提高铀矿业的整体素质。本着“讲究效益，择优生产”的原则，关停了一些成本高、效益差的铀生产设施，同时开发建设了一批技术新、效益好的新铀矿。80年代初，衡阳铀厂开始生产适应世界铀市场的铀产品——八氧化三铀，并陆续出口到欧美和日本等国家。
图2.4.17 中国主要铀矿企业分布图
m2-4-17.jpg
(三) 铀矿业为发展核电服务的新阶段
   核电是世界上已经大量发展的技术成熟、安全、清洁、经济的一种先进能源，是核能、核技术和平利用的最主要标志。到1997年底，世界核电已发展到447座核电机组在运转，总装机容量为3.59亿kW，发电量占总电力17%。在过去10年，核电年发电量约增长1倍。14个国家和地区的核电已超过各自总发电量的30%。法国核电已占总发电量的76%，日本占33%，美国占20%以上。
   中国大陆的核电起步经历了一个较长的曲折过程。早在1957年，曾计划在原苏联援助下，建设军用钚生产堆，兼用于发电。以后由于各方面原因，因此这个堆的发电部分没有建起来。从1970年2月，周恩来总理多次提出要建核电站。经有关部门和单位反复调查和论证，周恩来于1974年3月31日主持召开中央专门委员会正式批准了上海市和第二机械工业部联合向国务院提出的建设30万kW压水堆核电站的方案。后来国务院批准这一工程建在浙江省海盐县的秦山。
   为了加快核电建设，国务院于1982年底，正式批准了广东电力公司与香港中华电力公司合营，采用进口成套设备，在广东深圳大亚湾建设一座装机容量为2×90万kW的核电站。
   进入90年代，中国核电建设取得了重大进展。秦山和大亚湾共3台核电机组，均已于1994年上半年相继投入商业运行，并一直保持着良好的安全运行记录。1995年，秦山和大亚湾的核发电量，分别为浙江和广东两省总发电量的6%和20%左右。
   中国的经济发展长期显示出电力跟不上需要。而水力和煤炭提供的能源分布是很不均衡的：约93%可利用的水电资源集中在西南和中部地区，约80%的煤炭资源分布在北部和西北部地区。东部沿海地区经济发达，而常规能源十分匮乏。多年来的实践和论证，现在大体取得了共识，即发展电力要因地制宜，煤炭资源丰富的地方继续发展火电，水力资源丰富的地方大力发展水电，二者都缺乏的地方，比如东部沿海地区适当发展核电，这样既可以缓解交通运输的压力，也可以为保护生态环境做出贡献。
   1996~1997年，中国核电发展步伐在加快，先后有总装机容量为660万kW的4个核电站，8个反应堆开始了工程建设或工程的前期工作，取得了关键的进展。
   ——2×60万kW的浙江秦山二期工程是“以我为主，中外合作”方式建设的核电站已于1996年6月开工，2002年可投入运行。
   ——广东岭澳核电站装机容量为2×100万kW，已于1997年5月动工建设，计划于2003年并网发电。
   ——浙江秦山三期工程是中国和加拿大经济合作项目，加方提供功率为2×70万kW的重水堆，计划1998年正式开工建设，2003年投入运行。
   ——江苏连云港核电站是中国和俄罗斯合作建设的工程，“中俄合作，以我为主”。第一期工程建设2×100万kW压水堆机组，预计1999年正式开工，2005年前并网发电。
   此外，山东、福建、浙江、广东、江西、湖南等省都计划在下个世纪初建设新的核电站，现正开展可行性研究。
   中国出口巴基斯坦的恰希玛核电工程已基本完成设备安装，将按计划于1999年投产。
   中国的核燃料元件制造，在为秦山核电站提供核燃料的基础上，从国外引进了技术较先进的生产线，现在已经具备了生产30万、60万、90万kW核电站核燃料元件的能力。
   核电对天然铀的需求量，在近期是有限的。现在运行的三个反应堆，每年需要天然铀大约为300t。目前在建的核电站陆续对铀的需求，包括首炉装料，即使全部由国产天然铀供应，也不会对铀生产构成大的负担。
(四) 目前世界铀市场形势有利于中国铀业发展
   世界铀市场在近20多年变化剧烈，这是由于核电发展趋势的重大改变和铀供求国家的政治和经济的变化。近10年的世界铀生产和需求量的情况，根据国际原子能机构的资料，示于图2.4.18中。
   从60年代初核电加快推广应用，到80年代中期，西方铀市场供应过剩，主要的原因是实际的核电增长低于预测。特别是70年代“石油危机”的影响，促使西方国家的铀勘探和生产迅猛发展。东欧和原苏联国家的铀生产，长期大大超过核电的需求，一直持续到1994年。90年代初，这些地区的政治和经济重组，导致逐步形成世界统一的铀市场。东欧和原苏联国家大量出口天然铀，美国和原苏联国家的大量军用高浓铀也将转化为核电用铀进入市场。
