DE3875303T2

DE3875303T2 - Verfahren fuer den meeresbergbau.

Info

Publication number: DE3875303T2
Application number: DE8888307320T
Authority: DE
Inventors: Miloslav Malecha
Original assignee: Manaco International
Current assignee: Manaco International
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1988-08-08
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2008-08-09
Also published as: US4937956A; FI883676A; FI883676A0; GB8718769D0; EP0302762B1; FI89530B; FI89530C; DE3875303D1; EP0302762A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit dem Baggern im Meeresboden wie dem Sammeln von Manganknollen, das auf dem Meeresgrund stattfindet
Viele Vorschläge wurden gemacht zum Ausbaggern des Meeresbodens einschließlich der Verwendung einer Reihe von Eimern, die an einem endlosen Kabel oder einer endlosen Kette angebracht sind, Vorrichtungen, die selbstgetrieben sind oder über den Meeresgrund gezogen werden, und Saugapparaten. Der prinzipielle Nachteil vieler derselben ist ihre Komplexität mit der einhergehenden Gefahr, daß etwas schief geht, und der erste Kosten- oder Kapitalaufwand.
US-A-3 969 579 offenbart eine Vorrichtung zum Sedimentbaggern und ozeanischen Mineralsammeln mit einem ersten Schwimmfahrzeug, zwei an dem ersten Schwimmfahrzeug drehbar montierten Trommeln, von denen wenigstens eine drehbar angetrieben ist, wobei die Trommelachsen quer verlaufen und die Trommeln im Abstand voneinander vorn und achtern auf dem Schwimmfahrzeug angeordnet sind. Eine dritte Trommel liegt unter dem Schwimmfahrzeug und ein endlos es Element verläuft um die drei Trommeln und es ist eine Einrichtung zum Sammeln von Material vom Meeresboden vorgesehen.
Das Element weist eines oder mehrere endlose Schleifenelemente auf, von denen Maschenbehälter zum Fördern von Material von dem Meeresboden bis zu dem Schwimmfahrzeug getragen werden.
Auf dem Meeresgrund liegt ein Schlitten, auf welchem die dritte Trommel montiert ist. Der Schlitten wird über den Meeresboden von einem Tau geschleppt, und kratzt Material von dem Meeresboden und führt dieses zu den Behältern an den Schleifenelementen.
Das Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches und wirksames System zum Baggern auf dem Meeresboden zu schaffen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein Netz ist und die dritte Trommel auf dem Meeresboden aufliegt und direkt von diesem getragen wird, wobei die Bewegung des Netzes um die dritte Trommel deren Drehen und Rollen frei über den Meeresboden herbeiführt.
Der Vorteil bei der Verwendung eines Netzes liegt darin, daß dieses eine sehr einfache Struktur darstellt, welche relativ einfach mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Durch Verwendung eines Materials wie Nylon kann die Gesamtmasse kleingehalten werden und sie kann schwimmfähig gemacht werden. Dies bedeutet, daß eine geringere Leistung zum Betreiben der Vorrichtung erforderlich ist. Ferner ist durch die Verwendung eines Netzes ein geringerer Widerstand oder eine geringere Zugkraft vorhanden, wenn es durch das Wasser gezogen wird.
Der Zweck der dritten Trommel ist es, das Netz in Kontakt mit dem Meeresboden zu halten.
Ein System gemäß der Erfindung kann einen relativ einfachen und zuverlässigen Weg zum Baggern des Meeresbodens darstellen, um für den Handel attraktive Materialien zurückzugewinnen.
Bevorzugt sind an die dritte Trommel zweite und dritte Schwimmfahrzeuge mit Hilfe von Kabeln angeschlossen, wobei das zweite und das dritte Schwimmfahrzeug achtern von dem ersten Schwimmfahrzeug an entgegengesetzten Seiten desselben liegen. Der Zweck dieses zweiten und dieses dritten Schwimmfahrzeuges ist es, die dritte Trommel zu führen. Vorzugsweise sind die Kabel an Winden auf dem zweiten und dem dritten Schwimmfahrzeug mit konstanter Zugkraft angeschlossen.
