RU2375578C1 - Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации - Google Patents
Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375578C1 RU2375578C1 RU2008121079/03A RU2008121079A RU2375578C1 RU 2375578 C1 RU2375578 C1 RU 2375578C1 RU 2008121079/03 A RU2008121079/03 A RU 2008121079/03A RU 2008121079 A RU2008121079 A RU 2008121079A RU 2375578 C1 RU2375578 C1 RU 2375578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drum
- zone
- ferromanganese
- hopper
- burrs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к подводной добыче полезных ископаемых и может быть использована в горнодобывающей промышленности. Технический результат - исключение прямой зависимости производительности от ширины ковшей, исключение подъема пустой породы, добыча немагнитных полезных ископаемых, улучшение экологической обстановки в зоне обработки залежей железомарганцевых конкреций. Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций включает перемещение добычного устройства по дну, захват конкреций со дна, транспортирование их с помощью барабана до зоны разгрузки и подача в бункер. Причем на обечайке барабана создают зону разрежения, на которой происходит захват, удержание и транспортирование железомарганцевых конкреций до места окончания зоны разрежения с последующей разгрузкой в бункер под их собственным весом. Устройство для реализации способа содержит надводное плавсредство, транспортирующий орган, придонное добычное устройство в виде барабана. Добычное устройство выполнено с продольными пазами на внешней поверхности барабана, имеющего сквозные отверстия по концам пазов. На барабане установлена обечайка с равномерно расположенными по всей ее поверхности, ориентированными основанием наружу сквозными конусообразными отверстиями. Отверстия соразмерны захватываемому концентрату. Барабан размещен на смещенных относительно торца к его центру боковых дисках и установлен на опорном столе. С опорным столом жестко связан неподвижный коллектор, имеющий форму сектора, равного 3/4 окружности, и ориентируемый симметрично относительно горизонтальной оси в направлении против хода движения. Коллектор расположен внутри барабана, между его торцом и боковым диском, а в зоне контакта с поверхностью барабана на коллекторе имеется эластичное низкофрикционное покрытие. Опорный стол установлен на вертикальных гидроцилиндрах, смонтированных на лыжах. На лыжах также установлен бункер в виде усеченного конуса и электродвигатель в масляной ванне с насосом, соединенным при помощи сети патрубков с коллектором. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Способ и изобретение относятся к подводной добыче полезных ископаемых и могут быть использованы в горнодобывающей промышленности.
Известен способ добычи ЖМК [Патент №2053366, МПК Е21С 50/00, дата публикации 1996.01.27], включающий спуск на дно шасси с автономным двигателем и контейнером-сборником (КС) с регулятором переменной плавучести, управление движением шасси с одновременным сбором ЖМК и подъем КС на поверхность океана путем придания положительной плавучести с последующей разгрузкой КС. Способ отличается тем, что в процессе перемещения шасси производят регулировку давления шасси на дно океана путем наддува подъемного устройства КС, сбор ЖМК производят всасыванием предварительно образованной пульпы, обогащение донных отложений производят непосредственно на дне путем сепарирования и сброса отходов на отработанный участок, а в процессе наполнения КС производят его продувку сжатым газом. Управление работой шасси осуществляют дистанционно.
Недостатками данного способа являются высокая замутненность в зоне работы и, как следствие, ухудшение экологической обстановки в местах ведения добычи конкреций, захват и транспортирование большого объема пустой породы.
Известен также способ ведения добычных работ по сбору и подъему железомарганцевых конкреций [Коробков В.А., Левин B.C., Лукошков А.В. Подводная технология /Л.: Судостроение, 1981. - 240 с, стр.142-143.]. Он является механическим способом, основанным на использовании многочерпаковой драгирующей системы с бесконечным кольцевым тяговым канатом. В процессе работы лебедки непрерывно перемещают канат, рабочая петля которого волочится по грунту. В то же время судно, на котором закреплены лебедки, перемещается в боковом направлении. Порода из ковшей, поднятых на палубу, поступает в приемный бункер, а ковши отсоединяются от троса и вновь присоединяются к нему после его выхода из кормовой лебедки.
Недостатками этого способа является малая площадь отработки дна, подъем пустой породы, низкая заполняемость ковшей, запутывание ветвей каната, нарушение экологической обстановки в зоне работы черпания и на всем протяжении зоны транспортирования до судна.