   尽管世界核电对铀的需求不断增长，进入90年代，世界铀生产国仍大幅度压缩铀勘探和生产。据国际原子能机构统计，1991年的生产比需求少约1.1万t U，到1993年几乎加倍，为2.15万t，1995年约2.8万t，1996年约2.45万t。 6年累计生产差额有13.7万t U，靠消耗库存来补充。1994年的铀现货年平均价降到$18.33/kg U，为1974年以来的最低价，是70年代末铀现货价的1/6。1994年世界铀生产仅占核电需求的55%。
   铀生产的下降和求购的增加，终于在1994年10月到1996年中期促使铀现货价回升。1996年8月现货价冲到$42.38/kg U 。同时，1995~1997年的生产亦有所增加。但从1996年9月到1997年8月，由于长期贸易合同大量增加，铀现货价逐步回落，之后又反弹至1997年底的$31.33/kg U。
   1994年以前，长期铀价走低，说明那时在短期内市场不会短缺铀的供应。新的铀源，包括东欧和原苏联国家的库存进入市场，使铀价更加下降。1994年开始的铀价上扬，表示铀市场复苏的启动，而1996年后期价格又下降，说明过去的超供应能力还影响着市场。
   核电的增长、铀生产的收缩、铀库存和军用铀供应都将影响铀供求的平衡。
   由于有的国家没有提供核电发展的计划，国际原子能机构作出了2005、2010和2015年世界核电的高、低两个预测方案（图2.4.19）。世界装机容量预计从1996年的3.53亿kW，增长到2015年的3.95~5.01亿kW，增长12%~42%，年增长率变化在0.6%~1.9%范围。
图2.4.18世界铀生产和需求量
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图2.4.19 2015年前世界核电的年铀需求量和生产能力预测
(回收成本小于$80/kg U)
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核电用铀的供应，长期靠消耗库存来弥补生产的不足，多余的库存总会在近期用尽。军用铀投入市场的数量尚有不定因素，近几年政府间已有的协议，可能会控制下世纪初投放的力度。
虽然几个大的产铀国最近都报道将加快建成新的铀矿或增加现有生产厂矿的产量，但国际原子能机构现在掌握的现有的、在建的和计划建设的铀矿，都不能满足下世纪初世界对铀的需求。到那时，铀市场供应不足，必将推动铀价继续上扬到铀生产者能支付生产成本和投资能取得合理利润的水平。
   这样的世界铀市场和生产形势，对中国铀工业的发展是非常有利的。
四、展望
世界铀业的发展说明，过去和今后铀的利用主要是作为核电的燃料。至今，世界铀生产总量的一半已被核电消耗掉了。现在每年核电需求约6万tU，核燃料循环估计占用10万t U，正常库存约15~20万t。世界军用铀的1/4至1/3可能在近中期转为民用。
   中国铀业今后主要也是为核电服务，所以展望铀业要从预测核电的发展分析，再进一步讨论铀资源的保证度和生产的前景。
(一) 中国核电发展的预测

   中国选择了世界各种核电堆型中占比例较大的压水堆作为主要堆型。目前秦山、大亚湾核电站的发电量，只占全国发电总量的1%左右。正在建设的4个核电工程，将在下世纪初相继建成。到那时，核电在电力总量中的比重，大体上占2%。从近期看，核电在电力工业中只是一个适当的补充。
   虽然国家目前尚没有正式的核电建设的中长期规划。近年来，有关部门和专家不断调查分析并提出建议认为，2010年核电装机容量达到2 000万kW，约占当时全国装机容量的4%是合适的，2015年核电装机容量可望达到2 500~2 800万kW。从所占比例来看，核电仍然对全国电力发展起补充作用，但从核电总量来看，将形成相当大的规模。
   在核电科技发展方面，中国将设计百万千瓦级核电站，开发下一代先进核电技术，实验快堆将于2 000年实现主厂房封顶。
(二) 核电发展对铀的需求
   研究分析核电发展对铀的需求，是为了有计划地安排铀资源的勘探和生产，并可以明确对整个核燃料循环系统的配套设施的建设要求。有了核燃料的可靠供给，才能保证核电站的正常运行。
   核电所需铀量受到许多因素的影响而有所差别，如反应堆堆型、反应堆服务年限、负荷因子、核燃料换料周期及数量、浓缩铀及尾料含235U量、后处理安排等。核电站在建设中，还需准备投产时的首炉装载的核燃料。一台100万kW的压水堆，首炉核燃料所需的天然铀约为380t。为了保证核电站的燃料供应，各国根据自己使用铀的来源可靠程度，要求铀必须有一定的储备量，一般至少是1~2a的核电站的铀消耗量。
