KR102214432B1 - Production support and storage vessel - Google Patents

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다알 할람 재펄스
마이클 호윗
롤랜드 건터 번트
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노틸러스 미네랄즈 퍼시픽 피티 리미티드
에다 코파 (쏠와라) 리미티드
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Abstract

생산 지원 및 저장 선박이 제공되고, 또한 그러한 선박을 이용하여 해저로부터 채집된 광석과 같은 물질을 처리하는 방법이 제공된다. 생산 지원 및 저장 선박은 해저로부터의 광석을 받아들여, 처리하고, 벌크 저장 사일로에 광석을 저장하는 시설을 가진다. 또한, 생산 지원 및 저장 선박은 선박을 완전 작업 흘수선 아래까지 균형 잡는 밸러스트 능력 및 시스템을 가진다. 필요한 경우, 일반적으로 대략 일주일 단위로, 운송 선박이 생산 지원 및 저장 선박에 계선되어, 생산 지원 및 저장 선박이 컨베이어 시스템을 이용하여 저장된 광석을 옮겨싣는다.Production support and storage vessels are provided, as well as methods for processing materials such as ore collected from the seabed using such vessels. Production support and storage vessels have facilities to receive or process ore from the seabed and to store ore in bulk storage silos. In addition, production support and storage vessels have ballast capabilities and systems that balance the vessel down to the full working waterline. If necessary, typically on a weekly basis, transport vessels are moored to production support and storage vessels, and production support and storage vessels transfer the stored ore using a conveyor system.

Figure R1020157013778
Figure R1020157013778

Description

생산 지원 및 저장 선박{PRODUCTION SUPPORT AND STORAGE VESSEL}Production support and storage vessel {PRODUCTION SUPPORT AND STORAGE VESSEL}

본 발명은 생산 지원 및 저장 선박(PSSV)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 해저 채굴 활동을 위한 생산 지원 및 저장 선박으로서, 채굴 및 처리 설비와 채집된 해저 물질을 위한 벌크 저장소 및 자체 양하 능력을 포함하는 선박에 관한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention relates to a production support and storage vessel (PSSV). Specifically, the present invention relates to a production support and storage vessel for subsea mining activities, and to a vessel including a mining and processing facility, a bulk storage for collected subsea material, and a self-discharging capability, but is not limited thereto.

본 명세서에서 배경기술을 참조하는 것은 그러한 기술이 호주 또는 그 외 지역에서 흔한 일반 지식을 구성한다고 인정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.Reference to background art in this specification should not be construed as an admission that such technology constitutes general knowledge common in Australia or elsewhere.

해저 채굴 작업은 해저 물질을 채집하고 이 물질을 표면으로 이송하는 것을 포함한다. 전형적으로, 해저 물질은 채집되어 대개 라이저(riser)를 통해 표면상의 지원 선박으로 펌핑된다. 지원 선박은 해저 물질을 허용가능한 수송가능 수분 한도까지 탈수시키고, 그런 다음 해저 물질은 소형 벌크선 또는 바지선과 같은 운송 선박으로 넘겨진다. 표면상의 지원 선박은 버퍼(buffer)를 제공하는데 사용되는 상대적으로 작은 해저 광석 저장 시설을 포함한다. 버퍼의 저장능력은 전형적으로 일일 생산량을 초과하지 않는다.Subsea mining operations involve collecting subsea material and transporting it to the surface. Typically, the seabed material is collected and pumped to a support vessel on the surface, usually through a riser. The support vessel dewaters the seabed material to an acceptable transport moisture limit, and the seabed material is then handed over to a transport vessel such as a small bulk carrier or barge. The superficial support vessel contains a relatively small subsea ore storage facility used to provide a buffer. The storage capacity of the buffer typically does not exceed the daily output.

운송 선박은 채집된 해저 물질을 위한 벌크 저장소를 포함하는 저장 선박으로 해저 물질을 운송한다. 대안적으로, 해저 채굴 작업이 육지에 근접한 정도에 따라 운송 선박은 해저 물질을 육지에 있는 저장 시설로 직접 운송할 수 있다. 어느 쪽이든, 지원 선박에서 저장 선박 또는 시설로 채집된 해저 물질을 운송하기에 충분한 수용력을 제공하기 위하여 전형적으로 2대 또는 3대의 운송 선박이 이용되어야 하고, 더 먼 거리에 대해서는 더 많은 선박이 이용되어야 한다. 일단 충분한 광석이 저장되면, 광석을 시장으로 가지고 가는 수출 선박 상으로 광석이 선적된다.Transport vessels transport seabed material to storage vessels that contain bulk reservoirs for the collected seabed material. Alternatively, depending on the proximity of the subsea mining operation to land, the transport vessel can transport the subsea material directly to a storage facility on land. Either way, typically two or three transport vessels should be used to provide sufficient capacity to transport the seabed material collected from the support vessel to the storage vessel or facility, and more vessels should be used for longer distances. do. Once enough ore has been stored, the ore is shipped on an export vessel that takes the ore to the market.

따라서, 해저 물질을 수용하여 운송함에 있어서 물류는 충분한 선박의 선단을 필요로 한다. 이것은 채집된 해저 물질을 원산지로부터 시장으로 운송하는 비용 및 복잡성을 증가시킨다. 또한, 어떤 경우에 연간 500회 이상, 선박 사이의 많은 계선(mooring) 작업이 요구된다. 각각의 계선 작업은 선박 충돌 및 설비 손상의 가능성을 가진다.Therefore, in receiving and transporting submarine materials, logistics requires a sufficient fleet of ships. This increases the cost and complexity of transporting the collected seabed material from the place of origin to the market. In addition, in some cases more than 500 times per year, many mooring operations between ships are required. Each mooring operation has the potential for ship collision and equipment damage.

많은 수의 계선 작업은 효율성을 감소시키고 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 계선 작업은 개인 상해가 발생하는 상대적으로 고위험의 절차로 생각되고, 따라서 각각의 계선 작업은 현저한 작업장 건강 및 안전 위험을 제공한다. 선박 사이에서 화물이 처리될 때마다 환경 오염 위험도 존재한다.Not only does a large number of mooring operations reduce efficiency and increase cost, but mooring operations are considered a relatively high-risk procedure in which personal injury occurs, and therefore each mooring operation presents a significant workplace health and safety risk. Each time cargo is handled between ships, there is also a risk of environmental pollution.

본 발명의 목적은 전술한 단점 또는 문제점 중 하나 이상을 극복하거나 개선하거나, 또는 적어도 유용한 대안을 제공하는 생산 지원 선박을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a production support vessel that overcomes or improves one or more of the aforementioned drawbacks or problems, or at least provides a useful alternative.

본 발명의 다른 바람직한 목적은 이하 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.Other preferred objects of the present invention will become apparent from the detailed description below.

본 발명의 일양태에 따르면, 수역 상에서 사용되기 위한 생산 지원 선박이 제공되는데, 상기 생산 지원 선박은 아래의 구성을 포함한다:According to one aspect of the present invention, there is provided a production support vessel for use in water bodies, the production support vessel comprising the following configuration:

상기 수역의 표면 아래로부터 해저 물질을 받아들이는 해저 물질 리시버;A seabed material receiver for receiving seabed material from below the surface of the water body;

상기 해저 물질 리시버로부터의 해저 물질을 처리하는 해저 물질 프로세서;A subsea material processor for processing subsea material from the subsea material receiver;

상기 해저 물질 프로세서로부터의 처리된 해저 물질을 저장하는 하나 이상의 벌크 저장 사일로;One or more bulk storage silos for storing processed subsea material from the subsea material processor;

처리된 해저 물질을 상기 벌크 저장 사일로로 분배하도록 구성된 로딩 시스템; 및A loading system configured to distribute processed subsea material to the bulk storage silo; And

상기 벌크 저장 사일로에서 상기 생산 지원 선박 옆에 계선된 운송 선박으로 처리된 해저 물질을 옮겨 싣도록 구성된 언로딩 시스템.An unloading system configured to transfer the processed seabed material from the bulk storage silo to a transport vessel moored next to the production support vessel.

바람직하게는, 상기 벌크 저장 사일로는 상기 생산 지원 선박의 선체에 의해 형성된 내부 공간의 상당한 부분, 바람직하게는 과반 부분을 차지한다. 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로는 바람직하게는 일주일치 생산량보다 더 많은 조합된 수용력을 가지고, 바람직하게는 광석 20,000 톤 이상, 더 바람직하게는 광석 30,000 톤 이상, 더욱더 바람직하게는 광석 40,000 톤 이상의 조합된 수용력을 가진다.Preferably, the bulk storage silo occupies a significant portion, preferably a majority, of the interior space formed by the hull of the production support vessel. The at least one bulk storage silo preferably has a combined capacity of more than a week's output, preferably 20,000 tons or more, more preferably 30,000 tons ore, even more preferably 40,000 tons or more combined capacity. Have.

