EP3805465A1

EP3805465A1 - Unterwasser-abtragsvorrichtung und verfahren zum abtragen von bodenmaterial unter wasser

Info

Publication number: EP3805465A1
Application number: EP19201977.6A
Authority: EP
Inventors: Leonhard Weixler; Stefan Michael Finkenzeller; Jürgen Klippenstein
Original assignee: Bauer Maschinen GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-04-14
Also published as: WO2021069154A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung mit einem Basisrahmen, welcher auf einem Gewässergrund absetzbar ist, mindestens einer Abtragseinheit, welche vertikal verstellbar an dem Basisrahmen gelagert und zum Abtragen von Bodenmaterial des Gewässergrundes an einer ersten Abtragsposition ausgebildet ist und mindestens einen Transportbehälter, welcher zum Aufnehmen von abgetragenem Bodenmaterial ausgebildet und an dem Basisrahmen zum Abtransport von abgetragenem Bodenmaterial angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Abtragseinheit an dem Basisrahmen in einer ersten horizontalen Richtung zu mindestens einer zweiten Abtragsposition verstellbar geführt ist, welche von der ersten Abtragsposition unterschiedlich ist und in welcher ein weiteres Abtragen von Bodenmaterial durchführbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abtragen von Bodenmaterial mit der Unterwasser-Abtragsvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung, insbesondere zum Abbau von Rohstoffen, mit einem Basisrahmen, welcher auf einem Gewässergrund absetzbar ist, mindestens einer Abtragseinheit, welche vertikal verstellbar an dem Basisrahmen gelagert und zum Abtragen von Bodenmaterial des Gewässergrundes an einer ersten Abtragsposition ausgebildet ist, und mindestens einem Transportbehälter, welcher zum Aufnehmen von abgetragenem Bodenmaterial ausgebildet und an dem Basisrahmen zum Abtransport von abgetragenem Bodenmaterial angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abtragen von Bodenmaterial unter Wasser, insbesondere zum Abbau von Rohstoffen, mit einer Unterwasser-Abtragsvorrichtung, bei dem ein Basisrahmen der Unterwasser-Abtragsvorrichtung auf einem Gewässergrund abgesetzt wird, mindestens eine Abtragseinheit, welche an dem Basisrahmen verstellbar gelagert ist, in einer ersten Abtragsposition vertikal in den Gewässergrund verfahren und dabei Bodenmaterial abgetragen wird, und abgetragenes Bodenmaterial zu einem Transportbehälter an dem Basisrahmen gefördert wird, in welchem abgetragenes Bodenmaterial zum Abtransport aufgenommen wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Aus der EP 2 562 346 A1 geht eine Unterwasser-Bohranordnung mit einer absenkbaren Arbeitsplattform hervor. An der Arbeitsplattform ist ein Bohrwerkzeug angeordnet, welches mittels eines Bohrantriebes zum Erstellen eines Bohrloches in den Gewässergrund eintreibbar ist. Die Bohrvorrichtung dient zum Erstellung von Gründungselementen unter Wasser. Das beim Erstellen der Bohrung anfallende Bohrklein wird nach oben abgeführt und über eine Austrittsmündung in das umgebende Gewässer ausgetragen, wo es durch die Gewässerströmung abgefördert und verteilt wird.
Aus der WO 2015/178854 A1 und der WO 2015/178853 A1 gehen Unterwasser-Abbausysteme hervor. Bei diesen Systemen werden mehrere mobile Abbaueinheiten eingesetzt, von welchen abgebautes Bodenmaterial zu schwimmenden Behältern abgeführt wird, welche unter Wasser zwischen den Abbaueinheiten und einem Versorgungsschiff angeordnet sind.
Eine gattungsgemäße Unterwasser-Abtragsvorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren gehen aus der EP 3 330 441 B1 hervor. In einem turmartigen Basisrahmen ist eine Abtragseinheit vertikal verstellbar gelagert, durch welche Bodenmaterial unter Wasser abgetragen und in einen Förderbehälter transportiert werden kann. Für den Abbau von Bodenmaterial auf einer größeren Fläche ist es bei dieser bekannten Vorrichtung erforderlich, diese nach jedem vertikalen Abtragsschritt zu verstellen. Dies kann unter Wasser, insbesondere bei größeren Tiefen, mit einem erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwand erforderlich sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung und ein Verfahren zum Abtragen von Bodenmaterial anzugeben, mit welchen auch ein Abtragen größerer Mengen von Bodenmaterial an einem Gewässergrund effizient durchführbar sind.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung zum einen durch eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren zum Abtragen von Bodenmaterial unter Wasser mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Unterwasser-Abtragsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abtragseinheit an dem Basisrahmen in einer ersten horizontalen Richtung zu mindestens einer zweiten Abtragsposition verstellbar geführt ist, welche von der ersten Abtragsposition unterschiedlich ist und in welcher ein weiteres Abtragen von Bodenmaterial durchführbar ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung mit einem Basisrahmen vorzusehen, welche auf einem Gewässergrund absetzbar ist und entlang welchem in einer horizontalen Richtung die Abtragseinheit verstellbar gelagert ist. Damit kann die Unterwasser-Abtragsvorrichtung an dem Grund eines Gewässers abgestellt werden und es können anschließend mehrere vertikale Abtragsvorgänge durchgeführt werden, wobei die Abtragseinheit zwischen einem einzelnen vertikalen Abtragsvorgang, einem sogenannten Stich, entlang des Basisrahmens horizontal verfahren wird. Im Sinne der Erfindung ist horizontal dabei als eine Querrichtung zur vertikalen Gravitationsrichtung zu verstehen, wobei im Wesentlichen ein Verstellen entlang einer Oberfläche des Gewässerbodens erfolgt. Insgesamt kann so ein effizientes und exaktes Abtragen auch größerer Bodenbereiche in mehreren Stichen ohne oder mit einer reduzierten Anzahl von Verstellungen des Basisrahmens durchgeführt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass an dem Basisrahmen eine Abscheideeinrichtung angeordnet ist, zu welcher das abgetragene Bodenmaterial förderbar ist und welche ausgebildet ist, rohstoffhaltige Bestandteile abzuscheiden und diese an den mindestens einen Transportbehälter weiterzuleiten. Die Abscheideeinrichtung, welche ein Sieb, einen Dekanter, eine Zentrifuge und/oder eine sonstige Trenneinrichtung aufweisen kann, reduziert das von dem Transportbehälter aufzunehmende Bodenmaterial. Insbesondere sollen durch den Transportbehälter möglichst nur rohstoffhaltige Bestandteile aufgenommen werden, während rohstofffreie oder rohstoffarme Bestandteile von der Abscheideeinrichtung ausgeschieden werden. Vorzugsweise ist die mindestens eine Abtragseinrichtung über eine flexible Leitung, insbesondere eine Schlauchleitung, mit der Abscheideeinrichtung verbunden.