为了简化估算方法，大致以100万kW的压水堆核电站每年铀需求量为150t计，不考虑其他堆型投入使用，到2015年铀的年需求量按高、低两个方案列入表2.4.18中。
表2.4.18 2015年前核电站装机容量和铀需求估计
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   应该明确，目前国际上运行的核电机组，通常采用热中子反应堆。这种堆仅利用铀中含量极少的235U和极少量的238U转变成239Pu后所作的贡献，天然铀中含99%以上的238U没有得到利用。不少国家，包括中国，正在研究快中子增殖堆，可以利用快中子使238U转化为可裂变的239Pu等裂变材料，从而提高铀金属利用率数十倍。这样，在快中子增殖堆进入工业应用以后，核电对天然铀的需求可以大大减少。但这不是近中期可能实现的。
(三) 铀矿地质发展前景
   根据国际核电站核燃料消耗标准，一个核电站运行的寿命为30~40a，所以保证一个100万kW核电站全寿命运行需要金属铀5 000~6 500t，消耗地质资源量大致为8 000~10 000t。这样要保证2 000万kW核电站全寿命运行需要16.0~20.0万t 铀资源；保证3 000万kW核电站全寿命运行需要24.0~30.0万t 铀资源。另外，核电站是按市场经济体制运行，所需要的铀资源必须是其产品在市场上有竞争能力的铀资源。所以从发展核电对铀的需求看，我国的铀资源在数量和质量上都存在有很大的差距，铀矿地质必须加快发展。
   从我国的地质条件和铀成矿规律分析，我国的找矿潜力很大，许多专家从不同的角度进行预测，铀总资源量都在百万吨以上，完全具备发展铀矿勘探的地质条件。核工业地质总局根据国外找矿的经验，特别是原苏联的找矿成果，结合我国的具体地质情况，提出“主攻砂岩、兼顾硬岩”的找矿方针。哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、蒙古和俄罗斯都发现了大量可利用地浸方法开采的层间氧化带型和古河道型铀矿床。这些矿床都产于中新生代盆地内部或其边缘的古河道之中。含矿岩石为成岩程度差、透水性强的砂岩，矿石品位低，但资源量大，万吨级的矿床屡见不鲜。在哈萨克斯坦最大矿床的铀资源量超过40万t。更主要的是该类矿床可用地浸方法开采，铀产品成本一般在$25/kg U以下。我国北方地区广泛发育中新生代盆地，地质条件与其相似，有些盆地实际和境外的产铀盆地相连，甚至有的铀成矿区也相连。哈萨克斯坦下伊犁盆地中的卡德扎克铀矿床延伸到国境线，实际上与我国的512矿床属同一矿田。蒙古的哈拉特矿床资源量大于10万t，距我国边境不超过200km。另外，俄罗斯、蒙古划分出的一些成矿远景区也都延伸到其边境。我国近几年对北方中新生代盆地初步普查表明，那里具有很大的成矿潜力。在伊犁盆地已发现了可地浸的砂岩型铀矿床，在二连、松辽盆地发现了很好的成矿线索。所以寻找储量大、可地浸、铀产品成本低的砂岩型矿床是今后十几年找矿的主攻方向，是解决核电发展中长期所需铀资源的根本措施。“兼顾硬岩”是指保持投入适量的工作量，开展寻找花岗岩型、火山岩型铀矿床。虽然它们是我国过去找矿的重点，投入工作量较多，但其找矿潜力还很大，其富矿石也具有很高的经济效益。对相对较贫的矿石，最近通过堆浸和地浸实验表明，其产品成本可以大幅度降低，有可能转化为经济可采的资源。所以不断扩大火山岩型和花岗岩型的铀资源量，仍是铀矿地质工作者的任务之一。
   另外，我国核电还处于起步阶段，目前已探明铀资源可以保证2010年前需要的天然铀。在近10~15a内，铀矿地质找矿将以控制远景铀资源量为主，并提供一定的经济型铀储量。在2005年前应找到一批万吨级的铀资源远景基地，在核电发展对铀资源需求大幅度增加时，逐步按计划将其再转化为可供矿山开采的铀储量。
   铀矿地质发展的前景良好，但要保证其顺利发展，必须对铀矿地质行业进行根本性的改革，把计划经济下形成的庞大的铀矿地质队伍改建成一个技术密集型的精干的队伍，并按市场经济体制要求的机制运行。同时还要把铀矿地质发展纳入核电发展的总体规划，以保证其投资和协调发展。
(四) 铀生产展望
   中国铀工业正面临着新的机遇和挑战。核电工程的批量建设，铀工业多年来的调整成效、科技进步和不断推行的改革措施，加上世界铀市场的复苏等等，都为中国铀工业的发展提供了新的机遇。但为了满足核电的需求，铀工业也面临着必须及时扩大生产能力和提高产量，不断改进生产技术和降低成本，参与世界铀市场的竞争，并保证日益严格的环境保护要求等多方面的挑战。因此要按照市场经济和矿业生产的规律，发扬铀业整体协调和艰苦奋斗的优良传统，从实际出发，挖掘潜力，发挥优势，学习国内外先进的矿业经验，安排好近期和跨世纪的发展。以下几个方面在考虑今后的任务时，应给予相应的重视。