Известно также устройство сбора твердых полезных ископаемых со дна и его способ ведения добычи титаномагнетитовых песков [Коробков В.А., Левин B.C., Лукошков А.В. Подводная технология /Л.: Судостроение, 1981. - 240 с., стр.126-127], который принят за прототип. Сущность способа состоит в том, что на вращающемся барабане сепаратора образована секторная немагнитная зона за счет конструктивного распределения постоянных магнитов. Сепаратор буксируется по дну. На пути его движения верхний слой донного грунта разрушается гидромонитором. Взвешенные в воде магнитные частички притягиваются к поверхности барабана и вращаются вместе с ним до момента входа в немагнитную зону, где они засасываются подъемным насосом в транспортный трубопровод и подаются в бункер.
Недостатками данного способа являются затрудненность ведения добычных работ за счет высокой замутненность в зоне гидромонитора, ограничение глубины разработки, невозможность ведения добычи немагнитных твердых полезных ископаемых.
Известно устройство драга [Лобанов В.А. Справочник по технике освоения шельфа / Л.: Судостроение, 1983. 288 стр.], включающее судно обеспечения, бесконечно замкнутая цепь с ковшами и цепной привод. Оно способно вести разработку придонных полезных ископаемых на глубине до 4000 метров.
Недостатками этого устройства являются низкая производительность из-за недостаточной наполняемости ковшей и, как следствие, низкое качество отработки донных участков месторождений, запутывание ветвей цепи.
Известна установка добычи железомарганцевых конкреций [Тимофеев И.П. Шагающие машины для освоения ресурсов морского дна / Ленинград: Издательство Ленинградского университета, 1987. - 176 с, стр.9-11], принятая за прототип. Она снабжена надводным плавсредством, транспортирующим органом, придонным добычным устройством сбора с бункером для заполнения ковшей, закрепленных на тяговом канате. Добычное устройство установлено на салазках, оборудовано в передней части ножом-рыхлителем, имеет днище в виде грохотной решетки, перемещается оно с помощью каната. Движением добычного устройства по дну и черпаков на канате управляют с надводного плавсредства.
Недостатки этой установки: низкая производительность, напрямую зависящая от ширины ковшей, низкий коэффициент обогащения конкреций на дне, что ведет к подъему большого объема пустой породы, запутывание ветвей тягового каната из-за их свободного провисания, нарушение экологической обстановки в процессе подъема заполненных ковшей.
Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно исключение прямой зависимости производительности от ширины ковшей, исключение подъема пустой породы за счет проведения первичного обогащения, возможность добычи немагнитных полезных ископаемых, улучшение экологической обстановки в зоне отработки залежей железомарганцевых конкреций.
Технический результат в части способа достигается тем, что способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций, включающий перемещение добычного устройства по дну, захват конкреций со дна, транспортирование их с помощью барабана до зоны разгрузки и подача в бункер, отличается тем, что на обечайке барабана создают зону разрежения, на которой происходит захват, удержание и транспортирование железомарганцевых конкреций до места окончания зоны разрежения с последующей разгрузкой в бункер под их собственным весом.
Технический результат в части устройства достигается тем, что устройство для реализации способа селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций, содержащее надводное плавсредство, транспортирующий орган, придонное добычное устройство в виде барабана, отличается тем, что добычное устройство выполнено с продольными пазами на внешней поверхности барабана, имеющего сквозные отверстия по концам пазов, на котором установлена обечайка с равномерно расположенными по всей ее поверхности, ориентированными основанием наружу сквозными конусообразными отверстиями, соразмерными захватываемому концентрата, при этом барабан размещен на смещенных относительно торца к его центру боковых дисках и установлен на опорном столе, с которым жестко связан неподвижный коллектор, имеющий форму сектора, равного ¾ окружности, и ориентируемый симметрично относительно горизонтальной оси в направлении против хода движения, к тому же коллектор расположен внутри барабана, между его торцом и боковым диском, а в зоне контакта с поверхностью барабана на коллекторе имеется эластичное низкофрикционное покрытие, кроме того, опорный стол установлен на вертикальных гидроцилиндрах, смонтированных на лыжах, на которых установлен бункер в виде усеченного конуса и электродвигатель в масляной ванне с насосом, соединенным при помощи сети патрубков с коллектором.
Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации показаны на чертежах, где на фиг.1 - представлена общая схема агрегата, на фиг.2 - общий вид придонного добычного устройства, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3, на фиг.5 - вид В-В на фиг.3 крупным планом.
Способ и устройство включают в себя надводное плавсредство 1, грузонесущий кабель 2, транспортирующий орган, например, известный из патента №2301338 МПК Е21С 50/00 (2006.01), дата публикации 2007.06.20, придонное добычное устройство в виде барабана 3.
Транспортирующий орган состоит из транспортирующей конвейерной ленты 4 с ковшами-поплавками 5, промежуточного привода 6 и трубного става 7. Промежуточные привода 6 размещены между ветвями конвейерной ленты 4 и крепятся на ставе 7, выполненном в виде колонны труб. Количество промежуточных приводов зависит от глубины разработки. С увеличением глубины увеличивается и количество промежуточных приводов.
Придонное добычное устройство представлено в виде барабана 8. Оно состоит собственно из барабана 8 с продольными пазами 9, ширина которых выбирается в зависимости от эластичности обечайки 10, чтобы исключить ее прогибание внутрь барабана 8 под действием разрежения. На концах продольных пазов 9 имеются сквозные отверстия 11 для откачивания воды. Снаружи на барабане 8 находится сменная обечайка 10, выполненная из эластичного материала, например резины. По поверхности обечайки 10 равномерно распределены сквозные конусообразные отверстия 12. Размер этих конусов зависит от среднего диаметра добываемых конкреций. Данные о конкрециях предоставляются благодаря геологоразведке местности, после чего и выбираются заранее изготовленные эластичные обечайки 10 с необходимыми размерами конусообразных отверстий 12. Барабан 8 при помощи боковых дисков 13 жестко крепится на оси 14. Боковые диски 13 смещены к центру барабана 8 относительно его торца на величину, большую ширины коллектора 15. Барабан 8 и ось 14 свободно вращаются в подшипнике скольжения 16, установленного на опорном столе 17. К опорному столу 17 фермой 18 крепится неподвижный коллектор 15, вставляемый в барабан 8 между его торцом и боковым диском 13. Коллектор 15 имеет форму сектора с углом в 270 градусов, ориентированного симметрично относительно горизонтальной оси с пустым сектором по ходу движения придонного добычного устройства 3, и имеет в зоне контакта его внешней части и внутренней поверхности барабана 8 эластичное низкофрикционное покрытие 19 для уменьшения сил трения, возникающих при вращении барабана 8 и для герметизации внутренней полости коллектора 15. Опорный стол 17 устанавливается на гидроцилиндрах 20, которые монтируются на лыжах 21. Гидроцилиндры 20 позволяют изменять вертикальное положение оси 14 барабана, тем самым регулируя глубину внедрения обечайки 10 в мягкий ил. На лыжах 21 при помощи фермы 22 монтируется бункер 23, из которого происходит черпание конкреций ковшами-поплавками 5 транспортирующего органа и доставка их на надводное плавсредство 1. Бункер 23 имеет в плане вид усеченного конуса, что позволяет уменьшить ширину ковшей-поплавков 5, так как в этом случае добытые конкреции будут концентрироваться в его узкой части за счет усечения боковин бункера 23, и избежать необходимости черпания на всю ширину захвата барабана 5. На лыжах 21 также расположен электродвигатель 24 в масляной ванне для обеспечения его работы в водной среде и исключения попадания воды внутрь электродвигателя 24, насос 25 и конец грузонесущего кабеля 2, второй конец которого закреплен на надводном плавсредстве. Насос 25 при помощи патрубков 26 и муфты 27 связан с коллектором 15.