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Abscheideeinrichtung oberhalb des Transportbehälters in einer Beladestation angeordnet ist. Der Transportbehälter kann dabei in die Beladestation verfahren werden, in welcher er sich dann unterhalb der Abscheideeinrichtung befindet. Die abgeschiedenen rohstoffhaltigen Bestandteile können dabei insbesondere unter Schwerkrafteinwirkung effizient von der Abscheideeinrichtung in den Transportbehälter geleitet werden. Die Abscheideeinrichtung kann ortsfest oder verstellbar am Basisrahmen gelagert sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann darin gesehen werden, dass eine Aufnahme- und Verschiebeinrichtung für den mindestens einen Transportbehälter an dem Basisrahmen vorgesehen ist, wobei die Aufnahme- und Verschiebeeinrichtung ausgebildet ist, mindestens einen Transportbehälter aufzunehmen und zumindest zu einer Beladestation zum Aufnehmen von abgetragenem Bodenmaterial zu verschieben. Vorzugsweise kann der Basisrahmen ausgebildet sein, mehrere Transportbehälter gleichzeitig aufzunehmen. Hierfür kann ein entsprechender Zwischenlagerbereich am Basisrahmen vorgesehen sein. Weiterhin kann an dem Basisrahmen eine Aufnahmestation ausgebildet sein, in welcher Transportbehälter von der Wasseroberfläche, insbesondere einem Transportschiff, auf den Basisrahmen abgesetzt werden können. Über die Verschiebeeinrichtung kann der so aufgenommene Transportbehälter in einen Zwischenlagerbereich oder direkt zu der Abscheideeinrichtung bewegt werden. Die Verschiebeeinrichtung kann Führungsschienen für den Transportbehälter und mindestens ein Verschiebeelement aufweisen, etwa einen Stellzylinder oder eine Transportkette mit Kettenantrieb.
Nach Befüllen des Transportbehälters kann über die Verschiebeeinrichtung der Transportbehälter zu einer Rückführstation am Basisrahmen weiterbewegt werden. Von der Rückführstation kann der Transportbehälter, etwa durch ein Transportseil, erfasst und von einem Schiff an die Wasseroberfläche rückgeholt werden. Die Aufnahmestation und die Rückführstation können getrennt voneinander oder ortsgleich ausgebildet sein, so dass die Aufnahmestation gleichzeitig die Rückführstation bildet.
Ein kompakter Aufbau der Unterwasser-Abtragsvorrichtung kann insbesondere dadurch erzielt werden, dass die mindestens eine Abtragseinheit vertikal verstellbar an einem Führungsrahmen gelagert ist, welcher horizontal verschiebbar an dem Basisrahmen gelagert ist. Der vertikal gerichtete Führungsrahmen kann dabei an einem Schlitten angebracht sein, welcher entlang einer Führung am Basisrahmen horizontal verschiebbar gelagert ist. Grundsätzlich können auch mehrere Abtragseinheiten an der Unterwasser-Abtragsvorrichtung vorgesehen sein, welche unabhängig voneinander vertikal und horizontal verstellbar sind oder gemeinsam verstellt werden können.
Grundsätzlich kann die mindestens eine Abtragseinheit durch einen Linearantrieb vertikal verstellt werden. Eine besonders kompakte Anordnung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, dass die mindestens eine Abtragseinheit an einem Tragseil aufgehängt ist. Insbesondere kann das Tragseil über eine Umlenkrolle an einer Oberseite des Führungsrahmens geführt sein. Ein Absenken der Abtragseinheit kann allein durch Schwerkrafteinwirkung oder durch ein weiteres Zugseil, welches um eine untere Umlenkrolle an einem unteren Bereich des Führungsrahmens geführt ist, oder einen Stellzylinder in Richtung auf den Boden mit Kraft verstellt werden. Das Tragseil und/oder das Zugseil können über eine Seilwinde mittels eines Windenmotors betätigt werden.
Ein effizientes und möglichst großflächiges Abtragen von Bodenmaterial an einem Gewässergrund kann nach einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Unterwasser-Abtragsvorrichtung dadurch erzielt werden, dass an dem Basisrahmen eine Bewegungseinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Unterwasser-Abtragsvorrichtung an dem Gewässergrund verstellbar ist. Die Bewegungseinrichtung kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, insbesondere ein Schreitwerk aufweisen.
Grundsätzlich kann die Abtragseinheit ein Bohrgerät sein, bei welchem ein Bohrwerkzeug um eine vorzugsweise vertikale Bohrachse drehend angetrieben wird. Ein besonders effizientes Abtragen von Bodenmaterial wird nach einer Ausführungsvariante der Erfindung dadurch erreicht, dass mindestens eine Abtragseinheit als eine Fräseneinheit ausgebildet ist. Bei der Fräseneinheit sind insbesondere Fräszähne vorgesehen, welche um im Wesentlichen horizontale Fräsachsen umlaufen. Die Fräseneinheit kann Fräsräder und/oder Fräsketten aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Fräseneinheit einen kastenförmigen Rahmen mit mindestens zwei Paaren von Fräsrädern umfasst, wobei die Fräsräder eines Paares eine gemeinsame Fräsradachse aufweisen und die Fräsradachsen der Paare parallel und axial zueinander versetzt sind. Die Fräseinheiten können dabei im Wesentlichen wie herkömmliche Schlitzwandfräsen ausgebildet sein. Der kastenförmige Rahmen kann insbesondere als ein Führungsrahmen ausgebildet sein, wobei der Rahmenquerschnitt einem Fräsquerschnitt angepasst ist, welcher durch die Fräsräder hergestellt wird. Mit einem derartigen kastenförmigen Führungsrahmen kann sich die Fräseneinheit im Frässchlitz selbst führen. Die parallel zueinander gerichteten Fräsradachsen können dabei parallel zur horizontalen Verschieberichtung am Basisrahmen oder quer hierzu, insbesondere in einem rechten Winkel hierzu sein.
