RU2818871C1 - Device for deep-water extraction of silt deposits and treatment of water bodies - Google Patents
Device for deep-water extraction of silt deposits and treatment of water bodies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818871C1 RU2818871C1 RU2023129185A RU2023129185A RU2818871C1 RU 2818871 C1 RU2818871 C1 RU 2818871C1 RU 2023129185 A RU2023129185 A RU 2023129185A RU 2023129185 A RU2023129185 A RU 2023129185A RU 2818871 C1 RU2818871 C1 RU 2818871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- submersible
- block
- bearing plate
- cable
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 title abstract 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидромеханизированной добычи илистых отложений на больших глубинах, в том числе известковых грязей и сапропеля, которые широко используются в металлургии, химии, производстве бумаги.The invention relates to the field of hydromechanized mining of silt deposits at great depths, including lime mud and sapropel, which are widely used in metallurgy, chemistry, and paper production.
В настоящее время описаны различные типы грунтозаборных устройств (ГЗУ) для добычи илистых отложений из пресных континентальных водоемов, содержащих 15% (по массе) органических веществ, относящихся к сапропелю. При меньшем содержании органических веществ отложения относятся к минеральным илам.Currently, various types of soil intake devices (GSU) are described for the extraction of silty sediments from fresh continental reservoirs containing 15% (by weight) of organic substances related to sapropel. With a lower content of organic matter, sediments are classified as mineral silts.
Известно устройство для добычи сапропеля из закрытых водоемов по патенту №2209273, включающее плавсредство с грунтовым насосом, лебедку с тяговым органом, гибкий рукав и приемное приспособление для захвата сапропеля в виде короба П-образного поперечного сечения, имеющее всасывающий патрубок и закрепленные на коробе понтоны переменной плавучести. Приемное приспособление снабжено мерной рейкой для контроля максимальной его заглубленности при обработке продуктивной толщи сапропеля.A device for extracting sapropel from closed reservoirs is known according to patent No. 2209273, including a watercraft with a soil pump, a winch with a traction element, a flexible hose and a receiving device for capturing sapropel in the form of a box of U-shaped cross-section, having a suction pipe and variable pontoons attached to the box buoyancy. The receiving device is equipped with a measuring rod to control its maximum depth when processing the productive thickness of sapropel.
Недостатком этого устройства является большая водонасыщенность добываемого сапропеля и, большая энергоемкость добычи илистых отложений и небольшая глубина разработки сапропеля.The disadvantage of this device is the high water saturation of the extracted sapropel and the high energy intensity of the extraction of silt deposits and the small depth of sapropel development.
Известно грунтозаборное устройство для добычи илистых отложений, например, сапропеля, по патенту №2418914, включающее погружную или полупогружную камеру с насосом и заборным элементом. Отводящий элемент выполнен в виде соединенного с насосом напорного трубопровода с обратным клапаном. Заборный элемент в форме патрубка снабжен ковшом, размещенным в передней части заборного патрубка по направлению движения устройства.A soil intake device is known for the extraction of silt deposits, for example, sapropel, according to patent No. 2418914, which includes a submersible or semi-submersible chamber with a pump and an intake element. The discharge element is made in the form of a pressure pipeline connected to the pump with a check valve. The intake element in the form of a pipe is equipped with a bucket located in the front part of the intake pipe in the direction of movement of the device.
Описанное устройство может работать только с сапропелем низкой вязкости. расположенным на небольшой глубине до 1 м. Вертикальное расположение камеры и трубопроводов способствует поступлению воды сверху вдоль стенок камеры и вертикальных рукавов к входу в ГЗУ, приводящее к размыву сапропеля и невозможности вести устойчивую выемку сапропеля естественной влажности.The described device can only work with low-viscosity sapropel. located at a shallow depth of up to 1 m. The vertical arrangement of the chamber and pipelines promotes the flow of water from above along the walls of the chamber and vertical hoses to the entrance to the gas plant, leading to erosion of sapropel and the impossibility of sustainable extraction of sapropel of natural moisture.