Die Einrichtung kann aus Stiften oder Löffeln sein, die einen oder mehrere Stifte in jeweils einem aufweisen, welche Stifte oder Löffel in Streifen angeordnet sein können, die sich quer über das Netz erstrecken.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun in Form eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Systems zum Abbaggern des Meeresbodens ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Systems aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 die Ansicht einer Trommel ist, die auf einem ersten Schwimmfahrzeug montiert ist;
Fig. 4 die Ansicht einer dritten Trommel zum Bewegen über den Meeresboden ist;
Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Netz mit Löffeln zur Verwendung beim Baggern ist;
Fig. 6 ein Schnitt durch einen Löffel ist;
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Löffel ist;
Fig. 8 eine Draufsicht auf ein anderes Netz mit Löffeln zur Verwendung beim Baggern ist;
Fig. 9 ein Vertikalschnitt des Netzes ist;
Fig. 10 ein Querschnitt des Netzes ist;
Fig. 11 eine Draufsicht auf ein anderes Netz mit Streifen von Stiften zur Verwendung beim Baggern ist;
Fig. 12 ein Vertikalschnitt des Netzes ist;
Fig. 13 ein Querschnitt des Netzes ist; und
Fig. 14 die Stufen zum Einrichten des Systems zum Baggern zeigt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein System zum Baggern eines Seebodens oder Meeresgrundes mit einem baggernden ersten Schwimmfahrzeug 20, auf welchem drehbar eine erste und eine zweite Trommel 21 und 22 montiert ist. Die Trommeln 21 und 22 erstrecken sich mit ihren Achsen quer zu dem Schwimmfahrzeug 20 und sind vorn und achtern angeordnet. Eine dritte Trommel 23 liegt auf dem Meeresboden 24. Ein endloses Fördernetz 25 umläuft die drei Trommeln 21, 22 und 23, wobei das Netz 25 von der dritten Trommel 23 in Kontakt mit dem Seeboden 24 gehalten wird.
Beide der Trommeln 21 und 22 auf dem ersten Schwimmfahrzeug 20 werden angetrieben, damit das Netz 25 die erforderliche Spannung bekommt, und wirken mit hydraulischen Druckrollen 26 und 27 zusammen, damit ein Schlupf des Fördernetzes 25 vermieden wird.
Ein zweites und ein drittes Schwimmfahrzeug 28 und 29 liegen achtern von dem ersten Schwimmfahrzeug 20 und zu entgegengesetzten Seiten desselben. Jedes zweite und dritte Schwimmfahrzeug 28, 29 weist eine Konstantspannungswinde mit einem Kabel 30, 31 auf, das an die dritte Trommel 23 angeschlossen ist.
Das Fördernetz 25 weist Löffel 32 auf, die Material vom Seeboden 24 nach oben zu dem Schwimmfahrzeug 20 heraufbringen, wo an einer Stelle zwischen den beiden Trommeln 21 und 22 Hochdruckstrahldüsen 33 das Material von dem Fördernetz entfernen. Das abgelöste Material fällt in einen Speicherbereich oder in eine Arbeitsstation. Das Material wird dann zu einem Speicherschwimmfahrzeug transportiert oder zuerst einem primären Brech/Pulverisiervorgang unterzogen, bevor es transportiert wird.
Das erste Schwimmfahrzeug 20 ist selbstgetrieben und weist Einrichtungen zur Vorwärts- und Seitwärtsbewegung auf. Mit Hilfe von zwei TV-Kameras, die an der dritten Trommel 23 montiert sind und an das erste Schwimmfahrzeug 20 angeschlossen sind, und einem dynamischen Positioniersystem werden die Bewegung und Position der dritten Trommel 23 sorgfältig über die Bewegung des ersten Schwimmfahrzeugs 20 und die Konstantspannungswinden des zweiten und des dritten Schwimmfahrzeugs 28 und 29 gesteuert. Im Betrieb führt die Bewegung des Netzes um die Trommel 23 dazu, daß diese sich dreht und über den Seeboden rollt, und eine Vorwärtsbewegung des Baggerfahrzeugs 20 führt dazu, daß sie sich vorwärtsbewegt. Diese Bewegung der dritten Trommel 23 ist sorgfältig mit der Drehbewegung der beiden Trommeln 21 und 22 synchronisiert. In einem Notfall können die Kabel 30 und 31 verwendet werden, die Trommel 23 bis in eine sichere Höhe anzuheben.
