薄层复层状盐矿对井连通开采溶腔形成机理研究

水溶开采诱发盐矿地面沉降机理分析及防治措施作者：李力宏来源：《科技资讯》2024年第02期关键词：盐矿水溶法开采地面沉降地质灾害事前预防事中控制事后补救1水溶法开采诱发盐矿地面沉降的特点分析近几十年来国内盐矿发生的一些较大的地面沉降地质灾害实例[4]，发现水溶法开采诱发盐矿地面沉降一般具灾害持续周期长、影响规模大、破坏性大、突发性较强、易反复发生、发生前后通常伴随地面冒卤等几个显者特点。

1.1灾害持续周期长，影响规模大一旦地面沉降发生，必将对上覆岩土体造成破坏，相应岩土体的承载力会出现下降，而随着地表长时间持续移动，地面沉降影响范围势必将持续扩大。

例如：1992年湖北应城盐矿发生沉降后，直到1999年地面变形都在发生[4]。

由于盐矿开采深度一般较深，故地表沉降影响规模一般亦较大，地表影响范围在几千平方米比较常见。

1.2破坏性大，突发性较强盐矿地面沉降一般均具有突发性，且因发生时位移剧烈，故带来的破坏性亦比较强烈。

地面沉降往往造成地面工业设施和居民房屋等建筑物的变形或损坏，房屋不能居住，周边水井干涸，地质环境遭受极大破坏。

同时，地面沉降时喷出的卤水对地下水与土壤环境会造成长期污染，使地面沉降区周边长时间的土地盐碱化，造成农作物减产，地质环境恢复十分困难，造成的经济损失巨大。

据部分监测统计结果，地面沉降区垂直位移多在1～2mm/d，极个别的可超过100mm/d以上[4]。

一般在地面沉降出现之前较长的一段时期内，发生灾害的一些预兆未能被发现甚至完全被忽视，导致及时预警或预报灾害的发生十分困难，故灾害突发性强。

1.3沉降易反复发生地面沉降往往对上覆岩土层造成毁坏，致使其结构破坏，容许承载力随之会大大减小，同时会破坏采卤钻井或井管，而钻井受到破坏后井中的卤水会浸入上覆岩土体中，又会加速软化上覆岩土体，这样在外力及其它各种因素的综合作用下极易发生再次地面沉降。

例如：云南凤岗盐矿在十八年内发生过三起较大规模的地面沉降，安徽定远盐矿在四个月内连续发生过两次较大的地面沉降，1992年和1999年湖北应城盐矿14～15井组区发生过两起大的地面沉降[4]。

关于石盐矿钻井水溶采矿有关问题探讨杨定炳;张彬【摘要】钻井水溶采矿是利用钻井连通地表和地下矿体,通过水的流通将地下矿床中的有用组分溶解,再通过人为施加的压力把地下饱和含矿溶液压出地表,进行有用组分提取的一种采矿方法.该采矿方法优势明显,可开采埋藏较深的可溶性矿床,具有投资少、见效快、设备和工艺简单、生产费用和能耗低、对环境污染小等优点;此方法同时也存在回采率较低、不易控制溶蚀范围、当开采埋藏浅的矿床易引起地表塌陷等问题.【期刊名称】《云南地质》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】6页(P445-450)【关键词】钻井水溶采矿;乏水;声呐测量;建槽;回采率;通腔【作者】杨定炳;张彬【作者单位】云南省有色地质局三一二队,云南安宁650300;中国冶金地质总局西北地质勘查院,陕西西安710119【正文语种】中文【中图分类】TD871+.2钻井水溶采矿较为特殊，它是利用固体矿石的可溶性，通过地表与地下连通的钻井向地下注入溶解液(通常为淡水或乏水)，将地下矿床中的有用组分溶解，再通过人为施加的压力将地下饱和(或近饱和)含矿溶液压出地表进行有用组分提取的一种采矿方法。

钻井水溶采矿可开采埋藏较深(目前已达3000m左右)或品位较低的矿床，具有投资少、见效快、设备和工艺简单、生产费用和能耗低、劳动条件好、对环境污染小等优点，但同时也存在回采率较低(通常低于40%)、不易控制溶蚀范围、当开采埋藏浅的矿床易引起地表塌陷等缺陷。

钻井首先用钻机由地表向矿层垂直钻进，形成初始通道，之后按生产需要进行处理，加装套管、封闭固结井身，最终形成生产钻井。

最内层为中心管，往外为用途不同的其它套管，最外层为技术套管，总体为一个外环套内环，环环相套的管柱状组合体(图1)。

中心管内为最内层的一个空间通道，中心管壁与其外层套管又组成另一个空间通道。

技术套管的作用主要是固结井身，保证钻井稳固，并同时作为其内管的外壁，两者再组成一个空间通道。

第六章盐岩成因及层序充填动力学探讨第一节盐岩形成及沉积模式综述一、关于盐湖的形成条件盐湖作为一个水动力系统，对于气候条件的变化和构造条件是十分敏感的。

前者决定着盐湖的性质，即是常年性盐湖还是暂时性盐湖，后者不仅对盐湖的封闭起着决定性作用，而旦还控制着物源区和沉积区的分布以及地貌条件，进而控制了盆地的水动力条件。

因此，气候和构造条件强烈地影响着盐湖的形成、演化和消亡过程。

1．封闭和稳定沉降的构造条件封闭的盆地地形有利于盐分通过入流不断地向湖盆中汇集而不致外泄，稳定的构造条件有利于湖水进行充分的蒸发和渗透作用，从而使湖水浓度逐渐升高形成盐湖。

