Полезные ископаемые

В 1963-г. в США были начаты работы над установками для глубоководного эрлифтного подъема. Они велись специалистами фирмы «Ньюпорт ньюс шипбилдинг энд драй док». Установка, смонтированная на обычном судне, прошла проверну у берегов Флориды. Этот район был выбран в связи с наличием здесь конкреций и на сравнительно небольших глубинах — от 500 до 800 м; конкреции залегали относительно недалеко от берега на ровном дне плато Блейка. Правда, они содержали мало ценных элементов-примесей и поэтому не представляли промышленного интереса.

В 1969 г. эксперименты возобновились. На этот раз они преследовали более конкретные дели; испытание технических средств, выбор технологии разработки, определение методики и рекомендаций для промышленной их добычи. В качестве базы использовалось судно «Проспектор» (водоизмещением 300 т). Исследователи добыли около 40 т конкреций. В то же время опыты показали непригодность судна для работы в океане с громоздким и металлоемким оборудованием. Для новых экспериментов был приобретен и переоборудован рудовоз; (водоизмещение 7,5 тыс. т). Новое экспериментально-добычное предприятие получило название «Дипси майнер».

В центральной части «Дипси майнер», имевшего размеры 106X15 м, установили мачту высотой 22,5 м. Под ней в корпусе был вырезан колодец (6X9,2 м) под устройство для спуска и подъема труб грузоподъемностью 175 т. Трубопровод диаметром 245 мм с толщиной стенок 14 мм собирали из секций (длиной по 12 м каждая). Устойчивость установки на волне обеспечивали два компенсатора — в месте сочленения трубопровода с судном и с консольной фермой собирающего устройства. Пять компрессоров производительностью по 68 м3/мин подавали в установку воздух при избыточном давлении 105 кгс/см2. Опытные работы велись при волнении до 5 баллов и скорости ветра до 55 км/ч.

Эксперименты прошли успешно и фирма объявила о намерении создать аналогичную установку для промышленной добычи конкреций. Была образована новая фирма, получившая название «Дипси венчурс». Она провела большие работы по разведке месторождений конкреций, по изысканию эффективного способа их металлургической переработки, а также проанализировала возможность сбыта металлов, которые предполагалось извлечь из добытых конкреций.

Были представлены также документы об особых правах, предоставляемых фирме «Дипси венчурс» на открытое ими месторождение, приоритете во времени и других привилегиях, которые могут расширяться корпорацией в результате ее деятельности в районе указанного месторождения. Это первая в международной практике заявка на разработку полезных ископаемых в открытом океане за пределами юрисдикции государства. В настоящее время конструкции для добычи конкреций создаются во многих странах. Так, специалисты ряда японских компаний «Сумитомо» но пытали механическую систему в виде бесконечного синтетического каната с закрепленными на нем черпаками. Опущенная с кормы канатная петля перемещается за счет протяжки каната натяжным фрикционом, расположенным в носовой части судна. Корзинчатые черпаки захватывают на дне конкреции, при этом попавший с ними ил вымывается через сетку.

Наполненные емкости поднимаются бесконечным канатом на судно, их содержимое высыпается в трюм, и цикл повторяется многократно. Во время добычи судно движется малым ходом за счет подруливающих устройств-движителей или бортового дрейфа под действием ветра. Курс судна прокладывается в направлении, перпендикулярном плоскости перемещения петли.

В 1970 г. макетную установку проверили в морских условиях, а затем были осуществлены опытно-промышленные испытания в условиях океана при глубине до 4,5 тыс. м. Для этих целей переоборудовали сухогрузное судно «Чиоду Мару» (водоизмещением 1,4 тыс. т, длиной 80 м и шириной 11 м). Основным элементом установки явилась многокилометровая замкнутая линия нового каната диаметром 40 мм с разрывным усилием в 20 т. В опытных работах применяли черпаки емкостью по 45 кг, закрепленные через каждые 25 м каната. Скорость его движения колебалась в пределах от 0,6 до 0,9 м/с. Канат наматывали фрикционные барабаны с электроприводом, размещенные в кормовой и носовой частях судна.

