Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа



Владельцы патента RU 2549648:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для разработки несвязных пород со дна континентального шельфа. Устройство включает транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, выполненную книзу с раструбом, и трубопровод для подачи хладагента. Транспортировочная труба выполнена в виде переменного сечения с образованием чередующихся цилиндрических отсеков, имеющих входные и выходные отверстия, причем верхние части одних отсеков расположены под наклоном как накрестлежащие по отношению к другим отсекам, а нижние части отсеков выполнены конусными, взаимосвязаны с трубопроводами для подачи хладагента. Выходные отверстия отсеков расположены от входных отверстий на расстоянии, необходимом для прохождения и поддержания грунтоледяных тел во взвеси при условии: L≥3·dmax, где L - расстояние между входными и выходными отверстиями отсеков, dmax - максимальный диаметр грунтоледяных тел. Технический результат заключается в повышении эффективности добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа. 1 ил.

 

Устройство относится к горной промышленности и предназначено для добычи несвязных полезных ископаемых со дна континентального шельфа.

Известно устройство для подводной разработки несвязных пород, включающее земснаряд с напорным трубопроводом, концы которого расположены на дне водоема, и хладоагрегат для подачи хладагента в напорный трубопровод, дополнительно снабженным накопительным контейнером, заключенного в сферический купол и снабженного нагревательным элементом по ширине контейнера, где происходит оттаивание грунтоледяных тел и оседание грунта в накопительном контейнере, по мере его наполнения устройство поднимают по транспортирующему тросу на поверхность водоема. Напорный трубопровод расположен радиально, по всему периметру сферического купола (RU 74663 U1, МПК E21C 50/00 от 06.02.2008, опубликовано 10.07.2008).

Недостатком устройства является цикличность процесса выемки, что приводит к снижению производительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа, включающее транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых и трубопровода для подачи хладагента, при этом транспортировочная труба для подачи полезных ископаемых в нижней части выполнена с раструбом, а остальная его часть помещена в полую трубу и расположена соосно с ней, при этом трубопровод для подачи хладагента выполнен в виде трубы-шнека, с возможностью выдвижения. Шнек может быть выполнен, например, из полимера (RU 115410 U1, МПК E21C 50/00, от 07.11.2011, опубликовано: 27.04.2012).

Данное изобретение имеет ряд недостатков:

- воздушный зазор между стенками внешней и транспортировочной трубы приводит к коррозии;

- образование льда между трубой-шнеком и стенками транспортировочного трубопровода может привести к остановке добычного процесса;

- ограничение по глубине отработки полезного ископаемого.

Задачей технического решения является упрощение выемки полезного ископаемого со дна континентального шельфа, исключение ограничений по глубине отработки полезного ископаемого, повышение производительности и снижение потерь полезного ископаемого при подъеме на поверхность, минимизация загрязнения окружающей среды при работе устройства.

Достигается это тем, что устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа, включающее транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, выполненную книзу с раструбом, и трубопровод для подачи хладагента, транспортировочная труба выполнена в виде переменного сечения, с образованием чередующихся цилиндрических отсеков, имеющих входные и выходные отверстия, причем верхние части одних отсеков расположены под наклоном как накрест лежащие по отношению к другим отсекам, а нижние части отсеков выполнены конусными, взаимосвязаны с трубопроводами для подачи хладагента, причем выходные отверстия отсеков расположены от входных отверстий на расстоянии, необходимом для прохождения и поддержания грунтоледяных тел во взвеси при условии:

L≥3·dmax,

где: L - расстояние между входными и выходными отверстиями отсеков,

dmax - максимальный диаметр грунтоледяных тел.

Выполнение транспортировочной трубы в виде переменного сечения, с образованием чередующихся цилиндрических отсеков, имеющих входные и выходные отверстия, позволяет улавливать грунтоледовые тела, утратившие отрицательную гидравлическую крупность и стремящиеся опять опустится на дно забоя, тем самым препятствуя всплытию вновь образовавшихся грунтоледовых тел, проходящих по трубопроводу на поверхность акватории.

