KR20180063833A - Underwater mining device and method for mining - Google Patents

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KR20180063833A
KR20180063833A KR1020170161529A KR20170161529A KR20180063833A KR 20180063833 A KR20180063833 A KR 20180063833A KR 1020170161529 A KR1020170161529 A KR 1020170161529A KR 20170161529 A KR20170161529 A KR 20170161529A KR 20180063833 A KR20180063833 A KR 20180063833A
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레온하르트 바이슬러
스테판 미카엘 핀켄젤러
베른 버호벤
하이코 펠더호프
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바우어 머쉬넨 게엠베하
콤비 리프트 게엠베하
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Abstract

The present invention relates to an underwater mining apparatus and a mining method. The method of mining a ground material comprises: an underwater work platform which can be placed on the sea bed; a cutting means for cutting the ground material from the sea bed; an adjusting means for adjusting and inserting the cutting means on the sea bed; and a conveying means for conveying the cut ground material to the outside of the cutting means. According to the present invention, a receptacle for a conveying container is designed on a work platform, and the conveying container is held in a detachable manner supported by the receptacle. Further, a conveying line is connected to the conveying container, and the cut ground material can be introduced into the conveying container.

Description

수중 채광 장치 및 채광 방법{UNDERWATER MINING DEVICE AND METHOD FOR MINING}[0001] UNDERWATER MINING DEVICE AND METHOD FOR MINING [0002]

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따라, 해저면(bed of a body of water) 상에 배치될 수 있는 수중 작업 플랫폼(submersible working platform), 해저면에서 지반재(ground material)를 절단하기 위한 절단 수단, 해저면 내에 절단 수단을 조정하고 삽입시키기 위한 조정 수단, 및 절단된 지반재를 절단 수단 밖으로 운반시키기 위한 운반 라인(conveying line)을 포함하는 수중 채광 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a submersible working platform, which can be arranged on a bed of a body of water, according to the preamble of claim 1, for cutting a ground material on the seabed And a conveying line for conveying the cut soil material out of the cutting means. The underwater mining apparatus according to the present invention comprises:

또한, 본 발명은 청구항 제14항의 전제부에 따라, 수중 채광 장치를 이용하여 해저면 상의 지반재를 채광하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법에서 수중 채광 장치는 해저면 상으로 하강하며, 절단 수단은 조정 수단에 의해 해저면 내에 삽입되어서, 지반재가 절단되고, 절단된 지반재는 운반 라인에 의해 운반된다.Further, the present invention relates to a method of mining a ground material on the seabed surface using an underwater mining device according to the preamble of claim 14, wherein the underwater mining device is descended to the sea floor, Is inserted into the seabed surface by the adjustment means, the ground material is cut, and the cut ground material is carried by the transportation line.

하강가능한 작업 플랫폼을 가지는 수중 드릴링 장비가 EP 2 562 346 A1에 공지되어 있다. 해저면에 시추공을 생성하기 위하여 드릴 그라이브(drill drive)에 의해 구동될 수 있는 드릴링 툴(drilling tool)이 작업 플랫폼 상에 배치된다. 드릴링 장치는 수중에 기초 요소(foundation element)를 제조하는 용도로 쓰인다. 시추공을 생성하는 중에 발생하는 드릴 절단물(drill cuttings)은 위쪽으로 유입되어 배출구를 통해 배출되며, 수역 주변부에서 멀리 운반되고 수역의 흐름에 의해 분산된다.An underwater drilling rig with a descendable work platform is known from EP 2 562 346 A1. A drilling tool, which can be driven by a drill drive to create a borehole on the ocean floor, is placed on the work platform. The drilling device is used to manufacture foundation elements in water. Drill cuttings that occur during the creation of boreholes flow upward and out through the discharge port, are transported away from the water body periphery, and are dispersed by the flow of water.

수중 채광 시스템은 WO 2015/178854 A1 및 WO 2015/178853 A1에 공지되어 있다. 상기 수중 채광 시스템에서 여러 개의 모바일 채광 유닛(mining units)이 사용되며, 이로부터 채광된 지반재는 채광 유닛과 공급 용기 사이에 수중 배치된 부유식 컨테이너(floating container)에 유입된다.Underwater mining systems are known from WO 2015/178854 A1 and WO 2015/178853 A1. In the underwater mining system, several mobile mining units are used, from which the mined ground material flows into a floating container disposed in the water between the mining unit and the supply vessel.

본 발명의 목적은 지반재가 특히 효율적인 방식으로 수중에서 채광될 수 있는, 수중 채광 장치 및 해저면 상의 지반재를 채광하기 위한 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an underwater mining apparatus and a method for mining the ground material on the seabed so that the ground material can be mined in water in a particularly efficient manner.

본 발명에 따른 목적은 청구항 제1항의 특징을 가지는 수중 채광 장치 및 청구항 제14항의 특징을 가지는 해저면 상의 지반재를 채광하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 각각의 종속항에 기재되어 있다.An object according to the present invention is achieved by an underwater mining apparatus having the features of claim 1 and a method of mining a ground material on the sea floor having the features of claim 14. Preferred embodiments of the invention are described in the respective dependent claims.