Ein besonders effizientes Abtragen von Bodenmaterial kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt werden, dass mehrere Fräseinheiten nebeneinander angeordnet und zu einer gemeinsamen Trageinrichtung zusammengefasst werden. Insbesondere können mehrere Fräseinheiten mit jeweils zwei Paaren von Fräsrädern nebeneinander angeordnet und zusammengefasst sein. Die Anordnung kann dabei in Achsrichtung der Fräsräder oder rechtwinkelig zur Achsrichtung der Fräsräder erfolgen.
Grundsätzlich kann eine Energieversorgung der Unterwasser-Abtragsvorrichtung mittels einer Versorgungleitung, einem sogenannten Umbilical, von einem Versorgungsschifft aus erfolgen. Die Energieversorgung kann dabei ein Druckfluid, insbesondere Hydraulikfluid, und/oder elektrischer Strom sein. Alternativ oder ergänzend kann es nach einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung vorgesehen sein, dass mindestens eine elektrische Energieversorgungseinheit, insbesondere ein Akkumulator, an dem Basisrahmen angeordnet ist. Die Energieversorgung kann ein Energiewandlungsaggregat umfassen, welches beispielsweise elektrische Energie in hydraulische Energie wandelt oder der Umgebung Wärmeenergie entzieht und in elektrische Energie oder hydraulische Energie transformiert. Die Energieversorgungseinheit stellt ein sogenanntes Power Pack dar. Die Energieversorgungseinheit kann auch einen Akkumulator mit einer hohen Energiedichte aufweisen. Insbesondere können mehrere Energieversorgungseinheiten angeordnet sein, so dass eine autarke Energieversorgung der Unterwasser-Abtragsvorrichtung auch über mehrere Betriebsstunden sichergestellt ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterwasser-Abtragseinrichtung besteht darin, dass die Unterwasser-Abtragsvorrichtung aus mindestens zwei Modulen besteht, die während oder nach dem Absetzen auf den Gewässergrund zusammensetzbar sind. Insbesondere kann auch der Basisrahmen aus verschiedenen Modulen zusammengesetzt sein. Die Module können die einzelnen Abtragseinheiten, die Abtragseinrichtung, der Führungsrahmen, die Transportbehälter oder weitere Komponenten der Unterwasser-Abtragsvorrichtung sein. Die Module sind mit Schnellverbindungseinrichtungen versehen, so dass diese in relativ einfacher Weise während oder nach dem Absetzen auf den Gewässergrund zusammensetzbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtragen von Bodenmaterial unter Wasser ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abtragen von Bodenmaterial in der ersten Abtragsposition die mindestens eine Abtragseinheit entlang einer Führung am Basisrahmen in einer horizontalen Richtung von der ersten Abtragsposition in mindestens eine zweite Abtragsposition verstellt wird, welche unterschiedlich zu der ersten Abtragsposition ist, und dass weiteres Bodenmaterial in der zweiten Abtragsposition durch vertikales Verfahren der mindestens einen Abtragseinheit abgetragen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere durch eine erfindungsgemäße Unterwasser-Abtragsvorrichtung durchgeführt werden, wie sie zuvor beschrieben worden ist.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass entlang der ersten horizontalen Richtung ein erster Abbauschlitz erstellt wird, wobei zunächst mehrere vertikale Primärstiche erstellt werden, welche entlang der ersten horizontalen Richtung definiert beabstandet sind, wobei mindestens ein Restbodenabschnitt zwischen den Primärstichen verbleibt, und dass nach dem Erstellen der Primärstiche in der horizontalen Richtung jeder Restbodenabschnitt mit mindestens einem Sekundärstich zum Bilden eines durchgehenden Abbauschlitzes in der horizontalen Richtung entfernt wird. Auf diese Weise können durchgehende Abbauschlitze effizient erstellt werden, wobei sichergestellt ist, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten der insgesamt kastenförmigen Abtragseinheit möglichst gleiche Druck- oder Umgebungsverhältnisse bestehen, so dass ein möglichst vertikales Abteufen der Abtragseinheit sichergestellt und ein Verlaufen vermieden ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante des Verfahrens nach der Erfindung kann darin gesehen werden, dass nach Erstellen eines ersten Abbauschlitzes die mindestens eine Abtragseinheit in einer zweiten horizontalen Richtung, welche quer, insbesondere senkrecht zur ersten horizontalen Richtung gerichtet ist, um einen definierten Versatzbetrag verstellt und mindestens ein zweiter Abbauschlitz etwa parallel zum ersten Primär-Abbauschlitz erstellt wird. Der zweite Abbauschlitz kann an den ersten Abbauschlitz unmittelbar angrenzen. Es können weitere Abbauschlitze nebeneinander erstellt werden, so dass der Gewässergrund großflächig abgetragen wird.
Alternativ kann der Versatzbetrag so groß gewählt sein, dass ein Restbodenbereich zwischen zwei benachbarten Primär-Abbauschlitzen verbleibt, und dass anschließend der Restbodenbereich zwischen zwei Primär-Abbauschlitzen unter Einbringung eines Sekundär-Abbauschlitzes abgetragen wird. Gemäß dieser Verfahrensvariante wird also der Boden nicht nur im Bereich eines einzelnen Schlitzes abgetragen, sondern es kann ein planmäßiger flächiger Abbau des Gewässerbodens erfolgen. Dabei werden zunächst zwei oder mehr jeweils voneinander beabstandete und insbesondere parallele Primär-Abbauschlitze erstellt, so wie dies zuvor beschrieben wurde. Der Abstand zwischen zwei Primär-Abbauschlitzen ist dabei insbesondere so ausgebildet, dass der dazwischen verbliebene Restbodenbereich in horizontaler Richtung eine Wanddicke aufweist, welche der Abbaubreite einer Abtragseinheit entspricht. Der Restbodenbereich kann so durch einen Sekundär-Abbauschlitz mit den Abtragseinheiten vollständig abgetragen werden, was eine gute Ausbeute an abgetragenem Bodenmaterial bedeutet.
Nach einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass abgetragenes Bodenmaterial zu einer Abscheideeinrichtung gefördert wird, dass in der Abscheideeinrichtung rohstoffhaltige Bestandteile von rohstoffarmen Bestandteilen abgeschieden und zu dem mindestens einen Transportbehälter gefördert werden, und dass die rohstoffarmen Bestandteile von der Abscheideeinrichtung in einen Bodenbereich des Gewässergrundes rückgeleitet werden. Vorzugsweise werden die rohstoffarmen Bestandteile wieder in die ausgehobenen Schlitze rückgeführt, so dass diese zumindest wieder teilweise verfüllt werden. Dies schont den Gewässerboden und reduziert die Menge an zu transportierendem Bodenmaterial zu einem Bereich über Wasser.
