[發明專利]水平井溶浸采礦法

無效

• 申請號: 200710053434.8
• 申請日: 2007-09-30
• 公開（公告）號: CN101126310A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 魏寧;李小春
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;C22B3/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及一種采礦法，尤其涉及一種水平井溶浸采礦法，廣泛應用于鈾、銅、金、稀土、鋅等礦物的溶浸開采領域。特別是適用于礦藏埋藏較深，礦層較薄的礦藏溶浸開采。

背景技術

傳統的原地溶浸采礦法是在注入井施加一定的恒定壓力注入溶浸劑，溶浸劑在礦層中與某些礦物發生物理、化學反應生成溶浸液，并在采收井中直接抽取溶浸液，通過溶浸液獲取有用礦物。采收率和采收速度是溶浸采礦的重要指標，是衡量提高資源利用率的指標，也是衡量溶浸開采狀況的一個重要依據。注入井和采收井的相對位置直接影響到溶浸劑的溶浸范圍和溶浸強度，鉆井的分布位置不同導致不同的溶浸范圍和溶浸強度；溶浸劑影響礦層的范圍有限，而礦層中的相對小滲透區域，溶浸劑流動緩慢或者不流動，形成“溶浸死區”或“死角”。一般礦體較深時，垂直鉆孔的深度也較深，當鉆井分布較近時，鉆孔成本很高，占整個溶浸成本的幾乎一半。

如圖1，溶浸范圍受鉆井的分布影響很大。例如：當傳統采收井(22)四點布置，存在溶浸死區(40)，該部分礦體無法采收或者充分采收。傳統原地溶浸開采方法的溶浸范圍非常有限，降低了礦物溶浸開采的范圍。

綜上所述，傳統的原地溶浸采礦方法有以下缺點：

①需要設置很多注入井和采收井，而鉆井在整個溶浸開采中的成本比重是很大的，非常昂貴；

②同時溶浸影響范圍受注入井和采收井的相對位置影響，溶浸范圍和溶浸強度會受到鉆孔布置的影響，有溶浸死角。

如何降低溶浸的成本，減少鉆孔使用量，提高溶浸范圍，如何提高溶浸開采的采收率和采收范圍？是需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的上述問題和不足，擴大現有技術的使用范圍，提供一種水平井溶浸采礦法。本發明簡單、有效，有利于提高溶浸范圍、礦物的采收率、采收速度和降低鉆孔數量。

本發明的目的是這樣實現的：

原地溶浸采礦法經過半個多世紀的發展，已經成為一種已被廣泛應用于鈾、銅、金、稀土、鋅、釷等礦藏的溶浸開采領域。本發明是對原地溶浸采礦法的改進，場地布置如圖2所示，包括下列步驟：

①通過水平井工藝(如：垂直水平井、小曲率水平井方法)在礦層(30)中形成水平井(10)的水平段(13)和垂直段(14)；

②形成交替間隔排列的注入井(11)和采收井(12)；

③按照傳統原地溶浸方法進行采礦。

本發明的工作原理：

如圖2，在礦層(30)中形成水平井(10)，水平井(10)包括水平段(13)和垂直段(14)，并形成注入井(11)和采收井(12)交替布置的情形；然后采用傳統的溶浸方法進行采礦，通過注入井(11)將溶浸劑注入礦層(30)，溶浸劑在礦層中與礦物反應生成溶浸液，并在采收井(12)中獲取溶浸液。

本發明具有下列優點和積極效果：

①大幅度減少整個原地溶浸的主井眼的鉆孔數量，大幅度降低溶浸開采的成本；

②同時降低注入井(11)和采收井(12)布井位置對采收率和采收范圍的影響；減少溶浸死角。

③由于其近水平井區內壓力分布平緩，礦層因壓敏而產生的傷害比較輕；

④從工程方面講，水平井可以節省井場占地、鉆機搬遷安裝、主井眼的重復鉆進和下套管、廢棄鉆井液及巖屑處理等費用。

本發明適用于鈾、銅、金、稀土等礦物的溶浸開采領域。該方法還適用于任何能夠進行原地溶浸開采的礦層，顯著降低溶浸開采的工程成本，提高溶浸的范圍，擴大傳統溶浸開采方法的范圍和提高礦物的采收率。

附圖說明

圖1是傳統原地溶浸死區示意圖；

圖2是本發明水平井溶浸示意圖(多層水平井情況)；

圖3是本發明溶浸流動示意圖之一；

圖4是本發明溶浸流動示意圖之二；

圖5是本發明多排水平井分布示意圖；

圖6是本發明多層水平井時垂直剖面布置示意圖；

圖7是本發明多分支水平井水平布置示意圖。

其中：

10-水平井，

11-注入井；

12-采收井；

13-水平段；

14-垂直段。

20-傳統鉆井，

21-傳統注入井；

22-傳統采收井。

30-礦層。

40-溶浸死區。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：

1、關于步驟①