CN111287704A - 半封闭式地下卤水开采系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半封闭式地下卤水开采系统及其施工方法。本发明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。本发明能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。

Description

半封闭式地下卤水开采系统及其施工方法

技术领域

本申请涉及地下卤水开采技术领域，具体涉及一种半封闭式地下卤水开采系统及其施工方法。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

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及其施工方法，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述的半封闭式地下卤水开采系统的施工方法，包括：在第一隔水层和第二隔水层之间形成分隔墙，所述分隔墙与第一隔水层和第二隔水层之组合后形成对储卤层的分隔和圈闭，将储卤层分割为多个采卤区块；在采卤区块的开口侧开挖集卤渠，并在所述集卤渠与储卤层之间开挖卤水出口，使得卤水出口将储卤层在采卤区块的开口位置与所述集卤渠连通。

优选地，在第一隔水层和第二隔水层之间形成分隔墙的步骤包括：使用钻机钻穿盐岩层和第一隔水层，形成注浆孔口；在所述注浆孔口内放置套管，利用水泥对所述套管进行固结，使所述套管和盐岩层紧密连接在一起；在所述套管内进行钻进，直至到达第二隔水层，形成注浆孔；在所述注浆管上打出浆眼，并在所述出浆眼的管壁上缠上筛网组成注浆筛管；在所述注浆孔内放入注浆管，使得注浆管与所述套管固定后与地面注浆泵连接；在所述注浆管内注入胶凝材料，使得胶凝材料填充储卤层孔隙，并形成柱状体；根据形成的柱状体的截面积大小，确定下一个注浆孔之间的距离；进行下一个注浆孔的施工，依次类推直至形成连续封闭的分隔墙为止。

优选地，在采卤区块的开口侧开挖集卤渠，并在集卤渠与储卤层之间开挖卤水出口的步骤包括：

挖穿盐岩层和一部分第一隔水层，形成集卤渠；

在集卤渠靠近开口一侧的底部下挖，挖穿第一隔水层，并挖开部分储卤层，形成卤水出口，卤水出口在储卤层内的下挖深度为储卤层深度的1/5～2/5。

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

图1为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统的第一剖面示意图；

图2为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统的第二剖面示意图；

图3为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统中的H型采卤区块平面示意图；

图4为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统的整体工程布置平面结构图；

图5为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统钻孔注浆形成的连续分隔墙剖面示意图。

附图标记表示为：

1、第一隔水层；2、储卤层；3、第二隔水层；4、盐岩层；5、注浆泵；6、压气井；61、井口；62、压气井套管；63、压气管；631、压气筛管；7、空压机；8、分隔墙；9、注浆孔；91、孔口；92、注浆孔套管；93、注浆管；931、注浆筛管；10、集卤渠；101、卤水出口。

具体实施方式

本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统整体结构，请结合参见图1至图5所示。

图1为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统的第一剖面示意图。参照图1，本申请的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。首先对位于两层或两层以上自然沉积隔水层之间的储卤层2，形成的分隔墙8。分隔墙8是钻孔注浆形成的连续帷幕墙，包括多个柱状体依次并排设置并相互连接，所述分隔墙8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。对第一隔水层1和第二隔水层3之间的储卤层2进行分隔和圈闭，并在集卤渠10开口侧开挖卤水出口101；同时在集卤渠10对面的一定位置实施人工分隔墙8，在分隔墙8内侧合适位置，施工压气井6，在压气井6内放置压气管63，并将压气管63与地面的空压机7连接，通过压气管63，将高压气体压入储卤层2，使储卤层2中的卤水被空气挤压并充填孔隙，将储卤层2所含的卤水从卤水出口101排出到集卤渠10，然后将卤水输送至盐田。

图2为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统的第二剖面示意图。根据本申请的实施例，半封闭式地下卤水开采系统包括空压机7、压气井6、压气管10组成的压气装置、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。

