半封闭式地下卤水开采系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种半封闭式地下卤水开采系统。本实用新型专利技术提供的半封闭式地下卤水开采系统包括压气装置、第一隔水层、第二隔水层、位于所述第一隔水层和所述第二隔水层之间的储卤层、分隔墙和集卤渠。所述分隔墙上端延伸至第一隔水层，下端延伸至第二隔水层，并与第一隔水层和第二隔水层将储卤层分隔成若干封闭空间。所述封闭空间顶部盐岩层中开挖有集卤渠和卤水出口，上述封闭空间被集卤渠水平贯通成为半封闭空间，这些半封闭空间即为采卤区块。所述每个采卤区块内设置有压气井，所述采卤区块的开口侧开挖有卤水出口，卤水出口贯穿至储卤层，并将储卤层与集卤渠相连通。本实用新型专利技术能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。采矿效率和提高采收率。采矿效率和提高采收率。

【技术实现步骤摘要】
半封闭式地下卤水开采系统


[0001]本申请涉及地下卤水开采
，具体涉及一种半封闭式地下卤水开采系统。

技术介绍

[0002]钾盐主要分为两类，一类为固体钾盐，主要分布在加拿大、俄罗斯、白俄罗斯、泰国、老挝等国，我国只有云南江城有少量分布；另一类液体卤水矿，这类主要分布在干旱半干旱地区的盐湖中，我国主要分布在西部青海、新疆、西藏等地区的盐湖中；钾盐资源是我国战略资源，钾盐主要用来生产钾肥，用于农业生产，是粮食的粮食。
[0003]中国是全球最大的钾肥消费国，钾盐是我国七种大宗紧缺矿产之一，已成为保障国家粮食安全的重要战略资源。中国KCl地质储量约9.9亿吨，并以液体卤水矿为主，钾盐的生产，主要通过采集盐湖地下卤水生产钾肥，随着盐湖开发年限的延续、开发强度的增加、和生产量的加大，目前绝大部分盐湖地表盐岩层卤水开采量严重不足，盐湖表层盐岩层卤水已不能维持正常的生产，使盐湖资源的服务年限在不断缩短，我国盐湖资源服务年限不足30年。
[0004]我国的钾盐资源量仅占全球已探明储量的2％，但生产量占到了全球产量的15％，我国钾肥消费量占到了全球消费量的25％；而且，我国钾盐资源量的97％为青海和新疆的卤水型盐湖矿床资源，通过近几十年的高强度开采，一部分盐湖已经无卤水可采，绝大部分盐湖盐岩层地表潜卤水矿已经枯竭，特别是柴达木盆地盐湖早已在开采盐岩层下部的地下卤水，除了少数盐湖通过补水和固液转化暂时缓解了采卤的困境，绝大部分盐湖采卤量已无法满足生产需求。柴达木盆地盐湖区在表层盐岩层以下赋存有大量深层卤水，深层卤水由于受地层埋深大、形成时间比较早、孔隙度低等条件的限制，其储卤层主要为一些含盐细砂层、粉砂层为主的松散沉积和低孔隙率的岩盐层，渗透率低、给水度小，采卤工程施工难度大、卤渠开挖成本高，但采卤量仍无法满足生产需求，随着时间的推移，矛盾将会更加突出，所以寻求简单快速、高效的科学采卤技术迫在眉睫。
[0005]目前，我国盐湖采卤工程有三种形式：一是采卤渠，该方法是针对盐湖表层盐岩层潜卤水的采卤方法，对于盐湖表层盐岩层卤水来说，该方法快速、简单、高效，成本低、难度小、易施工；但对于盐湖表层盐岩层以下的深部卤水矿来说，渠道开采形式工程造价高、效果差；特别对于储卤层是含盐细砂层、粉砂层等松散沉积物来说，由于采卤渠极易塌陷，渠道深度不足、卤水流出速度缓慢或有些根本无法流出，使采卤效果更差。二是井采，卤水的井采技术主要针对的是深部盐卤或盐湖表层盐岩层以下的深部卤水层，由于施工简单、方便、快捷，该方法大量应用于沿海地区提溴和制盐工业发达地区的地下深部卤水开采方面；但由于该方法采卤量与渠道采卤来说相对比较小，在盐湖地区仅限于罗布泊盐湖等个别企业全部采用井采形式，这与罗布泊盐湖特殊的盐湖沉积有关(由于罗布泊盐湖深层储卤层具有孔隙度高、渗透性强、给水度大的特点，所以比较适合利用井采技术)。三是井渠结合的采卤方式，目前这种方式是绝大部分盐湖采取盐湖表层盐岩层以下深部储卤层卤水的采卤方式，是因为仅仅采用单一的渠道或井采都不能满足生产实际需求，也不是最佳最经济的
方式；由于盐湖表层盐岩层以下的深层储卤层孔隙度低、流速慢、采卤范围小，加之采卤渠开挖成本极高，所以结合布置施工相对简单的采卤井，可以将其布置在采卤渠难以延伸的区域，可以弥补采卤的不足；但对于低孔隙度、低渗透率、低给水度的盐湖表层盐岩层以下的深部储卤层来说，仍然存在采卤量偏小、难以满足生产实际需求的问题。
[0006]从现有盐湖表层盐岩层以下深部储卤层卤水开采技术来看，主要是通过井渠结合的方式进行卤水开采，由于大部分盐湖深部卤水孔隙度、渗透率、给水度均比较小，利用开放式的采卤渠、采卤井，通过人为或天然形成的卤水水位差集卤、采卤的方式，不仅卤水流速慢、流量小，而且采卤效率低、采卤量少，施工成本高，难以满足实际生产需求。

