[go: up one dir, main page]

RU2562304C1 - Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation - Google Patents

Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2562304C1
RU2562304C1 RU2014148096/03A RU2014148096A RU2562304C1 RU 2562304 C1 RU2562304 C1 RU 2562304C1 RU 2014148096/03 A RU2014148096/03 A RU 2014148096/03A RU 2014148096 A RU2014148096 A RU 2014148096A RU 2562304 C1 RU2562304 C1 RU 2562304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinders
containers
receiving
nodules
vessel
Prior art date
Application number
RU2014148096/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Кириченко
Алексей Сергеевич Каширский
Григорий Сергеевич Иващенко
Ильяс Идрисович Якупов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2014148096/03A priority Critical patent/RU2562304C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2562304C1 publication Critical patent/RU2562304C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: minerals (concretions) separated from bottom during movement of the mining device towed by the tower vessel are taken to the reception vessel in the form of grid from high strength plastic fitted with lifting vessels and cylinders with compressed air, at filling of the reception vessel it moves by gravity from the bottom of the mining device to the soil, and on its place another reception vessel moves, which until this moment is located in the cartridge mounted in the upper part of the mining device and connected with the previous reception vessel by flexible rods, after that during further movement of the mining device the valves of cylinders with compressed air which fills lifting vessels, are actuated, the trawl takes off from the mining device and, having reached positive buoyancy, emerge to the surface where it is taken by the transportation vessel. Meanwhile for simplification of search the emerging vessel is fitted with the signalling device which automatically actuates after reaching of water surface.
EFFECT: improvement of efficiency of trawl utilisation due to reduction of number of idle runs, increase of completeness of excavation of useful component and decrease of dependence of working time from weather conditions.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подводной добыче железомарганцевых конкреций со дна мирового океана. В связи с истощением запасов в месторождениях, расположенных на суше, - это становиться очень перспективным направлением развития горнодобывающей отрасли экономики.The invention relates to the mining industry, namely to the underwater mining of ferromanganese nodules from the bottom of the oceans. In connection with the depletion of reserves in deposits located on land, this becomes a very promising direction for the development of the mining sector of the economy.

Для добычи данного вида сырья в настоящее время используют подводные экскаваторы, драги, грейферы и устройства с гидроподъемом добытой горной массы, а также самоходные управляемые с поверхности добычные комплексы. Черпаковые снаряды относятся к агрегатам прерывного действия, в качестве рабочих органов у них используются грейферы, ковши, тралы. Отличительной особенностью этих механизмов является наличие тросовой оснастки, благодаря чему они могут работать при значительной глубине моря. Размеры ковша или трала конструктивно связываются только с прочностью удерживающих их троса и лебедки. Опыт применения океанографических тралов для взятия проб осадков со дна глубоких частей океана показал, что тралы могут быть применены примерно на 98% площади дна океана. В случае расположения данных месторождений на глубинах более 1500 метров использование драг может стать не целесообразным в связи с большим весом тяговых и управляющих канатов, длительным циклом спуска-подъема ковша и точностью установки трала по отношению к уже отработанным участкам. Их использование также затруднительно в случае неблагоприятных погодных условий. Однако тралы имеют преимущество с точки зрения экологии, при небольшой мощности отложений и ровной поверхности дна. Поэтому использование данного способа добычи и устройств для его осуществления постоянно расширяется и их совершенствование является актуальной задачей.For the extraction of this type of raw materials, underwater excavators, dredges, grabs and devices with hydraulic lifting of the mined rock mass, as well as self-propelled mining complexes controlled from the surface, are currently used. Scoop shells are discontinuous aggregates; grabs, buckets, trawls are used as working bodies. A distinctive feature of these mechanisms is the presence of cable equipment, so that they can work at considerable depths of the sea. The dimensions of the bucket or trawl are structurally associated only with the strength of the cable and winch holding them. The experience of using oceanographic trawls for sampling sediments from the bottom of the deepest parts of the ocean has shown that trawls can be used in approximately 98% of the ocean floor area. If these deposits are located at depths of more than 1,500 meters, the use of dredges may not be expedient due to the large weight of the traction and control ropes, the long cycle of lowering and raising the bucket, and the accuracy of the installation of the trawl with respect to the already developed sections. Their use is also difficult in case of adverse weather conditions. However, trawls have an environmental advantage, with low sediment thickness and a flat bottom surface. Therefore, the use of this method of extraction and devices for its implementation is constantly expanding and their improvement is an urgent task.

