CN104895568B - 浅海砂矿开采中隔离尾砂的简易方法 - Google Patents

Abstract

浅海砂矿开采中隔离尾砂的简易方法包括漂浮式和悬浮式两种隔离装置：1、漂浮式隔离装置由浮伐组件和挡砂板组件构成；挡砂板倾斜时，浮伐组件产生矫正力矩使挡砂板复位成垂立状态；随采矿工作面向前推进，挡砂板跟随移动，将原矿砂和尾矿砂始终隔离在挡砂板两侧，阻止其混合，起到防治损失与贫化的作用；2、悬浮式隔离装置由矫正浮筒、挡砂板、连接杆组成刚性体；矫正浮筒部分充水时，装置下沉到海底，挡砂板发挥隔离作用；挡砂板倾斜时，矫正浮筒能产生矫正力矩，维持其垂立状态；挡砂板随采矿工作面推进而跟随移动，将原矿砂和尾矿砂始终隔离在挡砂板两侧，起到防治损失与贫化的作用。

Description

浅海砂矿开采中隔离尾砂的简易方法

技术领域

本发明属海洋采矿技术领域。

背景技术

现行浅海砂矿的采矿方法一般是：采砂船开采、船上粗选、海中抛尾；但由于潮汐海流和风浪海流作用，原矿砂和尾矿砂会很快混掺，无法形成隔离沟，由此造成损失和贫化；本发明目的是：通过设置简易隔离装置，使原矿砂和尾矿砂相对分离，实现无贫化、无损失开采。

发明内容

通过设置漂浮式隔离装置和悬浮式隔离装置的任何一种，实现原矿砂和尾矿砂的隔离，两种隔离装置的特征如下：

一、漂浮式隔离装置如图1所示，它包括浮伐组件和挡砂板组件两部分；漂浮式隔离装置的浮伐组件由对称的两幅浮伐组装而成；每幅浮伐由大浮筒①、小浮筒②、支架③、半圆形套管④组合成刚性体，其中半圆形套管至少有两个；两幅浮伐对接后，半圆形套管组合成完整的圆形套管；漂浮式隔离装置的挡砂板组件由空心轴⑤、挡砂板⑥组合成刚性体，其中空心轴⑤与浮伐组件的套管④一一对应；漂浮式隔离装置的制作要求是：单幅浮伐大致呈水平漂浮状态，浮伐组件的净浮力大于挡砂板组件的浮重量，使漂浮式隔离装置能漂浮迁移；挡砂板两端设置柔性垫封堵缝隙和防碰撞，多套漂浮式隔离装置可铰接；漂浮式隔离装置的技术原理是：装置放置于开采工作面和抛尾区之间，挡砂板组件的空心轴穿插于浮伐组件的套管中只能作直线运动；当尾砂压迫挡砂板倾斜时，空心轴、套管和支架共同作用，使浮伐组件一侧的大浮筒升起而产生重力力矩，使另一侧的大浮筒下沉而产生浮力力矩，两个力矩组合成矫正力矩，该矫正力矩促使挡砂板组件复位成垂立状态；因此，在矫正力矩适当的情况下，挡砂板组件只能在板面法线方向前后移动而不会倾倒；同时，适当的挡砂板组件浮重量也能稳定浮伐组件的漂移；挡砂板在尾砂推力作用下，随采矿工作面推进而向前平移，将原矿砂和尾矿砂始终隔离在挡砂板两侧，阻止其混合，起到防治损失贫化的作用；

二，悬浮式隔离装置如图2所示，它有挡砂板组件和矫正浮筒组件两部分；悬浮式隔离装置的挡砂板组件由挡砂板⑦和连接杆④组成，悬浮式隔离装置的矫正浮筒组件由矫正浮筒⑥、通水管⑤、通气管①组成；连接装置④是固定在矫正浮筒底部和连接杆顶部的一种刚性连接机构，利用连接装置④，挡砂板组件与矫正浮筒组件连接为一套隔离装置；悬浮式隔离装置的技术原理是：矫正浮筒组件的通水管管口和通气管管口始终位于水面上；当矫正浮筒用通气管全部充气时，悬浮式隔离装置漂浮到水面，可迁移；当矫正浮筒用通水管部分充水时，悬浮式隔离装置便下沉到海底；由于通水管底口位于矫正浮筒底弧的凹槽中，悬浮式隔离装置在正常垂立状态下，充水始终位于矫正浮筒底弧部分，因此，压气充气时能全部排干充水；挡砂板垂立时，矫正浮筒相对于挡砂板海底支点不产生力矩，挡砂板倾斜时，矫正浮筒则产生矫正力矩，使挡砂板恢复直立状态；所以，悬浮式隔离装置的作用原理与漂浮式隔离装置大致相同，差异点是悬浮式隔离装置工作时沉没在水下，受海面风浪影响较小。