   1) 随着核电的需求增加，逐步提高铀金属的总生产能力。现有的矿山尽可能提高产量；优先发展地浸采铀，形成现代的大规模生产；根据资源的情况，推广应用堆浸技术；常规采掘应显著提高机械化水平；适合条件的矿石，都应进行放射性选矿；进一步改进水冶工艺，采用先进设备，提高自动化水平，提高浸出率和回收率；继续探索适合中国铀资源特点的建设厂矿的政策和管理办法。目前最有希望的铀生产发展基地是新疆伊宁铀矿，在近期可望将生产量提高到年产500t U以上。在改造和扩建南方的铀生产厂矿的同时，应选择地质资源条件较好的矿点，有计划地建设一批新矿山。
   2) 铀企业在技术进步和管理改革的基础上，及时严格核定铀生产人员，减员增效或增产不增人，节能降耗，加强综合回收，降低生产成本，使产品价格与世界市场相比，具有较好的竞争能力。
   3) 确实作好卫生防护和环境保护，使铀矿冶成为合格的无害工业。今后要重点控制每个厂矿的放射性流出物的排放量，在最优化分析的基础上，制定相应的治理措施。铀采冶要完善环境的检测系统，优化监测的方案选择和质量控制。放射性物质的运输和固体废物的堆存应继续坚持按规定达到标准。通过一系列的措施，铀厂矿对工作人员和周围关键居民所接受的辐射剂量应进一步下降，在较短时期内达到世界先进国家的水平。
   4) 提高职工素质，建设一支能适应现代化铀工业的队伍。企业领导干部要能驾驭先进的铀生产技术和经营管理，并抓好精神文明建设。在各个生产和技术岗位上，要配备和培养一批精明的专业带头人。广大职工应普遍具有相应的技术水平和操作技能。要特别提高铀矿冶职工的敬业精神，准备在市场经济的竞争中，具有永争上游的信心。
   中国铀工业跨入新世纪，必将向技术新、队伍精、规模大、效益好方向持续发展，保证核工业的需求，为国民经济的繁荣做出贡献。
中国铀矿开采技术特点及发展水平经济日报
1 我国铀矿工业发展过程及特点(千金难买牛回头我不需再犹豫)
我国铀矿冶工业是在毛主席、周总理亲切关怀和领导下从50年代末开始创建与发展起来的，经过40多年努力，在全国十几个省、市、自治区先后建设了若干座铀矿山和铀水冶厂，以及铀矿冶研究所、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、核潜艇及时提供了充足的核燃料，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贡献，为我国核电工业发展打下了坚实基础。
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成矿年代跨度大，从古生代、中生代、到新生代都有；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一定特点：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回采工艺灵活，适应性较强；④从勘探到开采全过程都须与放射性物探密切配合；⑤十分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基本原则，并且紧密围绕这些基本原则完善铀矿开采技术，探讨其发展方向。例如，在开拓方案选择中采用斜井开拓较多，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，有的作辅助提升井。竖井开拓只占35％～40％，平硐开拓占10％左右；为了适合矿体多变情况，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，个别达到90～120m／千t；为了减少放射性对井下作业人员的危害，按照稀释氡及氡子体原则计算风量，加大矿井通风，将开拓工程及部分采准工程尽可能布置在矿脉外，以减少氡及氡子体析出；为减少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经验。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，保障井下人员能顺利作业。