본 발명에 따른 수중 채광 장치는 작업 플랫폼 상에 운반 컨테이너용 수용부가 설계되고, 운반 컨테이너를는 수용부에 분리 가능한 방식으로 지지 및 유지되며, 운반 라인이 운반 컨테이너와 연결되고, 절단된 지반재는 운반 컨테이너에 안내될 수 있는 것을 특징으로 한다. The underwater mining device according to the present invention is designed such that the receiving container for the conveying container is designed on a work platform, the conveying container is supported and held in a detachable manner in the receiving portion, the conveying line is connected to the conveying container, As shown in FIG.

본 발명의 기본 개념은 채광된 지반재가 작업 플랫폼 상에 직접 수용되어 일시적으로 저장된다는 사실에 있다. 따라서, 채광된 지반재는 환경 또는 작업 플랫폼으로부터 제거 가능하게 배치된 수용 컨테이너에 전달되지 않는다. 채광된 지반재를 수용하고 저장하여, 이들의 운반이 용이하다는 것을 증명하였다.The basic idea of the present invention lies in the fact that the mined ground is directly received and temporarily stored on the work platform. Thus, the mined ground is not delivered to the receiving container disposed removably from the environment or work platform. It has been shown that the mining of the ground is accommodated and stored, and the transportation of these is easy.

본 발명의 다른 측면은 채광된 지반재가 수중 채광 장치의 작업 플랫폼 상에 분리 가능한 방식으로 지지되는 운반 컨테이너에 수용된다는 사실에 있다. 그 후, 비어있는 운반 컨테이너를 작업 플랫폼으로 대체할 수 있다. 이러한 방식으로 채광된 지반재를 수용할 수 있고, 바람직하게 환경에 상당한 부담을 주지 않으면서 신뢰할 수 있는 방식으로 수면쪽으로 운반할 수 있다.Another aspect of the invention resides in the fact that the mined ground is accommodated in a transport container which is supported in a removable manner on a work platform of an underwater mining apparatus. The empty shipping container can then be replaced with a working platform. In this way, the mined ground can be received and transported to the water surface in a reliable manner, preferably without significant burden on the environment.

기본적으로, 절단 수단은 드릴링 장치이거나 임의의 적합한 절단 수단일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 절단 수단이 대략 수평의 회전축에 대하여 회전 가능한 방식으로 구동되는 적어도 하나의 절단 휠(cutting wheel)을 가지는 절단기인 것이 특히 바람직하다. 바람직하게, 절단기는 회전 가능한 방식으로 구동되는 두 쌍의 절단 휠(cutting wheel)을 가질 수 있다. 우선, 절단 휠 쌍이 절단된 지반재를 흡입 펌프(suction pump)에 의해 절단 트렌치의 밖으로 전달되는 중앙쪽으로 운반하도록 구동된다. 절단기는 알려진 다이어프램 벽 절단기의 구조와 대체로 유사할 수 있다. Basically, the cutting means may be a drilling device or any suitable cutting means. According to one embodiment of the invention, it is particularly preferred that the cutting means is a cutter having at least one cutting wheel which is driven in a rotatable manner about a substantially horizontal axis of rotation. Preferably, the cutter may have two pairs of cutting wheels driven in a rotatable manner. First, the pair of cutting wheels is driven to carry the cut ground material to the center where it is transferred out of the cutting trench by a suction pump. The cutter may be generally similar to the structure of a known diaphragm wall cutter.

본 발명의 다른 실시예는 조정 수단이 가이드부(guide)를 가지며, 이 가이드부를 따라 절단 수단이 수직으로 조정 가능한 방식으로 안내된다는 사실에 있다. 특히, 조정 수단은 하나 또는 복수의 가이드웨이(guideways)를 가지는 마스트(mast)일 수 있다. 바람직하게는, 가이드는 절단 수단이 수직으로 이동 가능한 방식으로 안내되는 프레임워크 또는 관형 구조일 수도 있다.Another embodiment of the invention is the fact that the adjusting means has a guide, along which the cutting means is guided in a vertically adjustable manner. In particular, the adjustment means may be a mast having one or more guideways. Preferably, the guide may be a framework or tubular structure in which the cutting means is guided in a vertically movable manner.

기본적으로, 절단기는 중력으로 인해 가라앉을 수 있다. 본 발명에 따른 수중 채광 장치의 바람직한 변형은 절단 수단을 승강 및/또는 하강시키기 위한 전진 수단(advancing means)을 가진다. 이러한 방식으로, 선택적으로 전진 또는 재설정 힘이 가해질 수 있다.Basically, the cutter can sink by gravity. A preferred variant of the underwater mining apparatus according to the invention has advancing means for lifting and / or lowering the cutting means. In this way, an advance or reset force can optionally be applied.

전진 수단이 적어도 하나의 위치 설정 실린더(positioning cylinder) 또는 윈치(winch)를 갖는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게, 위치 설정 실린더는 승강 및/또는 하강을 위한 유압 실린더(hydraulic cylinder)이다. 마찬가지로, 대응하는 편향 수단(deflection means)을 가지는 하나 또는 복수의 윈치 로프(winch ropes)를 가지는 위치 배열에 의해 전진 또는 승강할 수 있다.It is particularly preferred for the advancing means to have at least one positioning cylinder or winch. Preferably, the positioning cylinder is a hydraulic cylinder for lifting and / or lowering. Likewise, it can be advanced or elevated by a positional arrangement with one or more winch ropes having corresponding deflection means.