附图说明

图1是漂浮式隔离装置的横剖面示意图，图中标注符号意义如下：

①——大浮筒，②——小浮筒，③——支架，④——半圆形套管，⑤——空心轴，⑥——挡砂板，⑦——海平面，⑧——原矿砂，⑨——尾矿砂；

图2是悬浮式隔离装置的纵剖面和横剖面示意图，图中标注符号意义如下：

①——通气管，②——海平面，③——连接装置，④——连接杆，⑤——通水管，⑥——矫正浮筒，⑦——挡砂板，⑧——原矿砂，⑨——尾矿砂。

具体实施方式

漂浮式隔离装置的使用方法是：将浮伐下放到海中，浮伐是漂浮的；将挡砂板组件悬吊下放到采场的适宜位置，使保持垂立；再将两幅浮伐的半圆形套管连接、套穿在挡砂板组件的空心轴上，即完成了漂浮式隔离装置的组装；可在挡砂板组件的空心轴上设置插销和插孔，提起挡砂板组件并用插销固定时，挡砂板组件脱离海底，可随浮伐组件一起漂浮、迁移，拔除插销时挡砂板组件又回落到海底执行挡砂功能；挡砂板组件的空心轴上设置的插孔和插销在附图中未标示；

悬浮式隔离装置的使用方法是：将不充水的矫正浮筒组件下放到海中，浮筒组件是漂浮的；将挡砂板组件悬吊到海中，使挡砂板组件的平面与海平面大致持平；用连接装置将矫正浮筒组件与挡砂板组件连接为一体；撤除悬吊，悬浮式隔离装置就成为像玩具‘不倒翁’一样的漂浮体，可随机迁移；对矫正浮筒部分充水，悬浮式隔离装置则下沉到海底，执行挡砂功能。

Claims (1)

1.浅海砂矿开采中隔离尾砂的简易方法，其特征在于，

于开采工作面和抛尾区之间，设置漂浮式隔离装置或悬浮式隔离装置使原矿砂和尾矿砂相对分离；漂浮式隔离装置由浮筏组件和挡砂板组件两部分构成，悬浮式隔离装置由矫正浮筒组件和挡砂板组件两部分构成；挡砂板在尾砂推力作用下，随采矿工作面推进而向前平移，将原矿砂和尾矿砂始终隔离在挡砂板两侧，阻止其混合，起到防治损失贫化的作用；其中，漂浮式隔离装置的浮筏组件由对称的两幅浮筏组装而成；所述两幅浮筏均由大浮筒、小浮筒、支架、半圆形套管组合成刚性体，所述半圆形套管至少有两个；两幅浮筏对接后，所述半圆形套管组合成完整的圆形套管；漂浮式隔离装置的挡砂板组件由空心轴和挡砂板组合成刚性体，其空心轴与浮筏组件的套管一一对应，挡砂板组件的空心轴穿插于浮筏组件的圆形套管中只能作直线运动；当尾砂压迫挡砂板使挡砂板发生倾斜时，空心轴、圆形套管和支架共同作用，使浮筏组件一侧的大浮筒升起而产生重力力矩，使另一侧的大浮筒下沉而产生浮力力矩，两个力矩组合成矫正力矩，矫正力矩促使挡砂板组件复位成垂立状态；悬浮式隔离装置在正常垂立状态下，矫正浮筒相对于挡砂板海底支点不产生力矩，挡砂板倾斜时，矫正浮筒则产生矫正力矩，使挡砂板恢复直立状态；在矫正力矩适当的情况下，漂浮式隔离装置和悬浮式隔离装置的挡砂板组件均只能在板面法线方向前后移动而不会倾倒，从而实现无贫化、无损失开采。