Известно грунтозаборное устройство для очистки водоемов от илистых отложений и добычи сапропеля по патенту 2745146, включающее плавсредство с размещенными на нем папильонажными и подъемными лебедками, напорным трубопроводом, соединенным с грунтозаборным блоком. Грунтозаборный блок, включает скреперный ковш с возможностью горизонтального перемещения, погружную камеру с грунтовым насосом, соединенным с отводящим элементом, выполненным в виде напорного трубопровода. Ковш прикреплен крышкой к днищу камеры, при этом ковш и камера соединены между собой через соосные отверстия для прохода сапропеля.A soil intake device is known for cleaning reservoirs from silt deposits and extracting sapropel according to patent 2745146, which includes a watercraft with papillion and lifting winches placed on it, a pressure pipeline connected to a soil intake block. The soil intake block includes a scraper bucket with the possibility of horizontal movement, a submersible chamber with a soil pump connected to a discharge element made in the form of a pressure pipeline. The ladle is attached with a lid to the bottom of the chamber, while the ladle and the chamber are connected to each other through coaxial holes for the passage of sapropel.
Совмещение ковша с камерой с размещенным в ней грунтовым насосом позволяет до минимума снизить сопротивление сапропеля на входе и увеличить втягивающую (всасывающую) способность камерного устройства за счет внешнего гидростатического давления, что позволяет вести выемку илов, находящихся не только в текучем, но и в пластичном состоянии.Combining a bucket with a chamber with a soil pump located in it allows you to minimize the resistance of sapropel at the inlet and increase the retracting (suction) capacity of the chamber device due to external hydrostatic pressure, which allows you to excavate sludge that is not only in a fluid, but also in a plastic state .
Грунтозаборный блок оснащен системой из трех тросов, натяжение которых контролируется с плавсредства, в частности, натяжного для продвижения блока, подвесного для поднимания и опускания блока на заданную глубину и страховочного троса для предотвращения потери грунтозаборного блока в случае обрыва натяжного или подвесного тросов.The soil-collecting block is equipped with a system of three cables, the tension of which is controlled from the watercraft, in particular, a tension block for advancing, a suspension block for raising and lowering the block to a given depth, and a safety cable to prevent the loss of the soil-collecting block in the event of a break in the tension or suspension cables.
Недостатком технического решения по названному патенту является невозможность использования устройства на глубинах более 40 м, и низкая производительность устройства, ограниченная производительностью одного насоса до 300 м3/ч.The disadvantage of the technical solution according to the named patent is the impossibility of using the device at depths of more than 40 m, and the low productivity of the device, limited by the productivity of one pump to 300 m 3 /h.
Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков.The objective of the claimed invention is to eliminate these disadvantages.
Технический результат - повышение производительности и глубины разработки устройства, его надежности, снижение энергозатрат, снижение негативного воздействия на экологическую систему морей и океана (отсутствие возвратной воды и облака взвеси), повышение качества добываемого сырья естественной влажности без всасывания воды.The technical result is increasing the productivity and depth of development of the device, its reliability, reducing energy costs, reducing the negative impact on the ecological system of the seas and oceans (lack of return water and suspended clouds), improving the quality of extracted raw materials with natural humidity without water absorption.
Это достигается тем, что предлагается устройство для глубоководной добычи илистых отложений и очистки водоемов, включающем плавсредство с размещенными на нем подъемными лебедками, отводящим трубопроводом, соединенным с грунтозаборным блоком, в котором, согласно изобретению,This is achieved by the fact that a device is proposed for deep-sea mining of silt deposits and cleaning of reservoirs, including a watercraft with lifting winches placed on it, an outlet pipeline connected to a soil intake block, in which, according to the invention,
грунтозаборный блок включает несущую плиту с верхними и нижними продольными ребрами, снабженную подвесным тросом, закрепленным на одной из подъемных лебедок плавсредства;the soil intake block includes a supporting plate with upper and lower longitudinal ribs, equipped with a suspension cable attached to one of the lifting winches of the watercraft;
между верхними ребрами несущей плиты смонтировано по меньшей мере две погружные камеры, в каждой из которых установлено по меньше мере по одному грунтовому насосу с всасывающим патрубком;at least two submersible chambers are mounted between the upper ribs of the supporting slab, in each of which at least one dredge pump with a suction pipe is installed;
между нижними ребрами несущей плиты смонтированы по меньшей мере два скреперных ковша, каждый из которых совмещен с соответствующей погружной камерой через соответствующий всасывающий патрубок грунтового насоса для прохода илистых отложений;at least two scraper buckets are mounted between the lower ribs of the supporting slab, each of which is combined with the corresponding submersible chamber through the corresponding suction pipe of the soil pump for the passage of silt deposits;
несущая плита со стороны дна водоема снабжена компенсирующими элементами и снабжена тросом рабочего хода для передвижения в горизонтальном направлении,the supporting plate on the side of the bottom of the reservoir is equipped with compensating elements and is equipped with a working cable for movement in the horizontal direction,
а также устройство дополнительно содержит погружной блок, включающий погружную платформу, которая подвешивается на подвесном тросе, закрепленном на лебедке плавсредства, и крепится анкерными устройствами ко дну водоема;and the device additionally contains a submersible block, including a submersible platform, which is suspended on a suspension cable attached to the winch of the watercraft, and secured with anchor devices to the bottom of the reservoir;
на погружной платформе размещена тяговая лебедка, соединенная тросом рабочего хода с несущей плитой грунтозаборного блока.a traction winch is located on the submersible platform, connected by a working cable to the load-bearing plate of the soil intake block.
