一種呆滯礦塊二次回采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及礦層開采方法，特別是指一種呆滯礦塊二次回采方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國鹵素沉積礦床在70-80年代利用原始?jí)毫逊ㄩ_采，井與井之間壓裂施工裂縫 生成的方向無法人為控制，因而兩井之間壓裂連通只能聽天由命。一般井底難以形成水平 裂縫，設(shè)計(jì)井之間壓不通，施工者往往采取強(qiáng)行壓裂，這種施工的結(jié)果往往產(chǎn)生垂直裂縫， 溶腔頂板被壓破，礦體的上覆蓋層往往大量充水，變成了含鹵水層。
[0003] 又由于井下溶腔長期處于超強(qiáng)度的溶采，溶腔的跨變超過了早式采場極限跨變的 十余倍，有的甚至已達(dá)到20余倍。溶腔頂板巖層的壓應(yīng)力主要靠溶腔中的鹵水支撐。當(dāng)鹵 水浮力小于上覆蓋層壓力，則出現(xiàn)溶腔頂板下沉，沉降嚴(yán)重者出現(xiàn)頂板垮塌，溶腔中的鹵水 被擠壓進(jìn)入蓋層，并沿裂縫冒出地面，形成大面積災(zāi)害性的農(nóng)田、魚塘冒鹵。
[0004] 隨著中國井礦鹽常規(guī)水溶壓裂的開采，上世紀(jì)七十年代的湖南湘澧鹽礦、本世 紀(jì)初的江西九江、湖北應(yīng)城三大鹽礦相繼出現(xiàn)上述災(zāi)害。1990年八月湖南省湘澧鹽礦一 采區(qū)的狗腿灣發(fā)生了溶腔頂板大面積沉陷垮塌，頂板沉陷同時(shí)伴隨著農(nóng)田數(shù)處大量冒鹵 (冒鹵區(qū)農(nóng)田顆粒無收而且無法耕種），其中一處冒鹵點(diǎn)最大冒鹵量250m 3/h，鹵水濃度為 Be'15°。由于地下溶腔失去了密封條件，無法施行水舉采鹵。因此，該溶腔只好被迫停止 開采，一采區(qū)亦處于被廢狀態(tài)，礦山的采鹵能力相應(yīng)突然減少了三分之一，給制鹽帶來了很 大影響，而且鹵水污染了大量的稻田。頂板垮塌事故發(fā)生時(shí)，該采場的備采礦量的采出率僅 達(dá)23%，溶腔頂部還有大量的呆滯礦塊，無法進(jìn)行礦區(qū)的根治和回采，溶腔中亦有大量的呆 滯高濃度鹵水。一年之后，沉陷區(qū)農(nóng)田中冒鹵依然嚴(yán)重，旱季最小冒鹵點(diǎn)冒鹵量為3m 3/h，濃 度為Be'18° ;雨季冒鹵量最小者12m3/h，濃度Be'10°，采場依然無法恢復(fù)水溶開采。
[0005] 因此，亟需一種能夠徹底解決農(nóng)田冒鹵、緩解企業(yè)制鹽困境并能再次開采呆滯鹵 水和礦塊的方法，提高礦產(chǎn)資源的采出率，保護(hù)國家礦產(chǎn)資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種呆滯礦塊二次回采方法。
[0007] 基于上述目的本發(fā)明提供的呆滯礦塊二次回采方法，能夠直接汲取廢溶腔中的大 量呆滯鹵水，并且通過補(bǔ)注淡水，溶解沉陷區(qū)的呆滯礦塊，提高礦產(chǎn)資源的回采率，也可以 有效疏干或降低沉陷區(qū)含水層的水位，從根本上治理農(nóng)田冒鹵，減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的損失。
[0008] 呆滯礦塊二次回采方法，包括以下步驟：
[0009] (1)鉆鑿新井：在選定的老井的天然節(jié)理裂縫延展線的礦體上鉆鑿新井，在新井 內(nèi)安裝固井管、套管和中心管，所述固井管下端口位于基層，所述套管下端口位于礦層頂 板，所述中心管下端口位于礦層底板或礦層底板以下。所述新井底部的井內(nèi)空間設(shè)置水泥 塞，所述中心管的下端口位于水泥塞上方。
[0010] (2)單井建槽：將淡水從中心管注入，淡水溶解礦層形成鹽槽，溶解后的鹵水沿套 管與中心管的環(huán)形空間返出。
[0011] (3)注水壓裂：將淡水從中心管注入，淡水沿著新井與老井之間的裂縫向老井移 動(dòng)，擴(kuò)大老井與新井之間的裂縫，直至老井與新井連通，該步驟需控制注水量和壓力。
[0012] (4)擴(kuò)槽：新井與老井連通后，加大水壓，將裂縫溶高溶寬，使其形成水平巷道。
[0013] (5)安裝潛油泵：提出新井內(nèi)的中心管，在中心管底部安裝潛油泵，再放入中心 管，泵出鹵水。
[0014] (6)二次回采：呆滯鹵水汲完時(shí)，在沉陷區(qū)內(nèi)選擇沒有變形的老井進(jìn)行補(bǔ)注淡水， 進(jìn)行二次回采呆滯礦塊，重新復(fù)活廢溶腔。
[0015] 所述新井的傾斜角度小于等于2度，所述新井底端低于廢溶腔最低點(diǎn)1~2米。
[0016] 所述水泥塞的長度為1~L 5米。
[0017] 所述固井管、套管和中心管的口徑逐漸減小。