바람직한 형태에서, 광석 40,000 내지 50,000 톤, 바람직하게는 대략 45,000 톤의 조합된 수용력을 가진 4개의 벌크 저장 사일로가 제공된다. 4개의 벌크 저장 사일로는 바람직하게는 인접한 2쌍의 벌크 저장 사일로에 배치된다. 한 쌍의 인접한 벌크 저장 사일로는 바람직하게는 고물(aft) 쪽에 위치하고, 다른 한 쌍의 인접한 벌크 저장 사일로는 바람직하게는 이물(bow) 쪽에 위치한다. 벌크 저장 사일로는 바람직하게는 선박의 종축을 따라 정렬되어 있다.In a preferred form, four bulk storage silos are provided with a combined capacity of 40,000 to 50,000 tonnes of ore, preferably approximately 45,000 tonnes. Four bulk storage silos are preferably arranged in two pairs of adjacent bulk storage silos. A pair of adjacent bulk storage silos is preferably located on the aft side, and the other pair of adjacent bulk storage silos is preferably located on the bow side. The bulk storage silos are preferably aligned along the longitudinal axis of the ship.

로딩 시스템은 바람직하게는 해저 물질, 바람직하게는 광석을 상기 해저 물질 프로세서로부터 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로로 분배한다. 바람직하게는, 로딩 시스템은 광석을 벌크 저장 사일로로 분배하기 위하여, 바람직하게는 하나 이상의 스크래퍼 또는 체인 컨베이어를 포함하는 하나 이상의 로딩 컨베이어를 포함한다. 바람직한 형태에서, 단일의 로딩 시스템이 광석을 벌크 저장 사일로 중에서 어디 곳으로도 분배할 수 있다. 바람직하게는, 로딩 시스템은 또한 저장 사일로를 우회하여 광석을 생산 지원 선박 옆에 계선된 운송 선박으로 직접 전달하는 능력을 가진다. 바람직하게는, 로딩 시스템은 광석을 벌크 저장 사일로로 분배하는 종방향 및 횡방향 컨베이어를 포함한다. 바람직하게는, 광석은 각각의 벌크 저장 사일로에 균등하게 분배하여, 저장되는 부피를 최대화하고, 선박 선적 밸러스트 및 안정성 고려를 제공한다.The loading system preferably distributes subsea material, preferably ore, from the subsea material processor to the one or more bulk storage silos. Preferably, the loading system comprises one or more loading conveyors, preferably comprising one or more scrapers or chain conveyors, for distributing the ore to bulk storage silos. In a preferred form, a single loading system can distribute the ore to any of the bulk storage silos. Preferably, the loading system also has the ability to bypass the storage silos and deliver the ore directly to the transport vessel moored next to the production support vessel. Preferably, the loading system comprises longitudinal and transverse conveyors for distributing the ore to the bulk storage silos. Desirably, the ore is evenly distributed to each bulk storage silo, maximizing the volume stored and providing ship loading ballast and stability considerations.

언로딩 시스템은 바람직하게는 적어도 하나의 언로딩 컨베이어 시스템을 더 포함하고, 상기 언로딩 컨베이어 시스템은 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로로부터 해저 물질, 바람직하게는 광석을 회수하여 운송 선박으로 양하한다. 바람직하게는, 언로딩 컨베이어 시스템은 적어도 하나의 스쿠퍼(scooper), 더 바람직하게는 적어도 하나의 종방향 스쿠퍼 및 적어도 하나의 횡방향 스크퍼를 포함한다. 언로딩 시스템은 또한 바람직하게는, 스쿠퍼로부터 물질을 받아들이는 수직 리프터(lifter), 바람직하게는 버킷 엘리베이터(bucket elevator), 및 수직 리프터로부터 물질을 받아들이는 붐 컨베이어(boom conveyor)를 포함한다. 붐 컨베이어는 바람직하게는 해저 물질을 일반적으로 운송 선박으로 옮겨 싣도록 구성된다.The unloading system preferably further comprises at least one unloading conveyor system, wherein the unloading conveyor system recovers subsea material, preferably ore, from the one or more bulk storage silos and unloads it onto the transport vessel. Preferably, the unloading conveyor system comprises at least one scooper, more preferably at least one longitudinal scooper and at least one transverse scraper. The unloading system also preferably comprises a vertical lifter for receiving material from the scoop, preferably a bucket elevator, and a boom conveyor for receiving material from the vertical lifter. The boom conveyor is preferably configured to transfer submarine material to a transport vessel, generally.

대안적 형태에서, 언로딩 컨베이어 시스템은 적어도 하나의 기계적 그랩(grab)을 포함하고, 이 그랩은 광석을 수직 리프터 시스템을 공급하는 호퍼(hopper)로 전달한다. 언로딩 시스템은 또한 바람직하게는, 그랩과 호퍼로부터 물질을 받아들이는 수직 리프터, 바람직하게는 C자형 컨베이어, 및 수직 리프터로부터 물질을 받아들이는 붐 컨베이어를 포함한다. 붐 컨베이어는 바람직하게는 해저 물질을 일반적으로 운송 선박으로 옮겨싣도록 구성된다.In an alternative form, the unloading conveyor system includes at least one mechanical grab, which grabs the ore to a hopper that feeds the vertical lifter system. The unloading system also preferably comprises a vertical lifter for receiving material from the grab and hopper, preferably a C-shaped conveyor, and a boom conveyor for receiving material from the vertical lifter. The boom conveyor is preferably configured to transfer subsea material, generally to a transport vessel.

바람직한 형태에서, 2개의 언로딩 컨베이어 시스템이 제공되고, 제1 언로딩 컨베이어 시스템은 인접한 제1 쌍의 벌크 저장 사일로로부터 광석을 회수하고, 제2 언로딩 컨베이어 시스템은 인접한 제2 쌍의 벌크 저장 사일로로부터 광석을 회수한다. 제1 언로딩 컨베이어 시스템의 일부는 바람직하게는 인접한 제1 쌍의 벌크 저장 사일로의 각각의 벌크 저장 사일로 사이에 위치하고, 제2 언로딩 컨베이어 시스템의 일부는 바람직하게는 인접한 제2 쌍의 벌크 저장 사일로의 각각의 벌크 저장 사일로 사이에 위치한다. 바람직한 형태에서, 각각의 언로딩 컨베이어 시스템은 벌크 저장 사일로의 각 쌍에 종방향 및 횡방향 스쿠퍼, 벌크 저장 사일로의 각 쌍 사이에 버킷 엘리베이터 또는 C자형 컨베이어, 및 붐 컨베이어를 포함한다.In a preferred form, two unloading conveyor systems are provided, the first unloading conveyor system recovers ore from an adjacent first pair of bulk storage silos, and the second unloading conveyor system is provided with an adjacent second pair of bulk storage silos. Ore is recovered from Part of the first unloading conveyor system is preferably located between each bulk storage silo of an adjacent first pair of bulk storage silos, and a part of the second unloading conveyor system is preferably located between the adjacent second pair of bulk storage silos. It is located between each of the bulk storage silos. In a preferred form, each unloading conveyor system comprises longitudinal and transverse scoops in each pair of bulk storage silos, a bucket elevator or C-shaped conveyor between each pair of bulk storage silos, and a boom conveyor.

해저 물질 리시버는 바람직하게는 라이저의 적어도 일부분을 포함하고, 해저 물질 프로세서는 바람직하게는 탈수 플랜트를 포함한다. 해저 물질 프로세서는 석회 저장 및 주입 시스템(lime storage and dosing system)을 포함할 수 있다.The subsea material receiver preferably comprises at least a portion of the riser, and the subsea material processor preferably comprises a dewatering plant. The subsea material processor may include a lime storage and dosing system.

생산 지원 선박은 바람직하게는 적어도 하나의 크레인을 더 포함한다. 바람직한 형태에서, 생산 지원 선박은 2개의 크레인, 즉 전방 크레인 및 후방 크레인을 포함하고, 이 크레인들은 바람직하게는 선박의 동일한 측면에 위치한다.The production support vessel preferably further comprises at least one crane. In a preferred form, the production support vessel comprises two cranes, a front crane and a rear crane, which cranes are preferably located on the same side of the vessel.

크레인은 바람직하게는 선박의 대부분, 바람직하게는 관리 및 수용 부분을 제외한 실질적으로 선박의 모든 부분을 커버하는 작업가능 범위를 가진다. 관리 및 수용 부분은 바람직하게는 다리를 포함하고, 바람직하게는 선박의 전방 단부에 위치한다. 헬리패드(helipad)는 바람직하게는 관리 및 수용 부분 위에 또는 인접하여 제공된다. 수용 부분은 바람직하게는 100명 이상, 더 바람직하게는 150명 이상, 더욱더 바람직하게는 대략 180명을 위한 수용 시설을 가진다.The crane preferably has a workable range covering substantially all parts of the ship except for the majority of the ship, preferably the management and receiving part. The management and receiving part preferably comprises a leg and is preferably located at the front end of the vessel. A helipad is preferably provided over or adjacent to the care and receiving part. The receiving section preferably has a receiving facility for at least 100, more preferably at least 150 and even more preferably approximately 180 persons.