Grundsätzlich kann die Unterwasser-Abtragsvorrichtung als Gesamtanlage auf dem Gewässergrund abgesetzt werden. Eine Vereinfachung des Transportes wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt, dass eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung aus mindestens zwei Modulen zusammengesetzt ist, welche während oder nach Ablassen der Module auf dem Gewässergrund miteinander verbunden werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Unterwasser -Abtragsvorrichtu ng;
Fig. 2: eine Vorderansicht der Unterwasser-Abtragsvorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3: eine Seitenansicht der Unterwasser-Abtragsvorrichtung von Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 4: eine Draufsicht auf die Unterwasser-Abtragsvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3;
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht der Abtragseinheiten der Unterwasser-Abtragsvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4;
Fig. 6: eine Vorderansicht der Abtragseinheiten von Fig. 5;
Fig. 7: eine Seitenansicht der Abtragseinheiten gemäß den Figuren 5 und 6;
Fig. 8: eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Transportbehälters der Unterwasser-Abtragsvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4;
Fig. 9: eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Abscheideeinrichtung der Unterwasser-Abtragsvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4;
Fig. 10: eine Seitenansicht der Abscheideeinrichtung gemäß Fig. 9 mit geöffneter Bodenklappe;
Fig. 11: eine Seitenansicht der Abscheideeinrichtung gemäß Fig. 9 mit geschlossener Bodenklappe;
Figs. 12-19: Draufsichten auf eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung gemäß Figuren 1 bis 4 in verkleinerter Darstellung in verschiedenen Verfahrensschritten beim Abtrag von Boden;
Fig. 20: eine perspektivische Aussicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unterwasser-Abtragsvorrichtung;
Fig. 21: eine Draufsicht auf die Unterwasser-Abtragsvorrichtung von Fig. 20; und
Figs. 22-29: Draufsichten auf die Unterwasser-Abtragsvorrichtung gemäß den Figuren 20 und 21 in verkleinerter Darstellung in verschiedenen Verfahrensschritten beim Abtrag von Boden.

Eine erste erfindungsgemäße Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 mit einem gerüstartigen Basisrahmen 12 ist in den Figuren 1 bis 4 dargestellt. Der Basisrahmen 12 weist einen horizontalen Bodenabschnitt 14 und zwei daran angebrachte und voneinander beabstandete Wandabschnitte 16 auf. In dem so gebildeten etwa U-förmigen Basisrahmen 12 ist zwischen den beabstandeten Wandabschnitten 16 ein Aufnahmeraum 18 für kastenförmige Transportbehälter 14 vorgesehen. Zum Ausrichten der Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 auf einem Gewässergrund sind an der Unterseite des Basisrahmens 12 vertikal ausfahrbare Stützfüße 15 vorgesehen. Die Stützfüße 15 können mit Abtragszähnen versehen sein, wobei die Stützfüße 15 drehbar angetrieben und in den Gewässergrund eingebracht werden können.
Zur Energieversorgung sind an dem in Fig. 1 rechtsseitigen Wandabschnitt 16 drei Energieversorgungseinheiten 70 lösbar angebracht. Die Energieversorgungseinheiten 70 können insbesondere als sogenannte Power Packs ausgebildet sein, d. h. Energiewandlungsaggregate, z. B. als elektro-hydraulische Aggregate, welche über eine Nabelschnur, ein sogenanntes Umbilical, von einem nicht dargestellten Versorgungsschiff von der Wasseroberfläche aus gelieferte elektrische Energie in hydraulische Energie umwandeln. Alternativ oder ergänzend können sie auch als Akkumulatoren ausgebildet sein, welche zum Speichern von z. B. elektrischer Energie ausgebildet sind. Im Übrigen kann die erfindungsgemäße Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 nach Absetzen auf dem Gewässergrund weitgehend unabhängig von einem Versorgungsschiff arbeiten. Nach Abschluss der Arbeiten kann die Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 in grundsätzlich bekannter Weise wieder gehoben werden.
An dem in Fig. 1 linksseitigem Wandabschnitt 16 ist eine Linearführung 19 angeordnet, entlang welcher ein Führungsrahmen 20 horizontal verstellbar entlang der Außenseite des Wandabschnittes 16 geführt ist.
Der Führungsrahmen 20 weist eine vertikale Führungswand 21 auf, welche zum horizontalen Verfahren mit der Führung 19 an dem Basisrahmen 12 zusammen wirkt. An der Führungswand 21 ist ein gerüstartiger Führungskasten 22 ausgebildet, in welchem eine blockartige Abtragseinrichtung 38 aufgenommen ist, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel aus mehreren Abtragseinheiten 30 zusammengesetzt ist.
An dem Führungsrahmen 20 ist eine jochartige Mastanordnung 23 mit einem Mastkopf 24 vorgesehen. An dem Mastkopf 24 sind Umlenkrollen 25 für Versorgungsschläuche 26 und Förderschläuche 29 zu den drei Abtragseinheiten 30 der Abtragseinrichtung 38 drehbar gelagert. Die blockartige Abtragseinrichtung 38 ist über eine Aufhängung 39 und ein Tragseil 28 am Mastkopf 24 vertikal verstellbar gelagert, wobei die blockartige Abtragseinrichtung 38 in dem Führungskasten 22 des Führungsrahmens 20 vertikal und linear geführt ist.
Die Versorgungsschläuche 26 sind zur Zuführung von hydraulischer und/oder elektrischer Energie ausgebildet, während die Förderschläuche 29 für ein Abpumpen und Abfördern des abgetragenen Bodenmaterials ausgebildet sind. Die Förderschläuche 29 sind über eine Schottplatte 27, an welcher sie in einer Förderleitung 52 am Basisrahmen 12 zusammengefasst werden, geführt, durch welche das abgetragene Bodenmaterial zu einer Abscheideeinrichtung 50 geleitet wird. Die Abscheideeinrichtung 50 ist lösbar in eine Halterung 17 an der Oberseite des Basisrahmens 12 eingesetzt. Die Abscheideeinrichtung 50 ist dabei etwa in einem Mittenbereich des Basisrahmens 12 oberhalb des Aufnahmeraumes 18 angeordnet. Hierdurch ist eine Beladestation 48 gebildet, in welcher rohstoffhaltige Bestandteile des abgetragenen Bodenmaterials von der Abscheideeinrichtung 50 nach unten zu einem darunter angeordneten Transportbehälter 40 abgegeben werden können. Die rohstoffhaltigen Bestandteile des abgetragenen Bodenmaterials werden dabei in der Abscheideeinrichtung 50, welche etwa eine Zentrifuge aufweisen kann, von rohstoffarmen oder rohstofffreien Bestandteilen getrennt. Diese rohstoffarmen oder rohstofffreien Bestandteile können von der Abscheideeinrichtung 50 über Rückführleitungen 51 zurück in einen Bodenbereich des Gewässergrundes rückgeleitet werden.