[0018] 所述步驟（2)中形成的鹽槽直徑為3~5米。
[0019] 所述步驟（3)中在中心管注入淡水之前，提出中心管，在中心管底部安裝篩管，所 述篩管的底部封閉，管壁有篩孔；安裝完畢后，放入中心管，將淡水從中心管注入，從篩管的 篩孔噴出。
[0020] 所述步驟（3)中破裂壓力的范圍為5. OMPa~7. OMPa。
[0021] 所述步驟（3)中破裂壓力高峰出現(xiàn)后，注水量控制在4~6m3/h，注水總量控制在 350~500m 3。若破裂壓力高值區(qū)段不明顯，總注水量控制在1000 m3以內(nèi)。
[0022] 所述步驟（4)中擴(kuò)槽期的注水量控制在25~35m3/h。
[0023] 所述步驟(6)中二次回采是采用泵泵出溶解呆滯礦塊產(chǎn)生的鹵水。
[0024] 當(dāng)沉陷區(qū)的廢溶腔與礦層頂板含水層溝通時(shí)：
[0025] 若含水層中的地下水滲入廢溶腔的水量等于回采呆滯礦塊所需水量，則二次回采 時(shí)，不需要人工補(bǔ)水；
[0026] 若含水層廢溶腔中的水量小于回采所需水量，則需從沉陷區(qū)的老井中補(bǔ)注淡水溶 解呆滯礦塊。
[0027] 若含水層滲入廢溶腔中的水量多于二次回采所需的水量，則需將淡鹵水重新注入 其它正常井組加濃，使其成為合格鹵水。
[0028] 若礦層頂板無含水層，只有壓裂時(shí)的裂縫充水，當(dāng)溶腔中的鹵水汲完時(shí)，需在沉陷 區(qū)的老井中補(bǔ)注淡水，滿足二次回采呆滯礦塊所需的水量。
[0029] 從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的可以直接汲取廢溶腔中的大量呆滯鹵水，后 期能夠在沉陷區(qū)選擇較好的老井，施行補(bǔ)注淡水，溶解沉陷區(qū)的呆滯礦塊，提高礦產(chǎn)資源的 回采率，采出率至少可以提高50%以上，大大地延長了礦山的壽命，可以緩解制鹽鹵源不足 的問題，也可以減少鉆新井的數(shù)量，大大降低了成本。而且由于高濃度的鹵水被開發(fā)利用， 為真空制鹽降低了能耗。也可以有效地疏干或降低沉陷區(qū)含水層的水位，從根本上治理農(nóng) 田冒鹵，農(nóng)田可以恢復(fù)正常生產(chǎn)，減少了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的損失。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例新井位置示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例新井井身結(jié)構(gòu)及其與廢溶腔的關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例新井位置示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例新井井身結(jié)構(gòu)及其與 廢溶腔的關(guān)系不意圖。
[0034] 如圖1所示，其為本發(fā)明實(shí)施例中新井位置示意圖。狗腿垮采場由十二口井組成， 地下溶腔水平投影圖呈倒山字形，礦體上覆蓋層厚237. 6-387. 42米，始溶層埋深272. 5~ 341.8米。使用原始?jí)毫逊ㄩ_采，其主壓井有118、119、219、324、218、325等六口井，后期又 陸續(xù)鉆鑿了 221、226、112、234、235、236等六口井。由于大面積長期開采，于1990年6月出 現(xiàn)了溶腔頂板沉陷垮塌，地面多處冒鹵，造成大面積污染農(nóng)田的災(zāi)害。
[0035] 溶腔頂板垮塌的礦井結(jié)構(gòu)由下至上為廢溶腔、礦層頂板和沉陷區(qū)。溶腔頂板垮塌 后，原有的溶腔失去了密封性形成廢溶腔，廢溶腔內(nèi)存有大量的呆滯礦塊鹵水進(jìn)入礦層頂 板，沿沉陷區(qū)的裂縫冒出地面，污染農(nóng)田。
[0036] 為根治冒鹵農(nóng)田污染并進(jìn)行呆滯礦塊的二次回采，本發(fā)明提供的呆滯礦塊的二次 回采方法，包括以下步驟：
[0037] (1)鉆鑿新井：如圖1所示，在選定的老井118的天然節(jié)理裂縫的延展線上的礦層 的傾斜下方的礦柱上鉆鑿新井1。如圖2所示，所述新井1位于廢溶腔10側(cè)翼的礦層上，并 且新井1底端低于廢溶腔10最低點(diǎn)1~2米，從而形成一個(gè)落差，使老井118中的鹵水順 利流入新井內(nèi)。
[0038] 其中，采用（p273mm 口徑鉆至基層5,采用(pl72mm 口徑鉆至礦層頂板6， φ9丨mm 口徑鉆至礦層底板7以下2m終孔。在新井1內(nèi)安裝固井管2、套管3和中心管4， 所述固井管、套管和中心管口徑逐漸減小，內(nèi)部均為空心結(jié)構(gòu)。固井管2下端口位于基