본 발명의 특히 유리한 실시예는 가이드부가 가이드 프레임워크(guide framework)로 설계되어, 이의 상단부에 운반 컨테이너용 수용부가 마련되는 것에 있다. 가이드 프레임워크는 절단 수단이 수직으로 이동 가능한 방식으로 안내되는 내부 자유 공간을 가지는 튜브형 구조일 수 있다.A particularly advantageous embodiment of the invention consists in that the guiding part is designed as a guide framework and its upper part is provided with a receiving part for the carrying container. The guide framework may be a tubular structure with an internal free space in which the cutting means is guided in a vertically movable manner.

이와 관련하여, 수용부가 깔때기 형상의 중앙 섹션(centering section)을 가지며, 상기 중앙 섹션의 밑면에서, 운반 컨테이너가 수용부의 중앙 섹션 내에 운반 컨테이너를 삽입시키는데 적합하게 설계된 원뿔형의 삽입 섹션을 가지는 것이 특히 바람직하다. 수용부는 깔때기 형상이며, 이에 따라 운반 컨테이너의 하부에 대응적으로 적합한 원뿔형 삽입 섹션(correspondingly fitting conical inserting section)이 용이하게 수용되고 하강을 통해 중앙에 배치될 수 있게 한다. 운반 컨테이너를 수용할 때, 채광된 지반재를 공급하기 위한 운반 라인과의 연결이 동시에 수행될 수 있다.In this connection it is particularly preferred to have a conical insertion section designed for insertion of the transport container in the central section of the receptacle, at the bottom of said center section, with a receptacle having a centering section in the form of a funnel Do. The receiving portion is funnel shaped so that a correspondingly fitting conical inserting section correspondingly to the lower portion of the transport container is easily received and centrally disposed through the descent. When receiving the transport container, the connection with the transport line for supplying the mined ground material can be performed at the same time.

본 발명의 특히 유리한 실시예는 이송 라인의 제1 결합 요소(coupling element)가 운반 컨테이너의 수용부 상에 마련되고, 라인 연결을 형성하기 위해 제1 결합 요소와 연결될 수 있는 제2 결합 요소가 운반 컨테이너의 하부에 배치된다는 사실에 있다. 또한, 두 개의 결합 요소는 연결을 용이하게 하기 위해 대응적으로 적합한 깔때기 형상 및 원뿔 구조일 수 있다. 이러한 방식으로, 채광된 지반재가 이송 라인을 통해 하부로부터 운반 컨테이너로 공급될 수있다. A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that a first coupling element of the transfer line is provided on the receiving portion of the transport container and a second coupling element which can be connected to the first coupling element to form a line connection In the lower part of the container. In addition, the two coupling elements can be correspondingly funnel-shaped and conical in structure to facilitate connection. In this manner, the mined ground can be fed from the bottom to the transport container via the transport line.

본 발명의 바람직한 추가 전개는 운반 컨테이너 내부에 배출구의 상부 방향에서 운반 컨테이너를 통해 제2 결합 수단으로부터 연장된 라이저(riser)가 배치되며, 이를 통하여, 운반된 절단 지반재가 상부로부터 운반 컨테이너로 공급된다. 따라서, 운반 컨테이너 내의 라이저에 의해, 채광된 지반재가 초기에 상기 컨테이너를 통해 흐르며, 운반 컨테이너의 상부측에만 분배된다. A preferred further development of the invention is characterized in that a riser extending from the second coupling means through a transport container in the upper direction of the discharge port is disposed inside the transport container through which the transported cutting ground material is fed from the upper part to the transport container . Thus, by the riser in the transport container, the mined ground material initially flows through the container, and is distributed only to the upper side of the transport container.

대개 주변 물과과 혼합된 채광 지반재를 공급함으로써, 운반 컨테이너 내부에서 침전 공정이 발생할 수 있다. 고형의 지반재는 운반 컨테이너의 바닥 영역에 침전된 수 있고, 이에 따라 정화된 물은 운반 컨테이너의 상부 측 상에서 다시 나타날 수 있다. 그 결과, 실제로 유용한 하중으로서 절단된 재료로 운반 용기를 채우는 것이 개선된다.Often, sedimentation processes can occur within the transport container by supplying the mining ground material mixed with the surrounding water. The solid ground can be deposited in the bottom area of the transport container, so that the purified water can reappear on the top side of the transport container. As a result, filling of the transport container with the cut material as an actually useful load is improved.

