DE60205136T2

DE60205136T2 - Mineralabbauvorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE60205136T2
Application number: DE60205136T
Authority: DE
Inventors: Alan Somercotes POTTS
Original assignee: MMD Design and Consultancy Ltd
Current assignee: MMD Design and Consultancy Ltd
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: CA2498862A1; DE60205136D1; WO2003056134A1; AU2002353210A1; AU2002353210B2; EP1458953A1; ATE299987T1; DK1458953T3; EP1458953B1; GB0130668D0; CA2498862C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abbauen von Mineralien bzw. Erzen, bei dem das gewonnene Mineral von dem Abbaupunkt (US-A-3510168) durch Fluid entlang einer Pipeline transportiert wird.
Die Erfindung ist besonders geeignet für den Tagebau bzw. Abraumbau von Teersand bzw. Ölsand.
Die herkömmliche Art und Weise des Tagebaus von Teer- bzw. Ölsand umfasst das Ausbaggern des Ölsands aus einer Schichtablagerung von Ölsand und das Verladen des ausgebaggerten Ölsands auf eine Reihe von Lastwägen oder auf Förderbänder (US-A-3510168), die jeweils den ausgebaggerten Ölsand zu einer feststehenden Fluidförderer-Einlaßstation transportieren. Die Fluidförderer-Einlaßstation ist mit einer entfernten Ölsand-Verarbeitungsanlage durch eine Ölsand-Förderpipeline verbunden, und dient zu dem Zweck, das Einleiten des ausgebaggerten Ölsands in die Ölsand-Förderpipeline zu ermöglichen. Die Fluidförderer-Einlaßstation ist auch durch eine Pipeline mit einer Quelle zum Fördern von Fluid, für gewöhnlich Wasser, verbunden. Die Wasserquelle ist üblicherweise ein Absetzteich bzw. Absetzbecken, der/das sich an der Ölsand-Verarbeitungsanlage befindet, und so ist es üblich, dass die Fluidförderer-Einlaßstation mit der Ölsand-Verarbeitungsanlage durch zwei Pipelines (d.h. eine Wasser-Zuführpipeline und eine Ölsand-Förderpipeline) verbunden ist, die parallel von der Ölsand-Verarbeitungsanlage zu der Fluidförderer-Einlaßstation verlaufen.
Die Fluidförderer-Einlaßstation umfasst eine Mischkammer, in die der ausgebaggerte Ölsand durch die Lastwagen eingebracht wird, in der Mischkammer wird der Ölsand mit Wasser gemischt, um eine Schlämme zu erzeugen. Die Schlämme wird durch eine Ausscheidungseinrichtung (sizer) geschickt, um unerwünschte große Klumpen zu entfernen, und in eine Fluidpumpe eingespeist, die mit der Ölsand-Förderpipeline verbunden ist, und entlang der Ölsand-Förderpipeline zur Verarbeitungsstation gepumpt.
Typischerweise beträgt der maximale Durchsatz von ausgebaggertem Ölsand in etwa 5000 Tonnen pro Stunde, und um diese Menge von der Fluidförderer-Einlaßstation zu der Ölsandverarbeitungsstation zu transportieren, beträgt der Durchmesser der Ölsand-Förderpipeline etwa 1 Meter.
Typischerweise liegt die Distanz zwischen dem Fluidfördereinlaß und der Ölsandverarbeitungsstation in der Größenordnung von 4 Kilometern. Es ist daher wichtig, dass die Schlämme kontinuierlich entlang der Ölsand-Förderpipeline gepumpt wird, um ein Absetzen des Ölsands in der, Pipeline zu vermeiden. Sollte dies vorkommen, ist es lediglich nötig, Wasser entlang der Ölsand-Förderpipeline zu pumpen, bis der abgesetzte Ölsand entfernt worden ist. Während dieser Zeit muss ein Abbau des Ölsands angehalten werden.