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，采用上行开采顺序，采用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，有一条国家二级公路并兼有一座跨河公路大桥，有一座人口超过1万人的小镇的铀矿床，顺利建成投产，安全地、顺利地采完闭坑。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，确保了新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，减少放射性对环境的污染的前提下，通过发挥自力更生精神、长期的艰苦奋斗，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发展阶段，前20年即70年代末期以前为第一阶段，称之为创建与发展阶段，它的特点是自力更生解决有无问题，全力为国防建设服务，铀矿开采技术同样处在创建、完善、发展阶段；后20年即80年代初至现在，称之第二阶段，又称调整与提高阶段，它的特点是以经济效益为中心，对铀矿冶进行全面调整，同时推广新技术、新工艺，铀矿冶生产企业虽然大大减少，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。通过两历史发展阶段，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，为我国核工业发展打下了坚实基础。
2 充填采矿法在我国铀矿开采技术中起了重要作用
如何根据我国铀矿床特点选择合适的采矿方法是我国铀矿开采中十分重要问题。因为“铀”属国家战略资源，极为珍贵，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一定难度。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新的难度。铀矿开采中针对不同矿床先后采用过充填法、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。由于上述原因，不少采矿方法使用范围越来越小，有的基本被淘汰，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年代为 50％，70年代为67％，80年代以后至现在为75％以上，可以说地下开采铀矿山绝大部分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，但实际上主要是下列原因所至：①使用灵活，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。一般情况下，铀矿山充填法的损失率为4％~10％，贫化率为10％～15％，部分贫化率还到7％；而留矿法损失率为 10％~20％，贫化率为15％～30％；③有利于通风与安全管理，尤其它可及时出矿，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，由于及时充填采空区减少地压，保护井上下设施不受破坏，尤其是采用水泥砂浆垫板之后，为凿岩、装药、顶板管理等创造了十分良好的条件，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，相应地使它的采场结构，回采工艺也得到了很大改进与完善。例如：①在采场底部结构上，将留自然矿柱改为留少部分自然矿柱，再在所留的自然矿柱上铺设钢筋混凝土垫层，以及采用?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，而且可减少矿柱回收时损失；
③采用水泥砂浆垫板代替木垫板；采用混凝土预制件或混凝土整体浇灌代替木支护顺路井，既节省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，为采场混凝土施工创造条件；⑤主充填井采用多口集中式，采场充填井采取斜分枝式，建立井下充填储存仓，实行集中供料，缩短充填时间；⑥采用两采一充或多采一充工艺代替一采一充工艺，提高采场生产能力，采用多采一充(主要是两采一充)之后，郴州铀矿充填法采场生产能力提高 25％~30％，采矿直接工效提高18％，采矿直接成本降低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迎，预计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年代以后，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采用充填采矿法；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％，使采场生产能力大大提高。据浙江某铀矿统计，该矿采用无轨开采之后，充填法采场生产能力提高了近两倍，掘进成本降低12％，采矿成本降低33％。因此充填采矿法使用范围还在逐步扩大。