본 선박은 바람직하게는 해저 차량을 저장하도록 구성된 하나 이상의 차량 베이(bay)를 더 포함한다. 해저 차량은 바람직하게는 차량 베이를 통해 선박으로부터 양하되고 선적되는 해저 채굴 차량이다. 바람직하게는 리프트 윈치 및/또는 유입 파워 유닛(HPU)이 각각의 해저 채굴 차량을 양하하고 선적하기 위하여 제공된다. 차량 베이는 해저 비축 벌크 커터(seafloor stockpiling bulk cutter), 해저 보조 커터(seafloor auxiliary cutter), 및/또는 해저 수집 기계(seafloor collecting machine)를 위해 제공될 수도 있다. 바람직한 형태에서, 차량 베이 및 대응되는 윈치와 HPU가 해저 비축 벌크 커터, 해저 보조 커터, 및 해저 수집 기계 각각을 위해 제공된다.The vessel preferably further comprises one or more vehicle bays configured to store submarine vehicles. The undersea vehicle is preferably an undersea mining vehicle that is unloaded and loaded from a ship through a vehicle bay. Preferably a lift winch and/or inlet power unit (HPU) is provided for unloading and loading each subsea mining vehicle. The vehicle bay may be provided for a seafloor stockpiling bulk cutter, a seafloor auxiliary cutter, and/or a seafloor collecting machine. In a preferred form, a vehicle bay and a corresponding winch and HPU are provided for each of the subsea stockpile bulk cutter, subsea auxiliary cutter, and subsea collecting machine.

본 선박은 바람직하게는 선박의 적어도 일부분을 통해 수직하게 연장되는 문풀(moon pool)을 더 포함한다. 문풀은 바람직하게는 선박의 중앙부에, 바람직하게는 선박의 중심선을 따라 위치한 개방 문풀이다. 문풀은 바람직하게는 실질적으로 정사각형 또는 직사각형이다. 바람직한 형태에서, 문풀은 10 m × 10 m의 정사각형이다. 바람직하게는 데릭(derrick)이 문풀에 인접하여 위치한다. 바람직한 형태에서, 데릭은 문풀의 바로 위에 위치한다.The present vessel preferably further comprises a moon pool extending vertically through at least a portion of the vessel. The moonpool is preferably an open moonpool located at the center of the ship, preferably along the centerline of the ship. The moonpool is preferably substantially square or rectangular. In a preferred form, the moonpool is a 10 m x 10 m square. Preferably, a derrick is located adjacent to the moonpool. In a preferred form, the derrick is located directly above the moonpool.

본 선박은 바람직하게는 동적 위치설정 시스템을 더 포함한다. 동적 위치설정 시스템은 바람직하게는 복수의 추진기(thruster)를 포함한다. 바람직한 형태에서, 동적 위치설정 시스템은 이물, 전방 방위각 및 후방 방위각 추진기를 포함한다. 동적 위치설정 시스템은 바람직하게는 국제해사기구(IMO) 클래스 2 또는 바람직하게는 클래스 3 이상에 균등한 예비 시스템이다.The vessel preferably further comprises a dynamic positioning system. The dynamic positioning system preferably comprises a plurality of thrusters. In a preferred form, the dynamic positioning system includes a foreign body, a forward azimuth and a rear azimuth thruster. The dynamic positioning system is preferably a reserve system equivalent to the International Maritime Organization (IMO) Class 2 or preferably Class 3 or higher.

본 선박은 선박을 만재 위치(fully laden position)까지 균형 잡기에 충분한 수용력을 가진 밸러스트 시스템을 가진다. 밸러스트 시스템은 바람직하게는 어떠한 선적 및 양하 작업 또는 어떠한 진수 및 회복 작업 동안에도 실질적으로 일정한 흘수(draft) 및 건현(freeboard)이 가능하도록 연속적으로 조정될 수 있다.This ship has a ballast system with sufficient capacity to balance the ship to its fully laden position. The ballast system can preferably be adjusted continuously to allow a substantially constant draft and freeboard during any loading and unloading operation or any launching and recovery operation.

바람직한 형태에서, 본 선박은 150 내지 250 m, 바람직하게는 180 내지 230 m, 더 바람직하게는 200 내지 220 m, 가장 바람직하게는 대략 210 m의 수선간(between perpendiculars; BP) 길이를 가진다. 이러한 바람직한 형태에서, 본 선박은 20 내지 60 m, 바람직하게는 30 내지 50 m, 더 바람직하게는 35 내지 45 m, 가장 바람직하게는 대략 40 m의 전폭(breadth)을 가진다.In a preferred form, the vessel has a length between perpendiculars (BP) of 150 to 250 m, preferably 180 to 230 m, more preferably 200 to 220 m, most preferably approximately 210 m. In this preferred form, the present vessel has a breadth of 20 to 60 m, preferably 30 to 50 m, more preferably 35 to 45 m, most preferably approximately 40 m.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법이 제공되는데, 이러한 방법은 다음의 단계를 포함한다:According to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating material collected from the seabed, the method comprising the following steps:

수역 아래에서 작업하는 하나 이상의 해저 채굴 차량을 이용하여 해저 물질을 채집하는 단계;Collecting seabed material using at least one subsea mining vehicle operating under water;

채집된 해저 물질을 표면 선박으로 전달하는 단계;Delivering the collected seabed material to a surface vessel;

상기 채집된 해저 물질을 상기 표면 선박 상에서 처리하는 단계;Treating the collected seabed material on the surface vessel;

처리된 해저 물질을 상기 표면 선박 상의 하나 이상의 벌크 저장 사일로로 분배하는 단계;Distributing treated subsea material to one or more bulk storage silos on the surface vessel;

상기 표면 선박 상에서 처리된 해저 물질을 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로에 저장하는 단계; 및Storing seabed material processed on the surface vessel in the one or more bulk storage silos; And

처리된 해저 물질을 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로에서 운송 선박으로 이송하는 단계.Transferring the treated seabed material from the one or more bulk storage silos to a transport vessel.

상기 선박은 바람직하게는 본 명세서에서 설명된 생산 지원 선박이다. 채집된 해저 물질을 표면 선박으로 전달하는 단계는, 라이저를 이용하여 채집된 해저 물질을 표면 선박으로 이송하는 단계를 포함한다. 채집된 해저 물질을 표면 선박 상에서 처리하는 단계는, 바람직하게는 처리된 해저 물질을 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로로 분배하는 단계 이전에, 채집된 해저 물질을 탈수하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 어떠한 선적 및 양하 작업 또는 어떠한 진수 및 회복 작업 동안에도 실질적으로 일정한 흘수 및 건현을 유지하도록 밸러스트를 조정하는 단계를 더 포함한다.The vessel is preferably the production support vessel described herein. The step of delivering the collected seabed material to the surface vessel includes transferring the collected seabed material to the surface vessel using a riser. The step of treating the collected seabed material on a surface vessel comprises dewatering the collected seabed material, preferably prior to distributing the treated seabed material to said one or more bulk storage silos. Preferably, the method further comprises adjusting the ballast to maintain a substantially constant draft and freeboard during any loading and unloading operation or any launching and recovery operation.

선박 상에서 처리된 해저 물질을 저장하는 단계는, 바람직하게는 적어도 꼬박 하루치의 생산량, 더 바람직하게는 적어도 3일치 생산량, 더욱더 바람직하게는 적어도 5일치 생산량을 저장하는 단계를 포함한다. 바람직한 형태에서, 선박 상에서 처리된 해저 물질을 저장하는 상기 단계는 적어도 일주일치 생산량을 저장하는 단계를 포함하고, 일주일치 생산량은 바람직하게는 대략 45,000 톤의 처리된 해저 물질이다.The step of storing the treated seabed material on the ship preferably comprises storing at least a full day's output, more preferably at least three days' output, even more preferably at least five days' output. In a preferred form, the step of storing the treated seabed material on the ship comprises storing at least one week's output, the weekly output being preferably approximately 45,000 tonnes of treated seabed material.

본 방법은 해저 채굴 차량을 선박 상으로 이송하고, 하나 이상의 해저 채굴 차량을 선박으로부터 해저로 내려놓는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 하나 이상의 해저 채굴 차량을 해저로부터 회수하고, 해저 채굴 차량을 선박 상에 위치시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. 바람직하게는 해저는 해수면 아래로 500 m보다 더 깊이, 더 바람직하게는 해수면 아래로 1,000 m보다 더 깊이, 더욱더 바람직하게는 해수면 아래로 2,000 m보다 더 깊이 있고, 해저 채굴 차량을 내려놓고 회수하는 상기 단계는 적어도 500 m의 거리, 더 바람직하게는 1,000 m의 거리, 더욱더 바람직하게는 2,000 m의 거리에 걸쳐 차량을 내려놓고 회수하는 단계를 포함한다.The method may further include transferring the subsea mining vehicle onto the vessel and lowering the one or more subsea mining vehicles from the vessel onto the seabed. The method may also further include the step of recovering the one or more subsea mining vehicles from the seabed and positioning the subsea mining vehicles on the vessel. Preferably the seabed is deeper than 500 m below sea level, more preferably more than 1,000 m below sea level, even more preferably deeper than 2,000 m below sea level, The step comprises putting down and recovering the vehicle over a distance of at least 500 m, more preferably 1,000 m, even more preferably 2,000 m.