Предпочтительно для усиления жесткости грунтозаборного блока в поперечном направлении ребра плиты оснащать поперечными стержневыми фиксаторами, а по ходу рабочего движения блока каждую пару ребер усиливать лобовой наклонной пластиной жестко прикрепленной к несущей плите.It is preferable to strengthen the rigidity of the soil intake block in the transverse direction, the ribs of the slab are equipped with transverse rod clamps, and in the course of the working movement of the block, each pair of ribs is reinforced with a frontal inclined plate rigidly attached to the load-bearing slab.
Целесообразно компенсирующие опорные элементы выполнять в виде полостей с возможностью изменения их высоты за счет изменения внутреннего давления, или выполненных, например, в виде лыж на гидравлических цилиндрах.It is advisable to make the compensating support elements in the form of cavities with the possibility of changing their height due to changes in internal pressure, or made, for example, in the form of skis on hydraulic cylinders.
Предпочтительно, компенсирующие элементы соединить с системой подачи воздуха, воды или гидравлического масла, установленной на плавсредстве, посредством питающих трубопроводов высокого давления.Preferably, the compensating elements are connected to the air, water or hydraulic oil supply system installed on the craft through high-pressure supply pipelines.
Целесообразно для увеличения длины участка добычи илистых отложений, чтобы устройство включало два плавсредства для раздельного закрепления на них погружного блока и грунтозаборного блока.It is advisable to increase the length of the silt deposit mining section so that the device includes two floating devices for separately securing the submersible block and the soil-collecting block to them.
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 показано схематично устройство для добычи илистых отложений с выносным элементом I грунтозаборного блока;Figure 1 shows schematically a device for the extraction of silt deposits with a remote element I of the soil intake block;
на фиг.2 - показано схематично устройство с выносным элементом перекачивающего блока для глубоководной добычи илистых отложений;Fig. 2 shows a schematic diagram of a device with a remote element of a pumping unit for deep-sea production of silt deposits;
на фиг.3 - показан грунтозаборный блок с тремя камерами, вид сверху:Figure 3 shows a soil intake block with three chambers, top view:
на фиг.4 - грунтозаборный блок по сечению А-А на фиг.3;in Fig.4 - soil intake block along section A-A in Fig.3;
на фиг.5 - грунтозаборный блок по сечению В-В на фиг.3;in Fig.5 - soil intake block along the section B-B in Fig.3;
на фиг.6 - грунтозаборный блок по сечению С-С на фиг.3;in Fig.6 - soil intake block along the section C-C in Fig.3;
на фиг.7 - схемы расположения скреперных ковшей с выступом.Fig. 7 is a diagram of the arrangement of scraper buckets with a protrusion.
Устройство, согласно изобретению, представленное схематично на фиг.1, включает плавсредство 1 с размещенными на нем трюмным бункером и подъемными лебедками, с которым соединены грунтозаборный блок 2 и погружной блок 3 с выносным элементом грунтозаборного блока 2. Грунтозаборный блока 2, включает несущую плиту 4, выполненную с верхними и нижними продольными ребрами, между которыми сверху установлены по меньшей мере две погружные камеры 5, каждая из которых снабжена по меньшей мере одним грунтовым насосом 6, подсоединенным к отводящим трубопроводам 7 высокого давления для подачи добываемых илистых отложений на плавсредство 1. На несущей плите 4 со стороны, обращенной ко дну водоема, между нижними продольными ребрами смонтированы по меньшей мере два скреперных ковша 8, каждый из которых совмещен с соответствующей погружной камерой 5 и сообщающиеся через соосные отверстия, в которых расположен соответствующий всасывающий патрубок 9 грунтового насоса 6 для прохода илистых отложений.The device, according to the invention, presented schematically in Fig. 1, includes a watercraft 1 with a bilge hopper and lifting winches placed on it, to which a soil-collection block 2 and a submersible block 3 are connected with a remote element of the soil-collection block 2. The soil-collection block 2 includes a supporting plate 4 , made with upper and lower longitudinal ribs, between which at least two submersible chambers 5 are installed on top, each of which is equipped with at least one dredge pump 6 connected to high-pressure outlet pipelines 7 for supplying the mined silt deposits to the watercraft 1. bearing plate 4 on the side facing the bottom of the reservoir, at least two scraper buckets 8 are mounted between the lower longitudinal ribs, each of which is combined with the corresponding submersible chamber 5 and communicating through coaxial holes in which the corresponding suction pipe 9 of the soil pump 6 is located for passage of silt deposits.
