CN110905518B - 一种分步充分采矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分步充分采矿的方法，所述采矿方法包括三大步骤，分别是：自然采矿、封堵通道和再次采矿，其中，自然采矿通过常规的、正常的采矿方法进行开采，这样会形成一些无法开采和未完全渗透的区域，称之为未渗透区域，并且会在可开采区域产生渗流通道，在自然采矿完成后，封堵通道，将胶凝材料通过浸取液入口注入，胶凝材料固在渗流通道内，即将浸取液之前的通道大部分或全部封堵了，最后，再次进行采矿，通过浸取液入口再次注入浸取液，浸取液将无法通过之前的渗透通道进行流动，只能向未渗透区域流动，形成新的渗流通道，因此就可对未渗透区域内进行采矿，循环上述步骤，即可提高矿藏的开采率。
Description
技术领域
本发明涉及一种分步充分采矿的方法，更具体的说，本发明主要涉及一种分步充分采矿的方法。
背景技术
稀土由14种自然元素，以及合成元素组成。自然储量超过1.5亿吨，可开采储量超过0.88亿吨。稀土市场是一个多元化的市场，它不只是一个产品，而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属，均具有多种多样的用途。加上相关的化合物和混合物，产品不计其数，目前我国主要稀土产地为江西南部和内蒙古中部，江西赣南为离子型重稀土。离子型稀土矿现主要采用硫酸铵原地浸矿工艺，主要工艺流程为：原地注入浸取液→人工底板积液→母液处理。当前，原地注入浸取液，通常是打孔后，灌入浸取液，浸取液利用液体的自然渗透在矿源层内。通常存在的问题如下：浸取液在收到重力的作用下，自然渗透多为竖直向下的流动方向，因此，渗透的区域较小，导致采矿地在结束作业后会存在未开采到的区域，开采不彻底，造成浪费。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种分步充分采矿的方法，以期望解决现有技术中浸取液渗透的区域较小，导致采矿地在结束作业后会存在未开采到的区域，开采不彻底，造成浪费等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明所提供的一种分步充分采矿的方法，包括自然采矿、封堵通道和再次采矿，其特征在于：自然采矿包括以下步骤：
S11.打孔：利用钻孔装置在土层上进行打孔，设置浸取液入口；
S12.注液：将浸取液通过浸取液入口注入矿源层；
S13.回收：在浸取液出口处回收母液；
封堵通道包括以下步骤：
S21.检测母液：自然采矿一段时间后，检测母液中离子浓度，降低并趋近于0，停止注入浸取液；
S22.等待母液流尽：停止注入浸取液后，等待一段时间，将渗流通道a中的母液全部回收；
S23.封堵通道：通过浸取液入口注入封堵材料，例如水玻璃或硅胶，在出口检测到水玻璃或硅胶后，停止注入并封堵出口；封堵材料种类、用量根据地质条件和采矿要求确定；
再次采矿包括以下步骤：
S31.再次注液：待水玻璃或硅胶凝固后，再次通过浸取液入口注入浸取液；
S32.再次回收：再次收集母液；
S33.检测母液：待母液中的离子浓度降低并趋近于0时，停止注入浸取液并结束作业；
S34.重复S11~S33的步骤，进行充分采矿。
作为优选，进一步的技术方案是：
更进一步的技术方案是：所述步骤S11打孔深度大于等于土壤层的厚度。
更进一步的技术方案是：所述步骤S12浸取液在矿源层中形成渗透区域和未渗透区域。，所述未渗透区包括渗透管线之间没有渗透的区域和未完全渗透的区域。
更进一步的技术方案是：所述步骤S31注入的水玻璃或硅胶用于在其凝固后堵塞渗流通道a。
更进一步的技术方案是：所述步骤S31注入浸取液用于重新开辟渗流通道b，所述渗流通道b位于未渗透区域中。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明记载了一种分步充分采矿的方法，所述方法包括三大步骤，分别是：自然采矿、封堵通道和再次采矿，其中自然采矿，通过常规的、正常的才开方法进行开采，这样会形成一些无法开采的区域，称之为未渗透区域，并且会在可开采区域产生渗流通道，在自然采矿完成后，封堵通道，将水玻璃或硅胶通过浸取液入口注入，水玻璃或硅胶凝固在渗流通道内，即将浸取液之前的通道全部封堵了，最后，再次进行采矿，通过浸取液入口再次注入浸取液，浸取液将无法通过之前的渗透通道进行流动，只能向未渗透区域流动，形成新的渗流通道，因此就可对未渗透区域内进行采矿；通过上述三大步骤，可以有效的解决现有技术中浸取液渗透的区域较小，导致采矿地在结束作业后会存在未开采到的区域，开采不彻底，造成浪费等技术问题。
