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弗拉施采矿法

[拼音]:fulashi caikuangfa

[外文]:Frasch method

从钻孔压入过热水,溶融地下自然硫,从同一钻孔排出地表,进行加工的采硫法。1894年,德国人弗拉施(H.Frasch)在美国设计出古典弗拉施采矿法,1903年改进完善。1957年波兰工程师查季威兹 (B.Zakjewicz)研究成功改良弗拉施采矿法,在伊拉克的米什拉克(Mishrag)等矿实践多年,臻于完善。1975年发达国家用此法采出的硫占总产量的29.2%。弗拉施采矿法的主要优点是生产安全,投资省,建设快,工艺简单,生产效率高,开采深度大,少占农田,无尾矿及其污染问题;缺点是回采率低(一般为40~70%),热效率差(一般为0.5~5%),耗水量大。

古典弗拉施法

用于开采盐丘型自然硫矿床。这类矿床多赋存于不透水岩层中,状如山丘,自然形成基本隔热的封闭条件。该法自地表打直径250~300mm的钻孔,钻穿矿层进入底板,作为采硫井。井内套装一组同心钢管(压气管、升硫管、热水管和表层套管),用以注压气、升硫、注过热水和保护井壁。将 160℃的过热水沿热水管注入矿床,溶融自然硫,溶融的液态硫积聚在井底的溶腔中。自压气管压入压缩空气和液态硫混合,利用空气升液原理将液态硫从升硫管中举升出来(见图)。

弗拉施法最宜用于有可靠水源和廉价燃料供应的大型自然硫矿床。影响开采经济效益的地质条件有储量、品位、矿床赋存深度、孔隙度、渗透率和覆盖层厚度等。

(1)矿床品位直接影响回收率。平均品位大于20%的富矿,回收率可达75%,品位10%的贫矿只达40~50%。开采中、低品位的致密薄矿床时,可采品位随矿层厚度的增大而降低。

(2)矿床赋存深度较好保持住足够的井底压力,防止注入的过热水沸腾、气化,使溶融硫沉淀。目前经济合理的开采深度为50~600m,条件好的富矿床可达800~1000m。

(3)一般要求矿床有15~20%的孔隙度,顶底板有一定密封性,以利热水渗流,加速硫的溶融,减少热量流失。

改良弗拉施法

用于开采蒸发盐型沉积自然硫矿床。这类矿床的矿层多而薄,呈不规则层状或透镜状,厚度从几厘米到几米,延深广阔,封闭性不好,隔热条件极差,矿层常很致密,渗透性差。开采这类矿床须采取预先爆破和充填处理措施。进行采前地下预爆破可增加开采区段的渗透性,形成垂直方向的隔离层,起截流或隔离老采空区的作用。在开采过程中,于采矿前进方向的不透水区实施爆破,可使热水流入下一个开采区段,进行矿层预热。自钻孔向矿层顶,底板岩层充填泥浆,可堵塞过热水渗漏通道,造成开采区段的封闭条件。采硫井结构与古典弗拉施法相同。

120~158℃是溶融硫流动的较佳温度。低于119.3℃时,液态硫开始结晶。高于158℃时,粘度急剧增大。因此,须严格控制地下开采区段的温度。自排水井排出的水的温度通常保持在70~80℃。排出的热水经净化后回收复用。

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