Предлагаемое устройство и способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций работает следующим образом. Скорость движения от надводного плавсредства 1, при помощи грузонесущего кабеля 2, передается придонному добычному устройству 3. За счет сил трения качения происходит вращение барабана 8, обечайки 10, боковых дисков 13 и оси 14 в подшипниках 16. Электричество, передаваемое по грузонесущему кабелю 2, питает электродвигатель 24, который запускает в работу насос 25. Вода из конусообразных отверстий 12 на эластичной обечайке 10 по продольным пазам 9 и сквозным отверстиям 11 через коллектор 15, муфты 27 по патрубкам 26 откачивается насосом 25, в результате чего происходит разрежения на всей ширине захвата барабана 8 в зоне конусообразных отверстий 12 обечайки 10, находящихся в данный момент над сектором неподвижного коллектора 15 в 270 градусов. Барабан 8, вращаясь, накатывается на железомарганцевые конкреции, лежащие в илу конусообразными отверстиями 12. Благодаря разрежению в зоне сектора неподвижного коллектора 15 будет происходить захват и удержание конкреций на поверхности обечайки 10 конусообразными отверстиями 12. При этом достигается первичное обогащение конкреций, то есть исключается захват и транспортирование пустой вмещающей породы. Дальнейшее вращение барабана приводит к тому, что конкреции, удерживаемые разрежением на поверхности обечайки 10, достигают верхнего конца сектора коллектора 15, где заканчивается зона разрежения. Под действием силы тяжести конкреции разгружаются в бункер 23. Благодаря наклону и конусообразной форме бункера 23 они скапливаются в узкой его части и черпаются ковшами 5 транспортирующей конвейерной ленты 4, после чего доставляются на надводное плавсредство 1.
Поднятые на судно 1 при помощи транспортирующего тяговонесущего органа добытые железомарганцевые конкреции складируется в трюмах, а далее при помощи барж переправляются на берег для дальнейшей переработки.
Таким образом, с предложенным устройством и способом добычи железомарганцевых конкреций возможно исключение подъема пустой породы за счет проведения первичного обогащения, повышение производительности устройства за счет только увеличения ширины захвата барабана, так как производительность ковшовой транспортирующей системы практически не будет влиять на производительность всей установки в связи с транспортированием уже обогащенных конкреций, возможность ведения добычи любых немагнитных фракций, улучшение экологии в зоне отработки залежей железомарганцевых конкреций, так как исключается выемка всего конкрециеносного слоя и грубое нарушение рельефа морского дна.
Claims (2)
1. Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций, включающий перемещение добычного устройства по дну, захват конкреций со дна, транспортирование их с помощью барабана до зоны разгрузки и подача в бункер, отличающийся тем, что на обечайке барабана создают зону разрежения, на которой происходит захват, удержание и транспортирование железомарганцевых конкреций до места окончания зоны разрежения с последующей разгрузкой в бункер под их собственным весом.
2. Устройство для реализации способа селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций, содержащее надводное плавсредство, транспортирующий орган, придонное добычное устройство в виде барабана, отличающийся тем, что добычное устройство выполнено с продольными пазами на внешней поверхности барабана, имеющего сквозные отверстия по концам пазов, на котором установлена обечайка, с равномерно расположенными по всей ее поверхности, ориентированными основанием наружу, сквозными конусообразными отверстиями, соразмерными захватываемому концентрату, при этом барабан размещен на смещенных относительно торца к его центру боковых дисках и установлен на опорном столе, с которым жестко связан неподвижный коллектор, имеющий форму сектора, равного % окружности и ориентируемый симметрично относительно горизонтальной оси в направлении против хода движения, к тому же коллектор расположен внутри барабана, между его торцом и боковым диском, а в зоне контакта с поверхностью барабана на коллекторе имеется эластичное низкофрикционное покрытие, кроме того, опорный стол установлен на вертикальных гидроцилиндрах, смонтированных на лыжах, на которых установлен бункер в виде усеченного конуса и электродвигатель в масляной ванне с насосом, соединенным при помощи сети патрубков с коллектором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121079/03A RU2375578C1 (ru) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121079/03A RU2375578C1 (ru) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2375578C1 true RU2375578C1 (ru) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008121079/03A RU2375578C1 (ru) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2375578C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466275C1 (ru) * | 2011-05-05 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Комплекс для добычи и обогащения твердых полезных ископаемых |