Расположение верхних частей одних отсеков под наклоном как накрест лежащие по отношению к другим отсекам позволит направлять их в последующие вышележащие отсеки, таким образом, грунтоледовое тело, оттаявшее в процессе всплытия, не опускается обратно в подводный забой, а оседает в ближайшем отсеке для переохлаждения и образования на нем льда, достаточного для дальнейшего всплытия. Нижние части отсеков, выполненных конусными, взаимосвязанные с трубопроводами для подачи хладагента, и при этом снабжены заглушкой и форсункой, позволят при помощи поступающего в них хладагента вновь наморозить лед на грунтоледовые тела, вернув отрицательную гидравлическую крупность, грунтоледовые тела вновь начнут всплывать на поверхность акватории по транспортировочной трубе, либо до следующего приемного бункера, где на них будет наморожен лед.

Данное техническое решение позволит без особых затрат энергии на подъем и потерь полезного ископаемого работать на больших глубинах, а крепление труб для подачи хладагента позволит избежать замутнения вод акватории не вовлеченных в процесс добычи полезного ископаемого при подаче хладагента в подводный забой.

На фигуре изображен общий вид устройства.

Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа состоит из транспортировочной трубы, выполненной в виде цилиндрических отсеков 1, раструба 2, трубопровода для подачи хладагента 3, верхних частей отсеков 4, расположенных под наклоном как накрест лежащие, входных отверстий 5 и выходных отверстий 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Добычная конструкция, достигая дна раструбом 2, вместе с вмонтированными в него трубопроводами для подачи хладагента 3, накрывает разрабатываемую часть поверхности россыпи. Тем временем по трубопроводам 3 в подводный забой подают хладагент, который преобразует мелкие частицы полезного ископаемого в грунтоледовые тела с отрицательной гидравлической крупностью. Под действием хладагента грунтоледовые тела поднимаются вверх, через входные 5 и выходные 6 отверстия отсеков 1 транспортировочной трубы на поверхность акватории, скользя по верхним частям отсеков 4, расположенных под наклоном как накрест лежащие. Под воздействием хладагента в отсеках 1 грунтоледовые тела приобретают отрицательную гидравлическую крупность и продолжают всплытие на поверхность акватории, где их собирают для последующей транспортировки или обогащения.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в возможности непрерывного процесса выемки, снижении затрат на транспортирование полезного ископаемого из подводного забоя, исключении ограничений по глубине выемки, снижений потерь при подъеме полезного ископаемого, минимизации загрязнения окружающей среды при работе добычного устройства.

Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа, включающее транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, выполненную книзу с раструбом, и трубопровод для подачи хладагента, отличающееся тем, что транспортировочная труба выполнена переменного сечения с образованием чередующихся цилиндрических отсеков, имеющих входные и выходные отверстия, причем верхние части одних отсеков расположены под наклоном как накрестлежащие по отношению к другим отсекам, а нижние части отсеков выполнены конусными, взаимосвязаны с трубопроводами для подачи хладагента, причем выходные отверстия отсеков расположены от входных отверстий на расстоянии, необходимом для прохождения и поддержания грунтоледяных тел во взвеси при условии:
L≥3·dmax,
где L - расстояние между входными и выходными отверстиями отсеков,
dmax - максимальный диаметр грунтоледяных тел.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для подъема полезных ископаемых со дна акватории. Устройство включает транспортирующую емкость в виде грейферного ковша, снабженного рычагами с упорами и гибкими звеньями, датчик запуска, расположенный в контейнере, и гибкую полость.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для подъема полезных ископаемых со дна акватории. Устройство включает грейферный ковш с армированными челюстями и гибкие звенья, при помощи которых ковш связан с газогенератором и с датчиком запуска гибкой полости, расположенными в контейнере, поплавок.

Изобретение относится к системе разработки подводного месторождения нефти или газа, преимущественно в арктической и прилегающих к ней зонах. Система содержит, по меньшей мере, одну шахту-модуль с расположенным под водой на дне океана центральным узлом, имеющим углубленную в дно океана вертикальную шахту и, по меньшей мере, одну шлюзовую камеру для подачи дежурных смен рабочих, материалов и оборудования.

