[go: up one dir, main page]

RU2053366C1 - Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment - Google Patents

Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2053366C1
RU2053366C1 RU93020002A RU93020002A RU2053366C1 RU 2053366 C1 RU2053366 C1 RU 2053366C1 RU 93020002 A RU93020002 A RU 93020002A RU 93020002 A RU93020002 A RU 93020002A RU 2053366 C1 RU2053366 C1 RU 2053366C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chassis
collecting container
container
cavity
collection
Prior art date
Application number
RU93020002A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93020002A (en
Inventor
М.А. Мавлюдов
Р.И. Кильдеев
В.Е. Спиро
Ю.М. Садовников
М.Ш. Денисова
Ю.П. Дорофеев
А.В. Орехов
В.М. Пашин
А.В. Чемоданов
Э.П. Лебедев
Ю.М. Длугоборский
А.В. Пономарев
А.В. Воронцов
В.П. Постников
М.В. Дмитриев
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова filed Critical Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова
Priority to RU93020002A priority Critical patent/RU2053366C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2053366C1 publication Critical patent/RU2053366C1/en
Publication of RU93020002A publication Critical patent/RU93020002A/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom includes lowering of chassis with self-contained motor and collecting container with regulator of varying buoyancy, control of chassis motion with simultaneous collection of iron-manganese concretions and lifting of collecting container to the surface of ocean by imparting positive buoyancy to container with subsequent unloading of collecting container. Method is distinguished by the fact that in course of chassis travelling, chassis pressure on ocean bottom is regulated by pressure charging of lifting device of collecting container. Iron-manganese concretions are collected by suction of preliminarily formed pulp. Bottom deposits are concentrated directly on the bottom by separation and disposal of waste onto mined area, and in course of filling of collecting container, it is blown with compressed gas. Chassis is controlled remotely. Device for embodiment of the offered method for mining of iron-manganese concretions has carrier vessel, self-propelled chassis with control members and collecting container having lifting device with regulated buoyancy, and source for its filling with gas, load transducer in collecting container connected with chassis drive, unit for collecting iron-manganese concretion and orientation means located on chassis and ocean bottom. Device for embodiment of the method is distinguished by the fact that the unit for collection of iron-manganese concretions is made in form of pump with inlet pipe with high-pressure pump jet nozzles arranged round intake hole. Collecting container is made in form of truncated turned over cone with pull chute and discharge pipeline having check valve. Lifting device of collecting container is made in form of nacelle whose cavity is combined with cavity of collecting container which has compartment for reagent in its upper part. Source for filling nacelle with gas is made in form of catalytic reactor communicated through pumping unit with cavity of compartment, and through valve with cavity of nacelle and cavity of collecting container. Load transducer is connected with high-pressure pump. Device is provided with unit for concentration of iron-manganese concretions made in form of separator of hydrogravitational type formed by, at least, one pipe with aperture cutout in its lower part. Aperture is located above collecting container between inlet pipe and pump having pipeline with discharge outlet. Device also has self-contained power supply plant, travelling speed transducer connected through control members with self-contained drive of chassis, ground pressure transducer connected with gas source, high-pressure pump and self-contained drive, and vessels of zero buoyancy. Intake hole of inlet pipe and outlet hole discharge outlet are located not higher than the level of valve of discharge pipeline of collecting container. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к подводной добыче полезных ископаемых и касается вопроса добычи железомарганцевых конкреций (ЖМК) со дна океана. The invention relates to underwater mining and relates to the production of ferromanganese nodules (LMF) from the ocean floor.

Известен способ добычи ЖМК, включающий черпание со дна моря донных отложений с помощью черпалок, приклепленных к кабельной петле, подъем отложений на судно-носитель и дальнейшее их сепарирование с отделением от них ЖМК (Кронин Д. Подводные минеральные месторождения. М. Мир, 1983, с. 348-353). There is a known method for the production of LMCs, including scooping bottom sediments from the sea using scoops riveted to a cable loop, lifting deposits on a carrier vessel and their further separation with separation of LMCs from them (Cronin D. Underwater mineral deposits. M. Mir, 1983, p. 348-353).

Известен способ добычи ЖМК со дна моря или океана, заключающийся в драгировании дна водоема, подъеме с помощью гидравлического всасывающего устройства донных отложений, содержащих ЖМК, на судно-носитель с последующим отделением ЖМК от поднятой массы [1] Однако при использовании этого способа приходится поднимать на судно-носитель не только ЖМК, но и всю засасываемую массу донного отложения, выполняя значительный объем дополнительной работы с соответствующими энергетическими и материальными затратами. Вследствие этого указанный способ малоэффективен, обладает низким КПД, а при возрастающей глубине водоема он становится еще менее рентабельным. При этом возникает проблема организации производства по отделению ЖМК от донных отложений, а также проблема утилизации отходов и связанные с ней вопросы экологии моря и океана в случае, когда отходы сбрасываются обратно в водное пространство. There is a method of extracting LMF from the bottom of the sea or ocean, which consists in dredging the bottom of a reservoir, raising, using a hydraulic suction device, bottom sediments containing LMF onto a carrier vessel, followed by separating the FMC from the raised mass [1] However, when using this method, it is necessary to lift the carrier vessel is not only an LMC, but also the entire sucked-in mass of bottom sediment, performing a significant amount of additional work with the corresponding energy and material costs. As a result, this method is ineffective, has low efficiency, and with increasing depth of the reservoir, it becomes even less cost-effective. This raises the problem of organizing production for the separation of LMF from bottom sediments, as well as the problem of waste disposal and related environmental issues of the sea and ocean in the case when the waste is dumped back into the water.