본 발명의 다른 전개에 따르면, 제1 결합 수단 및/또는 제2 결합 수단 상에 정지 밸브(stop valve)가 배치되고, 운반 컨테이너의 충전을 위해 정지 밸브가 개방되며 운반 컨테이너가 수용부로부터 제거될 때 정지 밸브가 폐쇄되므로, 작업 플랫폼으로부터 운반 컨테이너의 특히 환경 친화적인 디커플링(decoupling)이 이루어진다. 정지 밸브 또는 정지 밸브들은 적합한 제어에 의해 작동할 수 있다. 또한, 밸브는 기계적 요소를 가지는 자동 밸브로 설계될 수 있어서, 운반 컨테이너가 장착될 때 자동적으로 개방되고, 운반 컨테이너가 제거될 때 자동적으로 폐쇄된다. According to another development of the invention, a stop valve is arranged on the first and / or the second engagement means, the stop valve is opened for filling of the transport container and the transport container is removed from the receptacle The stop valve is closed, so that a particularly environmentally friendly decoupling of the transport container from the work platform is achieved. Stop valves or stop valves can be operated by appropriate control. In addition, the valve can be designed as an automatic valve with a mechanical element such that it automatically opens when the transport container is mounted and automatically closes when the transport container is removed.

본 발명의 실시예 변형에 따르면, 수용된 운반 컨테이너를 그 위치에서 잠그고 고정시키는 잠금 수단(locking means)이 수용부 상에 배치되는 이점이 있다. 이로 인해, 흐름이 강한 경우에도 운반 컨테이너가 그 위치에 안정적으로 있을 수 있다. 또한, 이 방식에서 운반 컨테이너는 수중 채광 장치를 이송하는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 운반 컨테이너는 바람직하게는 승강 수단(lifting means), 특히 승강 로프(lifting rope)에 연결된다. 승강 로프에 의해, 운반 컨테이너는 비어있는 위치(emptying position), 특히 수상 운반 수단(water vehicle), 특히 용기로 이동할 수 있다. 운반 컨테이너가 작업 플랫폼에 단단히 고정되면, 수중 채광 장치는 승강 수단에 의해 운반 컨테이너과 함께 전부 운반 될 수있다.According to an embodiment variant of the invention, there is an advantage that a locking means for locking and locking the received transport container in its position is arranged on the receiving portion. As a result, even if the flow is strong, the transport container can be stably positioned at that position. Also, in this manner, the transport container can be used to transport underwater mining equipment. To this end, the transport container is preferably connected to a lifting means, in particular a lifting rope. With the lifting rope, the transport container can be moved to an emptying position, in particular to a water vehicle, especially a container. Once the transport container is securely fastened to the work platform, the underwater mining device can be fully carried with the transport container by the lifting means.

바람직하게, 절단 수단에서 운반 턴테이너로 절단된 지반재를 운반하기 위한 펌프 수단(pump means)이 마련된다. 펌프 수단은 절단 수단에 통합될 수 있고, 작업 플랫폼 상의 별도 구성 요소로서 배치될 수 있다. Preferably, pump means are provided for transporting the ground material cut by the transport turn-around in the cutting means. The pump means can be integrated into the cutting means and can be arranged as a separate component on the work platform.

해저면 상에 수중 채광 장치를 정확하게 세팅하기 위하여, 조정 가능한 지지 받침대(support feet)가 해저면 상에 작업 플랫폼을 정렬하기 위해 작업 플랫폼 상에 마련되는 것이 유리하다. 지지 받침대는 서로에 대하여 부조화를 이루는 높이를 맞추기 위하여 위치 결정 실린더 또는 다른 위치 결정 수단으로 마련될 수 있다. 이 방식으로, 작업 플랫폼을 울퉁불퉁한 지형에 수평으로 정렬할 수도 있다. 바람직하게는, 총 3개의 지지 받침대가 작업 플랫폼의 원주 주위에 분포되도록 배열된다.It is advantageous that adjustable support feet are provided on the work platform for aligning the work platform on the undersurface in order to set the underwater mining device correctly on the seabed. The support pedestal may be provided with a positioning cylinder or other positioning means to match the height that makes the mismatch with respect to each other. In this way, the work platform may be aligned horizontally to the rugged terrain. Preferably, a total of three support pedestals are arranged to be distributed around the circumference of the work platform.

본 발명에 따른 방법은 절단된 지반재를 수중 채광 장치의 수용부 상에 분리 가능한 방식으로 지지되는 운반 컨테이너로 운반시키고, 채움 수위에 도달하면, 채워진 운반 컨테이너를 수용부로부터 해제시켜 밖으로 이송시키는 것을 특징으로 한다. The method according to the invention is characterized in that the cut ground material is transported to a transport container which is removably supported on the receiving portion of the underwater mining device and, when reaching the filling level, the filled transport container is released from the receiving portion and transported out .

바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 상술한 수중 채광 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 이로 인해 인해 상술한 장점들이 달성될 수 있다.Preferably, the method according to the present invention can be carried out using the underwater mining apparatus described above. As a result, the above-mentioned advantages can be achieved.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예 변형은 승강 수단이 운반 컨테이너의 상부측에 맞물리고, 수중 채광 장치를 이송시키기 위해 운반 컨테이너가 수용부에 잠겨지는 점에서, 운반 컨테이너가 수중 채광 장치의 상부측에 분리 가능한 방식으로 고정되는 사실에 있다. 따라서, 승간 수단은 운반 컨테이너가 수중 채광 장치로부터 풀려지고 해제되는 경우 운반 컨테이너와 지반재를 개별 이송시키는 역할을 한다. 운반 컨테이너가 작업 플랫폼 상의 수용부에 잠겨 있으면, 수중 채광 장치는 승강 수단에 의해 전부 운반되고 움직일 수 있다.A preferred embodiment variant of the method according to the invention is characterized in that the elevating means engages with the upper side of the conveying container and the conveying container is located on the upper side of the underwater mining device in that the conveying container is immersed in the receiving part to transport the underwater mining device In a detachable manner. Thus, the lifting means serves to individually transport the transport container and the ground material when the transport container is released from the underwater mining device and released. When the transport container is immersed in the receiving portion on the work platform, the underwater mining device can be entirely carried and moved by the lifting means.