Wie anschaulich in Fig. 3 dargestellt ist, sind an dem Basisrahmen 12 insgesamt drei Transportbehälter 40 angeordnet. Zum Bilden einer Aufnahmestation 47 springt der horizontale Bodenabschnitt 14 gegenüber den Wandabschnitten 16 zumindest an einer Stirnseite vor, so dass an dieser Aufnahmestation 47 neue Transportbehälter 40 von einem Versorgungsschiff auf der Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 abgesetzt werden können. Von der Aufnahmestation 47 wird der Transportbehälter 40 dann über eine nicht näher dargestellte Aufnahme- und Bewegungseinrichtung zur Beladestation 48 unterhalb der Abscheideeinrichtung 50 weitergeschoben. Gleichzeitig können befüllte Transportbehälter 40 von der Beladestation 48 entlang des Aufnahmeraumes 18 zu einer Rückführstation 49 (Figur 4) an dem Bodenabschnitt 14 weiter gefördert werden. Die Rückführstation 49 liegt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Aufnahmestation 47 am Basisrahmen 12 gegenüber. Von der Rückführstation 49 kann der befüllte Transportbehälter 40 von einer grundsätzlich bekannten Kraneinrichtung ergriffen und zu einem Versorgungsschiff rückgeholt werden.
In den Figuren 5 bis 7 ist die zuvor beschriebene blockartige Abtragseinrichtung 38 näher dargestellt. Die Abtragseinrichtung 38 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei jeweils gleich ausgebildeten Abtragseinheiten 30 aufgebaut. Jede Abtragseinheit 30 ist als eine Fräseinheit ausgebildet, welche einen kastenförmigen Rahmen 32 aufweist. An der Unterseite von jedem Rahmen 32 sind mittig Frässchilder 35 angeordnet, zu welchen an beiden Seiten jeweils ein Fräsrad 34 mit gemeinsamer Fräsradachse drehbar gelagert sind. An jeder Abtragseinheit 30 sind zwei Paare von Fräsrädern 34 drehend angetrieben gelagert. Durch die zwei Paare von Fräsrädern 34 wird ein rechteckiger Fräsquerschnitt durch jede Abtragseinheit 30 erzeugt, welcher dem Querschnitt des kastenförmigen Rahmens 32 entspricht. Wie dies von sogenannten Schlitzwandfräsen bekannt ist, kann sich die Abtragseinheit 30 im gefrästen Schlitz selbst führen.
Bei der Abtragseinrichtung 38 sind drei Abtragseinheiten 30 in Richtung der Fräsradachsen nebeneinander angeordnet, so dass die jeweils vorderen Fräsradpaare und die jeweils hinteren Fräsradpaare koaxial zueinander ausgerichtet sind. Die einzelnen Rahmen 32 bilden dabei einen Gesamtrahmen der Abtragseinrichtung 38, deren Gesamtquerschnitt einem Öffnungsquerschnitt des kastenförmigen Führungsrahmens 20 an dem Basisrahmen 12 entspricht. Somit kann der Führungsrahmen 20 als eine Anfangsführung zum anfänglichen Führen der Abtragseinrichtung 38 zum Beginn eines Frässchrittes dienen. Die aneinander unmittelbar angrenzenden Abtragseinheiten 30 fräsen gemeinsam einen Abtragsquerschnitt ab, welcher dem Querschnitt des Gesamtrahmens der Abtragseinrichtung 38 entspricht.
An der Oberseite der mittleren Abtragseinheit 30 ist eine bockartige Aufhängung 39 aus Stützblechen gebildet, wobei mittels der Aufhängung 39 die Abtragseinrichtung 38 insgesamt an dem Tragseil 28 der Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 lösbar angebracht werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel eines Transportbehälters 40 für die erfindungsgemäße Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 ist näher in Fig. 8 dargestellt. Der Transportbehälter 40 weist einen kastenförmigen Grundkörper 42 auf, welcher an seiner Oberseite etwa mittig einen sich nach oben öffnenden Einführtrichter 43 aufweist. An den Eckbereichen an der Oberseite des Grundkörpers 42 sind ösenartige Verbindungselemente 44 angebracht. Die Verbindungselemente 44 dienen zur Verbindung mit einem Hebezeug, insbesondere Haken eines Kranseiles, so dass der Transportbehälter 40 etwa von einem Versorgungsschiff mit dem Hebezeug abgesenkt und nach dem Befüllen wieder gehoben werden kann.
Gemäß den Figuren 9 bis 11 ist ein Ausführungsbeispiel der Abscheideeinrichtung 50 gezeigt, welche ein Gehäuse 54 mit einem Zylinderabschnitt 55 und einem Konusabschnitt 56 aufweist. Zwischen dem oberen Zylinderabschnitt 55 und dem unteren Konusabschnitt 56 ist ein radial vorspringender Aufsatzring 57 ausgebildet, mit welchem die Abscheideeinrichtung 50 auf der rahmenartigen Halterung 17 am Basisrahmen 12 lösbar von oben aufgesetzt werden kann.
An der Unterseite des Konusabschnittes 56 ist eine Austrittsöffnung 58 vorgesehen. Diese kann mittels eines klappbar angelenkten Bodens 59 geöffnet (Fig. 10) und geschlossen (Fig. 11) werden. An der Oberseite des Gehäuses 54 sind Verbindungsösen 53 angebracht, mit welchen die Abscheideeinrichtung 50 beispielsweise zu Wartungszwecken über ein grundsätzlich bekanntes Hebezeug zu einem Versorgungsschiff gehoben und wieder abgesenkt werden kann. Innerhalb der Abscheideeinrichtung 50 ist eine geeignete Trenneinrichtung vorgesehen, mit welcher beispielsweise rohstoffhaltige Bestandteile des abgetragenen Bodenmaterials von taubem Material getrennt werden können.