Известно устройство для добычи ЖМК, разработанное американской компанией "Дипси Венчур" [2] включающее оборудование для драгирования дна, трубопровод с гидравлическим всасывающим устройством и судно-носитель. Значительная длина трубопровода, по которому поднимаются донные отложения, достигающая 1000 м и более, предъявляет жесткие требования к мощности всасывающего насоса и вызывает необходимость управлять углом его наклона в целях уменьшения трения частиц движущейся смеси о стенки трубопровода. A device for the production of LMCs, developed by the American company Dipsy Venture [2], includes equipment for dredging the bottom, a pipeline with a hydraulic suction device and a carrier ship. The considerable length of the pipeline along which bottom sediments rise, reaching 1000 m or more, makes strict demands on the capacity of the suction pump and necessitates controlling its angle of inclination in order to reduce the friction of particles of the moving mixture against the walls of the pipeline.

Известны также способ и оборудование для добычи конкреций со дна моря [3] при котором на дно моря опускают добывающую машину, управляемую с судна, собирают конкреции путем драгирования дна и с помощью транспортера погружают их в контейнер-сборник, после наполнения которого по сигналу датчика груза на контейнере-сборнике останавливают машину и снимают с нее контейнер-сборник, затем надувают подъемное устройство воздухом или газом для создания подъемной силы, поднимают с помощью этого устройства контейнер-сборник с конкрециями на судно-сборник, осуществляют разгрузку контейнера и опускают его обратно к машине на морское дно для его нового наполнения конкрециями. There is also known a method and equipment for the extraction of nodules from the bottom of the sea [3] in which a mining machine controlled from the ship is lowered to the bottom of the sea, nodules are collected by dredging the bottom and using the conveyor they are immersed in a collection container, after filling of which, at the signal of the load sensor stop the machine on the collection container and remove the collection container from it, then inflate the lifting device with air or gas to create lift, lift the nodule container with this device onto the ship-sb rnik, unloading of the container is carried and lower it back to the machine on the seabed for his new nodules filling.

Оборудование для извлечения из морского дна минеральных конкреций представляет собой судно, находящееся на поверхности воды, самоходную машину с автономным приводом для сбора конкреций, поддерживаемую тросами с судна и управляемую через кабель-тросы с судна. Машина снабжена двумя захватными устройствами для сбора донных отложений, имеющими цепь драг-землечерпалок из ковшей, съемным контейнером-сборником, наполняемым конкрециями, доставляемыми в него транспортером, установленным на шасси машины. Контейнер-сборник оснащен подъемным устройством с регулируемой плавучестью, оборудованным источником наполнения его газом, и датчиком груза, связанным с автономным приводом шасси. На машине имеются датчики ориентации ее движения по дну, а на дне океана или моря по периметру обрабатываемого участка размещены гидролокаторы, связанные тросами с расположенными на поверхности воды буями. The equipment for extracting mineral nodules from the seabed is a vessel located on the surface of the water, a self-propelled vehicle with an independent drive for collecting nodules, supported by cables from the vessel and controlled via cable cables from the vessel. The machine is equipped with two gripping devices for collecting bottom sediments, having a chain of drag dredges from buckets, a removable collection container filled with nodules delivered to it by a conveyor mounted on the chassis of the machine. The container-collector is equipped with a lifting device with adjustable buoyancy, equipped with a gas filling source, and a load sensor associated with an autonomous chassis drive. The machine has sensors for orienting its movement along the bottom, and on the bottom of the ocean or sea along the perimeter of the treated area there are sonars connected by cables to buoys located on the surface of the water.

Однако по известному способу добычи ЖМК на судно-носитель вместе с конкрециями поднимаются также посторонние предметы донного отложения, которые следует отделять от ЖМК, а также осуществлять утилизацию отходов. Кроме того при драгировании дна водоема имеют место большие энергетические затраты. Указанные операции связаны с дополнительными материальными затратами. However, according to the known method for the production of LMF, on the carrier vessel, along with nodules, also foreign objects of bottom sediment are raised, which should be separated from the LMF, as well as waste disposal. In addition, when dredging the bottom of a reservoir, there are high energy costs. These operations are associated with additional material costs.

Наряду с этим при наличии рыхлого, мягкого грунта большие давления движущегося по дну агрегата, особенно по неровной и загроможденной поверхности, потребует повышенной мощности для преодоления сопротивления движению, а изломы поверхности дна могут оказаться непреодолимыми для агрегата. Здесь также возникает проблема утилизации отходов и связанные с ней вопросы экологии моря или океана в случае, когда отходы сбрасываются обратно в водное пространство. Along with this, in the presence of loose, soft soil, large pressures of the unit moving along the bottom, especially on an uneven and cluttered surface, will require increased power to overcome resistance to movement, and fractures of the bottom surface can be insurmountable for the unit. This also raises the problem of waste management and related environmental issues of the sea or ocean in the case when the waste is dumped back into the water.

В указанном оборудовании при драгировании дна и захвате ковшами донных отложений не осуществляется обогащение ЖМК и в контейнер-сборник вместе с ЖМК попадают донные отложения. In the indicated equipment, when dredging the bottom and trapping the bottom sediments with buckets, enrichment of the LMC is not carried out and bottom sediments fall into the collection container along with the LMC.

Кроме того при добыче на больших глубинах (тысячи метров) вес поддерживающих тросов и кабелей управления с судна оказывается настолько большим, что становится трудным и даже проблематичным обеспечение их прочности, особенно в условиях волнения на поверхности океана, когда судно-носитель имеет вертикальные перемещения, что создает дополнительную динамическую нагрузку на них, повышая опасность разрыва тросов и кабелей. In addition, when mining at great depths (thousands of meters), the weight of the supporting cables and control cables from the vessel is so large that it becomes difficult and even problematic to ensure their strength, especially in conditions of unrest on the surface of the ocean, when the carrier ship has vertical movements, which creates an additional dynamic load on them, increasing the risk of rupture of cables and cables.