바람직하게는, 저장된 해저 물질을 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로에서 운송 선박으로 이송하는 단계는 저장된 해저 물질을 운송 선박으로 바다에서 운송하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 해저 물질은 하나 이상의 스쿠퍼, 하나 이상의 버킷 엘리베이터 또는 C자형 컨베이어, 및 하나 이상의 붐 컨베이어를 이용하여 운송된다. 저장된 해저 물질을 운송하는 상기 단계는, 바람직하게는 스쿠퍼를 이용하여 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로로부터 상기 저장된 해저 물질을 회수하고, 상기 해저 물질을 상기 운송 선박으로 옮겨싣는 붐 컨베이어로 상기 해저 물질을 전달하는 버킷 엘리베이터에 회수된 해저 물질을 위치시키는 단계를 포함한다.Advantageously, transferring the stored subsea material from the one or more bulk storage silos to a transport vessel comprises transporting the stored subsea material from the sea to a transport vessel. Preferably, the subsea material is transported using one or more scoops, one or more bucket elevators or C-shaped conveyors, and one or more boom conveyors. The step of transporting the stored seabed material, preferably using a scoop, recovers the stored seabed material from the one or more bulk storage silos, and transfers the seabed material to a boom conveyor that transfers the seabed material to the transport vessel. And placing the recovered subsea material in the conveying bucket elevator.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.Additional features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description.

본 발명의 바람직한 실시예는 오직 예시로서 첨부된 도면을 참조하여 이하 더욱더 완전하게 설명될 것이다.Preferred embodiments of the present invention will be described more completely below with reference to the accompanying drawings by way of example only.

도 1은 본 발명의 일양태에 따른 생산 지원 선박의 부분적으로 투명한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 생산 지원 선박의 평면도이다.
도 3은 운송 선박이 계선되어 있는 도 1에 도시된 생산 지원 선박의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 생산 지원 선박의 갑판을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 생산 지원 선박의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일양태에 따른 방법의 개요의 흐름도이다.
1 is a partially transparent side view of a production support vessel according to an aspect of the present invention.
2 is a plan view of the production support ship shown in FIG. 1.
3 is a plan view of the production support vessel shown in FIG. 1 on which the transport vessel is moored.
4 is a plan view showing the deck of the production support vessel shown in FIG.
5 is a cross-sectional view of the production support ship shown in FIG. 1.
6 is a flow diagram of an overview of a method according to an aspect of the invention.

도 1 내지 5는 채굴 및 처리 설비 부분(120)과 관리 및 수용 부분(180)을 지지하는 선체(110)를 가진 생산 지원 선박(100)을 도시하고 있다. 본 선박(100)은 해저 채굴 설비(미도시)에 연결된 라이저(riser; 200) 형태의 해저 물질 리시버를 가지고, 이 해저 물질 리시버는 일반적으로 해저 채굴 작업 시, 해수면 아래로 1,000 내지 2,500 미터 이상의 깊이에서 작동한다.1-5 illustrate a production support vessel 100 with a hull 110 supporting a mining and processing facility portion 120 and a management and receiving portion 180. The ship 100 has a riser 200-type subsea material receiver connected to a subsea mining facility (not shown), and this subsea material receiver is generally 1,000 to 2,500 meters deep below the sea level during subsea mining operations. Works on

탈수 플랜트(300) 형태의 해저 물질 프로세서는 라이저(200)로부터 받아들인 해저 물질을 처리하고, 일단 처리되면 해저 물질을 4개의 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460) 중 하나로 이송하도록 제공된다. 석회 저장 및 주입 플랜트(302)가 또한 분광(fines ore)의 산화를 감소시키기 위하여 해저 물질의 처리를 가능하도록 제공된다.The subsea material processor in the form of a dewatering plant 300 is provided to process the seabed material received from the riser 200 and, once treated, transfer the seabed material to one of the four bulk storage silos 400, 420, 440, 460. . A lime storage and injection plant 302 is also provided to enable the treatment of subsea material to reduce oxidation of fines ores.

생산 지원 선박(100)의 채굴 처리 설비 부분(120)은 2개의 크레인, 즉 전방 크레인(122) 및 후방 크레인(124)을 포함한다. 전방 크레인(122) 및 후방 크레인(124)은 둘 다 선박(100)의 포트 측면에 위치하고, 도 2에 도시된 바와 같이 전방 작업가능 범위(122') 및 후방 작업가능 범위(124')를 가진다. 전방 및 후방 작업가능 범위(122', 124')는 관리 및 수용 부분(180)을 제외하고는 선박(100)의 대부분을 커버한다.The mining processing equipment portion 120 of the production support vessel 100 includes two cranes, namely a front crane 122 and a rear crane 124. Both the front crane 122 and the rear crane 124 are located on the port side of the ship 100 and have a front workable range 122' and a rear workable range 124' as shown in FIG. . The front and rear workable ranges 122', 124' cover most of the vessel 100 except for the management and receiving portion 180.

생산 지원 선박(100)의 채굴 및 처리 설비 부분(120)은 해저 채굴 작업에 사용되는 해저 채굴 차량을 저장하기 위한 3개의 차량 베이를 가지는데, 이 차량 베이는 비축 벌크 커터(SBC) 차량 베이(126), 보조 커터(AC) 차량 베이(128), 및 수집 기계(CM) 차량 베이(130)를 포함하고, SBC(126'), AC(128'), 및 CM(130')을 수용한다. 해저 차량, 즉 SBC(126'), AC(128'), 및 CM(130')은 각각 생산 지원 선박(100)의 자신 개개의 차량 베이(126, 128, 130)로부터 선적되고 양하된다.The mining and processing facility portion 120 of the production support vessel 100 has three vehicle bays for storing subsea mining vehicles used for subsea mining operations, which vehicle bays are reserved bulk cutter (SBC) vehicle bays ( 126), auxiliary cutter (AC) vehicle bay 128, and collection machine (CM) vehicle bay 130, and accommodates SBC 126', AC 128', and CM 130'. . Submarine vehicles, ie SBC 126', AC 128', and CM 130', are loaded and unloaded from their respective vehicle bays 126, 128, 130 of the production support vessel 100, respectively.

SBC 차량 베이(126)에 인접하여 SBC 리프트 윈치(132) 및 SBC 유압 파워 유닛(134)이 있고, AC 차량 베이(128)에 인접하여 AC 리프트 윈치(136) 및 AC 유압 파워 유닛(138)이 있고, CM 차량 베이(130)에 인접하여 CM 리프트 윈치(140) 및 CM 유압 파워 유닛(142)이 있다. 리프트 윈치(132, 136, 140) 및 유압 파워 유닛(134, 138, 142)는 선박(100)으로부터 SBC(126'), AC(128'), 및 CM(130')을 선적하고 양하하는데 사용될 수 있다.Adjacent to the SBC vehicle bay 126 is an SBC lift winch 132 and an SBC hydraulic power unit 134, and adjacent to the AC vehicle bay 128 is an AC lift winch 136 and an AC hydraulic power unit 138. There is a CM lift winch 140 and a CM hydraulic power unit 142 adjacent to the CM vehicle bay 130. Lift winches 132, 136, 140 and hydraulic power units 134, 138, 142 are used to load and unload SBC 126', AC 128', and CM 130' from ship 100. I can.

데릭(144)은 10 제곱미터의 문풀(146) 위로 수직하게 연장되도록 제공되고, 문풀은 도 1에 도시된 바와 같이 선박(100)의 선체(110)를 통해 수직하게 연장된다. 라이저(200)는 문풀(146)을 통해 해저 채굴 작업 시 해저에 또는 해저에 가까이 위치하는 설비까지 지나간다. 문풀(146)은 선박(100) 상에 대체적으로 중앙에 위치하고, 선박의 중심선(10)에 대해 중앙에 있다. 문풀(146)에 인접하여 데릭 하부 구조물(144')이 있다.The derrick 144 is provided to extend vertically above the moonpool 146 of 10 square meters, and the moonpool extends vertically through the hull 110 of the ship 100 as shown in FIG. 1. The riser 200 passes through the moonpool 146 to a facility located on the seabed or close to the seabed during subsea mining operations. Moonpool 146 is located generally in the center on the ship 100, and is centered with respect to the center line 10 of the ship. Adjacent to the moonpool 146 is a derrick lower structure 144'.