目前，部分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，水砂充填系统所有铀矿山均未建立，铀矿山采场管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，它对提高采场生产能力，降低采矿成本妨碍较大，要尽快完善与克服。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达到完美的地步。在铀矿开采中只有当水砂充填(或机械化充填)与无轨开采完美的结合，充填采矿法才能进入最佳状态。
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，比例偏小的主要原因是受到铀矿埋藏条件的影响，其实广大铀矿山企业是非常欢迎露天开采方式，有关管理部门也重视在铀矿开采中推广应用露天采矿技术，在铀矿山基本建设条例中就将“优先发展露天”作为一条原则，铀矿开采重视露天开采的原因是：①可以利用钻探与槽探相结合进行生产探矿，探矿效果很好，探矿成本也低，开采范围之内为盲小矿体基本都可回收，使采矿回收率达到90％以上，这对开采埋藏条件比较复杂多变的铀矿床十分有利的；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，有利于减少氡气及氡子体对人体的危害；④增产余地大，采矿成本低；⑤基建期较短。
上述优点都是铀矿开采中十分需要的，在50年代末期我国建设第一批铀矿山时就采用过露天开采技术，到70年代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发展历史来看，除了一个露天铀矿由于资源不清，仓促上马建设，造成一定损失之外，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，实际生产能力超过设计能力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能力为设计能力的2,5倍，采矿成本不到地下采矿成本的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采用了露天开采，甚至广东某露天铀矿已按地下开采方式进行了设计，其井巷工程也基本施工完毕，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，使生产能力提高了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，仍比地下开采预计利润高出许多。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，露天矿生产能力为8—12万t／a(矿石)，少数达到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％，个别达到50％。贫化率提高5％时，水冶加工成本就要提高10％，如果考虑运输费用增加，其成本将提高更多。因此，如何降低露天开采中的贫化率是铀矿开采中多年来一直需要十分重视的问题。其措施有：①对矿石与围岩进行分爆分采，分装分运。其中利用电铲倒运，加强物探人员跟班监督尤为重要。经验证明，严格执行上述措施之后可将贫化率降低3％~7％；②适当降低梯段高度。按理梯段越高，生产能力就越大，采矿成本就越低，然而在铀矿开采中，梯段高了选别回采就会越难，贫化率将增加。所以在露天铀矿中常常将梯段高度适当降低。江西某露天铀矿为群脉型铀矿床，将梯段高度由10m降至5～7m之后，贫化率降低8％以上。③手选废石。即采用人工在工作面将矿石堆中的废石挑选出去，虽然工艺十分简单，但效果极佳，该铀矿一年之内手选废石虽不足3万t，但被选矿石的相对品位提高了67％。④加强质量管理。对生产全过程进行质量控制，自始至终使实际贫化率低于计划允许贫化率。二要努力保持露天边坡稳定。