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。分隔墙8与第一隔水层1和第二隔水层3组合后将储卤层2分隔成若干封闭空间。若干封闭空间顶部的盐岩层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后在一侧形成开口，因此形成半封闭空间，这些半封闭空间即为采卤区块。

每个采卤区块内设置有压气井6，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。

该半封闭式地下卤水开采系统利用分隔墙8、集卤渠10、第一隔水层1和第二隔水层3组合形成了对储卤层半封闭分隔和圈闭，从而能够在进行卤水开采过程中，通过压气井6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2，将采卤区块内储卤层2中的卤水挤压排出到留有卤水出口101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。

如图2所示，本申请通过利用自然沉积形成的隔水层、人工钻孔帷幕形成的分隔墙8相互连接，分隔墙为1～3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。分隔墙8将拟开采的盐湖表层盐岩层以下的储卤层2进行分隔和圈闭，只在集卤渠10底部留下卤水出口101，并通过压气井6加注空气对卤水进行挤压和置换的方式，将卤水挤压排出到留有卤水出口101的集卤渠10，然后再输送到盐田的采卤系统。

该系统能够适用于低孔隙度、低渗透率、低给水度的盐湖表层盐岩层以下的深部致密岩盐层、含盐细砂层、粉砂层等松散易坍塌储卤层卤水的开采，不仅可以降低采卤成本，而且可以大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。

集卤渠10设置在采卤区块的开口侧，集卤渠10的底部一部分穿透第一隔水层1，并将集卤渠10通过卤水出口101与储卤层2连通。集卤渠10的渠道与分隔墙8之间应该有合适的距离，该距离为空气能够挤压排出卤水快速流动的最大距离。

为了保证卤水能够快速排出，可以使得卤水出口101的宽度小于集卤渠10的宽度，优选地，卤水出口101的宽度为集卤渠10的宽度的1/3～1/2，从而使得集卤渠10能够具有足够的流通体积，使得卤水出口101流出的卤水能够快速通过集卤渠10流到输卤系统。

图3为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统中的H型采卤区块平面示意图。如图3所示，压气装置包括空压机7、压气井6和压气管63。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。

压气井6设置在采卤区块远离开口的一侧，从而能够使得气体从远离开口的一侧向靠近开口的一侧流动，在气体流动过程中，能够将卤水由远离开口一侧向靠近开口一个挤压，从而使得采卤区块内储卤层2的卤水能够通过卤水出口101被更加充分地挤出排出到集卤渠10，卤水可通过输卤设备输送至盐田。如图2所示，压气井6通过压气管将高压气体输送至储卤层2底部，压气井6包括井口61，井口61内设置的压气井套管62，以及放置在压气井套管62内的压气管63。压气管63竖向深入至采卤区块的储卤层2内，压气井6延伸至储卤层2的底部，压气管63伸入压气井6的底部，因此，压气管63可从储卤层2的底部开始释放气体压力，使得储卤层2内的卤水能够在气体压力下从下往上流动，进而通过卤水出口101进入到集卤渠10内，从而进一步提高卤水挤压效率和卤水采集效率，提高卤水采集量。

如图3所示，为了进一步提高卤水采收效果，可以在采卤区块远离开口的一侧设置多个压气井6，从而能够将该区域的卤水整体向开口侧挤压，进一步提高卤水采集效率，提高采卤量。

所述压气井6设置在采卤区块远离开口的一侧，所述压气井6竖直贯穿整个储卤层2，压气井6的井口61设置有压气井套管62，压气井套管62从地表延伸至储卤层2的上表面，并用镁基胶凝材料固结在盐岩层中，压气管63放置在压气井套管62内，压气管63伸入至压气井6的底部，在所述喷气孔的管壁上缠有筛网形成压气筛管631，从而形成筛管结构，防止泥砂堵塞管道。所述压气管63与所述压气井套管62固定连接后在地面与空压机7相连。压气管能够利用压气井套管62对压气管63进行连接和加固，由于压气井套管62所设置的位置为盐岩层4，盐岩层比较稳定且强度较高，压气井套管62与外周侧的盐岩紧密相连，起到保护井壁和固定压气管63的作用，从而保证压气井6结构整体性能的可靠性和稳定性。