Использование тралов и драг известно с древних времен. Одним из определений драги является «ковшеподобное приспособление для сбора донных отложений, затонувших предметов и т.п. со дна водоемов при его протягивании вдоль дна. Драга состоит из широкой четыреугольной железной рамы с верхними краями, отточенными в виде лезвия, и мелкоячеистой сети (мотвы), прикрепленной по нижнему краю рамы. (Боч Г.Н. Экскурсия на Север, 1926 г. (цитата из Национального корпуса русского языка). Тралл в свою очередь определяется как «сетчатый мешок, буксируемый за судном при помощи канатов» (Большая Советская Энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1969-1978).The use of trawls and drags has been known since ancient times. One of the definitions of dredge is a “bucket-like device for collecting bottom sediments, sunken objects, etc. from the bottom of water bodies when it is pulled along the bottom. The dredge consists of a wide quadrangular iron frame with upper edges honed in the form of a blade, and a fine wire mesh (motva) attached along the lower edge of the frame. (Boch G.N. Excursion to the North, 1926 (quote from the National Corps of the Russian Language). Thrall, in turn, is defined as “a net bag towed behind a vessel using ropes” (Big Soviet Encyclopedia. M .: Soviet Encyclopedia, 1969-1978).

Известен способ добычи конкреций со дна мирового океана, включающий доставку перфорированного сосуда с плавсредства на дно акватории, заполнение сосуда конкрециями вместе с вмещающими илистыми породами при движении плавсредства, подъем сосуда на плавсредство и его разгрузку в приемное приспособление. Этот способ реализован в виде устройства, включающего плавсредство, размещенные на нем приемное приспособление, лебедку, отклоняющие блоки, головной тяговый канат, перфорированный сосуд прямоугольного поперечного сечения с режущими кромками (Тимофеев И.П. Шагающие машины для освоения ресурсов морского дна. Л 1987, с. 6-7, рис. 1). Данный способ добычи конкреций выбран авторами в качестве прототипа. Исходя из вышесказанного данное устройство можно характеризовать, как одно ковшевую драгу или трал, а способ, как траление.A known method for the extraction of nodules from the bottom of the oceans, including the delivery of a perforated vessel from a boat to the bottom of the water area, filling the vessel with nodules along with enclosing silt while moving the boat, raising the vessel to the boat and unloading it into the receiving device. This method is implemented in the form of a device including a watercraft, a receiving device placed on it, a winch, deflecting blocks, a head traction rope, a perforated vessel of rectangular cross-section with cutting edges (IP Timofeev Walking machines for developing the resources of the seabed. L 1987, p. 6-7, Fig. 1). This method of mining nodules is selected by the authors as a prototype. Based on the foregoing, this device can be characterized as one bucket dredge or trawl, and the method as trawling.

Недостатками данного способа и реализующего его устройства являются ограниченная производительность, малое извлечение конкреций с придонного месторождения из-за трудности контроля зоны прохода сосуда по дну, большое разубоживание конкреций донными породами, извлекаемыми из придонного слоя вместе с конкрециями, замутнение воды при подъеме сосуда.The disadvantages of this method and its implementing device are limited productivity, low extraction of nodules from the bottom field due to the difficulty of controlling the zone of passage of the vessel along the bottom, large dilution of nodules with bottom rocks extracted from the bottom layer along with nodules, turbidity of the water when raising the vessel.

Известно устройство для сбора твердых полезных ископаемых на дне водных акваторий, включающее связанный с накопительной емкостью коробчатый черпак. Накопительная емкость в данном устройстве выполнена в виде сетчатого мешка (SU 1051290, опубликовано 30.10.1983 г., бюллетень №40). Такая конструкция позволяет осуществлять сбор конкреций, отделение их от ила и других рыхлых донных отложений.A device is known for collecting solid minerals at the bottom of water areas, including a box-shaped scoop associated with a storage tank. The storage capacity in this device is made in the form of a mesh bag (SU 1051290, published on 10/30/1983, Bulletin No. 40). This design allows the collection of nodules, their separation from silt and other loose bottom sediments.

Недостатком данного устройство является то, что оно требует частых подъемов на поверхность для опорожнения накопительной емкости, что снижает эффективность работ и не всегда возможно по погодным условиям (волнение).The disadvantage of this device is that it requires frequent elevations to the surface to empty the storage tank, which reduces the efficiency of work and is not always possible due to weather conditions (excitement).

Известна также установка для добычи конкреций, которая включает рабочие аппараты, навешенные на бесконечный трос, помещенный между участком добычи конкреций и судном, обслуживающим установку. Рабочий аппарат предназначен для забора конкреций со дна и доставки их на обслуживающее судно и включает основание, в котором размещены средства управления и связи, силовое устройство и источники питания. На основании закреплены подъемный шар и грейферный захват (Патент RU 2208164, опубл. 10.07.2003 г.). Данное решение позволяет уменьшить затраты на подъем добытого сырья.Also known installation for the extraction of nodules, which includes working devices, hung on an endless cable, placed between the site of extraction of nodules and the vessel serving the installation. The working apparatus is designed to collect nodules from the bottom and deliver them to a service vessel and includes a base, in which control and communication facilities, a power device and power sources are located. A lifting ball and a clamshell are fixed on the base (Patent RU 2208164, publ. 07/10/2003). This solution allows to reduce the cost of raising the extracted raw materials.