Falls das Baggerfahrzeug 20 von einem Schleppboot geschleppt wird, ist das dynamische Positioniersystem überflüssig.
Fig. 3 zeigt in stärkerer Einzelheit die Trommel 21 (22). Sie weist zwei Flansche 34 an ihren Enden, um seitliche Bewegungen des Netzes 25 zu verhindern, und Umfangsrillen 35 und Querrillen 36 auf, die mit dem Fördernetz 25 zusammenwirken.
Fig. 4 zeigt in stärkerer Einzelheit die dritte Trommel 23, die von offener Konstruktion ist, damit der freie Durchfluß von Wasser zugelassen ist. Sie weist ebenfalls zwei Flansche 37, einen an jedem Ende auf, die das Abgleiten des Netzes 25 verhindern. Die Kabel 30 und 31 sind an Gelenkaugen 38 an dem Ende von Achsstummeln 39 angeschlossen. Die TV-Kameras 40 sind ebenfalls an diesen Achsstummeln 39 angebracht.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen einen Fördernetztyp. Er weist Hauptlängskabel 41 und Querkabel 42 auf, die beispielsweise aus Nylon hergestellt sind. An jeder Kreuzungsstelle zwischen den Längs- und den Querkabeln 41 und 42 ist ein Löffel 43 angeordnet. Jeder Löffel 43 weist ein Dränageloch 44 und zwei Stifte 45 auf, um von dem Seeboden aufgelöffeltes Material in dem Löffel zurückzuhalten. Jeder Löffel 43 ist entweder aus einem Kunststoffmaterial oder einem Leichtmetall hergestellt. Er wird an seinem Platz von zwei Armen 46 gesichert, zwischen welchen das Längskabel 41 hindurchläuft, und das Querkabel 42 läuft durch zwei Löcher in den Enden der Arme 46.
Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen einen anderen Fördernetztyp, der Hauptlängskabel 47 aus beispielsweise Nylon mit Querstreben 48 aus Leichtmetall aufweist. Die Längskabel 47 laufen durch Bohrungen in den Querstreben 48 und sind daran befestigt. Löffel 49 sind an den Querstreben befestigt oder mit diesen einstückig ausgebildet. Diese Löffel 49 weisen ebenfalls Dränagelöcher und Stifte auf.
Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen einen weiteren Netztyp, der Hauptlängskabel 50 aus beispielsweise Nylon und Querstreben 51 aufweist. Die Querstreben 51 enthalten Öffnungen, durch welche die Kabel 50 hindurchverlaufen, und sind an diesen befestigt. Die Querstreben 51 weisen eine Mehrzahl von auf rechten Stiften 52 zum Aufsammeln von Material von dem Seeboden auf.
Fig. 14 zeigt, wie das Baggersystem eingerichtet wird. Das Baggerfahrzeug erreicht mit seinen beiden Antriebstrommeln 21 und 22 die gewünschte Gegend und die dritte Trommel 23 ist an seiner Unterseite angebracht. Das Fördernetz 25 wird aus einem vierten Schwimmfahrzeug geliefert, auf dem es in Längen von beispielsweise 500 m auf großen Haspeln 54 bevorratet ist. Ein Führungskabel, das an dem einen Ende des Fördernetzes auf der ersten Haspel 54 befestigt ist, wird unter der Trommel 23, über die Trommel 22 und um die Trommel 21 auf eine Winde geführt. Diese Winde wickelt das Führungskabel auf und zieht das Fördernetz 25 über die Trommeln. Die Trommel 23 mit den TV- Kameras und festgehalten von den Kabeln 30 und 31 an dem zweiten und dem dritten Schwimmfahrzeug 28 und 29 wird von dem ersten Schwimmfahrzeug 20 gelöst und von den Kabeln zur gleichen Zeit abgesenkt, in der das Fördernetz 25 ausgegeben wird. Wenn die erste Haspel 54 leer ist, wird das Netz auf der zweiten Haspel eingespleißt und der Vorgang wird wiederholt, bis sich die Trommel 23 auf dem Meeresboden 24 befindet. Dann werden die beiden Enden des Fördernetzes 25 zusammengeschlossen und das Baggern kann beginnen. Die Tiefe, in welcher das Baggern durchgeführt werden kann, beträgt zwischen 3000 und 6000 Meter.

