[發(fā)明專利]一種水溶性鉀鹽礦的采礦和加工方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010183826.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN102251759A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬凱;馬培華;方勇;王金銘;鄭秀興;劉樹海;賁艷英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油化學(xué)股份有限公司;中國(guó)-阿拉伯化肥有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/00
• 分類號(hào): E21B43/00;C01D3/08;C01F5/40;C01F5/30;C01F5/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水溶性鉀鹽礦的采礦和加工方法，尤其適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下鉀鹽礦的開采和加工。

背景技術(shù)

目前，根據(jù)鉀鹽礦藏性質(zhì)的不同，有多種開采加工方法。介紹如下：(1)對(duì)于含鉀鹵水，如死海，可直接抽取鹵水至?xí)覃}池，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間分段日曬蒸發(fā)，在池底逐漸析出光鹵石，采集的光鹵石再經(jīng)洗滌，結(jié)晶和浮選等工藝處理后得到氯化鉀。(2)對(duì)于出露地表的含鉀干鹽湖，如我國(guó)的青海察爾汗鹽湖和羅布泊，智利的阿塔卡瑪鹽湖等，一般采用挖溝渠或者打淺采鹵井來采集富鉀的晶間鹵水，這些鹵水匯集后用泵抽送至?xí)覃}池，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間分段日曬蒸發(fā)，在池底逐漸析出光鹵石，采集的光鹵石再經(jīng)洗滌，結(jié)晶和浮選等工藝處理后得到氯化鉀。(3)對(duì)于較深地層，約600～1100m，且礦體比較齊整，均一，光鹵石含量低的鉀鹽礦，一般采用開挖豎井，用挖掘機(jī)采出鉀鹽礦，通過斗提機(jī)輸送至地表，粉碎，浮選后得到氯化鉀。如加拿大，德國(guó)，俄羅斯，白俄羅斯等地的鉀鹽礦開采。(4)對(duì)于埋藏較淺，一般小于600米，且當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)較簡(jiǎn)單的鉀礦，一般采用斜坡道直接挖至含鉀層，用挖掘機(jī)采出鉀鹽后用車輛從斜坡道運(yùn)出地表。如巴西等國(guó)家。

只有鉀礦具備了一定的條件，才可以采用以上這些傳統(tǒng)的方法采選，如(1)和(2)需要大量的天然的富含鉀鹽的鹵水，(3)只能適用于一定的深度，過深或過淺均不適用。過淺以導(dǎo)致地表塌陷，過深則會(huì)因壓力過大，無法支撐巷道。且需要對(duì)該地的地質(zhì)水文狀況進(jìn)行詳細(xì)探測(cè)，充分把握了解；地質(zhì)構(gòu)造上不能存在大的缺陷，要求含鉀礦層要厚度較均一平坦，有大的展布面積，品位較一致。這些缺點(diǎn)限制了這些采選鉀礦技術(shù)的應(yīng)用范圍。豎井法等地下的采礦工藝還容易導(dǎo)致透水等事故，給操作人員帶來生命危險(xiǎn)。

對(duì)于當(dāng)?shù)亟涤炅砍渑妫牡刭|(zhì)條件復(fù)雜，光鹵石含量高，質(zhì)地松軟，易吸潮，埋藏過淺的鉀鹽礦的開采，采用豎井或斜坡道開拓時(shí)，都會(huì)遇到地下水淹沒坡道和豎井的問題，而且在挖掘機(jī)采礦過程中，經(jīng)常會(huì)遇到涌水等問題，導(dǎo)致地下作業(yè)區(qū)極不穩(wěn)定和安全。而且光鹵石極易溶于水，采用巷道挖掘，操作環(huán)境惡劣。因埋藏較淺，地表水溶易下滲，遇到地表大量降雨，形成洪水的季節(jié)，極易造成整個(gè)地下礦區(qū)被淹。目前尚未見關(guān)于這方面的開采技術(shù)報(bào)道。

對(duì)于埋藏過深的礦也不適合用傳統(tǒng)豎井固采的方法，埋藏過深則地溫高，工人勞動(dòng)環(huán)境惡劣，且因地下壓力大，容易壓癟巷道。對(duì)這種埋藏深的鹽礦，傳統(tǒng)上一般采用單井對(duì)流或壓裂法。該法不利于大規(guī)模生產(chǎn)，且不能充分利用地?zé)幔u水濃度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水溶性鉀鹽礦的開采和加工方法，尤其適用于地質(zhì)水文條件復(fù)雜，礦體松軟，易吸潮，埋藏過淺(一般指600米以上)，或過深(一般指1500米以下)，質(zhì)量較差以及光鹵石含量高的鉀礦的開采。采用本發(fā)明的方法可減少地面塌陷，提高采出率，適用于各種品級(jí)和地質(zhì)條件下的水溶性的鉀鹽礦，且可大規(guī)模的產(chǎn)出鉀肥，能耗低，污染及廢棄物排放少。

本發(fā)明所提供的水溶性鉀鹽礦的開采方法，是采用鉆井水溶法，該方法中打鹵井由垂直井和水平井組成，所述垂直井采用矩陣形式進(jìn)行布置，每行內(nèi)的垂直井是通過位于地下的水平井互相連通的，但行與行之間的垂直井(即每列內(nèi)的垂直井)的是不連通的；

行內(nèi)部每口垂直井之間的距離為240-3600m，優(yōu)選范圍為300～2400米；行與行之間的垂直距離為80～1000m，優(yōu)選范圍為180～500m；每行設(shè)有2～12口垂直井，但只有位于兩端的垂直井分別負(fù)責(zé)溶礦灌水和采鹵。

所述垂直井中每行位于中部的垂直井的終孔直徑為85～400mm(優(yōu)選范圍為100～260mm)，固井用套管直徑為80～350mm(優(yōu)選范圍為120～240mm)；所述垂直井中每行位于兩端的垂直井的終孔直徑為85～1200mm(優(yōu)選范圍為120～600mm)，所需固井套管的直徑為80～1100mm(優(yōu)選范圍為110～500mm)。

根據(jù)不同資源特點(diǎn)、地質(zhì)條件和施工方法，每行內(nèi)部井間距可取240-3600米，優(yōu)選范圍為300～2400米。