생산 지원 선박(100)의 관리 및 수용 부분(180)은 관리 및 수용 공간을 제공하는 복수의 층을 가진다. 바람직한 실시예에서, 대략 180명을 위한 수용 및 시설이 제공된다. 다리(182)가 관리 및 수용 부분(180)의 최상층에 위치하고, 그 위에 헬리패드(184)가 위치한다.The management and receiving portion 180 of the production support vessel 100 has a plurality of floors providing management and accommodation space. In a preferred embodiment, accommodation and facilities for approximately 180 people are provided. The leg 182 is located on the top floor of the management and receiving portion 180, on which the helipad 184 is located.

벌크 광석 저장 사일로(400, 420, 440, 460) 및 선박(100)에 파워를 제공하는 파워 플랜트(112)를 포함하는 다른 서비스가 선체 부분(110)에 위치한다. 선박(100)의 선체 부분(110)은 해저 채굴 작업 동안 실질적으로 일정한 건현, 즉 해수면 위 갑판의 높이를 유지하도록 구성된 밸러스트(111)를 포함하는 큰 밸러스트 수용력을 가진다. 선박(100)의 밸러스트 수용력은 바람직하게는 선적 및 양하 작업 동안 일정한 흘수 및 건현이 가능하도록 하기 위하여 만재 상태까지 균형 잡기에 충분하다.Other services are located in the hull portion 110 including bulk ore storage silos 400, 420, 440, 460 and a power plant 112 that provides power to the vessel 100. The hull portion 110 of the vessel 100 has a large ballast capacity including a ballast 111 configured to maintain a substantially constant freeboard, that is, the height of the deck above sea level during subsea mining operations. The ballast capacity of the ship 100 is preferably sufficient to balance up to a full state in order to enable a constant draft and freeboard during loading and unloading operations.

본 선박(100)은 동적 위치설정 시스템을 가지고, 이 동적 위치설정 시스템은 복수의 방위각 추진기, 즉 후방 방위각 추진기(114), 전방 방위각 추진기(116), 및 이물 방위각 추진기(118)를 포함한다. 동적 위치설정 시스템은 국제해사기구(IMO) 클래스 2 또는 클래스 3에 균등한 예비 시스템이고, 이것은 일반적으로 미리 정해진 환경 제약 내에서 자동 및 수동 위치와 방향 제어를 제공할 수 있고, 예컨대 화재나 범람에 의한 구획의 손실을 제외하고 구성 요소 고장을 허용하는 여부를 가진다.The present ship 100 has a dynamic positioning system, which includes a plurality of azimuth thrusters, i.e., a rear azimuth thruster 114, a front azimuth thruster 116, and a foreign body azimuth thruster 118. The dynamic positioning system is a reserve system equivalent to the International Maritime Organization (IMO) Class 2 or Class 3, which is generally capable of providing automatic and manual positioning and orientation control within predetermined environmental constraints, e.g. against fire or flooding. Has whether to tolerate component failure due to the loss of compartments.

생산 지원 선박(100)은 로딩 컨베이어(150)를 포함하는 로딩 시스템을 가지고, 이 로딩 컨베이어는 바람직하게는 탈수 플랜트(300)에서 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)로 처리된 광석을 분배하는 횡방향 체인 컨베이어를 포함한다. 로딩 컨베이어(150)는 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460) 중 어디로도 처리된 광석을 선택적으로 분배할 수 있다.Production support vessel 100 has a loading system comprising a loading conveyor 150, which loading conveyor preferably takes ore processed into bulk storage silos 400, 420, 440, 460 in dewatering plant 300. And a transverse chain conveyor for dispensing. The loading conveyor 150 may selectively distribute the processed ore to any of the bulk storage silos 400, 420, 440, and 460.

생산 지원 선박(100)은 2개의 언로딩 컨베이어 시스템을 포함하는 언로딩 시스템을 가지고, 각각의 언로딩 컨베이어 시스템은 인접한 쌍의 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)로부터 광석을 회수한다. 후방 언로딩 컨베이어 시스템은 벌크 저장 사일로(400)에 위치한 종방향 스쿠퍼(402) 및 횡방향 스쿠퍼(미도시), 벌크 저장 사일로(420)에 위치한 종방향 스쿠퍼(422) 및 횡방향 스쿠퍼(미도시), 후방 쌍의 벌크 저장 사일로(400, 420) 사이에 위치한 버킷 엘리베이터(430) 형태의 수직 리프터, 및 붐 컨베이어(432)를 포함한다. 전방 언로딩 컨베이어 시스템은 후방 언로딩 컨베이어 시스템과 유사하고, 벌크 저장 사일로(440)에 위치한 종방향 스쿠퍼(442) 및 횡방향 스쿠퍼(미도시), 벌크 저장 사일로(460)에 위치한 종방향 스쿠퍼(462) 및 횡방향 스쿠퍼(미도시), 전방 쌍의 벌크 저장 사일로(440, 460) 사이에 위치한 버킷 엘리베이터(450) 형태의 수직 리프터, 및 붐 컨베이어(452)를 포함한다.The production support vessel 100 has an unloading system comprising two unloading conveyor systems, each unloading conveyor system recovering ore from an adjacent pair of bulk storage silos 400, 420, 440, 460. The rear unloading conveyor system includes a longitudinal scoop 402 and a lateral scooper (not shown) located in the bulk storage silo 400, a longitudinal scoop 422 and a lateral scoop located in the bulk storage silo 420. Cooper (not shown), a vertical lifter in the form of a bucket elevator 430 positioned between the rear pair of bulk storage silos 400 and 420, and a boom conveyor 432. The front unloading conveyor system is similar to the rear unloading conveyor system, and the longitudinal scoop 442 and transverse scooper (not shown) located in the bulk storage silo 440, and the longitudinal scooper (not shown) located in the bulk storage silo 460. And a scoop 462 and a lateral scoop (not shown), a vertical lifter in the form of a bucket elevator 450 located between the front pair of bulk storage silos 440 and 460, and a boom conveyor 452.

붐 컨베이어(432, 452)는 도 2 및 3에 도시된 각각의 오프로드(offload) 범위(432', 452')를 가진다. 구체적으로 도 3에서, 운송 선박(50)이 생산 지원 선박(100)에 계선된 것으로 도시된다. 운송 선박(50)은 복수의 카고 홀드(cargo hold)(52)를 가지고, 각각의 카고 홀드는 붐 컨베이어(432, 452)의 오프로드 범위(432', 452')에 의해 적어도 부분적으로 커버된다. 바람직한 실시예에서, 운송 선박(50)은 대략 30,000 톤 DWT의 전체 운반 용량을 가진다.The boom conveyors 432 and 452 have respective offload ranges 432' and 452' shown in FIGS. 2 and 3. Specifically, in FIG. 3, the transport vessel 50 is shown as being moored on the production support vessel 100. Transport vessel 50 has a plurality of cargo hold 52, each cargo hold being at least partially covered by the off-road ranges 432', 452' of the boom conveyors 432, 452. . In the preferred embodiment, the transport vessel 50 has a total transport capacity of approximately 30,000 tonnes DWT.

붐 컨베이어(432, 452)는 선박(50)의 선창(52) 안으로 및 선창 밖으로 토공 기계(earth moving machine)(미도시)를 올리고 내리는 능력을 가진다. 토공 기계는 선박(50)의 선창(52)에 운반된 물질을 레벨링(levelling)할 수 있다. 이러한 레벨링은 선창(52)에서 처리된 물질의 완전한 운송을 보장한다. 토공 기계(미도시)는 선박(100)의 갑판 상에 저장된다.The boom conveyors 432 and 452 have the ability to raise and lower an earth moving machine (not shown) into and out of the hold 52 of the ship 50. The earthmoving machine can level the material conveyed to the hold 52 of the ship 50. This leveling ensures complete transport of the treated material in the hold 52. Earthmoving machinery (not shown) is stored on the deck of the ship 100.

바람직한 실시예에서, 생산 지원 선박(100)은 대략 210 m의 수선간(BP) 길이, 대략 227 m의 전장(OA), 및 대략 40 m의 전폭을 가진다. 생산 지원 선박(100)의 치수는 매우 신중하게 선택되고, 구성요소의 레이아웃이 신중하게 설계되어, 해저 채굴 작업의 모든 표면 지원 측면을 지원하는 단일의 선박(100)을 제공한다.In a preferred embodiment, the production support vessel 100 has a waterline (BP) length of approximately 210 m, an overall length (OA) of approximately 227 m, and an overall width of approximately 40 m. The dimensions of the production support vessel 100 are chosen very carefully, and the layout of the components is carefully designed, providing a single vessel 100 supporting all surface support aspects of the subsea mining operation.