Цель изобретения обеспечение возможности добычи полезных ископаемых на дне моря или океана на больших глубинах (до 5000-6000 м), уменьшение трудоемкости и энергозатрат по добыче ЖМК, повышение надежности работы оборудования, а также улучшение экологии окружающего водного пространства. The purpose of the invention is the provision of the possibility of mining at the bottom of the sea or ocean at great depths (up to 5000-6000 m), reducing the complexity and energy consumption for the production of LMFs, increasing the reliability of the equipment, as well as improving the ecology of the surrounding water area.

Цель достигается тем, что в процессе перемещения шасси с контейнером-сборником по дну океана и наполнения контейнера-сборника железомарганцевыми конкрециями производят регулировку давления шасси на дно океана путем подъемного устройства контейнера-сборника. Сбор донных отложений производят всасыванием пульпы, которую предварительно образуют размыванием струями воды содержащих ЖМК донных отложений. При этом непосредственно на дне океана производят обогащение донных отложений с помощью сепаратора и сброс на отработанный участок дна океана отходов обогащения. Причем в процессе наполнения контейнера-сборника ЖМК и до его подъема на поверхность океана осуществляют продувку сжатым газом загруженного контейнера-сборника, дополнительно обогащая нагруженные в контейнер ЖМК, при этом управление работой шасси осуществляют дистанционно. The goal is achieved by the fact that in the process of moving the chassis with the collection container along the ocean floor and filling the collection container with ferromanganese nodules, the pressure of the chassis is adjusted to the bottom of the ocean by lifting the container container. The collection of bottom sediments is carried out by suction of the pulp, which is preliminarily formed by erosion of water-containing MMC bottom sediments by streams of water. In this case, directly at the bottom of the ocean, enrichment of bottom sediments is carried out using a separator and discharge of enrichment waste onto the worked out section of the ocean floor. Moreover, in the process of filling the container-collector of the LMC and before it rises to the ocean surface, the loaded container-collector is purged with compressed gas, additionally enriching the loaded LMC in the container, while the operation of the chassis is controlled remotely.

У устройства для добычи ЖМК со дна океана, включающего судно-носитель, самоходное шасси с органами управления, на котором размещены контейнер-сборник, имеющий подъемное устройство с регулируемой плавучестью и источник наполнения его газом, датчик груза в контейнере-сборнике, связанный с автономным приводом шасси и узлами и механизмами, размещенными на нем, узел сбора содержащих ЖМК донных отложений, средства ориентации шасси, размещенные на нем и на дне океана по периметру обрабатываемого участка, узел сбора донных отложений выполнен в виде насоса с всасывающим патрубком, вокруг приемного отверстия которого размещены струйные сопла, связанные трубо-проводом с насосом высокого давления. Контейнер-сборник выполнен в виде усеченного перевернутого конуса, в нижней части которого установлены разгрузочный люк с крышкой и сливным трубопроводом, имеющим обратный клапан, а подъемное устройство контейнера-сборника выполнено в виде гондолы, полость которой объединена с полостью контейнера-сборника, имеющей в верхней части выгороженный посредством эластичной диафрагмы отсек для реагента, при этом источник наполнения гондолы газом выполнен в виде каталитического реактора, соединенного через свою насосную установку с полостью отсека для реагента и через клапанное устройство сообщенного с объединенной полостью гондолы и контейнера-сборника. Устройство снабжено узлом обогащения ЖМК, выполненным в виде сепаратора гидрогравитационного типа, образованного по крайней мере одной трубой с вырезанным в ее нижней части проемом, расположенного над контейнером-сборником и размещенного между всасывающим патрубком и насосом, имеющим трубопровод с выбросным патрубком, а также установленной на шасси автономной энергетической установкой, датчиком скорости, связанным через органы управления с автономным приводом шасси, датчиком давления на грунт, связанным через органы управления с насосной установкой источника наполнения гондолы газом, с насосом высокого давления и с автономным приводом. Причем датчик груза связан с насосом высокого давления, а приемное отверстие всасывающего патрубка и выходное отверстие выбросного патрубка расположены не выше уровня клапана сливного трубопровода контейнера-сборника; установка снабжена также емкостями нулевой плавучести. A device for the production of LMCs from the ocean floor, including a carrier vessel, a self-propelled chassis with controls, on which a container container is located, having a lifting device with adjustable buoyancy and a source for filling it with gas, a load sensor in the container container associated with an autonomous drive the chassis and the nodes and mechanisms placed on it, the assembly unit for collecting LMC-containing bottom sediments, the means for orienting the chassis located on it and on the ocean floor along the perimeter of the treated area, the assembly unit for collecting bottom sediments was made in Idea of a pump with a suction pipe, around the inlet of which there are jet nozzles connected by a pipe-line to a high-pressure pump. The collection container is made in the form of a truncated inverted cone, in the lower part of which there is a discharge hatch with a lid and a drain pipe having a non-return valve, and the lifting device of the collection container is made in the form of a nacelle, the cavity of which is combined with the cavity of the collection container having in the upper parts of the reagent compartment fenced by means of an elastic diaphragm, while the source of filling the nacelle with gas is made in the form of a catalytic reactor, connected through its pumping unit with a cavity tseka reagent and through the valve unit communicated with the joint cavity of the nacelle and the collecting container. The device is equipped with an LMC enrichment unit, made in the form of a hydrogravity type separator, formed by at least one pipe with an opening cut out in its lower part, located above the collection container and placed between the suction pipe and the pump having a pipe with an exhaust pipe, and also installed on the chassis of an autonomous power plant, a speed sensor connected through controls to an autonomous chassis drive, a ground pressure sensor connected through controls to us the main installation of the source of filling the nacelle with gas, with a high pressure pump and with an independent drive. Moreover, the load sensor is connected to the high pressure pump, and the inlet of the suction pipe and the outlet of the exhaust pipe are located not higher than the valve level of the drain pipe of the container-collector; the unit is also equipped with tanks of zero buoyancy.