Nachfolgend wird der Einsatz der erfindungsgemäßen Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens näher im Zusammenhang mit den Figuren 12 bis 19 erläutert.
Die Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 ist auf einen Gewässergrund 1 abgesetzt, welcher insbesondere ein Meeresgrund in einer Tiefe bis zu einigen tausend Metern sein kann. Dabei weist die Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 eine Bewegungseinrichtung 60 mit zwei parallelen Schienen 62 am Gewässergrund 1 auf. Die Bewegungseinrichtung 60 kann eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit umfassen, mit welcher der Basisrahmen 12 entlang den Schienen 62 linear verfahren werden kann.
Bei dem Ausgangszustand gemäß Fig. 12 sind drei Transportbehälter 40 auf dem Basisrahmen 12 angeordnet, wobei sich ein Transportbehälter 40 unmittelbar unter der Abscheideeinrichtung 50 in der Beladestation 48 befindet. Der Führungsrahmen 20 mit der Abtragseinrichtung 38 wird in eine Ausgangs- oder Anfangsposition entlang des Basisrahmens 12 verfahren. In dieser Position wird die Abtragseinrichtung 38 mit den Abtragseinheiten 30, welche in einem rechten Winkel zur Seitenfläche des Basisrahmens 12 nebeneinander angeordnet sind, vertikal in den Boden abgeteuft, wobei Bodenmaterial abgetragen und zu der Abscheideeinrichtung 50 gefördert wird. Von der Abscheideeinrichtung 50 wird zumindest ein Teil des abgetragenen Bodenmaterials in den darunter befindlichen Transportbehälter 40 in der Beladestation 48 weiter gefördert.
Nach dem Befüllen des ersten Transportbehälters 40 wird dieser gemäß Fig. 13 von der Beladestation 48 in die Rückführstation 49 weitergeschoben, wobei gleichzeitig der zweite Transportbehälter 40 in die Beladestation 48 bewegt wird.
Nach Erstellen eines ersten Primärstiches 3 wird die Abtragseinrichtung 38 mit dem Führungsrahmen 20 entlang des Basisrahmens 12 in einer horizontalen ersten Richtung um einen definierten Versatzbetrag weitergeschoben, wobei dann ein zweiter Primärstich 3 erstellt wird. Am Grund jedes einzelnen Primärschlitzes 3 bilden sich aufgrund der gegenüberliegenden Fräsradpaare zwei halbzylindrische Rinnen aus, zwischen denen ein nur schematisch angedeuteter Steg 8 ausgebildet ist.
Wie anschaulich in Fig. 14 dargestellt ist, sind der erste und der zweite Primärstich 3 parallel und beabstandet zueinander angeordnet, so dass ein Restbodenabschnitt 4 zwischen den benachbarten Primärstichen 3 verbleibt. Zwischenzeitlich kann der befüllte Transportbehälter 40 in der Rückführstation 49 gehoben und zu einem Versorgungsschiff rückgeholt werden.
Nachdem eine gewünschte Anzahl von Primärstichen 3 zum Bilden eines ersten Abbauschlitzes 2 entlang des Basisrahmens 12 in der ersten Richtung erstellt sind, wird die Abtragseinrichtung 38 gemäß Fig. 15 entlang des Basisrahmens 12 wieder rückgefahren, um den ersten Restbodenabschnitt 4 zwischen dem ersten und dem zweiten Primärstich 3 mit einem Sekundärstich 5 abzutragen. Durch Wiederholung dieses Vorganges können die verbliebenen Restbodenabschnitte 4 zwischen den Primärstichen 3 durch Sekundärstiche 5 entfernt werden, so dass der durchgehende erste Abbauschlitz 2 erstellt wird, welcher in Fig. 17 dargestellt ist. Durch die Fräsradpaare bedingt ergibt sich eine rinnenförmige Konturierung des Grundes des ersten Abbauschlitzes 2 mit dazwischenliegenden Graten oder Stegen 8.
Während des Abbauvorganges werden Transportbehälter 40 weiter befüllt und an die Rückführstation 49 zum Abtragsport weitergeleitet. Gleichzeitig können leere Transportbehälter 40 zu der Aufnahmestation 47 zugeführt werden, so dass diese zum Befüllen zur Verfügung stehen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können an der Aufnahmestation 47 auch befüllte Transportbehälter 40 abtransportiert werden, während gleichzeitig auch an der Rückführstation 49 leere Transportbehälter 40 zum Befüllen abgestellt werden können.
Nach Abschluss des ersten Abbauschlitzes 2, welcher parallel zum rechteckigen Basisrahmen 12 in der ersten Richtung verläuft, wird der Basisrahmen 12 entlang der Schienen 62 mit der Bewegungseinrichtung 60 etwa rechtwinklig zum ersten Abbauschlitz 2 in einer horizontalen zweiten Richtung um die Abtragsbreite der Abtragseinrichtung 38 verfahren, um einen zweiten Abbauschlitz 6 parallel und unmittelbar angrenzend an den ersten Abbauschlitz 2 zu erstellen.
Wie in den Figuren 18 und 19 schematisch dargestellt ist, können zum Erstellen des zweiten Abbauschlitzes 6 in entsprechender Weise zunächst zueinander beabstandete Primärstiche 3 in einer ersten Verfahrrichtung der Abtragseinrichtung 38 erstellt werden. Anschließend werden verbliebene Restbodenabschnitte 4 zwischen den Primärstichen 3 durch Sekundärstiche 5 entfernt.
Insgesamt kann so ein planmäßiger flächiger Abtrag von Bodenmaterial an einem Gewässergrund 1 mit großer Positionsgenauigkeit durchgeführt werden. Erst anschließend muss die gesamte Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 versetzt werden, um einen weiteren Bodenbereich abzutragen.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 ist in den Figuren 20 und 21 dargestellt. Der Aufbau dieser Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 entspricht der Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 mit einigen Ausnahmen, auf welche eingegangen wird.
Der Aufbau des Basisrahmens 12, des Führungsrahmens 20, der Abtragseinheiten 30, der Transportbehälter 40, der Abscheideeinrichtung 50, der Bewegungseinrichtung 60 sowie der Energieversorgungseinheit 70 sind weitgehend gleich aufgebaut, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Abtragseinrichtung 38, welche ebenfalls aus drei Abtragseinheiten 30 aufgebaut ist, längs zur Führung 19 des Basisrahmens 12 gerichtet. Die Achsen der Fräsräder der Abtragseinheiten 30 sind dabei parallel zur horizontalen ersten Richtung, also der Verschieberichtung des Führungsrahmens 20 entlang des Basisrahmens 12.
