Подземное растворение минеральных солей

В качестве способа добычи, обогащения, очистки, а также избирательного извлечения минеральных солей различного типа достаточно широко применяется способ подземного растворения.

Подземное растворение минеральных солей через буровые скважины производится за счет перевода одного из компонентов или всего состава соли в водный раствор. Данная технология по сравнению с шахтным методом добычи обеспечивает четырехкратное увеличение производительности труда при семикратном снижении удельных капитальных затрат. Такие сравнительные данные стали причиной быстрого роста популярности метода в мировой практике.

Для проведения работ по растворению и добыче соли сооружаются специальные скважины подземного растворения, конструкция которых определяется в зависимости от характеристик залежи, а именно: ее геологического строения, гидрогеологических условий, физико-механических особенностей горных пород и иных параметров. Работают скважины подземного растворения по принципу «выдавливания» рассола.

Общая конструкция такой скважины включает направление, кондуктор, промежуточные обсадные колонны, эксплуатационную колонну, водоподающую колонну и колонну для поднятия рассола. Диаметр эксплуатационной колонны, как правило, не превышает 325 мм, водоподающей – 219 мм, а рассолоподъемной – до 146 мм. Для того, чтобы обеспечить герметизацию устья скважины, а также разобщение технологических колонн, на устье производится монтаж специального оголовка.

Классификация скважин подземного растворения производится по нескольким параметрам. В зависимости от используемой системы разработки можно выделить индивидуальные и взаимодействующие скважины. По способу вскрытия выделяют вертикальные, наклонные и наклонно-горизонтальные сооружения. В зависимости от типа управления технологическим процессом растворения выделяются:

• Прямоточные СПР;
• Противоточные СПР;
• Гидроврубовые СПР;
• СПР послойного растворения.

Первые два типа скважин обеспечивают неуправляемый процесс подземного растворения, и с конца XX века практически перестали применяться, поскольку низкий показатель извлечения, небольшая производительность и короткий срок эксплуатации делают этот тип скважин экономически невыгодным. Последние приведенные в классификации способы, гидроврубовый и послойный, относятся к типу управляемого растворения. Последний получил наиболее широкое распространение благодаря высокой производительности и возможности применения в залежах, содержащих до трети нерастворимых включений.

Способ послойного растворения позволяет проводить добычу с глубины от 200 до 1800 метров. Процесс выемки происходит в два этапа: на первом происходит создание начальной поверхности растворения соли путем размыва горизонтально ориентированной полости небольшой высоты, на втором – производится добыча рассола.