Eine allgemeine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abbau von Mineralien bzw. Erzen bereitzustellen, die es ermöglichen, das gewonnene Mineral in eine Fluidfördereinrichtung an der Abbaustelle zum Transport zu einem entfernten Ort einzuleiten und dadurch die Notwendigkeit an einer Reihe von Lastwägen und einer feststehenden Fluidförderer-Einlaßstation zu umgehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Transportieren von Mineral bzw. Erz von einem Abbaupunkt zu einer entfernten Stelle bereitgestellt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine bewegliche Mineralbrechvorrichtung (MBR = mineral breaker rig) mit einem Mineralauslaß aufweist, wobei die Vorrichtung ein Fluideinlaßrohr zur Aufnahme von Transportfluid aufweist, einem Mineraleinlaß zum Einführen eines Minerals von dem Mineralauslaß in das Fluidrohr und ein Fluidauslaßrohr zum Transportieren des Fluids, das mit von dem Mineralauslaß aufgenommenen Mineral gemischt ist, einer erweiterbaren Pipeline-Anordnung (EPA = extensible pipeline assembly), die an einem Ende mit den Einlaß- und Auslassrohren verbunden ist und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem Ende einer statischen Pipeline verbunden werden kann, die mit der entfernten Stelle in Verbindung steht, wobei die erweiterbare Pipelineanordnung so erweiterbar ist, dass sich die bewegliche Vorrichtung von dem einen Ende der statischen Pipeline wegbewegen kann, während eine Fluidverbindung mit dieser beibehalten wird, wobei die erweiterbare Pipelineanordnung eine Reihe länglicher Rohranordnungen umfaßt, die an aneinandergrenzenden Enden in einer Zick-Zack-Weise über eine Gelenkverbindung gelenkig verbunden sind, wobei jede längliche Piperohranordnung zwei Rohrlängen aufweist, die Seite an Seite angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass eine Rohrlänge ein oberes Rohr festlegt und die andere Rohrlänge ein unteres Rohr festlegt, wobei die Gelenkverbindung zwischen jedem Ende aneinandergrenzender länglicher Rohranordnungen eine obere Kugeldrehverbindung umfaßt, welche aneinandergrenzende Enden der oberen Rohre von aneinandergrenzenden Rohranordnungen verbindet, sowie eine untere Kugeldrehverbindung, welche aneinandergrenzende Enden der unteren Rohre aneinandergrenzender Rohranordnungen verbindet, wobei die Drehachse der oberen und unteren Kugeldrehverbindungen jeder Gelenkverbindung koaxial ist.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1a, b, c schematische Darstellungen eines Prozesses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2a, 2b Draufsichten auf eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, jeweils mit der voll ausgestreckten und voll kontrahierten ausstreckbaren Anordnung dargestellt,
3 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform,
4 eine vergrößerte Seitenansicht der Fluidförderpipeline gemäß 3,
5 eine vergrößerte Seitenansicht der beweglichen Mineralbrechvorrichtung gemäß 3,
6 eine Axialschnittansicht des Mineraleinlassventils gemäß 5,
7 eine Schnittansicht längs Linien VII-VII in 6,
8 eine Seitenansicht der beweglichen Mineralbrechvorrichtung mit einem alternativen Mineraleinlassventil,
9 eine Draufsicht auf die in 8 gezeigte bewegliche Brechvorrichtung, und
10 eine Endansicht der beweglichen Brechvorrichtung gemäß 8.
Es wird zunächst auf 1a eingegangen, in der diagrammartig eine Schichtablagerung von Teersand bzw. Ölsand TS und ein Bagger D dargestellt sind, der Teersand baggert und den Teersand in eine bewegliche Brechvorrichtung MBR (Mobile Breaker Rig) deponiert. Die MBR-Vorrichtung ist mit einer statischen Wasser-Zuführpipeline WSP und einer statischen Ölsand-Förderpipeline TSP durch eine ausstreckbare Pipelineanordnung EPA verbunden. Die Pipeline TSP ist mit einer Ölsandverarbeitungsstation S verbunden, an der der Teer bzw. das Öl von dem Sand getrennt wird. Sand und Wasser werden in ein Absitzbecken SP eingebracht, und das Wasser aus dem Becken wird durch eine Pumpe P entlang der Wasser-Zuführpipeline WSP gepumpt.
Der Bagger D bringt ausgebaggerten Ölsand in einen Aufnahmetrichter H der MBR-Vorrichtung ein und, wie später beschrieben wird, wird der gebaggerte Ölsand anschließend in die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA eingeleitet und zu der Ölsandverarbeitungsstation entlang der TSP-Pipeline transportiert.
