Установки для глибоководного ерліфтного підйому

У 1963 р. в США були розпочаті роботи над установками для глибоководного ерліфтного підйому. Вони велися фахівцями фірми «Ньюпорт ньюс шипбілдінг енд драй док». Установка, змонтована на звичайному судні, пройшла проверну біля берегів Флориди. Цей район був обраний у зв’язку з наявністю тут конкрецій і на порівняно невеликих глибинах — від 500 до 800 м; конкреції залягали відносно недалеко від берега на рівному дні плато Блейка. Правда, вони містили мало цінних елементів-домішок і тому не представляли промислового інтересу.

У 1969 р. експерименти поновилися. На цей раз вони переслідували більш конкретні делі; випробування технічних засобів, вибір технології розробки, визначення методики та рекомендацій для промислового їх видобутку. В якості бази використовувалося судно «Проспектор» (водотоннажністю 300 т). Дослідники видобули близько 40 т конкрецій. У той же час досліди показали непридатність судна для роботи в океані з громіздким і металлоемким обладнанням. Для нових експериментів був придбаний і переобладнаний рудовоз; (водотоннажність 7,5 тис. т). Нове експериментально-добычное підприємство отримало назву «Діпсі майнер».

У центральній частині «Діпсі майнер», що мав розміри 106X15 м, встановили щоглу висотою 22,5 м. Під нею в корпусі був вирізаний колодязь (6X9,2 м) під пристрій для спуску і підйому труб вантажопідйомністю 175 т. Трубопровід діаметром 245 мм з товщиною стінок 14 мм збирали з секцій (завдовжки 12 м кожна). Стійкість установки на хвилі забезпечували два компенсатора — в місці зчленування трубопроводу з судном і з консольної фермою збирає пристрою. П’ять компресорів продуктивністю 68 м3/хв подавали в установку повітря при надлишковому тиску 105 кгс/см2. Досвідчені роботи велися при хвилюванні до 5 балів і швидкості вітру до 55 км/ч.
Експерименти пройшли успішно і фірма оголосила про намір створити аналогічну установку для промислового видобутку конкрецій. Була утворена нова фірма, що отримала назву «Діпсі венчурс». Вона провела великі роботи по розвідці родовищ конкрецій, по вишукуванню ефективного способу їх металургійної переробки, а також проаналізувала можливість збуту металів, які передбачалося отримати з видобутих конкрецій.

Були представлені також документи про особливі права, які надаються фірмі «Діпсі венчурс» на відкрите ними родовище, пріоритеті у часі і інших привілеї, які можуть розширюватися корпорацією в результаті її діяльності в районі зазначеного родовища. Це перша в міжнародній практиці заявка на розробку корисних копалин у відкритому океані за межами юрисдикції держави. В даний час конструкції для видобутку конкрецій створюються у багатьох країнах. Так, фахівці ряду японських компаній «Сумітомо» але катували механічну систему у вигляді нескінченного синтетичного каната із закріпленими на ньому черпаками. Опущена з корми канатна петля переміщається за рахунок протяжки каната натяжним фрикціоном, розташованим в носовій частині судна. Корзинчаті черпаки захоплюють на дні конкреції, при цьому потрапив з ними іл вимивається через сітку.
Наповнені ємності піднімаються нескінченним канатом на судно, їх вміст висипається в трюм, і цикл повторюється багаторазово. Під час видобутку судно рухається малим ходом за рахунок подруливающих пристроїв-рушіїв або бортового дрейфу під дією вітру. Курс судна прокладається в напрямку, перпендикулярному площині переміщення петлі.

У 1970 р. макетну установку перевірили в морських умовах, а потім були проведені дослідно-промислові випробування в умовах океану при глибині до 4,5 тис. м. Для цих цілей переобладнали суховантажне судно «Чиоду Мару» (водотоннажністю 1,4 тис. т, довжиною 80 м і шириною 11 м). Основним елементом установки з’явилася багатокілометрова замкнена лінія нового каната діаметром 40 мм із розривним зусиллям 20 т. У дослідних роботах застосовували черпаки місткістю по 45 кг, закріплені через кожні 25 м каната. Швидкість його руху коливалася в межах від 0,6 до 0,9 м/с. Канат намотували фрикційні барабани з електроприводом, розміщені в кормової і носової частини судна.

