專利名稱：水平井溶浸采礦法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(yīng)用于鈾、 銅、金、稀土、鋅等礦物的溶浸開采領(lǐng)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(shù)：
傳統(tǒng)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(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)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(biāo)，是 衡量提高資源利用率的指標(biāo)，也是衡量溶浸開采狀況的一個重要依據(jù)。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(dǎo)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(qū)域，溶浸劑流動緩慢或者不流動，形成"溶浸死區(qū)"或"死角"。一 般礦體較深時，垂直鉆孔的深度也較深，當(dāng)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l，溶浸范圍受鉆井的分布影響很大。例如當(dāng)傳統(tǒng)采收井(22)四點 布置，存在溶浸死區(qū)(40)，該部分礦體無法采收或者充分采收。傳統(tǒng)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(tǒng)的原地溶浸采礦方法有以下缺點① 需要設(shè)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(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題和不足，擴大現(xiàn)有技術(shù)的 使用范圍，提供一種水平井溶浸采礦法。本發(fā)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(shù)量。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的-原地溶浸采礦法經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)成為一種己被廣泛應(yīng)用于鈾、 銅、金、稀土、鋅、釷等礦藏的溶浸開采領(lǐng)域。本發(fā)明是對原地溶浸采礦法的改 進(jìn)，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(tǒng)原地溶浸方法進(jìn)行采礦。 本發(fā)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(tǒng)的溶浸方法進(jìn)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(yīng)生成溶浸液，并在采收井(12)中獲取溶浸液。本發(fā)明具有下列優(yōu)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(shù)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(qū)內(nèi)壓力分布平緩，礦層因壓敏而產(chǎn)生的傷害比較輕；④ 從工程方面講，水平井可以節(jié)省井場占地、鉆機搬遷安裝、主井眼的重復(fù) 鉆進(jìn)和下套管、廢棄鉆井液及巖屑處理等費用。本發(fā)明適用于鈾、銅、金、稀土等礦物的溶浸開采領(lǐng)域。該方法還適用于任 何能夠進(jìn)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(tǒng)溶浸開采方法的范圍和提高礦物的采收率。


圖1是傳統(tǒng)原地溶浸死區(qū)示意圖；圖2是本發(fā)明水平井溶浸示意圖(多層水平井情況);圖3是本發(fā)明溶浸流動示意圖之一；圖4是本發(fā)明溶浸流動示意圖之二；圖5是本發(fā)明多排水平井分布示意圖；圖6是本發(fā)明多層水平井時垂直剖面布置示意圖；圖7是本發(fā)明多分支水平井水平布置示意圖。其中IO—水平井，ll一注入井；12— 采收井；13— 水平段； 14一垂直段。20—傳統(tǒng)鉆井，21— 傳統(tǒng)注入井；22— 傳統(tǒng)采收井。 30—礦層。 40—溶浸死區(qū)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明 1、關(guān)于步驟①采用水平井技術(shù)在礦層(30)形成水平井(10)的水平段(13)和垂直段(14)， 如圖2所示，溶浸主要依靠水平段(13)。水平井生成技術(shù)在煤炭、煤層氣開采、 石油領(lǐng)域已經(jīng)存在，水平生成工藝技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位(主要指石油部門)， 可直接采用這些工藝進(jìn)行水平井生成?，F(xiàn)有的成熟的水平井技術(shù)有垂直水平井、
小曲率半徑水平井、多分支水平井、羽狀水平井等水平井技術(shù)。如有多個礦層, 或者礦層很厚的情況，就需要多層水平井。 一般情況下采用超長水平井可有效地 減少鉆井垂直部分的重復(fù)鉆進(jìn)，特別對于埋藏較深、比較薄的礦層，超長水平井 溶浸相對與傳統(tǒng)原地溶浸方法具有不可比擬的成本優(yōu)勢。水平井的產(chǎn)生方法參照 石油部門水平井成井技術(shù)進(jìn)行。只有主井的情況下，注入井與采收井之間的間距 選擇方法與傳統(tǒng)溶浸方法一致；有分支井的情況下，分支井與分支井之間的間距 與傳統(tǒng)溶浸方法的間距的選擇方法一致。2、 關(guān)于步驟②將水平井(10)分為兩個部分注入井(11)和采收井(12)， 一般而言， 鉆井分布為交替狀，如圖5所示；多層水平井時，可以在礦層空間上形成空間布 井，形成空間上的交替間隔狀，如圖6所示(圖中為四點分布，同水平井布置相 似，也可采用六點或者其它更為復(fù)雜的空間布置)，這樣可以保證最佳的溶劑范 圍。當(dāng)?shù)V層采用多分支水平井時，平面布置如圖7所示；采用多層多分支井時， 空間上垂直剖面布置可采用圖6所示的布置形式，或者采用六點法或其它形式的 布置方式，主要形成空間上的交替間隔形狀。3、 關(guān)于步驟③采用傳統(tǒng)的方法，配置溶浸劑，通過注入井(11)注入溶浸劑，并在采收井 (12)中獲取含有礦藏的溶浸液。方法參考傳統(tǒng)的原地溶浸方法。
權(quán)利要求
1、一種水平井溶浸采礦法，其特征在于包括下列步驟①通過水平井工藝在礦層(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(tǒng)原地溶浸方法進(jìn)行采礦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水平井溶浸采礦法，涉及一種采礦法。本發(fā)明包括下列步驟①通過水平井工藝在礦層(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(tǒng)原地溶浸方法進(jìn)行采礦。本發(fā)明大幅度減少整個原地溶浸的主井眼的鉆孔數(shù)量，大幅度降低溶浸開采的成本；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。適用于鈾、銅、金、稀土等礦物的溶浸開采領(lǐng)域。
文檔編號C22B3/00GK101126310SQ20071005343
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者李小春, 寧 魏 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所