附图说明
图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；
图中，1为渗流通道b、2为矿源层、3为土壤层、4为渗透区域、5为浸取液入口、6为未渗透区域、7为渗透通道a、8为母液汇集通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参考图1所示一种分步充分采矿的方法，所述方法包括自然采矿、封堵通道和再次采矿，
其中自然采矿包括：
S11.打孔：在土壤层3表面使用采矿钻孔机打孔，根据实际情况在土壤层3表面按一定的排列方式，打取多个浸取液入口5，打孔深度要求大于等于土壤层3的厚度。
S12.注液：将浸取液通过浸取液入口5注入矿源层2，通常采用常规注液方式，在需要提高效率时，也可以采用原地浸取液快速注入的方法，在这个过程中，由于浸取液在矿源层2内自由扩散，并形成渗流通道a7，因此，从浸取液入口5进入的浸取液，在矿源层2内形成多个倒圆台形的渗透区域4，而每个渗透区域4之间会形成未渗透区域6。
S13.回收：从浸取液入口5进入渗透区域4的浸取液，通过渗透区域4后形成带有离子型稀土矿的母液，将母液回收，收集渗透区域4的稀土矿。
封堵通道包括以下几个步骤：
S21. 检测母液：检测从浸取液出口渗透出的母液，主要检测母液中离子型稀土矿的浓度，当浓度降低，并且趋近于0时，停止向矿源层2注入浸取液。
S22. 等待母液流尽：停止注入浸取液后，矿源层2内的母液在自然渗透的情况下，仍然需要一定的时间才能完全流尽。
S23. 封堵通道：从浸取液入口5注入封堵材料，例如水玻璃或硅胶，水玻璃或硅胶将通过渗流通道a7到达浸取液出口，此时封堵该出口，且停止注入水玻璃或硅胶，水玻璃或硅胶凝固后可将渗流通道a7堵塞，无法通过液体。封堵材料种类、用量根据地质条件和采矿要求确定；
再次采矿包括：
S31.再次注液：由于水玻璃或硅胶凝固后将渗流通道a7堵塞，因此，再次通过浸取液入口5注入浸取液，此时，浸取液将无法进入渗透区域4，只能进入未渗透区域6，形成新的渗流通道b1，浸取液在渗流通道b1中对未渗透区域6进行采矿。
S32.再次回收：再次回收母液，此时，母液中的离子型稀土矿全部来自未渗透区域6，到此，矿源层2内的离子型稀土矿在理论上可完全采集完，在实际情况中，无法达到理论值，但可有效提高采矿的实际面积，使开采更彻底。
S33. 检测母液：检测从未渗透区域6出来的母液，当母液中的离子浓度降低并趋近于0时，停止注入浸取液，母液收集完成后结束作业。
S34.重复S11~S33的步骤，进行充分采矿。为避免第二次采矿也不能够完全充分开采，可以重复以上步骤，进行第三次、第四次开采，直到检测到地层内的矿藏含量过低，不具有开采价值为止。
其中地层的母液会在地层中压裂出母液汇集通道8，并且从地层中进入母液汇集通道8中然后流出。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (3)
1.一种分步充分采矿的方法，包括自然采矿、封堵通道和再次采矿，其特征在于：自然采矿包括以下步骤：
S11.打孔：利用钻孔装置在土层上进行打孔，设置浸取液入口（5）；
S12.注液：将浸取液通过浸取液入口（5）注入矿源层（2），浸取液在矿源层（2）中形成渗透区域（4）和未渗透区域（6）；
S13.回收：在浸取液出口处回收母液；
封堵通道包括以下步骤：
S21.检测母液：自然采矿一段时间后，检测母液中离子浓度，降低并趋近于0，停止注入浸取液；
S22.等待母液流尽：停止注入浸取液后，等待一段时间，将渗流通道a（7）中的母液全部回收；
S23.封堵通道：通过浸取液入口（5）注入一定量的封堵材料，例如水玻璃或硅胶，所述封堵材料用于在其凝固后堵塞渗流通道a（7），在出口检测到水玻璃或硅胶后，停止注入并封堵出口；
再次采矿包括以下步骤：
S31.再次注液：待水玻璃或硅胶凝固后，再次通过浸取液入口（5）注入浸取液，所述浸取液用于重新开辟渗流通道b（1），所述渗流通道b（1）位于未渗透区域（6）中；
S32.再次回收：再次收集母液；
S33.检测母液：待母液中的离子浓度降低并趋近于0时，停止注入浸取液并结束作业；
S34.重复S11~S33的步骤，进行充分采矿。
2.根据权利要求1所述的一种分步充分采矿的方法，其特征在于：所述步骤S11打孔深度大于等于土壤层（3）的厚度。
3.根据权利要求1所述的一种分步充分采矿的方法，其特征在于：所述未渗透区（6）包括渗透管线之间没有渗透的区域和未完全渗透的区域。
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