Скреперные ковши 8 снабжены на входе сеткой ножом 10, что обеспечивает предохранение насосов 6 от попадания крупных включений. При закреплении более двух скреперных ковшей 8 на плите 4, один из них устанавливается с выступом, что облегчает внедрение ковшей 8 в грунт.Scraper buckets 8 are equipped with a mesh knife 10 at the inlet, which protects the pumps 6 from large inclusions. When attaching more than two scraper buckets 8 to the plate 4, one of them is installed with a protrusion, which makes it easier to insert the buckets 8 into the ground.
Несущая плита 4 подвешивается на подвесном тросе 11 и закреплена на лебедке плавсредства 1.The supporting plate 4 is suspended on a suspension cable 11 and secured to the winch of the watercraft 1.
Погружной блок 3, представленный на фиг.1, состоит из погружной платформы 12, которая подвешивается на подвесном тросе 13 и закреплена на лебедке плавсредства 1, и крепится анкерными устройствами 14 ко дну водоема. На названной платформе 12 размещена тяговая лебедка 15, соединенная тросом 16 рабочего хода с несущей плитой 4 грунтозаборного блока 2.The submersible block 3, shown in Fig. 1, consists of a submersible platform 12, which is suspended on a suspension cable 13 and secured to the winch of the watercraft 1, and is secured by anchor devices 14 to the bottom of the reservoir. On the said platform 12 there is a traction winch 15 connected by a cable 16 of the working stroke to the bearing plate 4 of the soil-collecting block 2.
Погружная платформа 12 обеспечивает устойчивое рабочее перемещение блоку (2) при грунтозаборе при установленной экологически безопасной скорости до 5 см/с, поскольку натяжение троса 16 рабочего хода при любых глубинах остается горизонтальным, а скорость перемещения грунтозаборного блока (2) можно точно регулировать скоростью вращения тяговой лебедки 15, поскольку они находятся на глубине в не зоны волновых и ветровых нагрузок. При требуемой высокой производительности комплекса, увеличивается площадь и количество скреперных ковшей 8, увеличивается количество встроенных в блок 2 насосов 6, увеличивается вес блока 2, что приводит к возрастанию натяжения троса рабочего хода 16, которое передается от лебедки 15 на погружную платформу 12. Для предотвращения скольжения платформы 12 по дну ее положение фиксируется за счет внедрения анкерных свай 14 в донный грунт, или за счет увеличения собственного веса и большей площади опоры платформы 12, или за счет того и другого одновременно в зависимости от несущей способности донного грунта.The submersible platform 12 ensures stable working movement of the block (2) when collecting soil at a set environmentally safe speed of up to 5 cm/s, since the tension of the cable 16 of the working stroke remains horizontal at any depth, and the speed of movement of the soil collecting block (2) can be precisely adjusted by the rotation speed of the traction winches 15, since they are located at a depth not in the zone of wave and wind loads. With the required high productivity of the complex, the area and number of scraper buckets 8 increases, the number of pumps 6 built into block 2 increases, the weight of block 2 increases, which leads to an increase in the tension of the working stroke cable 16, which is transmitted from the winch 15 to the submersible platform 12. To prevent As the platform 12 slides along the bottom, its position is fixed by introducing anchor piles 14 into the bottom soil, or by increasing its own weight and a larger support area of the platform 12, or by both at the same time, depending on the bearing capacity of the bottom soil.
Используемая гидравлическая лебедка 15 имеет корпус, на котором закреплен барабан и гидравлический мотор 27. Корпус лебедки 15 крепится к платформе 12 с помощью анкерных болтов.The hydraulic winch 15 used has a housing on which a drum and a hydraulic motor 27 are mounted. The winch housing 15 is attached to the platform 12 using anchor bolts.
Гидравлический мотор 27 управляется с помощью гидравлической жидкости, которая подается к мотору лебедки по высоконапорным гидравлическим шлангам 28, соединяющими гидромотор с гидравлической станцией, размещенной на плавсредстве 1.The hydraulic motor 27 is controlled by hydraulic fluid, which is supplied to the winch motor through high-pressure hydraulic hoses 28 connecting the hydraulic motor to a hydraulic station located on the craft 1.