Недостатком данной установки также является невозможность работы в сложных погодных условиях. Также недостатком данной установки является использование в подъемном устройстве твердой оболочки, что увеличивает размеры опускаемых на дно рабочих аппаратов и следовательно их «парусность», что в случае наличия сильных подводных течений затрудняет фиксацию добычного устройства в заданной точке.The disadvantage of this installation is the inability to work in difficult weather conditions. Another disadvantage of this installation is the use of a hard shell in the lifting device, which increases the size of the working devices lowered to the bottom and therefore their “windage”, which in the case of strong undercurrents makes it difficult to fix the production device at a given point.

Известно также устройство для подъема затонувшего объекта, включающее газогенератор, скрепленный по фланцу с надувной мягкой оболочкой корпус, подвески для строповки груза и трос, обладающий положительной плавучестью, огибающий верхнюю часть оболочки, причем его нижние концы скреплены с подвесками для строповки груза (АС СССР №1729905, опубл. 30.04.1992 г. ).A device for lifting a sunken object is also known, including a gas generator, a body fastened along a flange with an inflatable soft shell, suspension for slinging a cargo, and a cable having positive buoyancy, enveloping the upper part of the shell, and its lower ends are fastened with suspension for slinging a cargo (USSR AS No. 1729905, published April 30, 1992).

Недостатком данного устройства является слабая устойчивость к опрокидыванию, особенно в момент развертывания и начала заполнения оболочки газом, что исключает его использование в случае наличия сильных подводных течений, а значительные размеры оболочки, наличие жесткого корпуса для хранения оболочки и газогенератора затрудняют подъем полезного груза на судно, особенно в неблагоприятных погодных условиях.The disadvantage of this device is the poor resistance to capsizing, especially at the time of deployment and the beginning of filling the shell with gas, which excludes its use in the presence of strong undercurrents, and the large size of the shell, the presence of a rigid hull for storing the shell and the gas generator make it difficult to lift the payload onto the vessel, especially in adverse weather conditions.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подводной разработки месторождений полезных ископаемых, включающее транспортирующую емкость, шарнирно связанную с тросом посредством штанги, газогенератор, гибкую полость для газа с клапаном предельного давления, торос с балластом и поплавком, причем балластная емкость выполнена в виде грейферного ковша с гибкими звеньями и соединена при помощи грузонесущего каната с гибкой полостью, при этом грейферный ковш выполнен сетчатым с армированными челюстями (Патент Российской Федерации №2426883, опубл. 20.08.2011, бюл. №23). Данное устройство выбрано авторами в качестве прототипа.Closest to the proposed device in technical essence and the achieved result is a device for underwater mining of mineral deposits, including a transporting tank pivotally connected to the cable via a rod, a gas generator, a flexible cavity for gas with a pressure limit valve, hummock with a ballast and a float, and ballast the tank is made in the form of a clamshell bucket with flexible links and connected by means of a load-carrying rope with a flexible cavity, while the clamshell bucket is made n mesh with reinforced jaws (Russian Federation patent №2426883, publ. 20.08.2011, Bull. №23). This device is selected by the authors as a prototype.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, а именно наличие газогенератора, необходимость использования расходных материалов и сложность извлечения транспортирующей емкости на поверхность. Кроме того, использование грейфера при незначительной толщине отложений, содержащих конкреции, не рационально, так как оно не обеспечит полноту извлечения полезного компонента.The disadvantage of this device is the design complexity, namely the presence of a gas generator, the need to use consumables and the difficulty of removing the transporting container to the surface. In addition, the use of a grab with a small thickness of sediments containing nodules is not rational, since it will not ensure the completeness of extraction of the useful component.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности использования трала за счет уменьшения количества холостых ходов, повышение полноты выемки полезного компонента и снижение зависимости времени проведения работ от погодных условий, а также упрощении конструкции устройства и удешевлении подъема добытого полезного ископаемого на поверхность океана.The technical result of the invention consists in increasing the efficiency of using the trawl by reducing the number of idling, increasing the completeness of the extraction of the useful component and reducing the dependence of the time of work on weather conditions, as well as simplifying the design of the device and making it cheaper to raise the extracted mineral to the ocean surface.