在正确确定最终边帮角，梯段坡面角，平台宽度之后，通过合理选择爆破参数，推广预裂爆破，对梯段进行疏干排水，使边坡尽量保持自然稳定状态，对于出现的滑坡或者对大滑坡及时进行综合有效整治，例如广西某露天铀矿从基建开始就间断产生过五次大滑坡，最大滑体达5万m3,我们通过自上而下清方减载；减缓坡面角；采用孔桩、井桩、长锚索支档；矿区设置防洪沟、中段设置排水沟；用混凝土护面；预先疏干等到综合治理措施之后，使滑坡得到了有效治理，保证了该矿按时建成投产，并顺利采完闭坑。三要推广大爆破技术。露天铀矿在建设时期广泛采用大爆破技术，对加快矿山建设与降低剥离成本起过重要作用。在合理布置药室，选择爆破指数，选择单位炸药消耗量以及保证露天安全施工等方面已总结了一整套可行的经验。四要加强露天铀矿的生产技术管理。长期以来，我国露天铀矿均能坚持合理的采剥顺序，基本作到资源回收率高、生产成本低、劳动生产率高、安全环保措施可靠。40年来我国X X座露天铀矿均作到了无重大伤亡事故，采矿工效一直保持高于地下开采工效8倍以上，开采成本一直保持比地下开采成本降低35％一40％(平均降低36％)，露天开采已成为我国铀矿开采技术中十分重要方面。
总结40余年经验，我国铀矿露天开采技术中存在不足之处仍然较多，其中比较突出的就是露天开采占整个铀矿开采比重偏小，限制了露天开采优越性的发挥，其原因除了受我国铀矿床埋藏条件影响，我国对露天铀矿剥采比定得较低也是一个重要原因。我国露天铀矿的平均剥采比：大型露天矿为5—6m3／t，中型露天为4—5m3／t，小型露天为3—4m3八，而美、法等国露天铀矿的平均剥采比为23—30t／t(即9～12m3/t)，最高35～45t／t(即15～20m3／t)，若我国露天铀矿平均剥比也提高至9～12m3/t，则我国露天铀矿占我国整个铀矿的比重将要提高一倍以上。此外在我国铀矿露天开采中还要进一步提高机械化水平，加强生产技术管理，提高工效，降低成本。
4 全面推广溶浸采矿新工艺新技术
溶浸采矿主要指地浸、堆浸、原地爆破浸出工艺。进入80年代以来，铀矿冶金行业为提高经济效益，渴望用新的工艺技术对传统的采冶工艺进行改造，根据我国大部分铀矿床是火山岩、花岗岩、砂岩型的矿床，以及矿床的物质组成情况，和铀矿冶研究院、所与部分铀矿冶企业长期对溶浸采矿所取得的研究成果表明，运用地浸，堆浸、原地爆破浸出工艺技术改革铀矿冶传统的采矿工艺，达到降低生产成本，提高经济效益等目的是完全可能的。在中核总公司大力支持下，从70年代开始一场认真推广地浸、堆浸、原地爆破浸出工艺技术的改革在铀矿冶企业全面展开，经过十多年不懈努力， 80％以上的铀矿冶企业都程度不同地采用了溶浸采矿工艺，部分矿山完全摆脱传统的铀矿冶工艺，或成为单一的地浸铀矿山；或成为单一的堆浸铀矿山；或成为单一的原地爆破浸出铀矿山，溶浸采矿的产量占整个铀矿冶产量的比重逐年在提高，其具体提高比例如表1所示。
表1 溶浸采矿产量占整个铀矿系统产量的比例表
年度  1991年 1992年 1993年  1994年 1998年
比例  10.6％  15％ 23％ 37％ 80％
从而使铀矿冶整体采冶工艺流程大大缩短，能耗与原材料消耗大大降低，劳动生产率提高10倍以上，直接生产成本平均降低40％～50％，资源利用率平均提高20％～30％，放射性固体废物大大减少，铀矿冶企业经济效益普遍提高。例如核工业新疆矿冶局曾经是一个用传统工艺技术生产天然铀的单位，拥有4500余人，由于经济效益不佳于1986年关停转产。1990年该局推广地浸采铀工艺之后，矿床条件并不比原来好多少，而天然铀产量提高了4倍，生产成本降低了48％，基建投资减少65％，生产人员只有原有职工人数的1／20,放射性固体废渣只有原来的千分之几。又如江西某铀矿，1989年起省去传统采冶工艺成为一个全堆浸的铀矿山，使能耗节省85％，化工原材料降低66％，生产成本降低34％。又如陕西某铀矿，原为地下开采铀矿山，不但开采难度很大，生产成本很高，由于矿石需要外运，造成放射性对外运途中环境影响加重，80年代中期曾被列为关停单位。1987年该矿试验堆浸成功之后，紧接又试验原地爆破浸出工艺成功，现在已成为一个单一原地爆破浸出铀矿山，使能耗降低70％，化工原材料降低 60％，生产成本降低60％～65％，由于80％的采下矿石不出坑，大大减少放射性对环境的影响。该矿1994年一举摘掉亏损企业帽子，已成为连续多年的盈利企业。溶浸采矿能够取得好的效果主要原因是由于其生产工艺技术比较先进。其具体情况是：