Устройство относится к горной промышленности и предназначено для добычи несвязных полезных ископаемых со дна континентального шельфа. Технический результат заключается в возможности непрерывного процесса выемки, снижении энергетических затрат, а также затрат средств на подъем полезного ископаемого со дна морей и океанов, кроме того обеспечивается минимальное загрязнение окружающей среды.

Изобретение относится к техническим средствам освоения ресурсов Мирового океана и может быть применено для добычи метангидратов. Способ разработки залежей метангидратов основан на их дроблении струями воды при температуре выше 285К со скоростью более 1 м/с в пульсирующем режиме с частотой в диапазоне от 1 до 200 Гц, газификации и подъеме с морского дна.

Изобретение относится к средствам добычи полиметаллических конкреций со дна Мирового океана. Устройство содержит подводный сосуд с атмосферным давлением воздуха, тележку, пульповод с конусообразным смесителем и кожухом, кронштейн между тележкой и кожухом, вертикально расположенный рабочий орган с гидродвигателем, его валом и рыхлители.

Изобретение относится к добыче со дна водоемов илистых грунтов, в частности сапропеля. Способ и установка для добычи сапропеля со дна водоемов включает его разработку при помощи спиральных ножей на конусном оголовке шнекового транспорта, подъем его к редуктору с двумя произвольно вкруговую направленными выходными валами, где кожухи двух шнеков соединены с помощью гофроармированного шланга, транспортировку другим шнеком в плавучие контейнеры для заполнения, буксировка контейнеров в связке лодкой к причалам эстакады, подъем их по эстакаде на специальной тележке вверх и их опорожнение опрокидыванием на виброрешето для удаления посторонних предметов (бутылки, камни, растения и т.п.), сбор сапропеля в бункере-накопителе для отвозки потребителям.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки техногенных многолетнемерзлых месторождений с горизонтами льда. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано непосредственно в сфере разработки подводных месторождений полезных ископаемых, подъем элементов которых осуществляют при помощи эрлифта.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для подъема полезных ископаемых со дна акватории. Устройство включает грейферный ковш, снабженный рычагами с упорами и гибкими звеньями, датчик, гибкую полость, поплавок. При этом устройство дополнительно снабжено емкостью, выполненной в виде изогнутого цилиндра с зауженной удлиненной цилиндрической частью, которая наклонена в противоположную сторону от автономного устройства и при помощи рамы взаимосвязана с ним. Сама емкость закреплена на тросе с возможностью вертикального перемещения. Удлиненная цилиндрическая часть емкости снабжена датчиком, взаимодействующим с датчиком, расположенным в контейнере под гибкой полостью, которая заполнена жидкостью с плотностью, меньшей, чем плотность окружающей среды. Разгрузочное отверстие удлиненной цилиндрической части емкости снабжено откидывающим лотком. Расстояние от оси грейферного ковша до лотка в откинутом положении и расстояние от нижней кромки грейферного ковша до лотка в откинутом положении определяются по математическим зависимостям, приведенным в описании. Технический результат заключается в повышении эффективности подводной разработки полезных ископаемых. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для добычи полезных ископаемых, находящихся на морском дне. Способ включает механическое разрушение донного слоя с помощью вскрышного ножа, перемещающегося по дну, и транспортировку продуктов разрушения на поверхность. При этом продукты разрушения помещают в эластичные, непроницаемые для газа оболочки, которые собирают на поверхности и транспортируют их к месту использования в холодильных камерах транспортного судна. Комбайн представляет собой движущуюся платформу с ножом для зачистки дна с расположенной на нем видеокамерой и вскрышным ножом под отверстием в платформе в виде горизонтально вращающегося цилиндра с установленными на нем скребками. При этом на платформе установлены два цилиндра, первый из которых представляет собой контейнер с расположенными в нем горизонтально друг над другом оболочками, а второй, установленный над отверстием, - является загрузочным контейнером, на верху которого расположены сегменты с механизмами привода, сдвигающего их от оси цилиндра. Технический результат заключается в повышении эффективности добычи газогидратов в океане. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к подводной добыче газовых гидратов и их доставке потребителю. Технический результат - повышение эффективности добычи и транспортировки газовых гидратов за счет снижения энергетических, капитальных и текущих затрат. Способ включает получение газовых гидратов, их перемещение потребителю, разложение газовых гидратов с получением газа. Процесс получения газовых гидратов осуществляют при термодинамических параметрах, соответствующих образованию газовых гидратов. Перевозку газовых гидратов осуществляют в герметичных, теплоизолированных грузовых помещениях транспортного средства при термодинамических параметрах, исключающих разложение газовых гидратов. Разложение газовых гидратов с отбором газа, по завершении его перевозки, осуществляют снижением давления в грузовом помещении транспортного средства до атмосферного. Процесс получения газовых гидратов и их хранение в процессе перевозки осуществляют при температуре -0,2°C и давлении 1 МПа. При этом, газовые гидраты отбирают в гидратном состоянии в виде брикетов посредством n-контейнеров, поочередно спускаемых на подводный пласт газовых гидратов с подводного транспортного средства. Подводный пласт газовых гидратов разогревают посредством нагревательных элементов, размещенных в ребрах n-контейнеров. Заглубляют поочередно каждый из n-контейнеров в подводный пласт газовых гидратов на глубину, превышающую в два раза высоту контейнера. После заполнения самонавалом каждого из n-контейнеров газовыми гидратами выполняют их подъем в грузовое помещение транспортного средства. Транспортное средство выполнено в виде подводной лодки. При разогреве подводного пласта газовых гидратов разогревают участок - только участок пласта газовых гидратов под контейнером. Газовые гидраты, которыми заполняют контейнеры, представляют собой брикеты природного метастабильного минерала в их гидратном - твердом состоянии. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к получению приповерхностных скоплений твердых газовых гидратов донных отложений. Технический результат - снижение материальных и эксплуатационных затрат, а также снижение экологической нагрузки на территорию добычи газовых гидратов. По способу осуществляют постепенное растворение верхнего слоя скоплений газовых гидратов путем нагрева скоплений газовых гидратов в донных отложениях водоема до температуры 50-60oС. Это осуществляют посредством нагревательного элемента, выполненного в виде режущей кромки, размещенной по диаметру грузового контейнера, спускаемого с плавательного средства. Плавательное средство выполнено в виде самоходного подводного аппарата с выдвижным гусеничным трактом в виде контейнера с режущей кромкой в нижней части, соединенной с нагревательными элементами внутри контейнера. Обеспечивают устойчивость самоходного подводного аппарата относительно дна водоема. Выполняют вращение контейнера и подачу электрического тока на нагревательные элементы. Разогревают газогидратный пласт до 50-60oС. Выполняют спуск контейнера с вращением в газогидратный пласт с обеспечением точечной добычи гидратов из упомянутого пласта в их твердом виде. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к способу и устройству для подводной добычи железомарганцевых конкреций из илистых донных отложений. Технический результат заключается в повышении эффективности использования трала за счет уменьшения количества холостых ходов, повышении полноты выемки полезного компонента и снижении зависимости времени проведения работ от погодных условий. Технический результат достигается за счет того, что 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 со сжатым воздухом, при заполнении приемной емкости она под действием силы тяжести сдвигается со 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, всплывают на поверхность, где подбирается судном-транспортировщиком. При этом для облегчения поиска всплывающая емкость оборудуется сигнальным устройством, которое автоматически срабатывает после достижения ею поверхности воды. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области подъема твердого материала со дна глубоководного бассейна, такого как море, озеро или река, выше поверхности воды. В пузырьковой газлифтной системе (10) у верхнего концевого участка подъемного трубопровода (11) размещена находящаяся под давлением камера (21). Камера создает давление в верхнем участке трубопровода (11), чтобы подавить возрастание объемного отношения пузырьков к смешанной текучей среде, поднимающейся внутри трубопровода (11), в мелководном районе. Верхний конец трубопровода (11) не открыт в атмосферу, но введен в находящуюся под давлением камеру (21), чтобы тем самым предотвращать расширение пузырьков газа. Деаэратор (14) для выведения пузырьков, отделенных действием центробежной силы, также предусмотрен на срединном участке трубопровода (11) в мелководном районе, чтобы тем самым обеспечивать более равномерное распределение пузырьков внутри всего трубопровода (11). Изобретения направлены на обеспечение подъема газлифтной системой целевого материала в форме суспензии, имеющей более высокий удельный вес, чем окружающая вода, что делает систему и способ эффективными и работоспособными даже в глубоководном районе. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений благородных металлов в подводных забоях. Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности разрушения прочных высокоглинистых песков посредством конусной шарошки с элементами эрозионного разрушения-размыва и дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси путем использования резонансных акустических явлений в гидропотоке посредством отражателей. Управление процессом разрушения прочных высокоглинистых песков осуществляют в автоматическом режиме посредством системы управления механическим рыхлителем, установленным по ходу перемещения экрана со щелями, при этом механический рыхлитель выполнен в виде конусной шарошки с элементами эрозионного разрушения-размыва, а конусная шарошка вращается со скоростью и прижимается к забою с усилием в зависимости от прочности, твердости, абразивности и трещиноватости прочных высокоглинистых песков. Система снабжена стационарными гидродинамическими отражателями-кавитаторами с ребрами жесткости для создания резонансных акустических явлений в гидропотоке перед всасыванием и усиления дезинтеграции твердой составляющей гидросмеси. 1 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для шельфового бурения. Установка для шельфового бурения содержит платформу, такую как судно, понтон, самоподъемная буровая установка, и бурильную колонну, соединенную с указанной платформой с возможностью передачи приводного усилия и дополнительно снабженную компенсатором вертикальной качки. На нижнем конце бурильная колонна снабжена буровым долотом, а к платформе подвешена донная опорная плита, выполненная с возможностью размещения на морском дне. На донной опорной плите установлены зажимные средства для крепления к ней бурильной колонны, представляющие собой цангу, выполненную с возможностью зажима бурильной колонны, допуская при этом ее вращение. При этом цанга содержит корпус, опирающийся на донную опорную плиту и снабженный клиновыми зажимами. Причем клиновые зажимы соединены с указанным корпусом с возможностью вращения. Также раскрыт способ шельфового бурения. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности шельфового бурения. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для подводной добычи твердых полезных ископаемых. Устройство может быть использовано также для геологоразведочных изысканий, прокладки газо- и нефтепроводов, освоения торфяных месторождений. Технический результат заключается в повышении производительности добычи и повышении устойчивости установки при шагании. Шагающее устройство содержит ферму, опоры, телескопические штанги, рабочий орган, систему управления. Причем опора посредством роликов подвижно связана с поворотной платформой, снабженной вилкой, шарнирно соединенной с фермой, с возможностью ее поворота относительно оси вилки. При этом ферма снабжена противовесом с барабаном, охватываемым на один полный оборот гибким элементом, например тросом, жестко закрепленным на левом и правом концах фермы. 7 ил.

Изобретение относится к морской добыче полезных ископаемых и позволяет разрабатывать россыпные месторождения со дна континентального шельфа в условиях отрицательных температур. Способ включает отработку камерных выработок, формирование грунтоледовых тел с удельным весом меньше удельного веса воды. Место выработки делят на участки и ведут отработку месторождения полезного ископаемого в шахматном порядке. Создавая на каждом участке искусственную майну, отрабатывают первый участок, на дно которого опускают купол, соединенный с поверхностью гибким патрубком. Затем в подкупольное пространство через гибкий патрубок нагнетают воду со слоя воды выше уровня галоклина и после образования грунтоледовых тел в подкупольном пространстве и всплытия купола на поверхность ведут отработку второго участка по диагонали от первого участка для восстановления его ледовой поверхности, далее цикл повторяют до полной отработки месторождения. Технический результат заключается в снижении затрат и экологической нагрузки на окружающую среду от добычных работ на дне акватории арктического шельфа при отрицательных температурах. 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-04-27 2015-04-26T18:46:33
Наверх