С помощью гидравлического мотора 27 можно очень точно регулировать частоту вращения барабана и скорость продвижения грунтозаборного блока 2, добиваясь скорости его продвижения в пределах 4-5 см в секунду.Using the hydraulic motor 27, you can very accurately regulate the rotation speed of the drum and the speed of advance of the soil-collecting block 2, achieving a speed of its advance within the range of 4-5 cm per second.
На фиг.2 схематично представлено устройство для добычи илистых отложений с выносным элементом перекачивающего блока для глубоководной добычи илистых соединений.Figure 2 schematically shows a device for the extraction of silt deposits with a remote element of the pumping unit for deep-sea extraction of silty compounds.
Увеличение глубины разработки осуществляется с помощью перекачивающего блока 20, имеющего камеру 21 со встроенными перекачивающими насосами 22, закрепленными параллельно на вертикальной стенке камеры, и бункерами 23 для илистых отложений, закрепленными на противоположной вертикальной стенке камеры 21. Блок 20 подвешивается на погружном тросе 24 к подъемному устройству плавсредства 1. При этом отводящие трубопроводы 7 высокого давления соединяются с блоком 20 для подачи илистых отложений в бункера 23 через загрузочные патрубки 25, из которых ил всасывается насосом 22 и подается по отводящему трубопроводу 26 в приемный бункер плавсредства или плав баржу.The increase in the depth of development is carried out using a pumping block 20, which has a chamber 21 with built-in pumps 22, mounted in parallel on the vertical wall of the chamber, and bunkers 23 for silt deposits, mounted on the opposite vertical wall of the chamber 21. The block 20 is suspended on a submersible cable 24 to the lifting device of the watercraft 1. In this case, the high-pressure outlet pipelines 7 are connected to the block 20 to supply silt deposits into the hopper 23 through the loading pipes 25, from which the sludge is sucked by the pump 22 and supplied through the outlet pipeline 26 into the receiving hopper of the watercraft or floating barge.
Каждый грунтовой насос 6, установленный в камере 5, и соответствующий ему перекачивающий насос 22, установленный в камере 21, образуют одну рабочую линию подъема ила на поверхность с одной парой насосов 6 и 22, и если в камере 5 установлено три грунтовых насоса 6, то столько же перекачивающих насосов 22 установлено в камере 21, и в этом случае будет три рабочих линии подъема ила и три пары насосов.Each soil pump 6 installed in chamber 5 and its corresponding transfer pump 22 installed in chamber 21 form one working line for lifting sludge to the surface with one pair of pumps 6 and 22, and if three soil pumps 6 are installed in chamber 5, then the same number of transfer pumps 22 are installed in chamber 21, and in this case there will be three working sludge lifting lines and three pairs of pumps.
Насос 6 и насос 22 обладают одинаковой производительность, и различие их состоит только в противоположной ориентации насосов в линии, а именно: высоконапорный выход насоса 6 соединен со всасывающим патрубком 9 и ориентирован таким образом на прием илистой смеси под высоким внешним гидростатическим давлением, а насос 22 в перекачивающей камере 21 ориентирован высоконапорным выходом насоса в противоположную сторону, то есть на подачу илистой смеси из камеры 21 на поверхность и соединен с отводящим трубопроводом 26 для подачи гидросмеси в трюм судна или в плав баржу.Pump 6 and pump 22 have the same performance, and their difference is only in the opposite orientation of the pumps in the line, namely: the high-pressure output of pump 6 is connected to the suction pipe 9 and is thus oriented to receive a sludge mixture under high external hydrostatic pressure, and pump 22 in the pumping chamber 21 is oriented with the high-pressure pump output in the opposite direction, that is, to supply the sludge mixture from chamber 21 to the surface and is connected to the outlet pipeline 26 for supplying the hydraulic mixture to the hold of the ship or to the floating barge.
