水溶採礦法(solution mining ),利用某些鹽和鹼類礦床易溶於水的特點，通過鑽井或井巷注入淡水，溶解地下礦床中的有益組分，成為溶液返出地面，進行加工的採礦方法。本法廣泛用於開採地下岩鹽礦床，並逐步套用於鉀鹽、天然鹼等礦床。
基本介紹
- 中文名：水溶採礦法
- 外文名：solution mining
- 分類：鑽井水溶法
- 優點：投資少,見效快；設備和工藝簡單
優缺點,分類,
優缺點
與普通鑿井法比較，本法的優點是：可開採埋藏較深（目前已達3000m左右）或品位較低的礦床；投資少,見效快；設備和工藝簡單；生產費用和能耗低；勞動條件好，環境污染不嚴重等。缺點是：回採率低於40%；不易控制溶蝕範圍；對埋藏淺的礦床，往往引起地表塌陷。可分為鑽井法和硐室法兩類。
分類
鑽井水溶法
導源於古代的鑿井汲鹵技術。中國開發地下天然滷水，已有2000多年的歷史。當時的鹽井是大口淺井，用轆轤、吊桶汲鹵煎鹽。11世紀（北宋皇祐年間）出現井徑約20cm，深達數十丈的卓筒井（見中國古代深井開鑿技術），用提澇法采汲深部滷水。20世紀初，四川省自貢縣向岩鹽鑽井注水後采汲滷水，是中國鑽井水溶法的先聲。60年代起，中國雲南及新建的四川、湖南、湖北、江西等省鹽礦，先後採用本法成功。19世紀80年代，美國紐約州汲滷製鹼，發現岩鹽，開始採用本法。20世紀30年代起，推廣到世界岩鹽主要生產國家。50年代起加拿大開始用溶解法試采鉀鹽，1964年開始工業生產。近年中、美等國都用本法試采天然鹼礦。本法的鑽井、固井及完井方式，與石油和天然氣鑽井基本相似（見鑽井方法，鑽井工藝，完井）。但生產方式和井身結構不同。常用的有單井生產和井組生產兩種方式。
單井生產
①自然對流法 井身結構包括由井口至鹽層頂部的技術套管以及套管內下至鹽礦底部的中心管。生產用正循環(淡水從套筒環隙注入，滷水由中心管返出),或正、反循環交替進行。此法因回採率低(10～20%),生產能力小，套用受到限制。
② 油、氣墊法 20世紀30年代末，美國人特朗普（N.E. Trump）提出，在溶腔中注入不溶於岩鹽的惰性流體（石油或氣體），浮於水體表面保護鹽頂，以控制上溶，迫使側溶，稱油、氣墊法。60年代起，獲得廣泛套用。此法在技術套管和中心管間，加有一根懸空的內套管,其環隙供注、排油用。作業分兩階段進行：(a)建槽階段。在鹽層底部建造高度約2～5m、直徑80～100m的扁平鹽槽。操作以正循環為主。油墊厚2～3cm，一般用優質原油或柴油；(b)生產階段。鹽槽建成後,排出部分或全部油料,逐步或定期提升注水取鹵管串,開始分段向上溶採鹽層。此法最適於開採頂板岩層破碎的厚鹽礦體或建造地下岩鹽儲存溶腔。優點是：可以控制溶蝕範圍和防止地表塌陷；生產能力大(可達250～300m3/h)，滷水濃度高（300g/l以上）；井下事故少，鑽井服務年限長，回採率高（30%以上）；采完後的溶腔利用價值高。缺點是：建槽期長和需要處理大量淡鹵；井身結構和井口裝置較複雜，投資費用較大；增加油料費用。氣墊法因氣體不易控制和腐蝕管道，很少採用。
井組生產
相鄰的雙井或多井溶腔連通，又稱通腔生產。它可分為：①自然通腔。相鄰鑽井的溶腔在後期自然連通生產。②油墊建槽通腔。利用油墊建槽時的雙井通腔生產。③水力壓裂（見油氣井增產工藝）通腔。50年代初，美、法等國引用油田壓裂技術，完成鑽井通腔生產,因費用低、見效快,迅速獲得推廣。中國湘、鄂、贛等省的多層岩鹽礦床，70年代起，採用水力壓裂通腔，成功率較高。本法由一個加壓（注水）井和一個目標井（出鹵井）組成,井距100～150m。井身結構按完井方式而定。壓裂通腔包括三個階段：①壓裂階段。注水壓力達最大值，壓裂鹽層，形成溝通目標井的人工裂縫。②擴展階段。逐漸加大注水量，將壓裂的裂縫沖刷和擴大成通道。③生產階段。雙井間形成通道，保持穩定的生產低壓,轉入通腔生產。影響水力壓裂成敗的因素有:礦床的地質埋藏條件、布井方式、井距和行距；選取的壓裂部位和壓裂程式、完井方式、礦區壓裂的方向性、礦層中目標井周圍的局部應力等。井組通腔生產的優點是：生產能力較大，井下事故較少，有可能提高回採率。缺點是：容易形成無法控制的大面積溶蝕而引起地表塌陷，成功率不高。
硐室（坑道）水溶法
開拓方式與房柱法（見自然支護採礦法）相同。硐室（礦房）之間保留永久連續礦柱，淡水注入硐室的切割巷道靜溶，通過井下管道水泵系統抽出濃鹵。此法適用於開採含鹽品位較低的岩鹽礦體，勞動生產率比普通開採法高，可將不溶物遺留井下，但投資大，見效慢，開採深度有限，目前已很少套用。