본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 바람직한 실시예에 의해 이하에서 더 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 수중 채광 장치의 측면도이다.
도 2는 수중 채광 장치의 운반 컨테이너의 측면 확대도이다.
도 3은 수중 채광 장치의 운반 컨테이너의 수용부의 확대 상세도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be further described in the following by a preferred embodiment schematically illustrated in the figures:
1 is a side view of an underwater mining apparatus according to the present invention.
2 is a side enlarged view of the transport container of the underwater mining apparatus.
3 is an enlarged detail view of the receiving portion of the carrying container of the underwater mining apparatus.

본 발명에 의한 및 본 발명에 따른 수중 채광 장치(10)에, 승강 장치에 의해 수상 운반 수단, 특히 베셀(vessel)로부터 해저면 상의 총 3개의 수직으로 조정가능한 지지 받침대(28)에 의해 배치될 수 있는, 빔(beam)의 프레임워크형 작업 플랫폼(framework-like working platform, 12)이 마련된다. 작업 플랫폼(12)는 지지 받침대(28)에 의해 수평으로 정렬될 수 있다. In the underwater mining apparatus 10 according to the present invention and according to the present invention, by means of a lifting device, the water-conveying means, in particular, from a vessel, is arranged by three total vertically adjustable support pedestals 28 A framework-like working platform 12 is provided, which can be a beam-like working platform. The work platform 12 can be horizontally aligned by the support pedestal 28. [

작업 플랫폼(12) 상에, 마스트형 가이드 프레임워크(mast-like guide framework, 14)가 조정 수단(13)을 형성하기 위해 배치된다. 가이드 프레임워크(14) 내에서, 수직 가이드(16)를 따라 수직으로 조정 가능한 방식으로 절단 수단(30)을 지지한다. 절단 수단(30)은 절단기로 설계되며, 더 구체적으로는 하부에 위치한 두 쌍의 절단 휠(32)을 가지는 다이어프램 벽 절단기(diaphragm wall cutter)로 설계될 수 있다. 절단 휠(32)은 수평 회전 축에 대하여 회전 가능한 방식으로 구동되며, 절단 휠(32)이 회전하여 지반재를 절단하고, 두 쌍의 절단 휠(32) 사이의 중앙 영역으로 절단된 지반재를 운반시킨다. On the work platform 12, a mast-like guide framework 14 is arranged to form the adjusting means 13. The mast- Within the guide framework 14, it supports the cutting means 30 in a vertically adjustable manner along the vertical guide 16. The cutting means 30 may be designed as a cutter, more specifically a diaphragm wall cutter having two pairs of cutting wheels 32 located at the bottom. The cutter wheel 32 is driven in a rotatable manner with respect to the horizontal rotation axis, and the cutter wheel 32 rotates to cut the ground material, and the ground material cut in the central region between the two pairs of cutter wheels 32 Lt; / RTI >

절단 수단(30)의 수직 조정을 위하여, 측방향에 배치된 실린더(22)를 가지는 전진 수단(advancing means, 20)이 마련된다. 배치된 실린더(22)에 의하여, 절단 수단(30)은 단계적으로 승강하거나 하강할 수 있다. 그럼으로써, 절단 수단(30)은 가이드 프레임워크(14) 내 수직 가이드(16)을 따라 긴 가이드 프레임(elongate guide frame)으로 안내된다. 절단 수단(30)의 조정 경로는 가이드 프레임(14)의 높이로 한정될 수 있어서, 절단 수단(30)은 항상 가이드 프레임워크(14) 내에서 안내된다. 대안으로, 절단 수단(30)은 가이드 프레임워크(14)의 밖으로 전부 이동될 수 있으며, 이 경우에는 절단 수단(30)의 긴 가이드 프레임을 따라 추가 안내가 이루어진다.For the vertical adjustment of the cutting means 30, an advancing means 20 having a laterally arranged cylinder 22 is provided. By means of the arranged cylinder 22, the cutting means 30 can ascend or descend stepwise. Thereby, the cutting means 30 is guided along a vertical guide 16 in the guide frame 14 into an elongate guide frame. The adjustment path of the cutting means 30 can be limited to the height of the guide frame 14 so that the cutting means 30 is always guided in the guide frame 14. [ Alternatively, the cutting means 30 may be fully moved out of the guide framework 14, in this case further guided along the elongate guide frame of the cutting means 30.