Технический результат достигается за счет того, полезные ископаемые (конкреции), отделяемые от дна при движении добычного устройства, буксируемого судном-буксировщиком, попадают в приемную емкость в виде сетки из особо прочного пластика, оборудованную подъемными емкостями и баллонами с сжатым воздухом, при заполнении приемной емкости она под действием силы тяжести сдвигается с дна добычного устройства на грунт, а на ее место становиться другая приемная емкость, до этого момента находящаяся в кассете, смонтированной в верхней части добычного устройства и соединенной с предыдущей приемной емкостью гибкими тягами, после чего при дальнейшем движении добычного устройства срабатывают клапаны баллонов со сжатым воздухом, которым заполняются подъемные емкости, трал отделяется от добычного устройства и, достигнув положительной плавучести, всплывает на поверхность, где подбирается судном-транспортировщиком. При этом для облегчения поиска всплывающая емкость оборудуется сигнальным устройством, которое автоматически срабатывает после достижения ею поверхности воды.The technical result is achieved due to the fact that minerals (nodules), separated from the bottom during the movement of a mining device towed by a towing vessel, fall into the receiving tank in the form of a mesh of especially durable plastic, equipped with lifting tanks and compressed air cylinders, when filling the receiving Under the influence of gravity, it moves from the bottom of the mining device to the ground, and in its place there is another receiving tank, up to this point located in the cassette mounted in the upper part of the production device and connected to the previous receiving tank by flexible rods, after which, with further movement of the production device, valves of compressed air cylinders that fill the lifting tanks are activated, the trawl is separated from the production device and, having reached positive buoyancy, floats to the surface where it is picked up by a transporting vessel . At the same time, to facilitate the search, the pop-up tank is equipped with a signal device, which automatically works after it reaches the water surface.

Для осуществления данного способа предлагается устройство, представляющее собой ковш в виде четырехугольной призмы, имеющий отвал для внедрения в залежь и не имеющий задней стенки, тяговые тросы и тросы управления, а также сетчатые приемные емкости для сбора конкреций и подъемные емкости ввиде гибких надувных баллонов, заполняемых воздухом, отличающееся тем, что оно оборудовано кассетой, расположенной в верхней части ковша, с закрепленными в ней в свернутом виде отдельными тралами (сетчатыми мешками из особо прочного пластика), снабженными баллонами со сжатым воздухом, имеющими клапан и гибкие подъемные емкости из высокопрочной прорезиненной ткани, которые при заполнении их воздухом совокупно принимают форму тора, также сложенные в кассету, соединенные гибкими тягами, которые в свою очередь связаны с разновеликими катками, одна пара которых имеет положительную плавучесть, а другая пара отрицательную, а также гибким упругим каркасом, удерживающим приемное отверстие трала в рабочем положении при его заполнении, качающейся плитой, шарнирно связанной с дном ковша и удерживаемой пружинными тягами в рабочем положении (примерно 7°), имеющей возможность отклоняться в горизонтальное положение под действием силы тяжести, при этом на внутренних стенках ковша имеются направляющие, ширина которых позволяет проходить в них каткам меньшего диаметра и не проходить каткам большего диаметра, при этом выход из направляющих перекрывается качающейся плитой в случае ее нахождения в рабочем (приподнятом) положении. При этом длина тяг, соединяющих клапаны баллонов со сжатым воздухом с соответствующими катками, рассчитывается таким образом, что при сдвижении трала с качающейся плитой сначала срабатывают клапаны баллонов со сжатым воздухом, расположенные в части трала, соприкасающейся с поверхностью дна, что приводит к тому, что трал начинает поворачивается загрузочным отверстием в верх, а после полного заполнения всех баллонов и достижения положительной плавучести он всплывает к водной поверхности, при достижении которой срабатывает сигнальное устройство, закрепленное на нем.To implement this method, a device is proposed, which is a bucket in the form of a quadrangular prism, having a blade for insertion into the reservoir and not having a rear wall, traction cables and control cables, as well as mesh receiving containers for collecting nodules and lifting containers in the form of flexible inflatable balloons filled air, characterized in that it is equipped with a cassette located in the upper part of the bucket, with individual trawls fixed in it in a rolled-up form (mesh bags made of especially durable plastic), equipped with compressed air cylinders having a valve and flexible lifting containers made of high-strength rubberized fabric, which, when filled with air, collectively take the shape of a torus, also folded into a cassette, connected by flexible rods, which in turn are connected to different-sized rollers, one pair of which has a positive buoyancy, and the other pair is negative, as well as a flexible elastic frame that holds the receiving hole of the trawl in the working position when it is filled with a swinging plate pivotally connected to the bottom of the bucket and hold driven by spring rods in the operating position (approximately 7 °), which can be deflected horizontally by gravity, while on the inner walls of the bucket there are guides the width of which allows rollers of smaller diameter to pass through them and not to pass rollers of larger diameter, while the exit from the guides is blocked by a swinging plate if it is in the working (raised) position. In this case, the length of the rods connecting the valves of the cylinders with compressed air to the corresponding rollers is calculated so that when the trawl moves with the swinging plate, the valves of the cylinders with compressed air located in the part of the trawl in contact with the bottom surface are first triggered, which leads to the trawl begins to be rotated by the loading hole to the top, and after all the cylinders are completely filled and positive buoyancy is achieved, it floats to the water surface, upon reaching which the signal trigger roystvo attached to it.