技术实现思路

[0007]因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种半封闭式地下卤水开采系统，能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。
[0008]为了解决上述问题，本申请提供一种半封闭式地下卤水开采系统，包括一种半封闭式地下卤水开采系统，包括压气装置、第一隔水层、第二隔水层、位于所述第一隔水层和所述第二隔水层之间的储卤层、分隔墙和集卤渠；所述分隔墙是钻孔注浆形成的连续帷幕墙，上端延伸至第一隔水层，下端延伸至第二隔水层，所述分隔墙与第一隔水层和第二隔水层将储卤层分隔成若干封闭空间；所述封闭空间顶部盐岩层中开挖有集卤渠和卤水出口，上述封闭空间被集卤渠水平贯通成为半封闭空间，这些半封闭空间即为采卤区块；所述每个采卤区块内设置有压气井，所述采卤区块的开口侧开挖有卤水出口，卤水出口贯穿至储卤层，并将储卤层与集卤渠相连通。
[0009]优选地，所述压气装置由空压机、压气井、压气管组成，在采卤区块内设置有多个压气井，所述空压机通过所述压气管，将高压气体输送至所述多个压气井，所述多个压气井通过所述压气管相互连接后与空压机相连。
[0010]优选地，所述压气井设置在采卤区块远离开口的一侧，所述压气井竖直贯穿整个储卤层，压气井的井口设置有套管，所述套管从地表延伸至储卤层的上表面。
[0011]优选地，所述压气井内放置有压气管，所述压气管伸入至压气井的底部，压气管的下段管壁上开设有喷气孔，在所述喷气孔的管壁上缠有筛网形成压气筛管，所述压气管与所述套管固定连接后在地面与空压机相连。
[0012]优选地，所述分隔墙是钻孔注浆形成的连续帷幕墙，其上端延伸至第一隔水层，其下端延伸至第二隔水层。
[0013]优选地，所述分隔墙包括多个柱状体依次并排设置并相互连接，所述分隔墙为1至3排多个柱状体的组合，和/或旋挖形成的，和/或旋喷形成的，和/或开槽填筑的隔水坝，或者采用其它方式形成的隔墙。
[0014]优选地，所述分隔墙与第一隔水层和第二隔水层将储卤层分隔成若干封闭空间，所述封闭空间顶部的盐岩层中开挖有集卤渠和卤水出口，上述封闭空间被集卤渠水平贯通成为半封闭空间，为采卤区块。
[0015]优选地，所述分隔墙为H形，将储卤层连续并排分割成多个采卤区块，相邻的两个采卤区块共用一个侧壁，两个相对采卤区块开口侧设置同一个集卤渠，多个采卤区块在同一开口侧共用一个集卤渠。
[0016]该半封闭式地下卤水开采系统利用分隔墙、集卤渠、第一隔水层和第二隔水层组合形成了对储卤层半封闭分隔和圈闭，从而在进行卤水开采过程中，能够通过压气井加注空气对卤水进行挤压和置换的方式，并利用半封闭储卤层防止气体外泄，使得气体能够集中作用于位于采卤区块内的储卤层，将采卤区块内储卤层中的卤水挤压排出到留有卤水出口的集卤渠，然后再输送到盐田的采卤系统，由于气体压力集中，流向集中，因此可以使得卤水流向集中，不仅能够提高卤水流速，而且可以加大卤水流量，降低卤水开采难度。
附图说明
[0017]图1为本技术实施例的半封闭式地下卤水开采系统的第一剖面示意图；
[0018]图2为本技术实施例的半封闭式地下卤水开采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半封闭式地下卤水开采系统，包括压气装置、第一隔水层(1)、第二隔水层(3)、位于所述第一隔水层(1)和所述第二隔水层(3)之间的储卤层(2)、分隔墙(8)和集卤渠(10)，其特征在于，所述分隔墙(8)是钻孔注浆形成的连续帷幕墙，上端延伸至第一隔水层(1)，下端延伸至第二隔水层(3)，所述分隔墙(8)与第一隔水层和第二隔水层将储卤层(2)分隔成若干封闭空间；所述封闭空间顶部盐岩层(4)中开挖有集卤渠(10)和卤水出口(101)，上述封闭空间被集卤渠水平贯通成为半封闭空间，这些半封闭空间即为采卤区块；所述每个采卤区块内设置有压气井(6)，所述采卤区块的开口侧开挖有卤水出口(101)，卤水出口(101)贯穿至储卤层(2)，并将储卤层(2)与集卤渠(10)相连通。2.如权利要求1所述的半封闭式地下卤水开采系统，其特征在于，所述压气装置由空压机(7)、压气井(6)、压气管(63)组成，在采卤区块内设置有多个压气井(6)，所述空压机(7)通过所述压气管(63)，将高压气体输送至所述多个压气井(6)，所述多个压气井(6)通过所述压气管(63)相互连接后与空压机(7)相连。3.如权利要求2所述的半封闭式地下卤水开采系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：山俊杰，
申请(专利权)人：青海凹口凸钾镁盐技术有限公司，
类型：新型
国别省市：