Claims

1. System zum Baggern des Meeresbodens, mit einem ersten Schwimmfahrzeug (20), zwei Trommeln (21, 22), die drehbar auf dem ersten Schwimmfahrzeug montiert sind und von denen wenigstens eine drehbar antreibbar ist, wobei sich die Trommelachsen quer erstrecken und die Trommeln im Abstand voneinander vorn und achtern am Schwimmfahrzeug angeordnet sind, wobei eine dritte Trommel (23) unter dem ersten Schwimmfahrzeug (20) liegt und ein endloses Element (25) sich um die drei Trommeln (21, 22, 23) erstreckt und eine Einrichtung zum Aufsammeln von Material vom Meeresboden vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (25) ein Netz ist und die dritte Trommel (23) auf dem Meeresboden auf liegt und von diesem direkt getragen wird, wobei die Bewegung des Netzes (25) ,im die dritte Trommel (23) deren Drehung und freies Rollen über den Meeresboden herbeiführt.

2. System nach Anspruch 1, wobei ein zweites und ein drittes Schwimmfahrzeug (28, 29) an die dritte Trommel (23) mittels Kabeln (30, 31) angeschlossen sind, von denen die Bewegung der dritten Trommel (23) über den Meeresboden geführt wird, wobei das zweite und das dritte Schwimmfahrzeug achtern von dem ersten Schwimmfahrzeug (20) zu beiden Seiten desselben liegen.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Kabel an Konstantspannungswinden auf dem zweiten und dem dritten Schwimmfahrzeug (28, 29) angeschlossen sind.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, wobei TV-Kameras (40) jeweils an einem Ende der dritten Trommel (23) montiert sind und an eines der Schwimmfahrzeuge (20, 21, 22) angeschlossen sind.

5. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die erste und die zweite Trommel (21, 22) Umfangsrillen (35) und Querrillen (36) aufweisen.

6. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die erste und die zweite Trommel (21, 22) mit anderen Rollen (26, 27) zum Verhindern eines Abgleitens des Netzes zusammenwirken.

7. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die dritte Trommel (23) von offener Konstruktion ist, um den freien Durchfluß von Wasser zuzulassen.

8. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem die dritte Trommel (35) mit Flanschen (37) versehene Enden aufweist.

9. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem das erste Schwimmfahrzeug (20) eine Einrichtung (33) zum Entfernen von aufgesammeltem Material von dem Netz aufweist.

10. System nach Anspruch 9, bei welchem die Einrichtung Hochdruckluftdüsen (33) aufweist.

11. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem das erste Schwimmfahrzeug (20) angepaßt ist, die dritte Trommel (23) an seine Unterseite anzuschließen.