压气井6的设置位于分隔墙8的内侧一定位置处，该位置的选择需要考虑注浆步骤中，浆液的扩散半径，其主要与注浆压力、地层孔隙度、地层岩性有关。

如图3所示，为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统中H型采卤区块平面示意图。分隔墙8的横截面形状可以为矩形、椭圆形、优弧形或者是其他形状，在本实施例中，分隔墙8的截面形状为矩形。

在本申请中，分隔墙8包括多个柱状体，多个柱状体依次并排设置并相互连接，从而形成连续的分隔墙8。分隔墙为1～3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。

柱状体所采用的填充材料为胶凝材料，能够有效的封闭孔隙和胶凝砂粒的作用，有效防止卤水在压力作用下外流，提高卤水的采集效率。上述胶凝材料的组成为氧化镁、氯化镁和水，其组成包括但不限于氢氧化镁、硫酸镁、卤水组成的不同比例的混合物。

在本实施例中，多个分隔墙8连续并排设置，并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。

如图4所示，为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统的整体工程布置平面结构图。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10，多个采卤区块在同一开口侧共用一个集卤渠10。多个H形分隔墙依次排布，形成一列分隔墙，多列分隔墙可以按照开口对开口的方式并排设置，在两组相对的开口中间可以设置集卤渠10，从而使得两侧卤水出口101内的卤水均集中流动至中间的集卤渠10内，进一步提高卤水的收集效率，并可以减少集卤渠10的数量，降低集卤渠10开挖成本。

根据本申请的实施例，一种上述的半封闭式地下卤水开采系统的施工方法包括：在第一隔水层1和第二隔水层3之间形成分隔墙8，所述分隔墙8与第一隔水层1和第二隔水层3之组合后形成对储卤层的分隔和圈闭，将储卤层分割为多个采卤区块；在采卤区块的开口侧开挖集卤渠10，并在所述集卤渠10与储卤层2之间开挖卤水出口101，使得卤水出口101将储卤层2在采卤区块的开口位置与所述集卤渠10连通。

如图5所示，为本申请实施例的半封闭式地下卤水开采系统注浆形成的连续分隔墙剖面示意图。

结合图2所示结构，在第一隔水层和第二隔水层之间形成分隔墙的步骤包括：使用钻机钻穿盐岩层4和第一隔水层1，形成注浆孔口91；在所述注浆孔口91内放置注浆孔套管92，利用水泥对所述注浆孔套管92进行固结，使所述注浆孔套管92和盐岩层4紧密连接在一起；在所述注浆孔套管92内进行钻进，直至到达第二隔水层3，形成注浆孔9；在所述注浆管93上打出浆眼，并在所述有眼的注浆管93壁上缠上筛网组成注浆筛管931；在所述注浆孔9内放入注浆管93，使得注浆管93与所述注浆孔套管92固定后与地面注浆泵631连接；在所述注浆管93内用注浆泵5注入胶凝材料，使得胶凝材料填充储卤层孔隙，并形成柱状体；根据形成的柱状体的截面积大小，确定下一个注浆孔9之间的距离；进行下一个注浆孔9的施工，依次类推直至形成连续封闭的分隔墙为止。

采用注浆方式形成分隔墙8，所需工作量小，成型结构简单，易于实现，可操作性强，能够形成有效的半封闭结构。

将压气井6设置在采卤区块储卤层2内的步骤包括：使用钻机钻穿盐岩层4和第一隔水层1，形成压气井口61；在压气井口61中放置并固结压气井套管62；在压气井套管62内进行钻探，并钻至储卤层2底部，形成压气井6；在压气井6内放置压气管63，并使得压气管63的下段形成压气筛管631且延伸至井底；将压气管63与压气井套管62进行固定后与空压机7进行连接。