Аналогичную установку для промышленной добычи с двух судов предложили специалисты Центра океанографических исследований Франции (CNEXO), разрабатывающего совместно с компанией Лэ Никель и при участии ряда компаний Японии, США, ФРГ и Англии программу работ по промышленной добыче конкреций.

Полагалась равной 13 с. м. Достоинства этой канатно-черпаковой установки заключаются в относительно невысоких капиталовложениях, небольшой металлоемкости и габаритах, общей простоте технического решения. При ухудшении метеорологических условий установка может быть быстро поднята на борт судна. В случае обрыва одной из ветвей каната установку можно извлечь с помощью другого ее конца. Простота конструкции позволяет осуществлять быстрый монтаж и демонтаж установки и оборудования базовых судов.

Недавно, прошла опытно-промышленные испытания гидроподъемная установка типа «ВОМС», предложенная международным научно-промышленным объединением «М. И. Т. океан майнинг проект». Основной элемент ее конструкции — вертикальный шахтообразный буй с присоединенным к нему в нижней части трубопроводом. По замыслу создателей установки, высокоспорные насосы, расположенные в нижней части буя, откачивают поступающую самотеком в «шахту» морскую воду. Таким образом создается перепад давлений между внутренней полостью «шахты» и окружающей средой. Вода, а с ней и конкреции засасываются нижним патрубком трубопровода, снабженного собирающим устройством, и поступают в емкости буя. Расчеты показывают, что для достижения производительности 120 т/ч по твердому материалу и глубине до 5 тыс. м необходимо применить всасывающие трубопроводы диаметром 900 мм и заглубить буй на 150—160 м под уровень моря.

Опытно-промышленная установка была изготовлена в масштабе 1:4 из отдельных модулей. Ее устойчивость при волнении обеспечивалась за счет вертикально расположенного буя. Его прототипом стало буй-судно «ФЛИП» с затапливаемыми балластными отсеками, служащими для перевода его из горизонтального транспортного положения в вертикальное — рабочее. Энергоисточники, компрессоры и помещения обслуживающего персонала установки находятся в верхней части надстройки судна, в нижней размещена сепарационная камера, из которой обезвоженные конкреции откачиваются по отводящему трубопроводу в промежуточный бункер-склад. Отсюда добытые конкреции периодически отгружаются и вывозятся судами-рудовозами Сепарационная камера заглублена под уровень моря на 85 м. Для сбора конкреций было разработано и испытано устройство с барабаном и рыхлящими гребенками на гусеничной каретке. Вес придонного аппарата составляет 100 т; он опускается на дно при помощи лебедки через центральный колодец шахты-буя.

Горнотехнические факторы залегания металлоносных илов в глубоководных впадинах в целом более благоприятны для разработки, во-первых, из-за меньшей (в 2— 3 раза) глубины и, во-вторых, благодаря достаточно мощному слою продуктивных отложений при илистой консистенции. Как видим, здесь могут работать установки практически тех же типов, что и при добыче конкреций. Правда, их разработка будет осложняться повышенной кислотностью, высоким (до 240 г/м3) содержанием солей, повышенной температурой илов (50—60°), И все же, учитывая меньшие технические трудности при создании установок для добычи металлоносных илов, можно ожидать, что их промышленное освоение начнется уже в недалеком будущем.

Добыча конкреций может оказаться в техническом отношении более сложным делом. Здесь основная трудность связана с необходимостью сбора конкреций с больших территорий дна и подводом их к подъемной установке. На эффективности собирающей установки отрицательно скажутся и ограниченная видимость даже при использовании телевизионных наблюдательных камер, и высокое давление окружающей среды, и сложность подачи энергии к придонным механизмам, и агрессивность среды, и неровности рельефа, и многое другое. Поэтому очевидно, что для преодоления всех этих трудностей. Потребуется решение задач сложных, а порой и уникальных.


You have no rights to post comments

Контактная информация

О сайте

Наш сайт посвящен любым полезным ископаемым, а также описанию различной техники. Копирование материалов разрешено при указании обратной ссылки на сайт www.x-mineral.ru