Такая противоположная ориентация насоса 6 необходима для его защиты от повышенного гидростатического давление на входе, и при такой ориентации насос может выдержать внешнее давление до 24 бар, что обеспечит глубину разработки до 240 м. При этом противоположная сторона насоса со стороны привода может выдерживать давление лишь до 4 бар. Таким образом грунтозаборный насос 6 находясь на глубине в 240 метров сможет поднять илистый грунт по отводящему трубопроводу 7 лишь на высоту 30-35 метров и осуществить его подачу в приемный бункер 23, из которого насос 22 всосет его и подаст через отводящий трубопровод 26 под максимальным давлением 24 бара на высоту в 200-220 м.This opposite orientation of the pump 6 is necessary to protect it from increased hydrostatic pressure at the inlet, and with this orientation the pump can withstand an external pressure of up to 24 bar, which will provide a development depth of up to 240 m. In this case, the opposite side of the pump on the drive side can withstand pressure only up to 4 bar. Thus, the soil intake pump 6, being at a depth of 240 meters, will be able to lift silty soil through the outlet pipeline 7 only to a height of 30-35 meters and deliver it to the receiving hopper 23, from which the pump 22 will suck it in and deliver it through the outlet pipeline 26 under maximum pressure 24 bars at a height of 200-220 m.
На фиг.3 представлен грунтозаборный блок 2 вид сверху, на котором показано размещение трех погружных камер 5 с выступом через одну, совмещенных с соответствующими скреперными ковшами 8 (на фиг не показано), что позволяет не только снизить сопротивление резания грунта, но и снижает тем самым нагрузку на тяговую лебедку 15 и на трос 16 рабочего хода, и соответственно снижает энергозатраты на разработку, по сравнению с вариантом, когда имеется один широкий скреперный ковш или когда 3 или 5 скреперных ковшей расположены на одной линии.Figure 3 shows the top view of the soil intake block 2, which shows the placement of three submersible chambers 5 with a protrusion through one, combined with the corresponding scraper buckets 8 (not shown in the figure), which not only reduces the soil cutting resistance, but also reduces the the highest load on the traction winch 15 and on the cable 16 of the working stroke, and accordingly reduces energy costs for development, compared to the option when there is one wide scraper bucket or when 3 or 5 scraper buckets are located on the same line.
На фиг.4 изображен вид грунтозаборного блока 2 по сечению А-А на фиг.3. На несущей плите 4 блока 2 со стороны дна закреплены компенсирующие опорные элементы 17, выполненные в виде лыж 18 на гидравлических цилиндрах 19 и соединены с гидрораспределителем 29 подачи гидравлического масла (или воздуха, или воды), закрепленным на несущей плите 4 посредством питающих трубопроводов высокого давления 30. Несущая плита 4 оснащена поперечными стержневыми фиксаторами 31, а по ходу рабочего движения блока каждая пара верхних ребер 32 усилена лобовой наклонной пластиной 33, жестко прикрепленной к несущей плите 4.Figure 4 shows a view of the soil intake block 2 along section A-A in Figure 3. On the base plate 4 of block 2, from the bottom side, compensating support elements 17 are fixed, made in the form of skis 18 on hydraulic cylinders 19 and connected to a hydraulic distributor 29 for supplying hydraulic oil (or air, or water), fixed to the base plate 4 through high-pressure supply pipelines 30. The bearing plate 4 is equipped with transverse rod clamps 31, and along the working movement of the block, each pair of upper ribs 32 is reinforced with a front inclined plate 33, rigidly attached to the bearing plate 4.
На фиг.5 изображен грунтозаборный блок 2 по сечению В-В на фиг.3, где представлено размещение погружных камер с 5 с грунтовыми насосами 6 на несущей плите 4 и расположение опорных элементов 17, стержневых фиксаторов 31 и ребер 32.Figure 5 shows the soil intake block 2 along the section B-B in Figure 3, which shows the placement of submersible chambers 5 with soil pumps 6 on the supporting plate 4 and the location of the supporting elements 17, rod clamps 31 and ribs 32.
На фиг.6 грунтозаборный блок 2 изображен по сечению С-С на фиг.3, где несущая плита 4 усилена лобовой пластиной 33 и ребра оснащены поперечными стержневыми фиксаторами 31, а скреперные ковши 8 снабжены сетками ножами 10.In Fig.6, the soil intake block 2 is shown along the section C-C in Fig.3, where the load-bearing plate 4 is reinforced with a frontal plate 33 and the ribs are equipped with transverse rod clamps 31, and the scraper buckets 8 are equipped with mesh knives 10.
На фиг.7 схематично показаны варианты размещение скреперных ковшей 8 на несущей плите 4 при их различном количестве.Figure 7 schematically shows options for placing scraper buckets 8 on the supporting plate 4 with different numbers of them.