Выполнение процесса сепарирования пульпы с отделением от нее ЖМК непосредственно на дне океана позволяет сократить объем работ по утилизации отходов без нарушения экологии окружающего водного пространства, а также достичь существенной экономии материальных и энергозатрат, поскольку при этом способе производят подъем на судно-носитель только отсепарированные ЖМК, а не всю массу собранных донных отложений с ЖМК. The implementation of the process of separating the pulp with the separation of the LMC directly on the ocean floor reduces the amount of waste disposal without violating the ecology of the surrounding water area, as well as achieving significant savings in material and energy costs, since with this method only the separated LMCs are lifted onto the carrier vessel, and not the entire mass of collected bottom sediments with LMF.

Регулировка давления на грунт океана массой установки путем наддува подъемного устройства контейнера-сборника позволяет существенно уменьшить сопротивление движению шасси со стороны неровного и рыхлого грунта дна и преодолевать всякого рода изломы и неровности дна, что приведет к снижению энергозатрат, потребляемых установкой для работы. Adjusting the pressure on the ocean ground by the mass of the installation by pressurizing the lifting device of the container-collector can significantly reduce the resistance to movement of the chassis from the uneven and loose soil of the bottom and overcome any kind of fractures and unevenness of the bottom, which will reduce the energy consumption consumed by the installation for work.

Предварительное образование пульпы размыванием струями воды донных отложений повышает эффективность сборки этих отложений, снижая энергозатраты по сравнению с таковыми при выполнении процесса драгирования дна водоема. The preliminary formation of pulp by washing down bottom sediments by water jets increases the efficiency of assembly of these sediments, reducing energy consumption compared to those when performing the process of dredging the bottom of a reservoir.

Выполнение в устройстве для добычи ЖМК узла обогащения ЖМК в виде сепаратора гидрогравитационного типа, образованного из трубы или системы труб с вырезанным в нижней части проемом и расположенным над контейнером-сборником, обеспечивает сепарирование засасываемой всасывающим насосом пульпы с отделением на ЖМК, которые выпадают через проем в контейнер-сборник и на отходы в виде мелких частиц ЖМК, ила, песчаных отложений и т.п. которые, как более легкие предметы, засасываются вместе с водой и сбрасываются по трубопроводу насосом на дно водоема. The implementation in the device for the production of LMC of the enrichment unit of the LMC in the form of a hydrogravity type separator formed from a pipe or pipe system with an opening cut out in the lower part and located above the collection container, ensures the separation of the pulp sucked in by the suction pump with a compartment on the LMC that falls through the opening into container-collection and waste in the form of fine particles of LMF, silt, sand deposits, etc. which, as lighter objects, are sucked in with the water and discharged through the pipeline to the bottom of the reservoir.

Выполнение узла сбора донных отложений в виде насоса с всасывающим патрубком, вокруг приемного отверстия которого размещены струйные сопла, связанные трубопроводом с насосом высокого давления, позволяет, смешивая донные отложения с окружающей водой под давлением водных размывочных струй, образовать пульпу, облегчая процесс засасывания (сбора ЖМК). The implementation of the unit for collecting bottom sediments in the form of a pump with a suction pipe, around the inlet of which there are jet nozzles connected by a pipe to a high-pressure pump, allows, by mixing the bottom sediments with ambient water under the pressure of water wash jets, to form a pulp, facilitating the process of suction (collecting LMF )

В каталитическом реакторе в результате реакции реагента и воды образуется газ, предназначенный для заполнения полости гондолы и контейнера-сборника и создания подъемной силы на сборнике за счет вытеснения воды из указанных полостей, а также продувки контейнера-сборника через его сливной трубопровод с обратным клапаном, служащим для перекрытия доступа воды обратно в полость контейнера после его продувки. Таким образом соединение полостей гондолы и контейнера-сборника ЖМК позволяет использовать выделяющийся в реакторе газ как для создания подъемной силы, так и для продувки контейнера. A gas is formed in the catalytic reactor as a result of the reaction of the reagent and water, which is designed to fill the cavity of the nacelle and the collection container and to create a lifting force on the collection by displacing water from these cavities, as well as blowing the collection container through its drain pipe with a check valve serving to block the access of water back to the cavity of the container after it is purged. Thus, the connection of the cavities of the nacelle and the container-collector of the LMC allows the gas released in the reactor to be used both to create lift and to purge the container.

Эластичная податливая перегородка в гондоле, отделяющая камеру реагента от полости гондолы, втягиваясь по мере перетекания реагента в каталитический реактор, а также прижимаясь к верхней стенке гондолы по мере вдувания газа под колокол гондолы, позволяет увеличить заполняемый газом объем гондолы и повысить эффективность его использования. An elastic flexible partition in the nacelle that separates the reagent chamber from the nacelle cavity, retracting as the reagent flows into the catalytic reactor, and also pressing against the upper wall of the nacelle as gas is injected under the nacelle bell, makes it possible to increase the volume of the nacelle filled with gas and increase its efficiency.

Датчик давления на грунт позволяет управлять работой установки камеры реагента, отслеживая заданное допустимое давление на грунт, управляет работой насоса высокого давления, связан с органами движения и управления шасси. The pressure sensor on the ground allows you to control the installation of the reagent chamber, tracking the specified allowable pressure on the ground, controls the operation of the high pressure pump, is connected with the movement and control of the chassis.