Wenn sich der Bagger in der Richtung A längs der Ölsand-Schichtablagerung vorwärtsbewegt, schneidet er einen Kanal C und die bewegliche MBR-Vorrichtung bewegt sich ebenfalls in der Richtung A, so dass es dem Bagger möglich ist, durch Schwenken seiner Schaufel in die entsprechende Position Ölsand in den Trichter H einzubringen.
Wenn die MBR-Vorrichtung sich in Richtung A vorwärtsbewegt, dehnt sich die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA von ihrem voll kontrahierten Zustand E_min, bis eine maximale Erstreckung E_max erreicht ist, wie 1b zeigt.
Wenn die maximale Erstreckung erreicht worden ist, wird die ausstreckbare Pipeline von den statischen Pipelines WSP, TSP am Verbindungspunkt CP abgekoppelt und kontrahiert zurück zu ihrem voll kontrahierten Zustand E_min. Die statischen Pipelines werden dann durch das Einführen zusätzlicher Rohre AD gestreckt, um ein neues Verbindungsende CPN der Pipelines WSP, TSP zu bilden, die sich in einer vorgeschobenen Position in Richtung A befinden. Die ausstreckbare Pipelineanordnung wird mit dem neuen Verbindungsende CPN der Pipelines WSP, TSP wieder verbunden, um eine weitere Vorwärtsbewegung der MBR-Vorrichtung in Richtung A zu ermöglichen, wie in 1c gezeigt ist.
Die streckbare Länge, um die die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA zwischen ihrem voll ausgestreckten Zustand und ihrem voll kontrahierten Zustand gestreckt werden kann, wird vorzugsweise so gewählt, dass der Abbauvorgang kontinuierlich so lange wie möglich verläuft, um die Anzahl der Male minimieren, zu denen der Abbauvorgang angehalten werden muss, um die Vornahme einer Streckung der statischen Pipelines TSP, SWP zu ermöglichen. Es ist vorgesehen, dass die streckbare Länge im Bereich von 200 Metern liegt, es ist aber anzumerken, dass sie auch mehr oder weniger als 200 Meter betragen kann.
Die bewegliche MBR-Vorrichtung und die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA sind in näheren Einzelheiten in 2 bis 5 gezeigt.
Die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA umfasst vorzugsweise eine Reihe länglicher Rohranordnungen 90, die miteinander in einer Zickzack-Art gelenkig verbunden sind. Die EPA-Anordnung hat eine erste Endanordnung 90a, die mit der mobilen MBR-Vorrichtung verbunden ist, und eine zweite Endanordnung 90b, die mit den statischen Pipelines WSP, TSP verbunden ist. Die ersten und zweiten Anordnung 90a, 90b sind durch mindestens eine Zwischenrohranordnung 90c verbunden.
An jedem Gelenkpunkt PA ist eine bewegliche Erdhalterung MS vorgesehen, welche die Anordnungen 90 an der Erde haltert, während sie statisch ist oder während sie bei der Streckung oder Kontraktion der EPA-Anordnung bewegt wird.
Eine gelenkige Verbindung um die Gelenkpunkte AP ist vorzugsweise so eingeschränkt, dass die Zickzack-Formation beibehalten wird, wenn die EPA-Anordnung voll ausgestreckt ist. In dieser Hinsicht ist die Gelenkverbindung vorzugsweise so eingeschränkt, dass der Winkel α etwa 25° oder mehr beträgt, wenn die Anordnung voll ausgestreckt ist, d.h. der zwischen aneinandergrenzenden Rohranordnungen befindliche Winkel beträgt etwa 130° oder weniger. Dies ermöglicht es, dass die EPA-Anordnung durch Aufeinanderzubewegen der ersten und zweiten Endanordnungen 90a, 90b nach innen kontrahiert wird.
Der Gelenkpunkt PA zwischen der zweiten Endanordnung 90b und den Rohrleitungen TSP, WSP ist vorzugsweise an einer kraftgetriebenen Halterung MSP gehaltert, die es ermöglicht, dass die zweite Endanordnung 90b in der Richtung A nach einer Verbindungstrennung von den Pipelines TSP, WSP angetrieben wird, und so eine Kontraktion der EPA-Anordnung bewirkt. Während der Kontraktion werden die Rohranordnungen 90 um ihre Gelenkpunkte vorzugsweise nach oben bis zu einem bestimmten Anschlaglimit gedrückt bzw. gestoßen, wobei ein Winkel β ein vorbestimmtes Minimum ist, das verhindert, dass benachbarte Anordnungen 90 ineinandergreifen. Vorzugsweise beträgt der Winkel β etwa 25°.