因此，盐湖形成的构造条件往往与断陷盆地和山间盆地有关（李思田，1996）。

断陷盆地的一侧或两侧往往以深大断裂或同生断裂为界，形成半地堑或地堑式盆地。

断陷或山间盆地决定了湖盆具有独特的地貌和水动力特征。

盆地周围的山脉或高地起着明显的封闭作用，它不仅有效地汇集着周围地区的地表径流，同时还为在盐湖中大量溶质的聚集提供了足够的入流量。

此外，构造条件对盐湖盆地岩相的空间配置关系或结构样式也起着重要的控制作用。

同时，它还控制和影响着沉降速率和沉积速率、湖盆水动力条件以及沉积物搬运形式等。

通常，在盐湖盆地的陡坡一侧，由于剥蚀区不断抬升，地形高差大，水流急，湖水相对较深，往往发育由粗粒碎屑物组成的扇三角洲和重力流沉积；而在其缓坡的一侧，由于地形起伏小，水流缓，湖水也较浅，以发育河流、三角洲沉积为特征。

细粒碎屑沉积物和盐类化学沉积则主要分布于湖盆坳陷中央部分，并逐渐向湖盆边缘变薄。

2．干旱和半干旱的气候条件干旱和半干旱的气候条件是盐湖形成的最基本条件（Sam Boggs J，2001）。

只有在这种气候条件下，才有利于湖水的大量蒸发。

当湖盆中的蒸发量大于湖面降水量和地表入流量的总和时，湖盆中的水质经强烈蒸发，其盐分浓度不断增高，从而形成不同类型卤水的盐湖。

流域内各种盐类物质通过入流由上游流向低洼的盐湖中心，并沿程显示因溶解度不同而有着明显分带的盐类沉积。

盐穴储气库双井造腔技术现状及难点分析周俊驰;黄孟云;班凡生;郑东波【摘要】At present, solution mining in salt cavern mainly adopts the technology of the single well dissolved cavity in our country, but this general technology cannot completely meet the need of salt cavern storage construction in China, especially in the aspects of cavity size, construction cycle, ect.Another technology called dual well opera-tion in solution mining is an effective measure to solve this problem with the advantages of increasing water injection capacity, energy saving, enlarging cavity volume and shortening the period of dissolution.Based on the comprehen-sive analysis of dual well application abroad, this paper points out that dual well technology should address the as-pects of the cavity form design and control, cavity configuration monitoring and process parameters optimization in domestic fields.%目前我国在盐层建库主要采用单井溶腔技术，但常用的单井溶腔技术无论在造腔体积、建库周期等方面均已不能满足我国盐穴储气库建设日益增加的需求，而盐穴储气库双井溶腔技术具有增大注水排量、降低能耗、增大腔体体积、缩短建库周期等优点，因此在综合分析国外盐穴储气库双井溶腔技术及难点的基础上，指出腔体形态设计与控制、腔体形态监测与工艺参数优化等是国内盐穴储气库双井溶腔技术存在的主要问题，并提出了相应的解决措施。

竖井壁后溶腔处理方法浅析摘要：老挝甘猛省钾盐矿竖井工程建设施工中，建成后发现竖井砼壁后有溶腔现象，经中科院物理力学研究所采用超深波对全竖井进行探测分析，证实竖井壁后溶腔的存在部位，并分析出产生溶腔的原因和处理方案，经采用科学配比的充填材料和合理的施工方法，终于圆满完成了施工任务。

通过总结经验，研究探索出防治钾盐矿竖井产生壁后溶腔的方法，为钾盐矿后续竖井工程的设计和施工积累经验，属钾盐矿山工程同行业首创。

关键词：钾盐矿竖井壁后溶腔镁水泥尾盐中图分类号：td87 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）008-013-031 工程概况1.1 工程设计概况主井设计竖井净直径5m，井深580m，竖井壁厚度为500mm，单层钢筋混凝土支护，混凝土强度等级为c25。

具体情况参见表1。

1.2 竖井建成后情况（1）井壁淋水：井壁无淋水。

（2）涌水：实测井筒中部截水仓涌水量为1.34m3/h，井底集中涌水量为0.56m3/h。

（3）溶腔分布：根据中国科学院物理力学研究所对主井的检测报告，主井空腔分布见图1。

2 井筒治理施工技术方案施工方案及步骤：（1）石盐段井壁溶腔采用充填连续级配的砂和碎石，最后用水泥砂浆进行注浆固结砂石级配料。

（2）光卤石段井壁溶腔采用以镁水泥为粘结剂、尾盐做骨料的充填料进行充填。

（3）井筒0-120m基岩和表土段采用粘土水泥浆进行壁后堵水注浆。

3 具体施工方法3.1 井底石盐段充填方法首先将作业吊盘下放至-215m水平，风筒、风水管及溜灰管等施工所需的悬吊设施也下放至吊盘位置，然后对井壁进行对称开窗，开窗结束后向壁后溶腔内充填级配砂石料。

充填级配砂石料过程中，井筒水位会因物体的充入而被挤排上升，所以，施工中必须一边充填级配砂石料一边进行排水工作，保持井筒内的水位不会上升为原则。

级配砂石料在地面砼搅拌站拌合后用溜灰管下放至井下工作面。

井壁开窗采用风镐人工修凿方式，严禁采用放炮形式开井壁窗口。