사용 시, 생산 지원 선박은 SBC(126'), AC(128'), 및 CM(130') 차량을 운반하여 원하는 지역으로 이동한다. 이 차량은 해저 물질을 채집하는(도 6의 단계 1000) 해저 채굴 작업을 시작하는 해저에 내려진다. 채집된 해저 물질은 라이저(200)를 통해 일반적으로 해수면 아래 1,000 m 이상의 해저로부터 생산 지원 선박(100)으로 전달되고, 거기에서 해저 물질은 탈수 플랜트(300)에 의해 처리되고(도 6의 단계 1200), 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)로 분배된다(도 6의 단계 1300). 그런 다음, 처리된 해저 물질은 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)에 저장되고(도 6의 단계 1400), 후속적으로 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)에서 운송 선박(50)으로 이송된다(도 6의 단계 1500). 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)의 수용력이 상대적으로 크기 때문에, 광석은 운송 선박(50)으로 양하되기 전에 대략 일주일 동안 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)로 전달되어 거기에 저장된다.In use, the production support ship carries SBC (126'), AC (128'), and CM (130') vehicles to move to the desired area. The vehicle is unloaded onto the seabed to begin subsea mining operations to collect subsea material (step 1000 in Fig. 6). The collected seabed material is delivered to the production support vessel 100 from the seabed, which is generally 1,000 m or more below sea level, through the riser 200, where the seabed material is treated by the dewatering plant 300 (step 1200 in FIG. 6). ), is distributed to bulk storage silos 400, 420, 440, 460 (step 1300 in FIG. 6). Then, the treated seabed material is stored in bulk storage silos 400, 420, 440, 460 (step 1400 in Fig. 6), and subsequently in bulk storage silos 400, 420, 440, 460 in transport vessels ( 50) (step 1500 in Fig. 6). Due to the relatively large capacity of the bulk storage silos (400, 420, 440, 460), the ore is delivered to the bulk storage silos (400, 420, 440, 460) for approximately one week before being unloaded by the transport vessel 50 and therein. Is stored in.

벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)로부터 광석을 양하할 때, 스쿠퍼(402, 422, 442, 462)는 벌크 저장 사일로(400, 420, 440, 460)에 저장된 광석의 최상단으로부터 광석을 긁어내어 버킷 엘리베이터(430, 450)로 이송한다. 그런 다음, 버킷 엘리베이터(430, 450)는 광석을 붐 컨베이어(432, 452)로 이송하고, 붐 컨베이어는 광석을 운송 선박(50)의 선창(52)으로 옮겨싣는다. 그런 다음, 운송 선박(50)은 광석을 원하는 지역, 예컨대 시장으로 운송하고, 생산 지원 선박(100)은 계속하여 해저 채굴 작업으로부터 광석을 받아들여 처리하고 저장한다.When unloading ore from the bulk storage silos (400, 420, 440, 460), the scooper (402, 422, 442, 462) is the ore from the top of the ore stored in the bulk storage silo (400, 420, 440, 460). Is scraped and transferred to the bucket elevators 430 and 450. Then, the bucket elevators 430 and 450 transfer the ore to the boom conveyors 432 and 452, and the boom conveyor transfers the ore to the dock 52 of the transport vessel 50. Then, the transport vessel 50 transports the ore to a desired region, such as a market, and the production support vessel 100 continues to receive, process and store the ore from the subsea mining operation.

유리하게는, 생산 지원 선박(100)은 운송이 가능하고, 해저 채굴 차량, SBC(126'), AC(128'), 및 CM(130')을 운송하고 배치하는 것을 포함하는 해저 채굴 작업의 모든 측면을 담당할 수 있어서, 채집된 해저 물질을 받아들여 처리하고, 처리된 해저 물질을 위해 벌크 저장을 제공하여, 사일로 선박 또는 육지와 같은 추가적인 저장 위치에 해저 물질을 축적할 필요없이, 상대적으로 큰 운송 선박(50)이 후속적으로 해저 물질을 받아들여 시장 등으로 직접 가져갈 수 있게 한다.Advantageously, the production support vessel 100 is transportable and of subsea mining operations including transporting and deploying subsea mining vehicles, SBC 126', AC 128', and CM 130'. Being able to handle all aspects, it accepts and processes the collected seabed material and provides bulk storage for the treated seabed material, without the need to accumulate seabed material in additional storage locations such as silo ships or land It allows the large transport vessel 50 to subsequently receive the submarine material and take it directly to the market or the like.

전통적인 생산 지원 선박에 비해 감소된 수의 계선 작업은 효율성을 현저하게 증가시키면서, 충돌, 개인 상해, 또는 환경 오염 발생의 위험도 감소시킨다. 대체적으로, 인력 운송, 부패가능 운송, 및 급유 작업이 적기 때문에 안전과 효율성이 또한 증가된다.Compared to traditional production support vessels, the reduced number of mooring operations significantly increases efficiency, while also reducing the risk of collision, personal injury, or environmental pollution. All in all, safety and efficiency are also increased as there are fewer manpower, perishable, and refueling operations.

생산 지원 선박(100)의 큰 밸러스트는, 특히 운송 선박(50)으로 매우 많은 양의 저장된 물질을 옮겨싣는 경우에, 채굴 설비의 진수와 회복과 선박 계선 작업 사이의 충격을 감소시킨다. 밸러스트는 또한 선박(100)이 선박(100)에 의해 또는 선박과 함께 수행되는 작업에 맞추어 흘수선 또는 트림(trim) 및/또는 경사선(heel)을 조정하게 해준다. 선박의 흘수선 및 건현이 선적과 양하 작업, 및 계선 작업 동안 일정하게 유지되게 함으로써, 계선 및 리프팅 작업이 단순화되어 안전이 증가되고, 2개의 선박 사이의 상대적 건현의 변화로 인한 사고의 위험도 감소된다. 밸러스트는 최대 여름철 만재 흘수선에 건현을 유지하도록 조정될 수 있어서, 채굴 기계의 진수 및 회복을 포함하는 모든 리프팅 작업 동안 및 이러한 리프팅 중 위험을 감소시키고 안전을 증가시키기 위한 해저 리프트 동안 일정한 건현을 유지한다. 낮고 일정한 건현을 유지함으로써, 선박 갑판에서 수면까지의 거리가 최소화되고, 이것은 리프트를 더욱 조절할 수 있게 한다.The large ballast of the production support vessel 100 reduces the impact between the launch and recovery of the mining facility and the ship mooring operation, especially in the case of transferring a very large amount of stored material to the transport vessel 50. The ballast also allows the vessel 100 to adjust the waterline or trim and/or heel to the work performed by or with the vessel 100. By ensuring that the waterline and freeboard of the ship are kept constant during loading and unloading operations and mooring operations, the mooring and lifting operations are simplified to increase safety, and the risk of accidents due to changes in the relative freeboard between the two ships is also reduced. The ballast can be adjusted to maintain freeboard at the maximum summer load waterline, maintaining a constant freeboard during all lifting operations, including launching and recovery of the mining machine, and during subsea lifts to reduce risk and increase safety during such lifting. By maintaining a low and constant freeboard, the distance from the ship deck to the water surface is minimized, which makes the lift more adjustable.

또한, 생산 지원 선박(100)이 큰 밸러스트 용량으로 높게 유지될 수 있는 상대적으로 큰 질량을 가지기 때문에, 선박(100)은 더욱 안정하며, 감소된 움직임을 가져서, 그 결과 동적 위치설정 시스템이 선박(100)을 제 위치에 유지하기 위하여 더 적은 연료를 소모한다. 증가된 질량은 유리하게는 선박의 움직임을 감소하여, 선원의 안정감과 안전을 개선한다.In addition, since the production support vessel 100 has a relatively large mass that can be maintained high with a large ballast capacity, the vessel 100 is more stable and has a reduced movement, as a result, the dynamic positioning system is the vessel ( 100) consumes less fuel to keep it in place. The increased mass advantageously reduces the movement of the ship, improving crew stability and safety.

생산 지원 선박(100)은 유리하게는, 상당히 더 높은 파워 요구사항 또는 갑판을 서비스하기 위한 2개의 크레인(122, 124) 이상을 요구할 만큼 크지 않으면서, 해저 채굴 작업을 위해 필요한 설비를 수용하기에 충분한 사이즈로 설계되고, 운송 선박(50)으로 대략 일주일마다 옮겨싣는 충분한 벌크 저장 수용력을 제공하도록 설계된다. 효율적이고 관리가능한 사이즈이면서 올인원(all-in-one) 선박을 제공하도록 신중한 설계와 배치가 수행되었다.The production support vessel 100 is advantageously not large enough to require significantly higher power requirements or more than two cranes 122, 124 to service the deck, to accommodate the equipment necessary for subsea mining operations. It is designed to be of sufficient size and is designed to provide sufficient bulk storage capacity to be transferred to the transport vessel 50 approximately every week. Careful design and layout has been undertaken to provide an all-in-one vessel with an efficient and manageable size.