Если количество скреперных ковшей 8 увеличивается, то они устанавливаются с выступом через один, например, по формуле 2/1+3 при наличие трех камер и трех ковшей соответственно, или по формулу 2+4/1+3+5 при наличие пяти камер и пяти ковшей соответственно, или по формуле 2+3/1+4 при наличие четырех ковшей и четырех камер соответственно.If the number of scraper buckets 8 increases, then they are installed with a protrusion through one, for example, according to the formula 2/1+3 if there are three chambers and three buckets, respectively, or according to the formula 2+4/1+3+5 if there are five chambers and five buckets, respectively, or according to the formula 2+3/1+4 with four buckets and four chambers, respectively.
Устройство, согласно изобретению, работает следующим образом. С помощью подвесных тросов 11 и 13 плавсредство 1 опускает на дно погружную платформу 12 и грунтозаборный блок (2), соединенные между собой тросом рабочего хода 16, затем ослабляются подвесные троса 11 и 13 и включается тяговая лебедка 15, передавая тяговое усилие на ребристую несущую плиту 4. За счет натяжения троса 16 грунтозаборный блок 2 начинает двигаться в сторону погружной платформы 12 со скоростью не более 5 см в секунду (максимально допустимая скорость перемещения под водой без образования взвеси).The device, according to the invention, operates as follows. With the help of suspension cables 11 and 13, the watercraft 1 lowers to the bottom the submersible platform 12 and the soil intake block (2), connected to each other by a working stroke cable 16, then the suspension cables 11 and 13 are loosened and the traction winch 15 is turned on, transmitting the traction force to the ribbed support plate 4. Due to the tension of the cable 16, the soil intake block 2 begins to move towards the submersible platform 12 at a speed of no more than 5 cm per second (the maximum permissible speed of movement under water without the formation of suspension).
По мере продвижения грунтозаборного блока 2 вперед происходит внедрение скреперных ковшей 8 в грунт под собственным весом блока 2 и регулировкой высоты компенсаторов 17, позволяющих менять угол наклона опорной плиты 4 к поверхности дна.As the soil intake block 2 moves forward, the scraper buckets 8 are introduced into the soil under the own weight of the block 2 and by adjusting the height of the compensators 17, which allows changing the angle of inclination of the base plate 4 to the bottom surface.
Поступающий в ковши грунт всасывается грунтовыми насосами 6, установленными в камерах 5 на несущей плите 4 через всасывающие патрубки 9, и подает на поверхность по отводящим трубопроводам 7 высокого давления в трюм земснаряда или загружается в пришвартованные к земснаряду шаланды (баржи) для дальнейшей транспортировки в порт на выгрузку.The soil entering the buckets is sucked by soil pumps 6 installed in chambers 5 on the supporting plate 4 through suction pipes 9, and supplied to the surface through high-pressure outlet pipelines 7 into the hold of the dredger or loaded into scows (barges) moored to the dredger for further transportation to the port. for unloading.
Длина одной заходки грунтозаборного блока 2 определяется длиной корпуса плавсредства 1 и длиной троса рабочего хода 16.The length of one entry of the soil intake block 2 is determined by the length of the hull of the watercraft 1 and the length of the working stroke cable 16.
Производительность каждого из установленных на блоке 2 насосов 6 QHac при этом определяется объемом срезанного ковшом 8 грунта по формуле:The performance of each of the 2 6 Q Hac pumps installed on the block is determined by the volume of soil cut by bucket 8 according to the formula:
где Sков - фронтальная площадь ковша, м2;where S kov - frontal area of \u200b\u200bthe bucket, m 2 ;
Lтроса - длина троса 16 рабочего хода, равная расстоянию проходимому грунтозаборным блоком (2) за 1 час при максимально допустимой скорости движения (скорость сматывания троса) не более 0,05 м/с или 180 м/ч. Lcable - the length of the cable 16 working stroke, equal to the distance traveled by the soil-collecting block (2) in 1 hour at the maximum permissible speed of movement (speed of rewinding the cable) no more than 0.05 m/s or 180 m/h.
После отработки одной заходки блоки 2 и 3 поднимаются с грунта тросами 11 и 13 соответственно, лебедка 15 при этом отключает тормоза и работает в реверсивном режиме для разматывания троса 16, и блок 2 отходит на исходную позицию, когда трос 11 займет вертикальное положение под действием силы тяжести блока 2.After working out one hit, blocks 2 and 3 are lifted from the ground by cables 11 and 13, respectively, the winch 15 turns off the brakes and operates in reverse mode to unwind the cable 16, and block 2 moves to its original position when the cable 11 takes a vertical position under the influence of force gravity block 2.