Аналогічну установку для промислового видобутку з двох суден запропонували фахівці Центру океанографічних досліджень Франції (CNEXO), що розробляє спільно з компанією Ле Нікель і при участі низки компаній Японії, США, ФРН та Англії програму робіт з промислового видобутку конкрецій.

Покладалася рівній 13 ц. м. Переваги цієї канатно-черпаковой установки полягають у відносно невисоких капіталовкладеннях, невеликий металоємності і габаритах, загальною простоті технічного рішення. При погіршенні метеорологічних умов установка може бути швидко піднята на борт судна. У разі обриву однієї з гілок каната установку можна отримати з допомогою іншого її кінця. Простота конструкції дозволяє здійснювати швидкий монтаж і демонтаж установки і обладнання базових судів.

Нещодавно, пройшла дослідно-промислові випробування гидроподъемная установка типу «ВОМС», запропонована міжнародним науково-промисловим об’єднанням «М. І. Т. океан майнінг проект». Основний елемент її конструкції — вертикальний шахтообразный буй з приєднаним до нього в нижній частині трубопроводом. За задумом творців установки, высокоспорные насоси, розташовані в нижній частині буя, відкачують надходить самопливом в «шахту» морську воду. Таким чином створюється перепад тисків між внутрішньою порожниною «шахти» та навколишнім середовищем. Вода, а з нею і конкреції засмоктуються нижнім патрубком трубопроводу, забезпеченого збирає пристроєм, і надходять в ємності буя. Розрахунки показують, що для досягнення продуктивності 120 т/год по твердому матеріалу і глибині до 5 тис. м необхідно застосувати всмоктувальні трубопроводи діаметром 900 мм і заглибити буй на 150-160 м під рівень моря.

Дослідно-промислова установка була виготовлена в масштабі 1:4 з окремих модулів. Її стійкість при хвилюванні забезпечувалася за рахунок вертикально розташованого буя. Його прототипом стало буй-судно «ФЛІП» з затапливаемыми баластними відсіками, службовцями для переведення його з горизонтального транспортного положення у вертикальне — робочий. Енергоджерела, компресори і приміщення обслуговуючого персоналу установки знаходяться у верхній частині надбудови судна, в нижній розміщена сепараційні камера, з якої зневоднені конкреції відкачуються з відводить трубопроводу в проміжний бункер-склад. Звідси здобуті конкреції періодично відвантажуються і вивозяться суднами-рудовози Сепараційні камера заглиблена під рівень моря на 85 м. Для збору конкрецій було розроблено і випробувано пристрій з барабаном і рыхлящими гребінками на гусеничної каретці. Вага придонного апарату становить 100 т; він опускається на дно за допомогою лебідки через центральний колодязь шахти-буя.

Гірничотехнічні фактори залягання металоносних мулів у глибоководних западинах в цілому більш сприятливі для розробки, по-перше, з-за меншою (в 2— 3 рази) глибини і, по-друге, завдяки досить потужного шару продуктивних відкладень при мулистій консистенції. Як бачимо, тут можуть працювати установки практично тих же типів, що і при видобутку конкрецій. Правда, їх розробка буде ускладнюватися підвищеною кислотністю, високим (до 240 г/м3) вмістом солей, підвищеною температурою ілів (50-60°), І все ж, враховуючи менші технічні труднощі при створенні установок для видобутку металоносних мулів, можна очікувати, що їх промислове освоєння почнеться вже в недалекому майбутньому.

Видобуток конкрецій може опинитися в технічному відношенні більш складною справою. Тут основна складність пов’язана з необхідністю збору конкрецій з великих територій дна і підведенням їх до підйомної установки. На ефективності збирає установки негативно позначаться і обмежена видимість навіть при використанні телевізійних спостережних камер, і високий тиск навколишнього середовища, і складність подачі енергії до придонним механізмам, і агресивність середовища, і нерівності рельєфу, і багато іншого. Тому очевидно, що для подолання всіх цих труднощів. Буде потрібно рішення складних завдань, а часом і унікальних.

Посилання на основну публікацію