在采卤区块的开口侧开挖集卤渠10，并在集卤渠10与储卤层2之间开挖卤水出口101的步骤包括：挖穿盐岩层4并挖穿一部分第一隔水层1，形成集卤渠10；在集卤渠10靠近开口侧的底部下挖，挖穿第一隔水层1，并挖开部分储卤层2，形成卤水出口101，优选地，卤水出口101在储卤层2内的下挖深度为储卤层2深度的1/5～2/5，从而能够确保储卤层2被挤压的卤水能够顺利进入到卤水出口101，经卤水出口101进入到集卤渠10内，又能够避免卤水出口101的深度过大，使得气体在将底部卤水排出后就从卤水出口101处发生泄漏，导致位于储卤层2上部的卤水无法充分排出的问题。

本申请的上述半封闭式地下卤水开采系统，工艺简单、快捷、高效，特别是对于盐湖表层盐岩层以下的深部卤水层，可以大大提高采卤量、提高采矿效率和增加采收率。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

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，其特征在于，所述压气井(6)设置在采卤区块远离开口的一侧，所述压气井(6)竖直贯穿整个储卤层(2)，压气井(6)的井口(61)设置有压气井套管(62)，所述压气井套管(62)从地表延伸至储卤层(2)的上表面。

4.如权利要求3所述的半封闭式地下卤水开采系统，其特征在于，压气管(63)放置在所述压气井套管(62)内，所述压气管(63)伸入至压气井(6)的底部，压气管(63)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(631)，所述压气管(63)与所述压气井套管(62)固定连接后在地面与空压机(7)相连。

5.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，所述分隔墙(8)是钻孔注浆形成的连续帷幕墙，其上端延伸至第一隔水层(1)，其下端延伸至第二隔水层(3)。

6.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，所述分隔墙(8)包括多个柱状体依次并排设置并相互连接，所述分隔墙(8)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。

7.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，

所述分隔墙(8)与第一隔水层(1)和第二隔水层(3)将储卤层(2)分隔成若干封闭空间，

所述封闭空间顶部的盐岩层(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，为采卤区块。

8.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(10)，多个采卤区块在同一开口侧共用一个集卤渠(10)。

9.一种半封闭式地下卤水开采系统的施工方法，包括：

在第一隔水层(1)和第二隔水层(3)之间形成分隔墙(8)，所述分隔墙(8)与第一隔水层(1)和第二隔水层(3)之组合后形成对储卤层的分隔和圈闭，将储卤层分割为多个采卤区块；

在采卤区块的开口侧开挖集卤渠(10)，并在所述集卤渠(10)与储卤层(2)之间开挖卤水出口(101)，使得卤水出口(101)将储卤层(2)在采卤区块的开口位置与所述集卤渠(10)连通。

10.如权利要求9所述的半封闭式地下卤水开采系统的施工方法，在第一隔水层和第二隔水层之间形成分隔墙的步骤包括：

使用钻机钻穿盐岩层(4)和第一隔水层(1)，形成注浆孔口(91)；

在所述注浆孔口(91)内放置注浆孔套管(92)，利用水泥对所述注浆孔套管(92)进行固结，使所述注浆孔套管(92)和盐岩层紧密连接在一起；

在所述注浆孔套管(92)内进行钻进，直至到达第二隔水层(3)，形成注浆孔(9)；

在所述注浆管(93)上打出浆眼，并在所述有眼的管壁上缠上筛网组成注浆筛管(931)；

在所述注浆孔(9)内放入注浆管(93)，使得注浆管(93)与所述注浆孔套管(92)固定后与地面注浆泵(5)连接；

在所述注浆管(93)内注入胶凝材料，使得胶凝材料填充储卤层孔隙，并形成柱状体；

根据形成的柱状体的截面积大小，确定下一个注浆孔(9)之间的距离；

进行下一个注浆孔(9)的施工，

依次类推直至形成连续封闭的分隔墙(8)为止。

Images