Während der Streckung der ausstreckbaren Pipelineanordnung EPA ist vorgesehen, dass die bewegliche MBR-Vorrichtung die erste Endanordnung 90a zieht und somit die Zwischenanordnung 90c und die Endanordnung 90b ebenfalls zieht, bis die maximale Streckung erreicht ist.
Daher ist vorgesehen, dass die MS-Halterungen, abgesehen von der MSP, welche das Gelenk zwischen der zweiten Anordnung 90b und den Pipelines WSP, TSP trägt, frei beweglich ist und vorzugsweise die Form von Laufrollen 90d aufweist.
Jede Laufrolle hat eine Radanordnung 190, die drehbar an einem Schlittenrahmen 191 angebracht ist. Der Schlittenrahmen 191 ist an einem Halterungsrahmen 192 angebracht, der am unteren Rohr 102 über eine Drehscheibe mit einer vertikalen Drehachse, die koaxial zu der Drehachse AR ist, angebracht ist. Es wird jedoch auch in Betracht gezogen, dass, wenn der Energiebedarf zum Drücken/Ziehen aller Anordnungen nicht von der Vorrichtung und der MSA-Halterung getragen werden können, eine oder mehrere der Halterungen MS kraftgetrieben und vorzugsweise funkgesteuert sein können.
Nach der Verbindungstrennung der EPA-Anordnung von den statischen Pipelines TSP, WSP wird die Anordnung EPA zum voll kontrahierten Zustand durch Vorwärtsbewegen der kraftgetriebenen beweglichen Halterung MSP kontrahiert, die vorzugsweise die Form eines auf Gleisen angebrachten Chassis aufweist.
Falls es erwünscht ist, die ausstreckbare Länge der EPA-Anordnung zu erhöhen, ist vorgesehen, dass eine oder mehrere zusätzliche ausstreckbare Einheiten, die die Anordnungen 90a, 90b, 90c umfassen, hinzugefügt werden können. Jede ausstreckbare Einheit würde einen kraftgetriebene Halterung MSP aufweisen, die einen Gelenkpunkt zwischen der Rohranordnung 90b einer Einheit und der Rohranordnung 90a einer anderen Einheit tragen würde. Die kraftgetriebene MSP-Halterung zwischen jeder Einheit würde so wirken, dass sie die Anordnung 90c der stromaufwärtigen Einheit (in der Richtung A) stoßen würde und die Rohranordnung 90a der stromabwärtigen Einheit ziehen würde.
Wie klarer aus 4 hervorgeht, ist jede Anordnung 90 vorzugsweise aus zwei Rohrlängen aufgebaut, d.h. einem oberen Rohr 100 und einem unteren Rohr 102, die sich Seite an Seite befinden und vorzugsweise durch eine Gitterstruktur von Streben 103 starr miteinander verbunden sind. Diese Anordnung liefert eine selbsthalternde Struktur, die es ermöglicht, dass die Rohre 100, 102 eine relativ lange Strecke überspannen, auch wenn sie an gegenüberliegenden Enden nur an Gelenkpunkten AP gehaltert sind. Die Rohre 100, 102 sind vorzugsweise aus einem Stahlteil gefertigt und weisen einen Durchmesser von 1 Meter auf. Typischerweise beträgt die Länge der Rohre 100, 102 zwischen den Gelenkpunkten AP etwa 50 Meter, es ist aber auch vorgesehen, dass die Strecke länger sein kann, z.B. 100 Meter.
An jedem Gelenkpunkt werden die direkt auf eine MS-Halterung montierten unteren Rohre 102 miteinander durch ein Kugelgelenk 106 verbunden, das eine Drehachse AR aufweist. Die Gelenkverbindung 106 umfasst vorzugsweise ein Kugellager, so dass sie als Drehscheibe zwischen den verbundenen Rohren 102 dient. Vorzugsweise ist die Verbindung auch so aufgebaut, dass sie einen begrenzten Betrag an lateraler Bewegung zwischen den verbundenen Rohren 102 aufnimmt.
