СПОСОБ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК E21C50/00 

Изобретение относится к области подводной добычи сапропеля с учетом наиболее экологически безопасной технологии добычи.

В настоящее время в промышленности подводной добычи ископаемых существуют проблемы по добыче сапропеля без нарушения экосистемы водоема, ее растительного и животного биоценозов, с максимальным антропогенным воздействием при максимальной безопасности акватории водоема, без загрязнения водоема техногенными осадками в процессе добычи.

Известен способ гидравлического вскрытия затопленного продуктивного пласта (авт. св. СССР N 1659660, кл. E 21 C 45/00), в котором ввод рыхлителя и всасывающего оборудования в пласт и откачку образовавшейся гидросмеси на поверхность осуществляют со скоростью, равной скорости откачки гидросмеси. Недостатком этого способа является сложность в регулировании требуемой скорости движения земснаряда за счет того, что необходимо осуществлять постоянный контроль за консистенцией пульпы в целях повышения эффективности добычи и снижения содержания воды в пульпе. Кроме того, необходимо фиксировать реологические свойства материала, которые имеют широкий диапазон в зависимости от минерализации сапропеля.

Известен также способ добычи сапропеля из водоема (авт. св. СССР N 1716141, кл. E 21 C 49/00), включающий отделение сапропеля и его транспортирование к месту складирования с помощью самоходного плавучего средства с размещенными на нем грейферным оборудованием, причем транспортирование к месту складирования сапропеля осуществляется по прокладываемой от места добычи наплавной трассе в транспортных емкостях. Однако и этот способ имеет следующие недостатки: нарушение верхнего защитного слоя (пилогена) с его эскавацией, образование в ходе добычи шлейфа мутности, в котором содержание показателей азота, фосфора, калия превышает ПДК в 3-4 раза. Удаление из акватории водоема с верхним слоем зоо- и фитопланктона. Данный способ резко ухудшает гидрохимический режим водоема.

Задача изобретения - разработка способа подводной добычи сапропеля с извлечением его с наименьшими экологическими нарушениями в акватории водоема, позволяющим в короткое время восстановить при более благоприятных гидрологических и гидрохимических условиях экологическое равновесие и процесс эвтрофирования водоема, исключить его повторное эвтрофирование в процессе добычи.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подводной добычи сапропеля, включающем отделение сапропеля и его транспортирование к местам складирования в транспортных емкостях, согласно изобретению участок добычи огораживают водонепроницаемой завесой, нижний край которой укреплен на дне, а верхний расположен на поверхности воды, причем перед отделением сапропеля от залежи предварительно собирают верхний пилогенный слой с последующим возвращением его после разработки основного сапропелевого слоя в огороженную зону.

Желательно, чтобы мощность снижаемого верхнего пилогенного слоя составляла от 0,1 до 0,6 м, а также снятие его производить шнековым грунтозабором по полосам шириной от 2 до 10 м. Целесообразно водонепроницаемую завесу выполнить из полиэтиленовой пленки и перемещать ее по акватории водоема на последующие участки после возвращения снятого пилогенного слоя на участок и осветления воды до ПДК. При этом разработку сапропеля осуществляют до остаточной мощности 0,4 - 0,5 м.

Возврат снимаемого пилогенного слоя позволяет сохранить фито- и зоопланктон в придонном слое, предохранить остаточный слой сапропеля от процессов эрозии и выноса веществ, сохранить протекание устойчивых процессов по образованию сапропеля. Выбранная мощность снимаемого пилогенного слоя рекомендуется исходя из вертикального разреза иловой толщи дна.

На фиг. 1 изображена схема подводной добычи сапропеля с последующей транспортировкой его в транспортных емкостях к месту складирования;
на фиг. 2 - схема добычи сапропеля по полосам;
на фиг. 3 - водонепроницаемая завеса, вид сбоку.

Для добычи сапропеля со дна водоема 1 огораживают участок 2 площадью 1 га водонепроницаемой завесой 3 из полиэтиленовой пленки, которая держится на поверхности воды с помощью поплавков 4. Шнековым грунтозабором 5 снимают пилогенный слой с первой полосы разработки и отводят его за пределы разрабатываемого участка в транспортных емкостях 6. Затем разрабатывают шнековым грунтозабором 5 основную массу сапропеля с погрузкой его в транспортные емкости 7 и транспортированием к местам отстоя воды и складирования 8. После разработки сапропеля до остаточной мощности 0,4 - 0,5 м переходят к следующей полосе добычи и снимаемый пилогенный слой 10 со второй полосы перемещают на выработанный участок 11 в анаэробных условиях, так как пилоген - это "кухня" образования бентоса. После выработки до остаточной мощности последней полосы снятый пилогенный слой с первой полосы возвращают на последнюю полосу 12. Затем после осветления воды до уровня ПДК завесу 3 снимают и буксируют ее к следующему участку добычи 9.

Водонепроницаемая завеса 3 состоит из поплавков 4, которые держат в вертикальном положении полиэтиленовую пленку на поверхности воды 13. Поплавки 4 соединены с металлическим тросом 14 с помощью проушин 15, которые могут закрепляться на одном месте зажимами. На дне завеса крепится с помощью металлического троса 16 грузами 17 таким же способом, как и поплавки 4 к полиэтиленовой пленке.

Использование: для подводной добычи сапропеля с применением экологически безопасной технологии. Сущность изобретения: участок добычи сапропеля огораживают водонепроницаемой завесой, нижний край которой укреплен на дне, а верхний находится на водной поверхности. Первоначально с участка, подлежащего разработке, собирают верхний пилогенный слой, который впоследствие после выемки сапропеля, возвращают в отгороженную зону. Сапропель от основного пласта отделяют полосами, собранный сапропель транспортируют к месту складирования. Водонепроницаемая завеса может быть выполнена из полиэтиленовой пленки и перемещаться по акватории водоема. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ подводной добычи сапропеля, включающий отделение сапропеля от основного пласта и его транспортирование к месту складирования, отличающийся тем, что участок добычи огораживают водонепроницаемой завесой, нижний край которой укреплен на дне, а верхний расположен на поверхности воды, перед отделением сапропеля от залежи предварительно собирают верхний пилогенный слой с последующим возвращением его после разработки основного сапропелевого слоя в огороженную зону, причем добычу сапропеля ведут по полосам. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мощность снимаемого пилогенного слоя составляет 0,1 - 0,6 м. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширина полос добычи составляет 10 - 20 м. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхний пилогенный слой собирают шнековым грунтозабором. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водонепроницаемая завеса выполнена из полиэтиленовой пленки. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемая завеса установлена с возможностью перемещения по акватории водоема на последующий участок после возвращения снятого пилогенного слоя и осветления воды до уровня ПДК. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что разработку сапропеля осуществляют до остаточной мощности 0,4 - 0,5 м.