Датчик скорости управляет работой автономного привода шасси. A speed sensor controls the operation of an autonomous chassis drive.

Емкости нулевой плавучести обеспечивают погружение сборника донных отложений с заданной скоростью при опускании его на дно водоема. Zero-buoyancy tanks provide immersion of the sediment collector at a given speed when lowering it to the bottom of the reservoir.

Расположение всасывающего и выбросного патрубков ниже или на уровне расположения обратного клапана сливного трубопровода контейнера-сборника повышает эффективность продувки последнего сжатым газом. The location of the suction and exhaust pipes below or at the location of the check valve of the drain pipe of the container-collector increases the efficiency of purging the latter with compressed gas.

Датчик груза на контейнере-сборнике связан с насосом высокого давления для управления его работой. The load sensor on the collection container is connected to a high pressure pump to control its operation.

На фиг. 1 показана схема установки для добычи ЖМК из конструктивных элементов; на фиг. 2 то же, вид сбоку (судно-носитель не показано). In FIG. 1 shows a diagram of an installation for the production of LMC from structural elements; in FIG. 2 same side view (carrier ship not shown).

На самоходном шасси 1 с автономной энергетической установкой 2, с органами 3 управления и автономным приводом 4, например движительным, установлен сепаратор 5 гидрогравитационного типа для отделения ЖМК от пульпы, выполненный в виде трубы или системы труб с вырезанным внизу проемом 6 для сбора ЖМК в контейнер-сборник 7, расположенный на шасси под сепаратором 5. Сепаратор размещен между всасывающим патрубком 8 и насосом 9 для всасывания содержащей ЖМК пульпы. On a self-propelled chassis 1 with an autonomous power plant 2, with controls 3 and an autonomous drive 4, for example propulsive, a hydrogravity type separator 5 is installed to separate the LMC from the pulp, made in the form of a pipe or pipe system with an opening 6 cut out below for collecting the LMC into a container collector 7, located on the chassis under the separator 5. The separator is placed between the suction pipe 8 and the pump 9 for suction of the pulp containing the LMC.

Контейнер-сборник 7 имеет подъемное устройство 10, выполненное в виде полой гондолы, объединенной с полостью контейнера-сборника 7 и имеющей в верхней части выгороженный посредством эластичной диафрагмы 11 отсек 12 для реагента, необходимого для образования газа, заполняемого в гондолу. Container-collector 7 has a lifting device 10, made in the form of a hollow nacelle, combined with the cavity of the container-collector 7 and having, in the upper part, a compartment 12 for the reagent necessary for the formation of gas to be filled into the nacelle, fenced off by means of an elastic diaphragm 11.

Источник 13 наполнения гондолы газом выполнен в виде каталитического реактора, соединенного через свою насосную установку 14 с полостью отсека 12 для реагента и через клапанное устройство 15 сообщенного с объединенной полостью гондолы и контейнера-сбоpника. The source 13 for filling the nacelle with gas is made in the form of a catalytic reactor connected through its pumping unit 14 to the cavity of the compartment 12 for the reagent and through the valve device 15 in communication with the combined cavity of the nacelle and the collection container.

Контейнер-сборник 7 выполнен в виде усеченного перевернутого конуса 16, в нижней части которого установлены разгрузочный люк 17 с крышкой 18 и сливным трубопроводом 19, имеющим обратный клапан 20, и датчик 21 груза. The collection container 7 is made in the form of a truncated inverted cone 16, in the lower part of which a discharge hatch 17 with a lid 18 and a drain pipe 19 having a non-return valve 20, and a load sensor 21 are installed.

На шасси также установлены насос 22 высокого давления, датчик 23 давления на грунт, связанный через органы 3 управления с насосной установкой 14 источника наполнения гондолы газом, с насосом 22 высокого давления и с автономным приводом 4; шасси также снабжено датчиком 24 скорости, связанным через органы управления 3 с автономным приводом 4 шасси. The chassis also has a high-pressure pump 22, a ground pressure sensor 23 connected through control elements 3 to a pumping unit 14 for filling the nacelle with gas, to a high-pressure pump 22 and with an independent drive 4; the chassis is also equipped with a speed sensor 24, connected through controls 3 with an independent drive 4 of the chassis.

Датчик 21 груза связан с насосом 22 высокого давления, с автономным приводом 4 шасси и с узлами и механизмами, размещенными на нем. The load sensor 21 is connected to a high pressure pump 22, with an autonomous drive 4 of the chassis and with units and mechanisms located on it.

Вокруг приемного отверстия 25 всасывающего патрубка 8 размещены струйные сопла 26 для размывания грунта и образования пульпы, которые связаны трубопроводом с насосом 22 высокого давления. Around the inlet opening 25 of the suction pipe 8 there are jet nozzles 26 for washing away the soil and forming pulp, which are connected by a pipe to the high pressure pump 22.

За насосом 9 для всасывания пульпы расположен соединенный с ним трубопроводом выбросной патрубок 27. Причем выходное отверстие 28 выбросного патрубка 27 и приемное отверстие 25 всасывающего патрубка 8 расположены не выше уровня обратного клапана 20 сливного трубопровода 19 контейнера-сборника. Behind the pulp suction pump 9, an outlet pipe 27 connected to it by a pipe is located. Moreover, the outlet 28 of the outlet pipe 27 and the intake port 25 of the suction pipe 8 are located no higher than the level of the check valve 20 of the drain pipe 19 of the collecting container.