절단 휠(32)에 의해 절단된 지반재는 상부 방향에서 중앙 운반 라인(18) 및 펌프 수단(pump meansm 24)을 통해 가이드 프레임워크(14)의 상부측의 수용부(40)가 지지하고 있는 운반 컨테이너(50)로 운반된다.The ground material cut by the cutting wheel 32 is transported from the upper direction through the central conveyance line 18 and the pump means 24 to the upper portion of the guide frame 14, And is conveyed to the container 50.

수용부(40)는 중앙에 있는 방식으로 운반 컨테이너(50)의 하단부를 수용하기 위한 깔때기 형상의 중앙 섹션(funnel-shaped centering section, 42)을 가진다. 또한, 작업 플랫폼(12) 상에, 다양한 유닛 및 작동 수단을 가지는 구동 모듈(26)이 분리 가능한 방식으로 배치된다. 구동 모듈(26)은 수역의 상부측에 베셀(vessel)을 공급하기 위해 자세히 도시되지 않은 공급 라인을 통해 연결된다. 또한, 공급 라인에 의해, 수중 채광 장치(10)의 대응하는 제어가 수행될 수 있다.The receptacle 40 has a funnel-shaped centering section 42 for receiving the lower end of the shipping container 50 in a centralized manner. In addition, on the work platform 12, a drive module 26 having various units and operating means is arranged in a detachable manner. The drive module 26 is connected via a feed line not shown in detail to supply a vessel to the upper side of the body of water. Further, corresponding control of the underwater mining apparatus 10 can be performed by the supply line.

본 발명에 따른 수중 채광 장치(10)의 운반 컨테이너(50)는 도 2에서 더 자세히 도시되었다. 운반 컨테이너(50)은 대체로 실린더형 본체(52)를 포함하며, 이의 하단부에 원뿔형의 삽입 섹션(inserting section, 54)이 마련되고, 그 아래로 잠금 렛지(locking ledge, 55)가 마련된다. 중공의 운반 컨테이너(50) 내부의 라이저(58)는 실린더형 본체(52)의 상단부까지 및 상단부 너머까지 밑면(53)으로부터 연장된다. 수중 채광 장치(10)의 운반 라인(18)으로부터, 절단된 지반재는 밑면(53)에서 운반 컨테이너(50)의 라이저(riser, 58)로 이송되며, 라이저(58)의 상부 영역은 아치형 굴곡부(arched bends)에 의해 운반 컨테이너(50)의 내부를 향해 방향 전환된다. 굴곡부는 실린더형 본체(52)의 상부 영역으로 안내되어, 상부로부터 흡입된 물과 함께 절단된 지반재를 운반 컨테이너(50) 내로 공급시킨다. 이 방식으로, 절단된 지반재의 고체 성분은 운반 컨테이너(50)의 하부 영역에서 침전되며, 액체는 운반 컨테이너(50)의 상부측에서 나올 수 있다. The transport container 50 of the underwater mining apparatus 10 according to the present invention is shown in more detail in FIG. The transport container 50 generally includes a cylindrical body 52 with a conical insertion section 54 at the lower end thereof and a locking ledge 55 provided thereunder. The riser 58 inside the hollow transport container 50 extends from the bottom surface 53 to the upper end of the cylindrical body 52 and beyond the upper end. From the conveying line 18 of the underwater mining apparatus 10 the cut ground material is conveyed from the bottom surface 53 to the riser 58 of the transport container 50 and the upper region of the riser 58 is conveyed to the arcuate bend arched bends in the direction of the inside of the container 50. The bent portion is guided to the upper region of the cylindrical body 52 to feed the cut ground material into the transport container 50 together with the water sucked from above. In this way, the solid component of the cut soil material is settled in the lower region of the transport container 50, and liquid can come out of the upper side of the transport container 50.

운반 컨테이너(50)의 상부측에는 도시하지 않은 승강 수단, 특히 크레인 로프(crane rope)의 후크가 고정되는 고정 요소(57)가 더 배치된다.On the upper side of the transport container 50, there is further disposed a lifting means (not shown), in particular a securing element 57 to which a hook of a crane rope is fixed.

운반 컨테이너(50)는 도 3에 자세히 도시한 바와 같이 잠금 수단(70)에 의해 가이드 프레임워크(14)의 수용부(40) 상에 분리 가능한 방식으로 고정된다. 도 3으로부터, 운반 컨테이너(50)의 원뿔형 삽입 섹션(54)이 수용부(40)의 깔때기 형상의 중앙 섹션(42)에 끼워지도록 설계되어 있는 것을 볼 수 있다. 삽입된 위치에서, 웨지 형상의 유지 요소(wedge-shaped retaining element, 72)는 도시하지 않은 위치 결정 실린더에 의해 작동되는 작동 메커니즘부(actuating mechanism, 74)에 의해 도 3에 도시한 해제 위치에서 잠금 위치로 움직일 수 있다. 잠금 위치에서, 반지름 방향 내측으로 이동된 유지 요소(radially inward-moved retaining element, 72)는 운반 컨테이너(50)의 실린더형 단부 섹션에서 직경이 큰 잠금 렛지(55)의 뒤쪽에서 맞물린다. 잠금 위치에서, 운반 컨테이너(50)는 가이드 프레임(14)에 견고하게 연결됨에 따라 작업 플랫폼(12)에 견고하게 연결되어, 수중 채광 장치(10)가 이후에 운반 컨테이너(50)와 함께 위로 당겨질 수 있다.The carrying container 50 is fixed in a detachable manner on the receiving portion 40 of the guide frame 14 by the locking means 70 as shown in detail in Fig. It can be seen from FIG. 3 that the conical insertion section 54 of the transport container 50 is designed to fit into the funnel-shaped central section 42 of the receiving section 40. In the inserted position, the wedge-shaped retaining element 72 is locked by an actuating mechanism 74, which is actuated by a positioning cylinder (not shown) Position. At the locking position, a radially inward-moved retaining element 72 is engaged at the back of the large diameter lock ledge 55 in the cylindrical end section of the transport container 50. In the locked position, the carrying container 50 is rigidly connected to the working platform 12 as it is rigidly connected to the guide frame 14 so that the underwater mining device 10 is then pulled up with the carrying container 50 .