(1)地浸工艺。地浸又称原地浸出(见图1)，是将溶浸液通过钻孔输入地下，从天然埋藏条件下的矿石中把金属铀溶解出来，又通过钻孔将溶解有铀金属的浸出液排出地表，进行加工处理的一种开采过程。它是集采、选、冶于一体的新型铀矿开采工艺，或者说是一种使铀金属的成矿环境与过程发生反向变化的铀矿开采的新工艺。由于采出的是含铀溶液，避免了昂贵、繁重、造成严重污染的工序，生产工艺十分简单，建设投资省，劳动效率高，环境保护好，生产成本低，安全防护条件好。地浸技术发展的历史虽然不长，但从理论到实践均已达到了较高水平。一个矿床是否适合地浸，从技术上讲其决定因素是矿床是否有一定的渗透性；从经济上讲重要条件是矿石品位与物质成份，矿层厚度与埋深。地浸所涉及的专门技术是：注液钻孔与抽液钻孔的结构与施工、溶浸液的配制与使用方法，以及溶浸范围的圈定与控制。此外，地浸铀资源的评价，井型与井距的确定，浸出液处理，地下水治理等是很重要的配套技术。90年代以来，世界铀市场上天然铀价格一降再降，常规开采的铀矿山在世界各地均纷纷关闭，而地浸铀矿山仍保持高产纪录，繁荣如旧，由此可见，地浸不仅表现出了突出的优点，而且表现出了惊人的抗风险能力。
(2)堆浸工艺。堆浸与传统水冶工艺相比较：流程短、工序少、设施简单、能耗小、物耗小、生产成本低和基建投资省。
(3)原地爆破浸出工艺。该工艺即通过爆破手段将坚硬密实的矿体在原地爆破成具有一定块度的矿块，之后注入溶浸液进行浸出，浸出液输送到地表进行处理。兼有地浸与堆浸的优点，是在地浸与堆浸的基础上发展起来的。由于80％的矿石不出采场，减少了矿石运搬和破碎工作量，减少了放射性对地表环境的污染；由于与矿体靠近的表外矿石很容易与矿体一道浸出来，从而可以提高资源回收率；生产成本在堆浸的基础上还可降低1／3。
地浸目前只限于顶底板围岩较完整且渗透性差，而矿层矿石为疏松砂岩渗透性好的条件才能使用，应用范围不广；然而由于堆浸与原地爆破浸出则对于花岗岩型、火山岩型、砂岩型铀矿床均能应用，因此溶浸采矿整体应用范围还是很大的，它在我国有较大的发展前景。但是由于溶浸采矿仍然是一门发展历史不长的工艺技术，还有很多不完善的地方，乃至某些关键技术尚待研究解决，若求地浸、堆浸、原地爆破浸出的水平进一步提高，使其应用范围更广，在我国经济建设发挥作用更大，仍需铀矿冶战线的研究人员，工程技术人员，广大职工还必须继续发扬献身于国防事业的艰苦奋斗精神、不断进取，奋斗不止。
5 机制创新技术创新
20世纪80年代是我国改革开放的年代，是我国以经济建设为中心的年代。中国铀矿工业从50年代末期创建开始就是为国防建设服务。为了尽快解决有无问题，生产不计成本，企业不求经济效益，是完全的计划经济，当时一些条件较差的铀矿床也匆匆上马建设，所以经济效益普遍不好。进入80年代之后，面对国家由计划经济向市场经济过渡，军工企业也必须以经济效益为中心的新形势，对习惯了计划经济的铀矿冶工业系统来说，困难相当之多，压力相当之大。在困难面前，铀矿冶的出路只有两条，一条是深化企业改革，一条是广泛采用新工艺、新技术对传统工艺进行改造。所以从“七五”到“九五”的十多年里，铀矿冶进行了两次重大调整，对效益不好的、发展无望的铀矿冶企业进行关停并转；对基础较好保留下来的铀矿冶企业，以推广地浸、堆浸、原地爆破浸出为中心的新工艺、新技术进行彻底技术改造。坚决贯彻中央关于保军转民，国企改革一系列方针政策，以市场经济法则对企业分配制度、用工制度等进行大胆改革，充分调动了企业与职工的积极性；通过技术改造之后，革新了工艺，提高了工效，提高了企业的经济效益，一改铀矿冶包袱沉重、工艺技术落后、经济效益差的旧面貌，形成了一个队伍精、技术新、效益好的新的铀矿冶工业体系。十多年来围绕铀冶工业调整改革作了很多工作，但是集中起来主要是作了两件事，一是进行机制创新，二是进行技术创新，紧紧围绕这两件事进行改革与调整，才取得一定成果，带来今天变化。与兄弟单位相比，铀矿冶系统在这两个创新方面成果还是很小的，还必须虚心向先进部门学习。历史已经证明，依靠机制创新、技术创新使铀矿冶开始走出困境；铀矿冶工业今后的发展也将有赖于在这两个方面多做工作。 21世纪是中国经济大发展的世纪，也是中国矿业大发展的机遇，让我们举起机制创新与技术创新两把利斧，开山劈路，为我国矿业走向辉煌共同努力。

中国铀矿地质勘查如何才能快速跃升?
<<中国核工业 >>2006年08期
张欣
3月22日,国务院审议并原则通过了《核电中长期发展规划(2005～2020年)》.预计到2020年,我国核电的装机容量将从目前的870万千瓦提高到4000万千瓦,占全国总装机容量的比重将从现在的1.4﹪上升到4﹪.在我国高速的经济发展遭遇能源瓶颈和环境保护的压力之下,国家首次将清洁的核能纳入整个能源供应大盘,我国核电工业也因此迎来大发展的机遇.