Изобретения поясняются чертежом, где на фиг. 1 представлена технологическая схема предлагаемого способа, на фиг. 2, 3 и 4 - конструкция устройства и принцип его работы.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 presents a flow chart of the proposed method, FIG. 2, 3 and 4 - the design of the device and the principle of its operation.

На фиг. 1 показано осуществление предлагаемого способа, а именно с добычного судна 1 на продуктивный участок дна 2 опускается добычное устройство 3, которое связано с судном 1 тяговым 4 и управляющим 5 тросами. По мере движения добычного устройства 3 конкреции собираются в тралы 6, оборудованные подъемными емкостями 7, которые всплывают по мере заполнения их воздухом к поверхности воды 8. При ее достижении автоматически срабатывают сигнальные устройства, закрепленные на тралах (не показаны), что позволяет облегчить обнаружение всплывших тралов с судна сборщика 9.In FIG. 1 shows the implementation of the proposed method, namely, from a mining vessel 1 to a productive section of the bottom 2, a mining device 3 is lowered, which is connected to the vessel 1 by traction 4 and by controlling 5 cables. As the mining device 3 moves, nodules are collected in trawls 6, equipped with lifting tanks 7, which float up as they fill them with air to the surface of the water 8. When it is reached, the signaling devices mounted on the trawls (not shown) automatically trigger, which makes it easier to detect pop-ups trawls from a picker vessel 9.

Конструкция устройства для осуществления предлагаемого способа показана на фиг. 2. The design of the device for implementing the proposed method is shown in FIG. 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На первом этапе (фиг. 2) добычное устройство 3 опускается на дно 2 и внедряется в донные отложения, содержащие железомарганцевые конкреции 10, при этом ковш 11, снабженный отвалом 12, при помощи тягового 4 и управляющего канатов 5 устанавливается в начале участка предназначенного к отработке. При этом первый из имеющихся в кассете 13 тралов 6 заранее (на поверхности) приводится в рабочее положение, а именно верхние катки 14, имеющие больший диаметр и положительную плавучесть, освобождаются из верхних пазов 15, а упругий каркас 16, к которому крепиться горловина трала 6, разворачивается и перекрывает выход из ковша 11, при этом его нижняя часть, связанная с катками меньшего диаметра 17, соприкасается с качающейся плитой 18, а сами катки 17 заперты в боковых пазах 19 этой плитой, которая при этом удерживается в заданном (рабочем) положении при помощи пружинных амортизаторов 20, и фиксируют нижнюю часть трала 6 в заданном положении. При движении добычного устройства 3 отвал 12 внедряется в отложения, содержащие железомарганцевые конкреции 10, и рыхлит их, одновременно направляя поднятую со дна горную массу в ковш 11, где она попадает в трал 6. Конкреции при этом задерживаются сеткой трала 6, а взрыхленный ил осаживается обратно на дно по мере движения добычного устройства 3.At the first stage (Fig. 2), the mining device 3 sinks to the bottom 2 and penetrates into the bottom sediments containing ferromanganese nodules 10, while the bucket 11, equipped with a dump 12, is installed at the beginning of the section to be worked out using traction 4 and control ropes 5 . In this case, the first of the trawls 6 in the cassette 13 is brought to the working position in advance (on the surface), namely, the upper rollers 14, which have a larger diameter and positive buoyancy, are released from the upper grooves 15, and the elastic frame 16, to which the neck of the trawl 6 is attached , unfolds and blocks the exit from the bucket 11, while its lower part, connected with rollers of smaller diameter 17, is in contact with the swinging plate 18, and the rollers 17 are locked in the lateral grooves 19 by this plate, which is held in this (working) position at omoschi spring dampers 20, and fix the lower part 6 of the trawl in a predetermined position. When the mining device 3 moves, the heap 12 is embedded in sediments containing ferromanganese nodules 10 and loosens them, while at the same time directing the rock mass raised from the bottom to the bucket 11, where it enters the trawl 6. The nodules are retained by the trawl net 6, and the loosened sludge settles back to the bottom as the mining device 3 moves.

