СПОСОБ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Российский патент 1995 года по МПК E21C50/00 

Изобретение относится к способам для глубоководной разработки месторождений полезных ископаемых, например для сбора железомарганцевых конкреций со дна океана.

Известно самоходное судно, питаемое с корабля электроэнергией и имеющее кабину механика [1]. Недостатком судна является отсутствие системы навигации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления движением добычного агрегата, обрабатывающего параллельные полосы (заходки) [2].

Суть способа заключается в следующем. Добычный агрегат передвигается по дну параллельными полосками, собирая полезные ископаемые.

Вдоль обрабатываемых полос в перпендикулярном им направлении натянуты два троса, по которым на салазках перемещаются гидроакустические маяки, на которые ориентируется добычный агрегат. После обработки очередной полосы маяки перемещаются на один дискрет, равный ширине обрабатываемой полосы, при помощи натяжения тросов [2]. Недостатком способа является относительная сложность, высокая помехоустойчивость (сильное влияние акустических помех добычного агрегата).

Достигается это тем, что в способе подводной добычи полезных ископаемых, включающем передвижение подводного добычного агрегата по дну параллельными полосами и сбор полезных ископаемых, задание границ производят путем рассеивания ферромагнитного материала, а на агрегате устанавливают устройство для контроля наличия ферромагнитного материала и измерения величины магнитного поля, причем при передвижении агрегата задание границы очередной полосы производят с борта агрегата одновременно со сбором ферромагнитного материала и полезного ископаемого на предыдущей полосе. При этом предлагается ферромагнитный материал сепарировать от полезного ископаемого для повторного использования.

На фиг. 1 показана схема обработки добычи агрегатом параллельных полос по предлагаемому способу; на фиг. 2, 3 - устройство для рассеивания, сбора и сепарации ферромагнитных частиц.

Оно содержит: 1 - добычной агрегат на обрабатываемой полосе; 2 - поле полезных ископаемых; 3 - ферромагнитный материал; 4 - дорожка, образуемая рассеиваемым вдоль границы обрабатываемой полосы ферромагнитным материалом, предназначенным для задания границы при последующей проходке; 5 - обработанные полосы.

Добычной агрегат включает бункер 6, магнитное колесо 7, соединенное с барабаном 8 при помощи ленты 9, водомет 10, расположенный в зоне притягивания ферромагнитного материала к магнитному колесу 7, скребок 11, примыкающий к ленте 9 под барабаном 8, поперечный транспортер 12, расположенный под бункером 6 поперек направления добычного агрегата, заслонка 13, расположенная на днище бункера 6.

Способ осуществляется следующим образом. В исходном состоянии добычной агрегат 1 находится на дне 2. Первую полосу он проходит с использованием любого из известных способов, не требующих большой точности (например, с использованием гирокомпаса). При этом осуществляется равномерное рассеивание ферромагнитного материала 3 по краю обрабатываемой полосы, задавая границу следующей обрабатываемой полосы. При этом для облегчения последующего поиска и сбора ферромагнитного материала их рассеивание осуществляют вблизи границы обработанной и необработанной полос на стороне обработанной полосы. После достижения конца обрабатываемой полосы добычной агрегат 1 совершает разворот на 180^о и, двигаясь в обратном направлении, осуществляет измерение напряженности магнитного поля, создаваемого ферромагнитным материалом, определяет величину этого поля путем сканирования чувствительного элемента (металлоискателя) и осуществляет перемещение при непрерывном отслеживании максимальной величины напряженности магнитного поля. Одновременно осуществляется сбор ферромагнитного материала, их сепарация от донных отложений и подача в устройство рассеивания для их повторного использования. После достижения противоположного конца обрабатываемой полосы цикл повторяется.

В исходном состоянии в бункер 6 засыпан ферромагнитный материал 3. После начала работы добычного агрегата включаются приводы магнитного колеса 7, поперечного транспортера 12 и открывается заслонка 13 бункера 6. Ферромагнитный материал 3, высыпаясь из бункера 6 на транспортер 12, перемещается к противоположному борту добычного агрегата (поперек его направления движения) и рассеиваются на дне, задавая границу обработанной полосы. Магнитное колесо 7 катится по дну, притягивая к себе через ленту 9 ферромагнитный материал 3. Проходя мимо водомета 10, лента 9 с находящимся на ней ферромагнитным материалом отмывается от донных отложений, т. е. происходит сепарация ферромагнитного материала от донных отложений. В верхней точке магнитного колеса 7 происходит за счет натяжения ленты 9 отрывание ферромагнитного материала 3 от магнитного колеса 7 и их движение по ленте 12 до барабана 8, пройдя который, материал падает в бункер 6, восстанавливая запас рассеиваемого материала, после чего цикл повторяется. Скребок 11 используется для дополнительного очищения ленты от донных отложений.

В качестве измерителя величин магнитного поля используют, например, магнитномодуляционный датчик (феррозонд), представляющий собой магнитный модулятор с выходом на удвоенной частоте, предназначенный для измерения напряженности внешних магнитных полей (Преображенский А. А., Шамрай Б. В. Электромагнитные устройства информационно-измерительной техники. - М.: Высшая школа, 1982, с. 110), а фиксацию положения границ обрабатываемых полос производят по максимальной величине напряженности, показываемой феррозондом.

По сравнению с прототипом, в котором используются дорогостоящие ультразвуковые маяки, требующие автономное электропитание, и чувствительные ультразвуковые приемники, которые будут подвержены помехам за счет гидроакустических шумов добычного агрегата, предлагаемый способ реализуется значительно более дешевыми средствами.

Так, например, ферромагнитный материал может быть получен на судне из железного лома (например, жестяных консервных банок, в больших количествах накапливающихся на судах). Бункер для рассеивания частиц также прост в изготовлении и не дорог. Кроме того, точность металлоискателей составляет несколько сантиметров, в то время, как точность систем, основанных на гидроакустических методах, не лучше 0,5 м, т. е. почти на порядок хуже.

Следовательно, возрастает эффективность добычного агрегата за счет снижения как "перехлестов" обрабатываемых полос, так и необработанных участков.

Введение узлов сепарации и повторного использования ферромагнитного материала также способствует повышению экономичности всего комплекса, так как устраняет необходимость периодического пополнения запаса этого материала.

Все вышеизложенное доказывает экономическую и техническую эффективность предлагаемого способа по сравнению с прототипом.

Использование: в морском горном промысле при добыче полезных ископаемых. Сущность изобретения: способ добычи заключается в передвижении по ориентиру подводного агрегата параллельными полосами при сборе ископаемых. Задание границ параллельных полос производят рассеиванием ферромагнитного материала. На агрегате устанавливают устройство для контроля наличия ферромагнитного материала и измерения величины магнитного поля, причем при передвижении агрегата задание границы очередной полосы производят с борта агрегата одновременно со сбором полезного ископаемого и ферромагнитного материала на предыдущей полосе. Ферромагнитный материал сепарируют от полезного ископаемого для повторного использования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий передвижение по ориентиру подводного добычного агрегата по дну параллельными полосами и сбор полезных ископаемых, отличающийся тем, что задание границ производят путем рассеивания ферромагнитного материала, а на агрегате устанавливают устройство для контроля наличия ферромагнитного материала и измерения величины магнитного поля, причем при передвижении агрегата задание границы очередной полосы производят с борта агрегата одновременно со сбором ферромагнитного материала и полезного ископаемого на предыдущей полосе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитный материал сепарируют от полезного ископаемого для повторного использования.