RU178978U1 (ru) * | 2017-10-20 | 2018-04-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Придонное добычное устройство для сбора железомарганцевых конкреций с морского дна |
RU2660249C2 (ru) * | 2016-05-16 | 2018-07-05 | Михаил Николаевич Добреля | Плавучее устройство для добычи донных отложений |
RU203596U1 (ru) * | 2021-02-16 | 2021-04-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Устройство для сбора кобальтомарганцевых корок со дна морей |
RU2753784C1 (ru) * | 2020-12-16 | 2021-08-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Черпающее устройство драги |
RU2765445C1 (ru) * | 2021-05-11 | 2022-02-01 | Сергей Николаевич Кошколда | Агрегат для гидродобычи полезных ископаемых |
CN116988794A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-03 | 长沙矿冶研究院有限责任公司 | 一种负压采集头及负压采集装备 |
-
2008
- 2008-05-26 RU RU2008121079/03A patent/RU2375578C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
В.А.КОРОБКО и др. Подводная технология. - Л.: Судостроение, 1981, с.126-127. И.П. ТИМОФЕЕВ. Шагающие машины для освоения ресурсов морского дна. - Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1987, с.9-10. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466275C1 (ru) * | 2011-05-05 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Комплекс для добычи и обогащения твердых полезных ископаемых |
RU2660249C2 (ru) * | 2016-05-16 | 2018-07-05 | Михаил Николаевич Добреля | Плавучее устройство для добычи донных отложений |
RU178978U1 (ru) * | 2017-10-20 | 2018-04-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Придонное добычное устройство для сбора железомарганцевых конкреций с морского дна |
RU2753784C1 (ru) * | 2020-12-16 | 2021-08-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Черпающее устройство драги |
RU203596U1 (ru) * | 2021-02-16 | 2021-04-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Устройство для сбора кобальтомарганцевых корок со дна морей |
RU2765445C1 (ru) * | 2021-05-11 | 2022-02-01 | Сергей Николаевич Кошколда | Агрегат для гидродобычи полезных ископаемых |
CN116988794A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-03 | 长沙矿冶研究院有限责任公司 | 一种负压采集头及负压采集装备 |
CN116988794B (zh) * | 2023-09-28 | 2024-02-20 | 长沙矿冶研究院有限责任公司 | 一种负压采集头及负压采集装备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2375578C1 (ru) | Способ селективного отбора и предварительного обогащения железомарганцевых конкреций и устройство для его реализации | |
CN111263583B (zh) | 用于贝类的收获系统以及用于从海床收获贝类的方法 | |
BE1020785A5 (nl) | Inrichting en werkwijze voor het baggeren van bodemmateriaal onder water. | |
CN103628881A (zh) | 一种海洋矿产资源开采装置及开采方法 | |
Deepak et al. | Developmental tests on the underwater mining system using flexible riser concept | |
CN106761762A (zh) | 一种间断式深海矿产资源开采系统及开采方法 | |
EP2746463A1 (en) | Apparatus, dredging device and method for transporting material taken up in a liquid | |
CN206636562U (zh) | 一种间断式深海矿产资源开采系统 | |
CN111577289A (zh) | 一种深海近底长臂摆动式多金属结核采矿系统及方法 | |
CN103410185A (zh) | 虹吸式水库清淤与筛分设备及其使用方法 | |
CN212272199U (zh) | 一种深海近底长臂摆动式多金属结核采矿系统 | |
JP2016514778A (ja) | 海底垂直ホイストシステムおよび方法 | |
JP2009280960A (ja) | 揚水機構および水底資源回収装置 | |
CN111236946A (zh) | 一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器及作业方法 | |
Yungmeister et al. | Feasibility of type of deep-water technologies for the extraction of marine ferro-manganese nodules | |
CN106013307B (zh) | 一种改良结构的挖泥船 | |
US4055006A (en) | Deep-sea ore collecting and hoisting apparatus | |
CN112978226B (zh) | 一种可自洁多金属结核提升系统 | |
US3811730A (en) | Deep sea mining system | |
CN104895006A (zh) | 河道清於方法 | |
JP6201094B1 (ja) | 海底資源採掘システム | |
CN214206882U (zh) | 一种单船双侧拖网上的滑板 | |
RU2301338C1 (ru) | Комплекс для разработки полезных ископаемых шельфовой зоны мирового океана | |
WO2020106141A2 (en) | Sea mining system and method for mining in a deep sea | |
CN2635213Y (zh) | 一种水下磁选设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100527 |