На втором этапе (фиг. 3) наполненный конкрециями трал 6 под действием силы тяжести опускает качающуюся плиту 18, при этом его задняя часть опускается на дно, нижние катки 17 выходят из пазов 19 и освобождают гибкие тяги 21, связанные с клапаном баллона со сжатым воздухом (на фиг. не показан). Верхние катки 14, имеющие положительную плавучесть, удерживают верхнюю часть трала 6, не давая ему опрокинуться. При дальнейшем движении добычного устройства 3 трал 6 полностью сползает с качающейся плиты 18 и она под действием пружинных амортизаторов опять занимает рабочее положение. Тяги 21, связанные с катками 17 следующего трала, вытягивают их, одновременно распрямляя упругий каркас 16, который занимает рабочее положение в ковше 11. Аналогично занимает рабочее положение верхняя часть упругого каркаса, связанная гибкими тягами 22 с катками 14, которые до этого удерживались в кассете 13 при помощи пружинной защелки 23.At the second stage (Fig. 3), the trawl 6 filled with nodules under the influence of gravity lowers the swinging plate 18, while its rear part sinks to the bottom, the lower rollers 17 come out of the grooves 19 and release the flexible rods 21 associated with the valve of the compressed air cylinder (not shown in FIG.). The upper rollers 14, having positive buoyancy, hold the upper part of the trawl 6, preventing it from tipping over. With further movement of the mining device 3, the trawl 6 completely slides from the swinging plate 18 and it again takes up the working position under the action of spring shock absorbers. The rods 21 associated with the rollers 17 of the next trawl pull them, while straightening the elastic frame 16, which occupies a working position in the bucket 11. Similarly, the upper part of the elastic frame is connected in a working position, connected by flexible rods 22 with the rollers 14, which were previously held in the cassette 13 using a spring latch 23.

На третьем этапе (фигура 4) гибкие тяги 21 и 22 открывают клапаны баллонов со сжатым воздухом (на фиг. не показаны) и наполняют подъемные емкости 7. При этом сначала начинает наполняться емкость, лежащая на грунте, с тем, чтобы не допустить опрокидывания трала 6. При дальнейшем движении добычного устройства 3 тяги 21 и 22 достигают максимальной длины, после чего срабатывают устройства отсечки (не показаны), при этом усилие, необходимое для их срабатывания, больше, чем то, что необходимо для срабатывания пружинных защелок 23 и для извлечения катков 17 из пазов 19. Трал 6 полностью отделяется от добычного устройства 3 и после достижения положительной плавучести начинает самостоятельно подниматься на поверхность.In the third stage (figure 4), the flexible rods 21 and 22 open the valves of the cylinders of compressed air (not shown in Fig.) And fill the lifting tanks 7. At the same time, the container lying on the ground starts to fill up so as to prevent the trawl from tipping over 6. With the further movement of the mining device 3, the rods 21 and 22 reach their maximum length, after which the cut-off devices (not shown) are triggered, while the force required to operate them is greater than what is necessary to actuate the spring latches 23 and to remove ice rinks 17 of grooves 19. The trawl 6 is completely separated from the mining device 3 and after achieving positive buoyancy begins to independently rise to the surface.

Таким образом данное изобретение может позволить осуществлять добычу полезного ископаемого (конкреций) со дна акватории с меньшими затратами, потерями полезного ископаемого и ущербом для экологии, а также в не благоприятных погодных условиях. Все признаки, отличающие предлагаемое изобретение, необходимы и достаточны для его осуществления и получения заявляемого технического результата.Thus, this invention may allow the extraction of minerals (nodules) from the bottom of the water area with lower costs, loss of minerals and environmental damage, as well as in adverse weather conditions. All the features that distinguish the invention are necessary and sufficient for its implementation and obtain the claimed technical result.

Claims (4)