도 3으로부터, 운반 라인(18) 및 운반 컨테이너(50) 사이의 연결을 개략적으로 볼 수 있다. 운반 라인(18)의 상단부에는 깔때기 형상의 제2 결합 요소(56)에 끼워지는 방식으로 운반 컨테이너(50)에 결합되는 제1 결합 요소(46)가 설계된다. 제1 결합 요소(46) 및 제2 결합 요소(56) 사이의 결합 위치에서, 운반 컨테이너(50) 내부의 운반 라인(18) 및 라이저(58) 사이의 라인 연결이 형성된다. 개략적으로 도시된 정지 밸브(60)에 의해, 제1 결합 요소(46) 및 제2 결합 요소(56)의 개구부는 운반 컨테이너가 수용부(40)로부터 분리될 때 폐쇄된다. 바람직하게, 잠금 밸브(60)는 운반 컨테이너(50)의 장착 또는 해제 중에 기계적으로 작용한다.3, the connection between the transport line 18 and the transport container 50 can be seen schematically. A first engagement element 46 is designed at the upper end of the conveying line 18 to be coupled to the conveying container 50 in such a manner as to fit in the funnel-shaped second engagement element 56. At the mating position between the first engaging element 46 and the second engaging element 56 a line connection is formed between the conveying line 18 and the riser 58 inside the conveying container 50. By the stop valve 60 shown schematically, the openings of the first engaging element 46 and the second engaging element 56 are closed when the carrying container is detached from the receiving portion 40. Preferably, the lock valve 60 acts mechanically during the loading or unloading of the transport container 50.

본 발명에 따른 수중 채광 장치(10)는 해저면 상의 지반재를 절단하기 위해, 특히 샘플을 채취하고 지표면 가까이의 천연 자원을 채광하기 위해 마련된다. An underwater mining apparatus (10) according to the present invention is provided for cutting a ground material on the seabed, especially for sampling a sample and mining natural resources near the ground surface.

Claims (15)