Устройство имеет средства 29 ориентации шасси, размещенные на нем и на дне океана по периметру отрабатываемого участка (не показано), и снабжено емкостями 30 нулевой плавучести. The device has means 29 for orienting the chassis, located on it and on the ocean floor along the perimeter of the developed area (not shown), and is equipped with tanks 30 of zero buoyancy.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Перед опусканием сборника ЖМК в водное пространство емкости 30 нулевой плавучести заполняются балластным грузом. Before lowering the reservoir LMC in the water space of the vessel 30 of zero buoyancy are filled with ballast weight.

После опускания сборника с судна-носителя в заданном районе акватории на дно водоема, по команде от датчика 23 давления на грунт включается насосная установка 14 камеры реагента, которая подает реагент в каталитический реактор 13. Образовавшийся в результате реакции газ поступает через клапанное устройство 15 в полость гондолы подъемного устройства 10, создавая подъемную силу. Насосная установка 14 работает до момента достижения требуемого давления на грунт сборником ЖМК. По достижении заданного давления на грунт этот же датчик 23 давления включает насос 22 высокого давления для размывания отложений дна водоема и образования пульпы и одновременно включает всасывающий насос 9 и органы движения шасси (привод 4), обеспечивающие передвижение по дну сборника ЖМК. After lowering the collector from the carrier vessel in a given area of the water area to the bottom of the reservoir, on command of the pressure sensor 23 to the soil, the pumping unit 14 of the reagent chamber is turned on, which supplies the reagent to the catalytic reactor 13. The gas resulting from the reaction enters through the valve device 15 into the cavity nacelles of the lifting device 10, creating a lifting force. The pump unit 14 operates until the required pressure on the ground is reached by the LMC collector. Upon reaching a predetermined pressure on the ground, the same pressure sensor 23 includes a high pressure pump 22 for erosion of sediments of the bottom of the reservoir and the formation of pulp and at the same time includes a suction pump 9 and chassis movement elements (actuator 4), which provide movement along the bottom of the tank assembly.

Засасываемая насосом 9 пульпа, проходя через сепаратор 5, отделяется на ЖМК, которые за счет сил гравитации падают в контейнер-сборник 7, и на породу, состоящую из мелких частиц ЖМК, песка и ила, которые как менее тяжелые, чем ЖМК, засасываются насосом 9 и направляются им через выбросной патрубок 27 на отработанный участок дна водоема. The pulp sucked up by the pump 9, passing through the separator 5, is separated into the LMC, which, due to gravitational forces, fall into the container-collector 7, and into the rock, consisting of small particles of the LMC, sand and silt, which are less heavy than the LMC, are sucked in by the pump 9 and sent to them through the exhaust pipe 27 to the waste section of the bottom of the reservoir.

Ориентация сборника ЖМК осуществляется с помощью средств 29 ориентации, установленных на нем и по периметру отрабатываемого участка дна водоема, а ско-рость передвижения шасси определяется датчиком 24 скорости и регулируется органами 3 управления шасси. The orientation of the LMC collection is carried out using orientation means 29 installed on it and along the perimeter of the worked out section of the bottom of the reservoir, and the speed of movement of the chassis is determined by the speed sensor 24 and is regulated by the chassis control 3.

По мере наполнения контейнера-сборника ЖМК давление на грунт возрастает, датчик давления на грунт продолжает держать в рабочем состоянии насосную установку 14 камеры реагента для увеличения подъемной силы. Поступающий из каталитического реактора 13 в объединенную полость гондолы и контейнера-сборника газ осуществляет продувку контейнера-сборника с ЖМК, вытесняя через сливной трубо-провод 19 и обратный клапан 20 песок, ил, мелкие частицы вместе с водой. As the filling of the LMC collection container, the pressure on the ground increases, the pressure sensor on the ground continues to keep the reagent chamber pump unit 14 in working order to increase the lifting force. The gas coming from the catalytic reactor 13 into the combined cavity of the nacelle and the collection container blows the collection container with the LMC, forcing sand, silt, fine particles together with water through the drain pipe 19 and the check valve 20.

После заполнения контейнера-сборника 7 железомарганцевыми конкрециями датчик 21 груза выдает сигнал об остановке работы засасывающего насоса 9, насоса 22 высокого давления и автономного привода 4 шасси. After filling the collection container 7 with ferromanganese nodules, the load sensor 21 gives a signal to stop the operation of the suction pump 9, the high pressure pump 22 and the stand-alone drive 4 of the chassis.

По мере наполнения полости гондолы и контейнера-сборника газом и создания им необходимой подъемной силы осуществляется подъем сборника ЖМК на поверхность водного пространства. При этом объем газа, расширяющегося в процессе подъема сборника ЖМК в упомянутых полостях, стравливается через обратный клапан 20 сливного трубопровода контейнера-сборника, через наконечники засасывающего патрубка 8 и выбросного патрубка 27. As the cavity of the nacelle and the collection container is filled with gas and the necessary lifting force is created by it, the LMC collector is lifted to the surface of the body of water. At the same time, the volume of gas expanding during the lifting of the LMC collector in the said cavities is vented through the check valve 20 of the drain pipe of the container-collector, through the tips of the suction pipe 8 and the exhaust pipe 27.