본 명세서에 설명된 바람직한 배치를 가진 선박을 선적하고 양하하는데 사용될 수 있는 설비의 수개의 변형예가 있다. 설명된 로딩 및 언로딩 시스템은 선적 및 양하 설비가 차지하는 공간을 최소화하여 광석 저장을 위한 부피가 최대화될 수 있기 때문에 바람직하다.There are several variations of equipment that can be used to load and unload vessels with the preferred arrangements described herein. The described loading and unloading system is desirable because the volume for ore storage can be maximized by minimizing the space occupied by the shipping and unloading equipment.

본 명세서에서 해저 등으로 언급한 것은 오직 편의성을 위한 것이고, 예컨대 호수바닥을 가진 호수 등과 같은 다른 수역에도 동일하게 적용될 수 있다.In this specification, what is referred to as the seabed is for convenience only, and can be equally applied to other water bodies such as a lake with a lake bottom.

본 명세서에서, 제1 및 제2, 좌측 및 우측, 최상단 및 바닥 등과 같은 형용사는 반드시 어떠한 실질적인 그러한 관계 또는 순서를 요구하거나 함축하기 않고, 오직 하나의 요소 또는 동작을 다른 하나의 요소 또는 동작과 구별하기 위하여 사용될 수 있다. 문맥상 허용되는 곳에서, 정수 또는 구성요소 또는 단계(기타 등등)을 언급하는 것은 그러한 정수 또는 구성요소 또는 단계 중 오직 하나에 한정되는 것으로 해석되는 것이 아니라, 하나 이상의 그러한 정수 또는 구성요소 또는 단계 등일 수 있다.In this specification, adjectives such as first and second, left and right, top and bottom, etc. do not necessarily require or imply any substantial such relationship or order, and distinguish only one element or action from another element or action. Can be used to Where context permits, reference to an integer or component or step (etc.) is not to be construed as being limited to only one of such integer or component or step, but to one or more such integers or components or steps, etc. I can.

본 발명의 다양한 실시예의 전술한 설명은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위한 목적으로 제공된다. 모든 내용을 나타내거나, 본 발명을 개시된 단일의 실시예에 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 대안예와 변형예는 상기 교시로부터 통상의 기술자에게 명백하게 될 것이다. 따라서, 어떤 실시예는 구체적으로 논의된 반면, 다른 실시예는 통상의 기술자에게 명백하거나 통상의 기술자에 의해 상대적으로 용이하게 발전될 것이다. 본 발명은 본 명세서에서 논의된 본 발명의 모든 대안예, 수정예, 및 변형예와 전술한 발명의 사상과 범위 내에 속하는 다른 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.The foregoing description of various embodiments of the present invention is provided for the purpose of explaining to those of ordinary skill in the art. It is not intended to represent all content or to limit the invention to the single disclosed embodiment. As described above, various alternatives and modifications of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the above teaching. Thus, while some embodiments have been specifically discussed, other embodiments are apparent to or will be developed relatively easily by those skilled in the art. The present invention is intended to cover all alternatives, modifications, and variations of the invention discussed herein and other embodiments that fall within the spirit and scope of the invention described above.

본 명세서에서, "포함한다", "가진다" 또는 유사한 용어는 비배타적인 포함을 의미하는 것으로 의도되어, 나열된 요소를 포함하는 방법, 시스템, 또는 장치는 그러한 요소를 단독으로 포함하는 것이 아니라, 나열되지 않은 다른 요소도 포함할 수 있다.In this specification, “comprises”, “have” or similar terms are intended to mean non-exclusive inclusion, so that a method, system, or apparatus comprising the listed elements does not include such elements alone, but rather It may contain other elements that are not.

Claims (42)