Die oberen Rohre sind durch ein Kugelgelenk 107 verbunden, das eine mit der AR-Achse koaxiale Drehachse aufweist. Um eine laterale, von den Gelenken 106 zugelassene Ablenkung aufzunehmen bzw. zu bewältigen, umfasst/umfassen eines der oder beide Rohre 100, 102 vorzugsweise einen teleskopartigen Abschnitt 108, der von einer Gleitverbindung oder einer flexiblen Verbindung definiert sein kann.
Es ist vorgesehen, dass das untere Rohr 102 dazu verwendet wird, die Ölsandschlämme zu fördern, und das obere Rohr dazu, Frischwasser zu fördern. Somit trägt an dem die zweite Endanordnung mit den statischen Pipelines WSP, TSP verbindenden Gelenkpunkt die bewegliche MSA-Halterung die Verbindungsrohre 100a, 102a zum Verbinden der Pipelines WSP bzw. TSP.
An der beweglichen MBR-Vorrichtung sind die Rohre 100, 102 der ersten Endanordnung 90a mit einem Wassereinlassrohr 100b bzw. mit einem Ölsandschlämme-Auslaßrohr 102b über die Verbindungen 107, 106 verbunden.
Es ist anzumerken, dass an jedem Gelenkpunkt AP die Ölsandschlämme dazu veranlasst wird, um Biegungen im Rohr 102 herum zu strömen; dies ist insofern von Vorteil, als es ein Durchmischen des Ölsands mit Wasser fördert und auch dazu beiträgt, Klumpen zu zersetzen. Vorzugsweise ist an jeder Biegung ein austauschbares Biegungsteil 110, das einen Teil des Rohrs bildet, so vorgesehen, dass ein neues Biegeteil 110 eingesetzt werden kann, sollte es zu einem Abtragungsverschleiß aufgrund der Ölsandschlämme kommen.
Es ist vorgesehen, dass das elektrische Kabel, das zur Energieversorgung der beweglichen Vorrichtung erforderlich ist, in geeigneter Weise so angebracht werden kann, dass es entlang der EPA-Anordnung verläuft. In einem solchen Fall ist es nötig, wenn die statischen Pipelines WSP, TSP ausgestreckt werden, gleichzeitig eine Streckung des Energiekabels vorzunehmen.
Die bewegliche Brechvorrichtung MBR umfasst ein Chassis 20, auf dem der Trichter H angebracht ist, in den von dem Bagger D ausgebaggerter Ölsand bzw. Teersand eingebracht wird. Der eingebrachte Ölsand wird durch eine Einspeise-Fördereinrichtung 22 in die Mineralbrechvorrichtung 24 gefördert. Die Mineralbrechvorrichtung ist vorzugsweise von einem Aufbau, wie er in unseren europäischen Patenten Nr. 0 167 178 und 0 096 706 offenbart ist.
Der Ölsand durchläuft die Mineralbrechvorrichtung 24, wobei Klumpen, die über einer vorbestimmten Größe liegen, zerbrochen werden, so dass der aus der Brechvorrichtung 24 kommende Ölsand keine Klumpen enthält, die über der vorbestimmten Größe liegen. Typischerweise liegt die vorbestimmte Größe im Bereich von 500 mm.
Der aus der Brechvorrichtung kommende Ölsand wird auf eine Abtransport-Fördereinrichtung 26 aufgebracht, welche den Ölsand zu einem Rotations-Mineralventil 28 transportiert, über das der Ölsand in die ausstreckbare Pipelineanordnung für den Transport zu der Ölsandverarbeitungsstation TS geleitet wird.
Das Ventil 28 umfasst vorzugsweise eine Drehwelle oder Trommel 30 mit einer Reihe von Mineralaufnahmetaschen 34, die um dessen Umfang beabstandet sind. In 7 sind drei Taschen 34 gezeigt, es ist jedoch anzumerken, dass auch mehr oder weniger als drei Taschen 34 vorgesehen sein können.