Claims (2)

1. Способ добычи железомарганцевых конкреций со дна океана, включающий спуск на дно океана шасси с автономным двигателем и контейнером-сборником с регулятором переменной плавучести, управление движением шасси с одновременным сбором содержащих железомарганцевые конкреции донных отложений в контейнер-сборник и его подъем на поверхность океана путем придания ему положительной плавучести с последующей разгрузкой на судно-носитель, отличающийся тем, что в процессе перемещения шасси при сборе донных отложений производят регулировку давления шасси на дно океана путем наддува подъемного устройства контейнера-сборника, сбор донных отложений осуществляют всасыванием предварительно образованной под давлением струй воды пульпы, при этом непосредственно на дне океана производят обогащение донных отложений путем сепарирования и сброс на отработанный участок дна отходов обогащения, а в процессе наполнения контейнера-сборника железомарганцевыми конкрециями до их подъема на поверхность океана осуществляют продувку загруженного контейнера-сборника сжатым газом, причем управление работой шасси осуществляют дистанционно. 1. A method of extracting ferromanganese nodules from the ocean floor, including launching a chassis with an autonomous engine and a collection container with a variable buoyancy regulator onto the ocean floor, controlling the movement of the chassis with the simultaneous collection of bottom sediments containing iron-manganese nodules in the collection container and lifting it to the ocean surface by giving it positive buoyancy, followed by unloading on a carrier vessel, characterized in that during the movement of the chassis during the collection of bottom sediments, the pressure is adjusted landing gear on the ocean floor by pressurizing the lifting device of the collection container, the collection of bottom sediments is carried out by suction of the pulp previously formed under pressure of water jets, while the bottom sediments are enriched directly at the bottom of the ocean by separation and dumping of the bottom of enrichment waste onto the worked out section, and in the process filling the collection container with ferromanganese nodules before they rise to the ocean surface, purging the loaded container container with compressed gas, moreover, Leniye chassis work performed remotely. 2. Устройство для добычи железомарганцевых конкреций со дна океана, включающее судно-носитель, самоходное шасси с органами управления, на котором размещены контейнер-сборник, имеющий подъемное устройство с регулируемой плавучестью и источник его наполнения газом, датчик груза в контейнере-сборнике, связанный с автономным приводом шасси и с узлами и механизмами, размещенными на нем, узел сбора содержащих железомарганцевые конкреции донных отложений, средства ориентации шасси, размещенные на нем и на дне океана по периметру отрабатываемого участка, отличающееся тем, что узел сбора донных отложений выполнен в виде насоса с всасывающим патрубком, вокруг приемного отверстия которого размещены струйные сопла, связанные трубопроводом с насосом высокого давления, контейнер-сборник выполнен в виде усеченного перевернутого конуса, в нижней части которого установлены разгрузочный люк с крышкой и сливным трубопроводом, имеющим обратный клапан, а подъемное устройство контейнера-сборника выполнено в виде гондолы, полость которой объединена с полостью контейнера-сборника, имеющей в верхней части выгороженный посредством эластичной диафрагмы отсек для реагента, при этом источник наполнения гондолы газом выполнен в виде каталитического реактора, соединенного через свою насосную установку с полостью отсека для реагента и через клапанное устройство сообщенного с объединенной полостью гондолы и контейнера-сборника, причем датчик груза связан с насосом высокого давления, а устройство снабжено узлом обогащения железомарганцевых конкреций, выполненным в виде сепаратора гидрогравитационного типа, образованного по крайней мере одной трубой с вырезанным в ее нижней части проемом, расположенным над контейнером-сборником между всасывающим патрубком и насосом, имеющим трубопровод с выбросным патрубком, установленной на шасси автономной энергетической установкой, датчиком скорости, связанным через органы управления с автономным приводом шасси, датчиком давления на грунт, связанным через органы управления с насосной установкой источника наполнения гондолы газом, насосом высокого давления и автономным приводом, и емкостями нулевой плавучести, причем приемное отверстие всасывающего патрубка и выходное отверстие выбросного патрубка расположены не выше уровня клапана сливного трубопровода контейнера-сборника. 2. A device for extracting ferromanganese nodules from the ocean floor, including a carrier vessel, a self-propelled chassis with controls, on which a collection container is located, having a lifting device with adjustable buoyancy and a source for filling it with gas, a load sensor in the collection container associated with self-contained chassis drive and with nodes and mechanisms placed on it, a collection unit containing ferromanganese nodules of bottom sediments, means for orienting the chassis placed on it and on the ocean floor along the perimeter are worked out section, characterized in that the bottom sediment collection unit is made in the form of a pump with a suction nozzle, around the inlet of which there are jet nozzles connected by a pipeline to a high pressure pump, the collection container is made in the form of a truncated inverted cone, in the lower part of which there is a discharge a hatch with a lid and a drain pipe having a non-return valve, and the lifting device of the collecting container is made in the form of a gondola, the cavity of which is combined with the cavity of the collecting container, having in the upper part, the reagent compartment is blocked off by means of an elastic diaphragm, while the source of filling the nacelle with gas is made in the form of a catalytic reactor connected through its pumping unit to the cavity of the reagent compartment and through a valve device in communication with the combined cavity of the nacelle and the collection container, the sensor the load is connected to a high-pressure pump, and the device is equipped with an enrichment unit for ferromanganese nodules, made in the form of a hydrogravity-type separator formed by at least one pipe with an opening cut out in its lower part, located above the collection container between the suction pipe and the pump, having a pipeline with an exhaust pipe installed on the chassis of an autonomous power plant, a speed sensor connected through controls to an autonomous drive of the chassis, and a pressure sensor to the ground, connected through controls to the pump installation of the gas filling source of the nacelle, high-pressure pump and self-contained drive, and tanks with zero buoyancy, exc a receiving opening of the suction pipe and the outlet exhaust-pipe arranged above the valve does not drain pipe of the collecting container.
RU93020002A 1993-04-14 1993-04-14 Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment RU2053366C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93020002A RU2053366C1 (en) 1993-04-14 1993-04-14 Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93020002A RU2053366C1 (en) 1993-04-14 1993-04-14 Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2053366C1 true RU2053366C1 (en) 1996-01-27
RU93020002A RU93020002A (en) 1996-05-10