1. Способ добычи железомарганцевых конкреций из илистых донных отложений, включающий отделение конкреций вместе с вмещающей породой от дна при помощи буксируемого судном добычного устройства в виде ковша, имеющего форму призмы без задней стенки, снабженного отвалом для внедрения в толщу донных отложений, содержащих конкреции, сбор конкреций в сетчатую приемную емкость, перекрывающую заднюю часть ковша, и подъем ее на поверхность при помощи гибких надувных баллонов, заполняемых воздухом, отличающийся тем, что приемные емкости, оборудованные гибкими подъемными емкостями и баллонами со сжатым воздухом, в свернутом виде помещают в кассету, расположенную в верхней части добычного устройства, и соединяют между собой гибкими тягами, при этом при движении добычного устройства поднятые со дна конкреции попадают в сетчатую приемную емкость, которая после заполнения сползает на дно позади добычного устройства, а гибкие тяги, которыми приемные емкости связаны между собой, вытягивают следующую приемную емкость на место заполненной, одновременно открывая клапаны баллонов со сжатым воздухом у заполненной приемной емкости, при дальнейшем движении добычного устройства гибкие тяги, связывающие приемные емкости, достигнув максимальной длины, разрываются и заполненная приемная емкость, достигнув положительной плавучести по мере развертывания подъемных емкостей под действием сжатого воздуха из баллонов, поднимается на поверхность, где подбирается судном-транспортировщиком, при этом процесс повторяется столько раз, сколько приемных емкостей помещено в кассету.1. A method of extracting ferromanganese nodules from silty bottom sediments, comprising separating the nodules together with the host rock from the bottom using a towed mining device in the form of a bucket having a prism shape without a rear wall, equipped with a dump for introducing into the thickness of bottom sediments containing nodules, collecting nodules into the mesh receiving tank, overlapping the back of the bucket, and raising it to the surface using flexible inflatable balloons filled with air, characterized in that the receiving containers are equipped with They are rolled up with flexible lifting containers and cylinders of compressed air, placed in a cassette located in the upper part of the mining device, and connected together by flexible rods, and when the mining device moves, the nodules raised from the bottom of the nodule fall into the mesh receiving tank, which after filling slides to the bottom behind the production device, and the flexible rods, with which the receiving containers are interconnected, pull the next receiving tank to the place filled, while simultaneously opening the cylinder valves with compressed m of air at the filled receiving tank, with further movement of the mining device, flexible rods connecting the receiving tanks, having reached the maximum length, are torn and the filled receiving tank, having reached positive buoyancy as the lifting containers are deployed under the action of compressed air from the cylinders, rises to the surface where it is selected the carrier vessel, and the process is repeated as many times as the number of receiving containers placed in the cassette. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подъемные емкости оборудуются сигнальным устройством, которое срабатывает после его всплытия на поверхность.2. The method according to p. 1, characterized in that the lifting tanks are equipped with a signal device that is triggered after it emerges to the surface. 3. Устройство для добычи железомарганцевых конкреций из илистых донных отложений, включающее ковш в виде призмы, имеющий отвал для внедрения в залежь и не имеющий задней стенки, тяговые тросы и тросы управления, а также сетчатые приемные емкости для сбора конкреций и подъемные емкости виде гибких надувных баллонов, заполняемых воздухом, отличающееся тем, что оно оборудовано кассетой, расположенной в верхней части ковша, с закрепленными в ней в свернутом виде отдельными приемными емкостями, снабженными гибкими подъемными секционными емкостями из высокопрочной водонепроницаемой ткани, оборудованными баллонами со сжатым воздухом, имеющими клапаны, при этом приемные емкости соединены между собой двумя парами гибких тяг, имеющих разную длину, которые в свою очередь связаны с разновеликими катками, одна пара которых большего диаметра имеет положительную плавучесть, а другая пара меньшего диаметра отрицательную, при этом тяги проходят через клапаны баллонов со сжатым воздухом и оборудованы отсечками, срабатывающими при заданном натяжении тяг, а также оборудовано гибким упругим каркасом, удерживающим приемное отверстие подъемной емкости в развернутом виде при его заполнении, качающейся плитой, шарнирно связанной с дном ковша и удерживаемой пружинными тягами в приподнятом рабочем положении и имеющей возможность отклоняться в горизонтальное положение под действием силы тяжести, при этом на внутренних стенках ковша имеются направляющие, ширина которых позволяет проходить в них каткам меньшего диаметра и не проходить каткам большего диаметра, при этом выход из направляющих перекрывается качающейся плитой в случае ее нахождения в рабочем приподнятом положении и открывается в случае ее опускания в горизонтальное положение, а выход из кассеты перекрыт пружиной защелкой, имеющей усилие срабатывания меньше, чем усилие срабатывания отсечки.3. A device for the extraction of ferromanganese nodules from silty bottom sediments, including a bucket in the form of a prism, having a blade for insertion into the reservoir and without a rear wall, traction cables and control cables, as well as mesh receiving tanks for collecting nodules and lifting containers in the form of flexible inflatable cylinders filled with air, characterized in that it is equipped with a cassette located in the upper part of the bucket, with separate receiving containers fixed in it in a rolled form, equipped with flexible lifting sectional containers threads made of high-strength waterproof fabric equipped with compressed air cylinders with valves, while the receiving containers are interconnected by two pairs of flexible rods of different lengths, which in turn are connected with different-sized rollers, one pair of which has a larger diameter and has positive buoyancy, and another pair of smaller diameter is negative, while the thrusts pass through the valves of the cylinders with compressed air and are equipped with cut-offs that operate at a given tension of the rods, and is also equipped with a flexible control a skeleton that holds the receiving hole of the lifting capacity in the unfolded state when it is filled, swinging plate pivotally connected to the bottom of the bucket and held by spring rods in a raised working position and having the ability to deviate into a horizontal position under the action of gravity, while on the inner walls of the bucket there are guides, the width of which allows rollers of smaller diameter to pass in them and not to pass rollers of larger diameter, while the exit from the guides is blocked by a swinging plate in case of finding a working raised position and opens in the case of lowering to the horizontal position, and the output of the cassette is covered by a spring latch having a trigger force less than the actuation force is cutoff. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гибкие подъемные емкости после заполнения воздухом совокупно образуют фигуру в виде тора, а длина тяг, соединяющих приемные емкости между собой, рассчитана так, что сначала срабатывают клапаны баллонов со сжатым воздухом нижних лежащих на грунте подъемных емкостей, а клапаны баллонов верхней емкости срабатывают после того, как приемная емкость заняла положение, близкое к вертикальному. 4. The device according to p. 3, characterized in that the flexible lifting containers after filling with air collectively form a figure in the form of a torus, and the length of the rods connecting the receiving containers to each other is designed so that first the valves of the cylinders with compressed air lower lying on the ground lifting tanks, and the valves of the cylinders of the upper tank are activated after the receiving tank has taken a position close to vertical.
RU2014148096/03A 2014-11-28 2014-11-28 Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation RU2562304C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014148096/03A RU2562304C1 (en) 2014-11-28 2014-11-28 Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014148096/03A RU2562304C1 (en) 2014-11-28 2014-11-28 Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2562304C1 true RU2562304C1 (en) 2015-09-10