После чего плавсредство 1 делает переход по ходу вперед, или назад, или в бок, занимает место для 2-ой заходки, и все операции повторяются снова.After that, craft 1 moves forward, or backward, or sideways, takes up space for the 2nd approach, and all operations are repeated again.
Увеличение глубины разработки достигается за счет применения подвесных перекачивающих блоков 20, выполняющих роль бустерных станций по подъему гидросмеси в приемный бункер плавсредства 1 или в транспортное средство типа баржи.An increase in the development depth is achieved through the use of suspended pumping units 20, which act as booster stations for lifting the hydraulic mixture into the receiving hopper of the watercraft 1 or into a barge-type vehicle.
Claims (11)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818871C1 true RU2818871C1 (en) | 2024-05-06 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1739704A1 (en) * | 1989-06-05 | 1994-04-30 | Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов | Device for deep-water mining of iron-manganese concretions |
| RU2157438C1 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) | Flexible submersible pulp feed line |
| RU2348762C1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-10 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device for cleaning of water bodies from uliginous depositions and procurement of sapropel (versions) |
| JP2020002602A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 古河機械金属株式会社 | Dam dredging method |
| CN111287750A (en) * | 2019-11-26 | 2020-06-16 | 重庆交通大学 | Manganese nodule device is adopted to deep water |
| RU2745146C1 (en) * | 2020-10-15 | 2021-03-22 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device for cleaning reservoirs from oily sediments and production of sapropel of natural humidity |
| RU2788227C1 (en) * | 2022-09-01 | 2023-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | COMPLEX FOR EXTRACTION OF MINERALS DISTRIBUTED OVER THE SEA BOTTOM |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1739704A1 (en) * | 1989-06-05 | 1994-04-30 | Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов | Device for deep-water mining of iron-manganese concretions |
| RU2157438C1 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) | Flexible submersible pulp feed line |
| RU2348762C1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-03-10 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device for cleaning of water bodies from uliginous depositions and procurement of sapropel (versions) |
| JP2020002602A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 古河機械金属株式会社 | Dam dredging method |
| CN111287750A (en) * | 2019-11-26 | 2020-06-16 | 重庆交通大学 | Manganese nodule device is adopted to deep water |
| RU2745146C1 (en) * | 2020-10-15 | 2021-03-22 | Владимир Александрович ДЕМЕНТЬЕВ | Device for cleaning reservoirs from oily sediments and production of sapropel of natural humidity |
| RU2788227C1 (en) * | 2022-09-01 | 2023-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | COMPLEX FOR EXTRACTION OF MINERALS DISTRIBUTED OVER THE SEA BOTTOM |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101669798B1 (en) | Method for converting hydrates buried in the waterbottom into a marketable hydrocarbon composition | |
| JP6161075B2 (en) | Decoupleable method and decoupleable system for seabed mining | |
| US4123858A (en) | Versatile submersible device for dredging or other underwater functions | |
| CN201291991Y (en) | Sullage digging pumping vessel for ocean intertidal zone | |
| JP6106165B2 (en) | Submarine stockpile system and method | |
| CN102322062B (en) | Transportation and installation process of base barrel body of barrel type breakwater | |
| CN107217696B (en) | Trestle type reservoir desilting and mud sucking station and use method thereof | |
| JP2009280960A (en) | Pumping mechanism and sea bottom resource recovering apparatus | |
| US8522459B2 (en) | Submergible densification cell, sediment separator and sediment densification method | |
| CN106830381B (en) | Seabed oxygenation device | |
| CN111636502A (en) | Sand mining construction process based on cutter suction dredger | |
| CN111038652A (en) | Multifunctional engineering ship | |
| US7089693B2 (en) | Dredging method and apparatus | |
| RU2818871C1 (en) | Device for deep-water extraction of silt deposits and treatment of water bodies | |
| CN113833046A (en) | Cutter suction dredger for sector operation | |
| CN102124164B (en) | Method for delivering large quantities of under water soil to a reclamation area | |
| CN203546782U (en) | Cutter-suction device | |
| RU2745146C1 (en) | Device for cleaning reservoirs from oily sediments and production of sapropel of natural humidity | |
| US3620572A (en) | Sea mining vessel | |
| CN102261101A (en) | Method for equipping large floating booster station | |
| CN107489182A (en) | A kind of combined type silt-cleaning vessel for river way | |
| US10519625B2 (en) | Dredger actuated from land | |
| CN216892596U (en) | Trap type flexible dredging device | |
| KR100835584B1 (en) | Method for transfering after crushing dredged cohesive soils | |
| CN209854808U (en) | Underwater crawler-type slope cutting equipment |