- 해저면(bed of a body of water) 상에 배치될 수 있는 수중 작업 플랫폼(submersible working platform),
- 상기 해저면으로부터 지반재(ground material)를 절단하기 위한 절단 수단(cutting means),
- 상기 해저면 내에 상기 절단 수단을 조정하고 삽입시키기 위한 조정 수단(adjustment means), 및
- 상기 절단 수단의 밖으로 절단된 지반재를 운반하기 위한 운반 라인을 포함하며,
- 상기 작업 플랫폼 상에 운반 컨테이너용 수용부가 설계되고,
- 상기 운반 컨테이너는 분리 가능한 방식으로 상기 수용부의 지지를 받고 유지되며,
- 상기 운반 라인은 상기 운반 컨테이너와 연결되고, 절단된 상기 지반재는 상기 운반 컨테이너에 유입될 수 있는, 수중 채광 장치.A submersible working platform which can be placed on a bed of a body of water,
Cutting means for cutting the ground material from the bottom surface,
- adjustment means for adjusting and inserting said cutting means in said bottom surface, and
- a conveying line for conveying the ground material cut out of said cutting means,
- a receptacle for a transport container is designed on said work platform,
The carrying container is supported and held in a detachable manner by the receiving portion,
The transport line is connected to the transport container, and the cut ground material can be introduced into the transport container. 제1항에 있어서,
상기 절단 수단은 대체로 수평인 회전축에 대하여 회전 가능한 방식으로 구동되는 적어도 하나의 절단 휠을 가지는 절단기(cutter)인, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
Wherein the cutting means is a cutter having at least one cutting wheel driven in a rotatable manner with respect to a generally horizontal rotational axis. 제1항에 있어서,
상기 조정 수단은 가이드부(guide)를 가지며, 이 가이드부를 따라 상기 절단 수단이 수직으로 조정 가능한 방식으로 안내되는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
Wherein the adjusting means has a guide and the cutting means is guided in a vertically adjustable manner along the guide portion. 제1항에 있어서,
상기 조정 수단은 상기 절단 수단을 승강 및/또는 하강시키기 위한 전진 수단을 가지는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
Wherein the adjusting means has advancing means for raising and lowering the cutting means. 제4항에 있어서,
상기 전진 수단(advancing means)은 적어도 하나의 위치 결정 실린더(positioning cylinder) 또는 윈치(winch)를 가지는, 수중 채광 장치. 5. The method of claim 4,
Wherein the advancing means has at least one positioning cylinder or winch. 제3항에 있어서,
상기 가이드부는 가이드 프레임워크(guide framework)로 설계되어, 그 상단부에 운반 컨테이너용 수용부가 마련되는, 수중 채광 장치.The method of claim 3,
Wherein the guide portion is designed as a guide framework, and a container portion for a transport container is provided at an upper end thereof. 제1항에 있어서,
상기 수용부는 깔때기 형상의 중앙 섹션을 가지며,
상기 수용부의 아래쪽에서, 상기 운반 컨테이너는 상기 수용부의 중앙 섹션에 상기 운반 컨테이너가 끼워지도록 설계되는 원뿔 형상의 삽입 섹션을 가지는, 수중 채광 장치. The method according to claim 1,
The receiving portion has a funnel-shaped central section,
Below the receiving portion, the carrying container has a conical shaped insertion section designed to fit the carrying container in a central section of the receiving portion. 제1항에 있어서,
상기 운반 라인의 제1 결합 요소는 상기 운반 컨테이너용 상기 수용부 상에 마련되고,
라인 연결을 형성하기 위해 상기 제1 결합 요소에 연결될 수 있는 제2 결합 요소는 상기 운반 컨테이너의 아래쪽에 배치되는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
Wherein a first engaging element of the carrying line is provided on the receiving portion for the carrying container,
Wherein a second engaging element connectable to the first engaging element for forming a line connection is disposed under the transport container. 제8항에 있어서,
배출구의 상부 방향에서 상기 운반 컨테이너를 통해 상기 제2 결합 수단으로부터 연장된 라이저(riser)가 상기 운반 컨테이너 내에 배치되고, 운반된 절단 지반재는 상기 라이저를 통해 위에서부터 상기 운반 컨테이너에 공급되는, 수중 채광 장치.9. The method of claim 8,
A riser extending from the second coupling means through the transport container in the upper direction of the discharge port is disposed in the transport container and the transported cut ground material is supplied to the transport container from above through the riser, Device. 제1항에 있어서,
정지 밸브(stop valve)는 제1 결합 수단 및/또는 제2 결합 수단 상에 배치되고,
상기 정지 밸브는 상기 운반 컨테이너를 채우기 위해 개방되고,
상기 정지 밸브는 상기 운반 컨테이너가 상기 수용부로부터 분리될 때 폐쇄되는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
A stop valve is disposed on the first engagement means and / or the second engagement means,
The stop valve being open to fill the transport container,
Wherein the stop valve is closed when the transport container is separated from the receiving portion. 제1항에 있어서,
수용된 상기 운반 컨테이너를 그 위치에서 잠그고 고정시키는 잠금 수단(locking means)이 상기 수용부 상에 배치되는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
Wherein a locking means for locking and securing the transport container in its position is disposed on the receiving portion. 제1항에 있어서,
절단된 상기 지반재를 상기 절단 수단에서 상기 운반 컨테이너로 운반하기 위한 펌프 수단이 마련되는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
And pump means for transporting the cut ground material from the cutting means to the transportation container is provided. 제1항에 있어서,
조정 가능한 지지 받침대(support feet)는 해저면 상에 상기 작업 플랫폼을 정렬시키기 위해 상기 작업 플랫폼 상에 마련되는, 수중 채광 장치.The method according to claim 1,
Wherein the adjustable support feet are provided on the work platform to align the work platform on the underside. 제1항에 따른 수중 채광 장치로 해저면 상의 지반재를 채광하는 방법으로서,
- 수중 채광 장치가 해저면으로 하강하고,
- 절단 수단이 조정 수단에 의해 해저면 내로 삽입되어 지반재가 절단되며,
- 절단된 상기 지반재는 운반 라인에 의해 밖으로 운반되고,
- 상기 절단된 지반재는 분리 가능한 방식으로 상기 수중 채광 장치의 수용부의 지지를 받는 운반 컨테이너로 운반되며,
- 채워진 상기 운반 컨테이너가 채움 수위에 도달하면 상기 수용부로부터 분리되어 밖으로 이송되는, 방법.A method for mining a ground material on a seabed surface with an underwater mining device according to claim 1,
- The underwater mining device descends to the sea floor,
The cutting means is inserted into the bottom surface by the adjusting means to cut the ground material,
- the cut sole material is carried out by the conveying line,
The cut ground material is transported in a removable manner to a transport container which is supported by the receiving portion of the underwater mining device,
- when the filled transport container reaches a fill level, is separated from the receptacle and transported out. 제14항에 있어서,
상기 운반 컨테이너는 상기 수중 채광 장치의 상부측 상에 분리 가능한 방식으로 고정되며,
승강 수단은 상기 운반 컨테이너의 상부측에 결합되며,
상기 수중 채광 장치를 이송시키기 위해 상기 운반 컨테이너가 상기 수용부에 고정되는, 방법.

15. The method of claim 14,
The transport container being detachably fixed on the upper side of the underwater mining device,
The elevating means is coupled to the upper side of the transportation container,
Wherein the transport container is secured to the receiving portion for transporting the underwater mining device.

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