Weiterhin ist die Abscheideeinrichtung 50 in einer Halterung 17 angeordnet, welche selbst verschiebbar entlang des Basisrahmens 12 gelagert ist. Hierfür können entsprechende Schienen an der Oberseite des Basisrahmens 12 für die Halterung 17 vorgesehen sein.
Nachfolgend wird der Einsatz dieser zweiten erfindungsgemäßen Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 gemäß den Figuren 20 und 21 bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens näher im Zusammenhang mit den Figuren 22 bis 29 erläutert.
Die Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 wird ebenfalls auf einen Gewässergrund 1 abgesetzt. Die Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 weist dabei eine Bewegungseinrichtung 60 mit zwei parallelen Schienen 62 am Gewässergrund 1 auf.
Bei dem Ausgangszustand gemäß Fig. 22 sind drei Transportbehälter 40 auf dem Basisrahmen 12 angeordnet, wobei sich die Abscheideeinrichtung 50 auf einer Halterung 17 befindet, welche verschiebbar entlang des Basisrahmens 12 gelagert ist. Im Ausgangszustand gemäß Fig. 22 befindet sich die Abscheideeinrichtung 50 zusammen mit dem Führungsrahmen 20 mit der Abtragseinrichtung 38 mit den drei Abtragseinheiten 30 in einer seitlichen Ausgangsposition. Die Abscheideeinrichtung 50 befindet sich dabei oberhalb eines ersten Transportbehälters 40 an einem Seitenbereich des Basisrahmens 12.
In dieser Position wird die Abtragseinrichtung 38 mit den Abtragseinheiten 30, welche parallel zur Seitenfläche des Basisrahmens 12 nebeneinander angeordnet sind, vertikal in den Boden abgeteuft, wobei Bodenmaterial abgetragen und zu der daneben liegenden Abscheideeinrichtung 50 gefördert wird. Von der Abscheideeinrichtung 50 wird zumindest ein Teil des abgetragenen Bodenmaterials in den darunter befindlichen Transportbehälter 40 weitergefördert.
Der Transportbehälter 40 ist insbesondere so ausgelegt, um das Abtragsmaterial oder zumindest den wertstoffhaltigen Teil des Abtragsmaterials eines ersten Primärstiches 3 aufzunehmen.
Nach Erstellen des ersten Primärstiches 3 wird gemäß Fig. 23 die Abtragseinrichtung 38 mit dem Führungsrahmen 20 entlang des Basisrahmens 12 in einer ersten horizontalen Richtung um einen definierten Versatzbetrag weitergeschoben, welcher der Länge des ersten Primärstiches 3 entspricht. Gleichzeitig wird mit dem Führungsrahmen 20 die Abscheideeinrichtung 50 mit dem Halterahmen 17 entlang des Basisrahmens 12 über den nächsten, mittleren Transportbehälter 40 verschoben. In dieser Position wird ein zweiter Primärstich 3 durchgeführt, während das abgetragene Bodenmaterial zu der verstellten Abscheideeinrichtung 50 über die Förderleitung 52 weitertransportiert wird. Gleichzeitig kann nunmehr der erste Transportbehälter 40 von seiner Ursprungsposition unmittelbar über ein Hebezeug zu einem Versorgungsschiff rückgeführt werden.
Anschließend werden der Führungsrahmen 20 mit der Abtragseinrichtung 38 und die Abscheideeinrichtung 50 mit der Halterung 17 um einen weiteren Förderschritt entlang des Basisrahmens 12 zu einer dritten Abtragsposition verschoben, welche anschaulich in Fig. 24 dargestellt ist. Die Abscheideeinrichtung 50 befindet sich dabei über dem dritten Transportbehälter 40 an einem Seitenbereich des Basisrahmens 12, welcher dem anfänglichen Seitenbereich gegenüber liegt. Während der dritte Primärstich 3 zum Erstellen des ersten Abbauschlitzes 2 durchgeführt wird, kann der zweite befüllte Transportbehälter 40 ebenfalls unmittelbar durch ein Hebezeug von seiner mittleren Position am Basisrahmen 12 nach oben zu einem Versorgungsschiff abgehoben werden. Durch die Fräsradgeometrien bedingt erstreckt sich mittig entlang des Grundes des Primärstichs 3 ein Steg 8.
Nach Abschluss des ersten Abbauschlitzes 2 durch die unmittelbar aneinander grenzenden Primärstiche 3 wird der Führungsrahmen 20 mit der Abtragseinrichtung 38 wieder in die Anfangsposition rückgeführt. Gleichzeitig wird der Basisrahmen 12 entlang der Schienen 62 mit der Bewegungseinrichtung 60 in einer zweiten Richtung, welche quer zur Längsrichtung des Abbauschlitzes 2 gerichtet ist, um einen Versatzbetrag verfahren, welcher der Breite des ersten Abbauschlitzes 2 entspricht.
Zuvor wurden vom Versorgungsschiff zwei leere Transportbehälter 40 wieder auf dem Basisrahmen 12 abgestellt. Sodann können die Abbauschritte gemäß den Figuren 22 bis 24 zum Bilden eines zweiten Abbauschlitzes 6 wiederholt werden, wie anschaulich in den Figuren 25 bis 27 dargestellt ist. Aufgrund der rinnenförmigen Konturierung des Grundes der Abbauschlitze 2 und 6 ergeben sich angedeutete Stege 8.
Wie in den Figuren 28 und 29 angedeutet wird, kann dann ein abermaliges Rückstellen des Führungsrahmens 20 mit der Abtragseinrichtung 38 einschließlich der Abscheideeinrichtung 50 mit der Halterung 17 erfolgen, wobei auch der Basisrahmen 12 entlang der Schienen 62 um einen weiteren Versatzbetrag verfahren wird, wie anschaulich in Fig. 28 dargestellt ist. Anschließend kann ein dritter Abbauschlitz 7 durch eine weitere Abfolge der bekannten Verfahrensschritte durchgeführt werden, wie Fig. 29 zu entnehmen ist.
