原位改性流体化采矿这一全新的采矿方法概念，包含了丰富的内涵。

　　1.原位。原位指矿体及围岩处于地下天然的三维应力和地下水气热、甚至包括化学与放射性等作用的状态，矿体及围岩是含有孔隙裂隙、裂缝、甚至断层的复杂介质体。

　　2.物理、化学方法改造矿体与矿物。如为了开采干热岩体中的地热能，采用多种方法在干热岩储层中建造人工储留层，或利用天然的裂缝与断层，通过注水换热的方式，将岩体中的热转移给水携带到地面，供人类使用，这就是一种典型的物理改性的例子。铀矿是一种丰度极低的固体放射性矿物，近年来，我国和美国等国家采用溶浸采矿方法开采的铀产量已占总产量的一半以上，其关键开采步骤就是采用原位注入强酸或强碱，通过化学反应使铀矿物变成流体铀化合物，排采到地面后经过湿法冶金方法精练出纯铀矿物，这就是一个典型的化学改性的例子。

　　3.改造矿体与矿物的物理、化学性态。包含3个方面的内涵：

　　① 矿物流体化。固体矿床开采最大的难点是矿石的输运，因为固体矿石无法采用连续方式输运，即使采用胶带或机械式搬运仍然效率低下，工序复杂。因此，矿物流体化是实现固体矿物高效输运的前提。概念中特别指出的是矿物的流体化,而非矿体的流体化，也就是说，这种采矿方法仅把人类需要的矿物变成流体，开采出来，而其他矿体部分仍然维持固态，滞留于地下原位,可实现洁净开采。如固体盐矿通过水溶的方式，转化为盐的水溶液，可实现高效开采和输运；又如煤炭地下气化是通过地下煤的氧化还原反应，使煤燃烧生成气体，实现固体煤炭的开采和输运。

　　② 矿物提质改性。有许多矿物在自然状态时，其品质较差，通过原位改性流体化采矿方法可在地下原位同步实现矿物的提质改性，提高矿物品质。如油页岩中的有机矿物干络根,在自然状态下，是一种未成熟的固态成油矿物，通过高温绝氧干馏的化学反应，使其变成液态的油和烃类气体，这就是提质改性的过程;又如对褐煤采用高温蒸汽绝氧热解,可以脱除褐煤中的结晶水和挥发分，450 ℃以上的高温蒸汽还可以使褐煤变成焦煤、贫瘦煤,甚至无烟煤,这是对低变质煤的提质改性过程。

　　③ 矿体多孔化。矿体物理化学改造中,同步使矿体产生大量的空洞、孔隙、裂隙、裂缝,为流体化的矿物连续输运采出提供传输通道,这也是该方法的重要内涵。如煤炭地下气化、纯的盐矿水溶开采,因矿物在矿体中的占比大,气化或水溶过程中,同步形成了连续的巨大空洞,作为传输通道。而矿物含量占比较小的绝大部分矿床,如钙芒硝矿、油页岩矿、铀矿、铜矿等,当用物理化学方法把矿物变成流体时,形成的孔隙、裂隙和裂缝空间较小,这些孔隙、裂隙构成的通道的连通性和导流能力,就成为该方法实施成败的关键。

　　4.矿物流体化开采。当矿体与矿物被改造后,流体化的矿物就可以沿改造形成的空洞-孔隙-裂隙-裂缝通道输运,从生产井排采到地面。而流体化改造的物理化学剂可以源源不断地输入到地下矿层,经过已开采区域,流体化开采未开采区域的矿物。

钙芒硝矿溶解过程的CT 剖面

参考文献：《原位改性流体化采矿科学、技术与工程》