Die Trommel 30 ist in ein Gehäuse 36 mit einer oberen Einlassöffnung 37 aufgenommen, in die Mineral eingebracht wird. Das eingebrachte Mineral tritt in eine Tasche 34 ein, wenn die Trommel in der Richtung eines Pfeils R gedreht wird, und wird von der Tasche 34 zu einer unteren Ausgangsöffnung 38 transportiert, die mit einer Leitung 40 kommuniziert, entlang der Wasser von dem Rohr 100a zugeführt wird, das mit der WSP-Pipeline in Verbindung steht. Die Leitung ist mit dem Rohr 100a an ihrem Einlassende 42 zur Verbindung mit der WSP-Pipeline verbunden, und ist an ihrem Auslassende 44 mit dem Rohr 102a zur Verbindung mit der Pipeline TSP verbunden.
Eine Wasserpumpe WP, z.B. eine Turbinenpumpe, ist an dem Chassis 20 unmittelbar stromauf des Ventils 28 angebracht, um von der Wasserzuführleitung WSP in den Einlass 42 eingeleitetes Wasser vorzugsweise durch ein Venturi zu pumpen, das zur Beschleunigung des in die Leitung 40 eintretenden Wassers dient. Die Leitung 40 ist vorzugsweise auch so gekrümmt, dass sie Schwung in der Wasserströmung erzeugt, um zu gewährleisten, dass die Tasche 34 von Mineralien gereinigt wird, bevor sie wieder in das Gehäuse 36 eintritt.
Vorzugsweise ist eine Wasserauslassöffnung 47 im Gehäuse 36 vorgesehen, die ein Entleeren von Wasser aus jeder Tasche ermöglicht, bevor diese zu der Einlassöffnung 37 zurückkehrt.
Das Chassis 20 ist am Boden durch eine Schienenanordnung 50 über eine Schwenkanordnung 51 gehaltert. Das Chassis 20 umfasst vorzugsweise auch streckbare Beine 53, die sich an jeder Ecke des Chassis 20 befinden. Jedes Bein 53 hat vorzugsweise ein vergrößertes, mit dem Boden in Eingriff stehendes Abstützteil 54, das an diesem angebracht ist, um auf weichen Untergrund einwirkende Last zu verteilen. Die streckbaren Beine 53 befinden sich, wenn sie zurückgezogen sind, vom Boden abgehoben, können aber so weit ausgefahren werden, dass sie das Chassis 20 vom Boden wegheben, um die Schienenanordnung vom Boden abzuheben. Dies ermöglicht es, dass die Schienenanordnung in eine gewünschte Drehposition geschwenkt wird, bevor sie auf den Boden abgesenkt wird, und zwar durch Zurückziehen der Beine 53. Auf diese Weise kann die MBR-Vorrichtung in einer beliebigen Richtung aus der statischen Position wegbewegt werden.
In den 8 bis 10 ist die Mineralbrechvorrichtung MBR mit einer Schneckenanordnung 60, die eine alternative Anordnung zur Verwendung einer Abtransport-Fördereinrichtung und eines Rotationsventils 28 zum Transportieren des Ölsands von der Mineralbrechvorrichtung 24 in die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA bildet.
Die Schneckenanordnung umfasst ein Paar Seite an Seite gelegene Schnecken 62, die drehbar in einem Gehäuse 64 untergebracht sind. Das Gehäuse 64 umfasst zwei Rohrabschnitte 65, die jeweils eine Schnecke 62 aufnehmen. In einem oberen zentralen Bereich des Gehäuses 64 haben die beiden Rohrabschnitte eine gemeinsame Öffnung zur Festlegung eines Einlasses für Mineral, das aus der Mineralbrechvorrichtung 24 über eine Einlassrutsche 66 austritt.
Die Schnecken 62 sind vorzugsweise auf Drehachsen angebracht, die parallel zu denjenigen der Brechvorrichtungstrommel 24a sind und etwa den gleichen Durchmesser wie die Brechvorrichtungstrommeln aufweisen. Dies ermöglicht es, dass die Rutsche 66 vertikale Wände hat, was eine ideale Anordnung ist, da Ölsand weniger wahrscheinlich an einer vertikalen Wand haften bleibt. Zugangsabdeckungen 160 sind vorzugsweise vorgesehen, um einen internen Zugang zu den Schecken für Wartungszwecke bereitzustellen.
Ein Paar sekundärer Mineraleinlassrutschen 68 sind vorzugsweise an der stromaufwärtigen Seite der Rutsche 66 vorgesehen, die mit jedem Rohrabschnitt 65 kommunizieren, um überlaufenden Ölsand von der Speisefördereinrichtung 62 aufzunehmen.