Anschließend kann die Unterwasser-Abtragsvorrichtung 10 auf den Gewässergrund 1 versetzt werden, um einen weiteren Bodenbereich am Gewässergrund 1 durch Wiederholung der zuvor beschriebenen Schritte abzutragen.

Claims

Unterwasser-Abtragsvorrichtung, insbesondere zum Abbau von Rohstoffen, mit
- einem Basisrahmen (12), welcher auf einem Gewässergrund (1) absetzbar ist,

- mindestens einer Abtragseinheit (30), welche vertikal verstellbar an dem Basisrahmen (12) gelagert und zum Abtragen von Bodenmaterial des Gewässergrundes (1) an einer ersten Abtragsposition ausgebildet ist, und

- mindestens einen Transportbehälter (40), welcher zum Aufnehmen von abgetragenem Bodenmaterial ausgebildet und an dem Basisrahmen (12) zum Abtransport von abgetragenem Bodenmaterial angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die mindestens eine Abtragseinheit (30) an dem Basisrahmen (12) in einer ersten horizontalen Richtung zu mindestens einer zweiten Abtragsposition verstellbar geführt ist, welche von der ersten Abtragsposition unterschiedlich ist und in welcher ein weiteres Abtragen von Bodenmaterial durchführbar ist.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Basisrahmen (12) eine Abscheideeinrichtung (50) angeordnet ist, zu welcher das abgetragene Bodenmaterial förderbar ist und welche ausgebildet ist, rohstoffhaltige Bestandteile abzuscheiden und diese an den mindestens einen Transportbehälter (40) weiterzuleiten.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abscheideeinrichtung (50) oberhalb des Transportbehälters (40) in einer Beladestation (48) angeordnet ist.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Aufnahme- und Verschiebeeinrichtung für den mindestens einen Transportbehälter (40) an dem Basisrahmen (12) vorgesehen ist, wobei die Aufnahme- und Verschiebeeinrichtung ausgebildet ist, mindestens einen Transportbehälter (40) aufzunehmen und zumindest zu einer Beladestation (48) zum Aufnehmen von abgetragenem Bodenmaterial zu verschieben.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Abtragseinheit (30) vertikal verstellbar an einem Führungsrahmen (20) gelagert ist, welcher horizontal verschiebbar an dem Basisrahmen (12) gelagert ist.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Abtragseinheit (30) an einem Tragseil (28) aufgehängt ist.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Basisrahmen (12) eine Bewegungseinrichtung (60) angeordnet ist, mit welcher die Unterwasser-Abtragsvorrichtung (10) auf dem Gewässergrund (1) verstellbar ist.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Abtragseinheit (30) als eine Fräseneinheit ausgebildet ist.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fräseneinheit einen kastenförmigen Rahmen (32) und mindestsens zwei Paare von Fräsrädern (34) umfasst, wobei die Fräsräder (34) eines Paares eine gemeinsame Fräsradachse aufweisen und die Fräsradachsen der Paare parallel und radial zueinander versetzt sind.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,.
dass mehrere Fräseneinheiten nebeneinander angeordnet und zu einer gemeinsamen Abtragseinrichtung (38) zusammengefasst sind.
Unterwasser-Abtragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Energieversorgungseinheit (70), insbesondere ein Power Pack, insbesondere ein Akkumulator, an dem Basisrahmen (12) angeordnet ist.
Unterwasser-Abtragseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterwasser-Abtragsvorrichtung (10) aus mindestens zwei Modulen besteht, die während oder nach dem Absetzen auf den Gewässergrund (1) zusammensetzbar sind.
Verfahren zum Abtragen von Bodenmaterial unter Wasser, insbesondere zum Abbau von Rohstoffen, mit einer Unterwasser-Abtragsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem
- ein Basisrahmen (12) der Unterwasser-Abtragsvorrichtung (10) auf einem Gewässergrund (1) abgesetzt wird,

- mindestens eine Abtragseinheit (30), welche an dem Basisrahmen (12) verstellbar gelagert ist, in einer ersten Abtragsposition vertikal in den Gewässergrund (1) verfahren und dabei Bodenmaterial abgetragen wird, und

- abgetragenes Bodenmaterial zu einem Transportbehälter (40) an dem Basisrahmen (12) gefördert wird, in welchem abgetragenes Bodenmaterial zum Abtransport aufgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
- dass nach dem Abtragen von Bodenmaterial in der ersten Abtragsposition die mindestens eine Abtragseinheit (30) entlang einer Führung (19) am Basisrahmen (12) in einer horizontalen Richtung von der ersten Abtragsposition in mindestens eine zweite Abtragsposition verstellt wird, welche unterschiedlich zu der ersten Abtragsposition ist, und

- dass weiteres Bodenmaterial in der zweiten Abtragsposition durch vertikales Verfahren der mindestens einen Abtragseinheit (30) abgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass entlang der ersten horizontalen Richtung ein erster Abbauschlitz (2) erstellt wird, wobei zunächst mehrere vertikale Primärstiche (3) erstellt werden, welche entlang der ersten horizontalen Richtung definiert beabstandet sind, wobei mindestens ein Restbodenabschnitt (4) zwischen den Primärstichen (3) verbleibt, und dass nach dem Erstellen der Primärstiche (3) in der horizontalen Richtung jeder Restbodenabschnitt (4) mit mindestens einem Sekundärstich (5) zum Bilden eines durchgehenden Abbauschlitzes (2) in der ersten horizontalen Richtung entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach Erstellen eines ersten Abbauschlitzes (2) die mindestens eine Abtragseinheit (30) in einer zweiten horizontalen Richtung, welche quer, insbesondere senkrecht, zur ersten horizontalen Richtung gerichtet ist, um einen definierten Versatzbetrag verstellt und mindestens ein zweiter Abbauschlitz (6) etwa parallel zum ersten Abbauschlitz (2) erstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass abgetragenes Bodenmaterial zu einer Abscheideeinrichtung (50) gefördert wird,
dass in der Abscheideeinrichtung (50) rohstoffhaltige Bestandteile von rohstoffarmen und/oder rohstofffreien Bestandteilen abgeschieden und zu dem mindestens einen Transportbehälter (40) gefördert werden, und
dass die rohstoffarmen und/oder rohstofffreien Bestandteile von der Abscheideeinrichtung (50) in einen Bodenbereich des Gewässergrundes (1) rückgeleitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aus mindestens zwei Modulen zusammengesetzt ist, welche während oder nach Ablassen der Module auf den Gewässergrund (1) miteinander verbunden werden.