수역 상에서 사용하기 위한 생산 지원 선박으로서,
상기 수역의 표면 아래로부터 고형 해저 물질을 받아들이는 해저 물질 리시버;
상기 해저 물질 리시버로부터의 고형 해저 물질을 처리하는 해저 물질 프로세서;
상기 해저 물질 프로세서로부터의 처리된 고형 해저 물질을 저장하는 하나 이상의 벌크 저장 사일로;
처리된 고형 해저 물질을 상기 벌크 저장 사일로로 분배하도록 구성된 로딩 시스템;
상기 벌크 저장 사일로로부터 상기 생산 지원 선박 옆에 계선된(moored) 운송 선박으로 처리된 고형 해저 물질을 옮겨 싣도록 구성된 언로딩 시스템; 및
일정한 건현(freeboard)이 가능하도록 연속적으로 조정될 수 있는 밸러스트 시스템을 더 포함하는, 생산 지원 선박.
As a production support vessel for use in water bodies,
A seabed material receiver for receiving solid seabed material from below the surface of the water body;
A subsea material processor for processing solid subsea material from the subsea material receiver;
One or more bulk storage silos for storing processed solid subsea material from the subsea material processor;
A loading system configured to distribute processed solid subsea material to the bulk storage silo;
An unloading system configured to transfer the processed solid seabed material from the bulk storage silo to a transport vessel moored next to the production support vessel; And
A production support vessel, further comprising a ballast system that can be continuously adjusted to allow a constant freeboard.
제1항에 있어서,
상기 벌크 저장 사일로는 상기 생산 지원 선박의 선체에 의해 형성된 내부 공간의 과반 부분을 차지하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
The bulk storage silo occupies a majority of the inner space formed by the hull of the production support vessel.
제1항에 있어서,
상기 고형 해저 물질은 광석(ore)이고, 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로는 일주일치 생산량보다 더 많은 조합된 수용력을 가지는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
Wherein the solid seabed material is ore, and the one or more bulk storage silos have a combined capacity of greater than a week's output.
제3항에 있어서,
상기 벌크 저장 사일로의 상기 조합된 수용력은 광석 20,000 톤보다 더 큰, 생산 지원 선박.
The method of claim 3,
Wherein the combined capacity of the bulk storage silo is greater than 20,000 tons of ore.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로는 4개의 벌크 저장 사일로로 구성되는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
Wherein the one or more bulk storage silos are composed of four bulk storage silos.
제5항에 있어서,
상기 4개의 벌크 저장 사일로는 광석 40,000 내지 50,000 톤의 조합된 수용력을 가지는, 생산 지원 선박.
The method of claim 5,
The four bulk storage silos have a combined capacity of 40,000 to 50,000 tons of ore.
제1항에 있어서,
상기 벌크 저장 사일로는 상기 생산 지원 선박의 종축을 따라 정렬되어 있는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
The bulk storage silo is arranged along the longitudinal axis of the production support vessel.
제1항에 있어서,
단일의 로딩 시스템이 광석을 복수의 벌크 저장 사일로 중 어디로도 분배하도록 제공되는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
A production support vessel in which a single loading system is provided to distribute ore to any of a plurality of bulk storage silos.
제1항에 있어서,
상기 로딩 시스템은 광석을 상기 벌크 저장 사일로로 분배하는 종방향 및 횡방향 컨베이어를 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
Wherein the loading system comprises longitudinal and transverse conveyors for distributing ore to the bulk storage silo.
제1항에 있어서,
상기 언로딩 시스템은 적어도 하나의 언로딩 컨베이어 시스템을 포함하고, 상기 언로딩 컨베이어 시스템은 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로로부터 저장된 고형 해저 물질을 회수하여 상기 운송 선박으로 양하(unload)하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
The unloading system comprises at least one unloading conveyor system, wherein the unloading conveyor system recovers the stored solid seabed material from the one or more bulk storage silos and unloads it to the transport vessel.
제10항에 있어서,
상기 언로딩 컨베이어 시스템은 적어도 하나의 스쿠퍼(scooper)를 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 10,
Wherein the unloading conveyor system comprises at least one scooper.
제10항에 있어서,
상기 언로딩 시스템은 수직 리프터(lifter)를 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 10,
The production support vessel, wherein the unloading system comprises a vertical lifter.
제12항에 있어서,
상기 수직 리프터는 버킷 엘리베이터(bucket elevator)인, 생산 지원 선박.
The method of claim 12,
The vertical lifter is a bucket elevator, a production support vessel.
제12항에 있어서,
상기 수직 리프터는 C자형 컨베이어인, 생산 지원 선박.
The method of claim 12,
The vertical lifter is a C-shaped conveyor, production support vessel.
제10항에 있어서,
상기 언로딩 시스템은 상기 고형 해저 물질을 상기 운송 선박으로 옮겨 싣도록 구성된 붐 컨베이어(boom conveyor)를 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 10,
Wherein the unloading system comprises a boom conveyor configured to transfer the solid seabed material to the transport vessel.
제10항에 있어서,
2개의 언로딩 컨베이어 시스템이 제공되고, 제1 언로딩 컨베이어 시스템은 인접한 제1 쌍의 벌크 저장 사일로로부터 광석을 회수하고, 제2 언로딩 컨베이어 시스템은 인접한 제2 쌍의 벌크 저장 사일로로부터 광석을 회수하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 10,
Two unloading conveyor systems are provided, the first unloading conveyor system recovers ore from the adjacent first pair of bulk storage silos, and the second unloading conveyor system recovers ore from the adjacent second pair of bulk storage silos. That, production support shipping.
제1항에 있어서,
상기 해저 물질 리시버는 라이저(riser)의 적어도 일부분을 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
Wherein the subsea material receiver comprises at least a portion of a riser.
제1항에 있어서,
상기 해저 물질 프로세서는 탈수 플랜트를 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
The subsea material processor comprises a dewatering plant.
제18항에 있어서,
컨베이어가 처리된 광석을 상기 탈수 플랜트에서 상기 벌크 저장 사일로로 분배하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 18,
A production support vessel, wherein a conveyor distributes the treated ore from the dewatering plant to the bulk storage silo.
제1항에 있어서,
상기 해저 물질 프로세서는 석회 저장 및 주입 시스템(lime storage and dosing system)을 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
Wherein the subsea material processor comprises a lime storage and dosing system.
제1항에 있어서,
해저 차량을 저장하도록 구성된 하나 이상의 차량 베이(vehicle bay)를 더 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
The production support vessel further comprising one or more vehicle bays configured to store subsea vehicles.
제21항에 있어서,
상기 해저 차량은 상기 차량 베이를 통해 상기 생산 지원 선박으로부터 양하(unload)되고 선적(load)되는 해저 채굴 차량인, 생산 지원 선박.
The method of claim 21,
The subsea vehicle is an undersea mining vehicle that is unloaded and loaded from the production support vessel through the vehicle bay.
제22항에 있어서,
각각의 해저 채굴 차량을 양하하고 선적하기 위하여 리프트 윈치(lift winch) 및 유압 파워 유닛(HPU)이 제공되는, 생산 지원 선박.
The method of claim 22,
A production support vessel, provided with a lift winch and hydraulic power unit (HPU) for unloading and loading each subsea mining vehicle.
제1항에 있어서,
상기 생산 지원 선박의 적어도 일부분을 통해 수직하게 연장되어 있는 문풀(moon pool)을 더 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
A production support vessel further comprising a moon pool extending vertically through at least a portion of the production support vessel.
제24항에 있어서,
상기 문풀에 인접하여 위치한 데릭(derrick)을 더 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 24,
The production support vessel further comprising a derrick located adjacent to the moonpool.
제1항에 있어서,
상기 생산 지원 선박을 만재 위치(fully laden position)까지 균형 잡기에 충분한 수용력을 가진 밸러스트 시스템을 더 포함하는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
A production support vessel, further comprising a ballast system having sufficient capacity to balance the production support vessel to a fully laden position.
제26항에 있어서,
상기 밸러스트 시스템은 어떠한 선적 및 양하 작업 또는 어떠한 진수 및 회복 작업 동안에도 일정한 흘수(draft) 및 건현(freeboard)이 가능하도록 연속적으로 조정될 수 있는, 생산 지원 선박.
The method of claim 26,
The ballast system can be continuously adjusted to allow a constant draft and freeboard during any loading and unloading operation or any launching and recovery operation.
제1항에 있어서,
상기 생산 지원 선박은 150 내지 250 m의 수선간(between perpendiculars; BP) 길이, 및 20 내지 60 m의 전폭(breadth)을 가지는, 생산 지원 선박.
The method of claim 1,
The production support vessel has a between perpendiculars (BP) length of 150 to 250 m, and a breadth of 20 to 60 m.
해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법으로서,
수역 아래에서 작업하는 하나 이상의 해저 채굴 차량을 이용하여 고형 해저 물질을 채집하는 단계;
채집된 고형 해저 물질을 표면 선박으로 전달하는 단계;
상기 채집된 고형 해저 물질을 상기 표면 선박 상에서 처리하는 단계;
처리된 고형 해저 물질을 상기 표면 선박 상의 하나 이상의 벌크 저장 사일로로 분배하는 단계;
상기 표면 선박 상에서 처리된 고형 해저 물질을 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로에 저장하는 단계;
상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로에서 운송 선박으로 처리된 고형 해저 물질을 이송하는 단계; 및
일정한 건현이 가능하도록 밸러스트를 연속적으로 조정하는 단계를 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
As a method of processing material collected from the seabed,
Collecting solid seabed material using at least one subsea mining vehicle operating under water;
Delivering the collected solid seabed material to a surface vessel;
Treating the collected solid seabed material on the surface vessel;
Distributing the treated solid subsea material to one or more bulk storage silos on the surface vessel;
Storing the treated solid seabed material on the surface vessel in the one or more bulk storage silos;
Transferring the treated solid seabed material from the one or more bulk storage silos to a transport vessel; And
A method of treating material collected from the seabed, comprising the step of continuously adjusting the ballast to allow a constant freeboard.
제29항에 있어서,
어떠한 선적 및 양하 작업 또는 어떠한 진수 및 회복 작업 동안에도 일정한 흘수 및 건현이 가능하도록 상기 밸러스트를 조정하는 단계를 더 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
The method of processing material collected from the seabed, further comprising the step of adjusting the ballast to allow a constant draft and freeboard during any loading and unloading operation or any launching and recovery operation.
제29항에 있어서,
채집된 고형 해저 물질을 표면 선박으로 전달하는 단계는, 라이저를 이용하여 상기 채집된 고형 해저 물질을 상기 표면 선박으로 이송하는 단계를 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
The step of transferring the collected solid seabed material to the surface vessel comprises the step of transferring the collected solid seabed material to the surface vessel using a riser, a method of processing material collected from the seabed.
제29항에 있어서,
상기 채집된 고형 해저 물질을 상기 표면 선박 상에서 처리하는 단계는, 상기 채집된 고형 해저 물질을 탈수하는 단계를 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
The step of treating the collected solid seabed material on the surface vessel comprises dehydrating the collected solid seabed material.
제32항에 있어서,
탈수된 상기 채집된 고형 해저 물질은 컨베이어를 통해 탈수 플랜트에서 상기 표면 선박 상의 하나 이상의 벌크 저장 사일로로 전달되는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 32,
A method of treating material collected from the seabed, wherein the dewatered collected solid seabed material is transferred from a dewatering plant to one or more bulk storage silos on the surface vessel via a conveyor.
제30항에 있어서,
상기 채집된 고형 해저 물질을 상기 표면 선박 상에서 처리하는 단계는, 상기 고형 해저 물질의 산화를 감소시키기 위하여 상기 표면 선박 상의 석회 저장 및 주입 플랜트를 이용하는 단계를 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 30,
The step of treating the collected solid seabed material on the surface vessel comprises the step of using a lime storage and injection plant on the surface vessel to reduce oxidation of the solid seabed material, treating material collected from the seabed. Way.
제30항에 있어서,
상기 해저 채굴 차량을 상기 표면 선박 상으로 운송하고, 상기 해저 채굴 차량을 상기 표면 선박으로부터 상기 해저로 내려놓는 단계를 더 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 30,
Transporting the subsea mining vehicle onto the surface vessel, and lowering the subsea mining vehicle from the surface vessel onto the seabed.
제35항에 있어서,
하나 이상의 해저 채굴 차량을 상기 해저로부터 회수하고, 상기 해저 채굴 차량을 상기 표면 선박 상에 위치시키는 단계를 더 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 35,
And recovering at least one subsea mining vehicle from the seabed and placing the subsea mining vehicle on the surface vessel.
제29항에 있어서,
상기 해저는 해수면 아래로 500 m보다 더 깊이 있는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
A method for processing material collected from the seabed, wherein the seabed is deeper than 500 m below sea level.
제29항에 있어서,
상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로에서 운송 선박으로 저장된 고형 해저 물질을 이송하는 단계는, 상기 저장된 고형 해저 물질을 상기 운송 선박으로 바다에서 이송하는 단계를 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
Transferring the stored solid seabed material from the one or more bulk storage silos to a transportation vessel comprises transferring the stored solid seabed material from the sea to the transportation vessel.
제29항에 있어서,
저장된 고형 해저 물질을 이송하는 단계는, 스쿠퍼를 이용하여 상기 하나 이상의 벌크 저장 사일로로부터 상기 저장된 고형 해저 물질을 회수하고, 상기 고형 해저 물질을 상기 운송 선박으로 옮겨 싣는 붐 컨베이어로 상기 고형 해저 물질을 전달하는 버킷 엘리베이터에 회수된 고형 해저 물질을 위치시키는 단계를 포함하는, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
Transferring the stored solid seabed material may include recovering the stored solid seabed material from the one or more bulk storage silos using a scoop, and transferring the solid seabed material to a boom conveyor that transfers the solid seabed material to the transport vessel A method of processing material collected from the seabed comprising the step of placing the recovered solid seabed material in a delivery bucket elevator.
제29항에 있어서,
상기 표면 선박은 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 생산 지원 선박인, 해저로부터 채집된 물질을 처리하는 방법.
The method of claim 29,
The surface vessel is a production support vessel according to any one of claims 1 to 28, wherein the method for processing material collected from the seabed.
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