Jede Schnecke 62 weist vorzugsweise die Form einer Hohlwelle 70 auf, um die sich eine spiralförmige Schaufel oder ein spiralförmiges Blatt 72 erstreckt. Die Drehung einer Schnecke 62 bewirkt, dass der Ölsand in den stromabwärtigen Abschnitt des Rohrabschnitts 65 transportiert wird. Das spiralförmige Blatt 72 endet an der Innenwand des Abschlussendes 71 der Welle 70 derart, dass ein Stopfen von Ölsand in dem Abschlussbereich TR des Rohrabschnitts 65 entsteht. Dieser Stopfen dient als Dichtung, um zu verhindern, dass Wasser entlang des Rohrabschnitts 65 in einer Richtung zur Rutsche 66 hin strömt.
Vorzugsweise ist eine Zerkleinerungsanordnung 80 in dem Rohrabschnitt 65 unmittelbar stromauf des Abschlussbereichs TR gelegen und dient dazu, den Ölsand zu zerkleinern, wenn er in den Abschlussbereich TR übertritt, wobei sie so als Sekundär-Brechmittel dient, um Klumpen von Ölsand vor dem Eintritt des Ölsands in die ausstreckbare Pipelineanordnung EPA weiter aufzubrechen. Vorzugsweise umfasst die Zerkleinerungsanordnung 80 eine feststehende scheibenartige Klinge mit diese durchsetzenden Öffnungen, die innerhalb des Rohrabschnitts 65 angebracht ist, und eine Drehklinge, die an der Welle 70 angebracht ist und über eine Axialfläche der feststehenden Scheibe streift, um Teersand bzw. Ölsand abzuscheren, wenn dieser die Öffnungen in der feststehenden Klinge durchläuft. Entlang der Hohlwelle 70 wird Wasser gepumpt, um über deren Abschlussende 71 über eine axial ausgerichtete Öffnung 75 auszutreten. Demgemäss vermischt sich der Ölsandstopfen, wenn er aus dem Abschlussbereich TR austritt, mit dem aus der Öffnung 75 emittierten Wasserstrahl, um entlang des Auslassrohrs 102b transportiert zu werden.
Es ist vorgesehen, dass eine oder mehrere radial ausgerichtete Öffnungen in dem Endabschnitt jeder Welle 70 ausgebildet sein können, um so eine Vermischung des Wassers mit dem Ölsandstopfen zu ermöglichen, bevor dieser aus jedem Rohrabschnitt 65 austritt.
Wie aus den Figuren zu ersehen ist, ist das Abschlussende 71 vorzugsweise einwärts konisch verjüngt, so dass die Öffnung 75 einen reduzierten Durchmesser relativ zum Innendurchmesser der Hohlwelle 70 aufweist. Dies schafft einen Venturi-Effekt, wobei eine Wasserströmung beschleunigt wird, wenn sie aus der Öffnung 75 austritt und so einen Wirbelstrom erzeugt, und auch die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, um eine wirksame Durchmischung und Aufschwemmung des Ölsands mit dem ihn transportierenden Wasserstrom zu bewirken.
Der Venturi-Effekt bewirkt auch eine geringfügige Erwärmung des Wassers, was von Vorteil ist, wenn die bewegliche Vorrichtung bei niedrigen Umgebungstemperaturen arbeitet.
Jede Schnecke wird durch einen individuellen Motor 86 gedreht, und jede Welle 70 wird mit Wasser von einer individuellen Pumpe WP über eine Leitung 87 und eine abgedichtete Kammer 88 versorgt. Den Pumpen WP wird über ein Paar Rohre 100a Wasser zugeführt. Demgemäss ist es auch dann, wenn bei einer der Schnecken ein Ausfall auftritt, immer noch möglich, die bewegliche Vorrichtung mit halber Kapazität unter Verwendung der anderen Schnecke laufen zu lassen.
Das in 8 gezeigte Beispiel zeigt zwar ein Schneckenpaar 62, es ist aber anzumerken, dass das Schneckenpaar auch durch eine einzelne Schnecke ersetzt werden kann. Außerdem ist vorgesehen, dass jede Schnecke mehr als eine Spiralschaufel aufweisen kann und dass der Spiralwinkel der Schaufel(n) entlang der Länge der Hohlwelle 70 variieren kann.