Family

ID=20140512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93020002A RU2053366C1 (en) 1993-04-14 1993-04-14 Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2053366C1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181839C2 (en) * 2000-05-25 2002-04-27 Дальневосточный государственный технический университет Complex for mining of ferromanganesian concretions
RU2181837C2 (en) * 2000-05-25 2002-04-27 Дальневосточный государственный технический университет Complex for deep-sea mining of ferromanganesian concretions
RU2182229C2 (en) * 2000-05-22 2002-05-10 Дальневосточный государственный технический университет Deep-sea mining complex
RU2289696C1 (en) * 2005-06-14 2006-12-20 Николай Михайлович Ишмиратов Plant for extracting iron-manganese burs from ocean bottom
RU2375578C1 (en) * 2008-05-26 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method for selective sampling and preliminary concentration of ferromanganese burrs and device for its realisation
RU2527101C2 (en) * 2009-07-06 2014-08-27 Дамен Дреджинг Эквипмент Б.В. System of dredge vessel
RU2562304C1 (en) * 2014-11-28 2015-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation
RU2601880C1 (en) * 2015-11-11 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Legged device for underwater mining of minerals
CN107503752A (en) * 2017-09-15 2017-12-22 山东大学 A kind of buoyant lift type seabed mineral quarrying apparatus
RU2702470C1 (en) * 2019-02-27 2019-10-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Production method of trade works on deep-water shelf
RU2715108C1 (en) * 2019-09-25 2020-02-25 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический Центр"Геомеханика" (ООО"НТЦ "Геомеханика") METHOD FOR EXTRACTION OF FERROMANGANESE NODULES FROM OCEAN BOTTOM FROM DEPTHS OF UP TO 5 km AND MORE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2737944C1 (en) * 2020-01-10 2020-12-07 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Монолит" Device for collection of polymetallic nodules
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Шнюков Е.Д., Белодед Р.А. и Цемко В.П. Полезные ископаемые Мирового океана. Киев: Наукова думка, 1979, с.350-353. 2. Кронин Д. Подводные минеральные месторождения. М.: Мир, 1983, с.392. 3. Заявка Франции N 2376941, кл. E 21C 45/00, 1978. *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182229C2 (en) * 2000-05-22 2002-05-10 Дальневосточный государственный технический университет Deep-sea mining complex
RU2181839C2 (en) * 2000-05-25 2002-04-27 Дальневосточный государственный технический университет Complex for mining of ferromanganesian concretions
RU2181837C2 (en) * 2000-05-25 2002-04-27 Дальневосточный государственный технический университет Complex for deep-sea mining of ferromanganesian concretions
RU2289696C1 (en) * 2005-06-14 2006-12-20 Николай Михайлович Ишмиратов Plant for extracting iron-manganese burs from ocean bottom
RU2375578C1 (en) * 2008-05-26 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method for selective sampling and preliminary concentration of ferromanganese burrs and device for its realisation
RU2527101C2 (en) * 2009-07-06 2014-08-27 Дамен Дреджинг Эквипмент Б.В. System of dredge vessel
RU2562304C1 (en) * 2014-11-28 2015-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation
RU2601880C1 (en) * 2015-11-11 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Legged device for underwater mining of minerals
CN107503752A (en) * 2017-09-15 2017-12-22 山东大学 A kind of buoyant lift type seabed mineral quarrying apparatus
CN107503752B (en) * 2017-09-15 2024-05-17 山东大学 Buoyancy lifting type submarine mineral exploitation device
RU2702470C1 (en) * 2019-02-27 2019-10-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Production method of trade works on deep-water shelf
RU2715108C1 (en) * 2019-09-25 2020-02-25 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический Центр"Геомеханика" (ООО"НТЦ "Геомеханика") METHOD FOR EXTRACTION OF FERROMANGANESE NODULES FROM OCEAN BOTTOM FROM DEPTHS OF UP TO 5 km AND MORE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2737944C1 (en) * 2020-01-10 2020-12-07 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Монолит" Device for collection of polymetallic nodules
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
US4685742A (en) Equipment for extracting ores from sea beds
RU2053366C1 (en) Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment
US3672725A (en) Deep sea mining method and apparatus
US9062434B2 (en) Device for extracting solid material on the bed of a body of water, and associated method
US3967393A (en) Underwater solids collecting apparatus
EP4107366B1 (en) Sea-bed mining vehicle
TW201736199A (en) Mineral lifting system and mineral lifting method
EP1236832A1 (en) System and method for discharging deposit
US3693272A (en) A floating tower for underwater dredging
US5478483A (en) Oil spill skimmer with adjustable floating weir
US11959248B2 (en) Device for the removal of sludge and/or sand from the bottom of a wetland
RU2112139C1 (en) Plant with self-propelled car to collect concretions under conditions of floor of world-wide ocean
WO1998020208A1 (en) Dredging method and dredging apparatus
KR20010092064A (en) Apparatus for removal sediment in ballast tank of ship
CN110258703A (en) Mobile river sludge dredger
US3160966A (en) Submerged dredging device with air filled hood
RU93020002A (en) METHOD FOR EXTRACTION OF IRON MAGONGANE CONCRETIONS FROM THE BOTTOM OF THE OCEAN AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
US3950030A (en) Underwater mining
EP0289520B1 (en) Remote underwater excavator and sampler
CN214940523U (en) River silt dredging equipment
CN212405291U (en) Multifunctional dredging ship for excavator
JP4341772B2 (en) 浚 渫 Method and 浚 渫 System
RU2170823C1 (en) Device for mining of concretions
US4429476A (en) Self-immersing jet pump
RU2847959C1 (en) Complex for the extraction and processing of placer deposits