Family

ID=54073601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148096/03A RU2562304C1 (en) 2014-11-28 2014-11-28 Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2562304C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193043U1 (en) * 2019-07-29 2019-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" DEVICE FOR COLLECTING IRON-MANGANGEOUS NODES FROM THE SEA BOTTOM
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
WO2022039630A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-24 Михаил Валерьевич САЗОНОВ Heating stove with surface for cooking

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3968579A (en) * 1975-02-24 1976-07-13 Rossfelder Andre M Apparatus for sediment dredging and ocean mineral gathering
RU2053366C1 (en) * 1993-04-14 1996-01-27 Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment
RU2208164C2 (en) * 2000-12-21 2003-07-10 Архипов Михаил Николаевич Plant for concretion mining
RU2231643C1 (en) * 2003-03-11 2004-06-27 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Self-propelled vehicle for gathering concretions in conditions of a bottom of the world ocean
RU2426883C1 (en) * 2010-03-17 2011-08-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Device for underwater development of mineral deposits

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3968579A (en) * 1975-02-24 1976-07-13 Rossfelder Andre M Apparatus for sediment dredging and ocean mineral gathering
RU2053366C1 (en) * 1993-04-14 1996-01-27 Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment
RU2208164C2 (en) * 2000-12-21 2003-07-10 Архипов Михаил Николаевич Plant for concretion mining
RU2231643C1 (en) * 2003-03-11 2004-06-27 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Self-propelled vehicle for gathering concretions in conditions of a bottom of the world ocean
RU2426883C1 (en) * 2010-03-17 2011-08-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Device for underwater development of mineral deposits

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТИМОФЕЕВ И.П. Шагающие машины для освоения ресурсов морского дна. Л, 1987, с. 6-7, рис. 1 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193043U1 (en) * 2019-07-29 2019-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" DEVICE FOR COLLECTING IRON-MANGANGEOUS NODES FROM THE SEA BOTTOM
WO2022039630A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-24 Михаил Валерьевич САЗОНОВ Heating stove with surface for cooking
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
WO2022079648A1 (en) * 2020-10-15 2022-04-21 Владимир ДЕМЕНТЬЕВ Device for cleaning bodies of water of silt deposits and extracting sapropel at natural moisture content

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100538162B1 (en) Oil recovery method and oil recovery apparatus
US3431879A (en) Method and apparatus for offshore anchoring
JP6582361B2 (en) Vacuum-consolidated dredging method, tower-type airtight loading box and dedicated work ship.
JP5957489B2 (en) Mooring method
RU2562304C1 (en) Method of production of ferromanganese concretions from sludge and device for its implementation
RU2426883C1 (en) Device for underwater development of mineral deposits
US4150503A (en) Apparatus for excavation and earth removal from aquatic bottoms
RU2053366C1 (en) Method for mining of iron-manganese concretions from ocean bottom and device for its embodiment
Forster A new dredge for collecting burrowing animals
NO831644L (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR AA FAA MIRRORS OF OIL POLLUTION ON WATER
KR100742319B1 (en) Tow ship with container for loading dredged soil and method of dredged soil using the same
CN212405291U (en) Multifunctional dredging ship for excavator
US2153557A (en) Combination dredging, drilling, and pile-driving equipment
US4360291A (en) Subsea foundation
WO2014098913A1 (en) Subsea mining system and method
RU2702470C1 (en) Production method of trade works on deep-water shelf
JP2016196791A (en) Loading box and work ship used for the system construction method and the construction method of cutting and embankment of submarine ground.
JP4710045B2 (en) Method of sinking horizontally long bag filled with earth and sand, and horizontally long bag and hanging device for horizontally long bag
JP5222312B2 (en) Manganese nodule collection device and method
CN210822669U (en) Water-sand separation barge
US10519625B2 (en) Dredger actuated from land
JP2015218552A (en) Sandpack, underwater structure, and construction method of underwater structure
RU2549656C1 (en) Self-contained device for lifting of mineral deposits from bottom of water area
CN111648425A (en) Construction process for sand mining in high-compactness high-impurity-content water area
RU163189U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING SAPROPEL

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191129