Claims

Vorrichtung zum Transportieren von Mineral bzw. Erz (TS) von einem Abbaupunkt zum einem entfernten Ort, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: eine bewegliche Mineralbrechvorrichtung (MBR = mineral breaker rig) mit einem Mineralauslaß (26), wobei die Vorrichtung ein Fluideinlaßrohr (100b) zur Aufnahme von Transportfluid, einen Mineraleinlaß (28) zum Einführen von Mineral von dem Mineralauslaß in das Fluidrohr, und ein Fluidauslaßrohr (102a) zum Transportieren des Fluids, das mit von dem Mineralauslaß aufgenommenem Mineral vermischt ist, aufweist, eine ausstreckbare Pipeline-Anordnung (EPA = extensible pipeline assembly), die an einem Ende mit den Einlaß- und Auslassrohren verbunden ist und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem Ende (CP) einer statischen Pipeline verbunden werden kann, die mit dem entfernten Ort in Verbindung steht, wobei die ausstreckbare Pipelineanordnung so expandierbar ist, dass sieh die bewegliche Vorrichtung von dem einen Ende der statischen Pipeline wegbewegen kann, während eine Fluidverbindung mit dieser beibehalten wird, wobei die ausstreckbare Pipelineanordnung eine Reihe länglicher Rohranordnungen (90a, 90b, 90c) umfaßt, die an aneinandergrenzenden Enden zickzackartig über eine Gelenkverbindung gelenkig miteinander verbunden sind, wobei jede längliche Rohranordnung zwei Rohrlängen aufweist, die Seite an Seite angeordnet und derart miteinander verbunden sind, dass eine Rohrlänge ein oberes Rohr (100) festlegt und die andere Rohrlänge ein unteres Rohr (102) festlegt, wobei die Gelenkverbindung zwischen jedem Ende aneinandergrenzender länglicher Rohranordnungen eine obere Drehverbindung (107) umfaßt, welche aneinandergrenzende Enden der oberen Rohre von aneinandergrenzenden Rohranordnungen verbindet, sowie eine aneinandergrenzenden Rohranordnungen verbindet, sowie eine untere Drehverbindung (106), welche aneinandergrenzende Enden der unteren Rohre aneinandergrenzender Rohranordnungen verbindet, wobei die Drehachse der oberen und unteren Drehverbindungen jeder Gelenkverbindung koaxial ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ausstreckbare Pipelineanordnung erste und zweite Endrohranordnungen umfaßt, die durch mindestens eine Zwischenrohranordnung miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Gelenkverbindung am Boden durch eine bewegliche Halterung gehaltert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede bewegliche Halterung die Form einer Laufrolle bzw. Schwenkrolle mit einem an einem Wagen angebrachten Lauf- bzw. Schwenkrad aufweist, der Wagen an einem unteren Rohr über einen Halterungsrahmen angebracht und bezüglich des Halterungsrahmens um eine Achse drehbar ist, die koaxial mit den Drehachsen der oberen und unteren Drehverbindungen der gehalterten Gelenkverbindung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die oberen und unteren Gelenkverbindungen eine laterale Versetzung der verbundenen oberen und unteren Rohre gestatten, und eine oder beide Rohre jeder Rohranordnung einen teleskopartigen Abschnitt aufweisen, um eine Variierung der Rohrlänge zu ermöglichen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die oberen und unteren Rohre jeder Rohranordnung starr verbunden sind, um zu ermöglichen, dass die Rohre zwischen Gelenkverbindungen selbsttragend sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rohrlänge jeder Rohranordnung zwischen jeder Gelenkverbindung zwischen 50 und 100 m beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Rohre jeder Rohranordnung etwa 1 m beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ausstreckbare Pipelineanordnung zwischen einem voll kontrahierten Zustand und einer Maximalerstreckung ausstreckbar ist, wobei die Gelenkverbindung der länglichen Rohranordnungen so eingeschränkt ist, dass bei dem voll kontrahierten Zustand aneinandergrenzende Rohranordnungen zwischen sich einen Winkel von etwa 25° bilden, und in dem voll ausgestreckten Zustand aneinandergrenzende Rohranordnungen zwischen sich einen Winkel von etwa 130° bilden.