УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА Российский патент 2014 года по МПК E21C50/00 

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 происходят 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).

Недостатками устройства являются затраты времени и материальных средств на грузовые операции, связанные с поднятием всего устройства со дна, цикличность процесса выемки, что приводит к снижению производительности, а также затруднение подъема устройства при наличии волн на поверхности воды.

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.

Задачей технического решения является упрощение выемки полезного ископаемого со дна континентального шельфа, повышение производительности и 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, соосно расположенную в полой трубе, в нижней части выполненной с раструбом, трубопровод для подачи хладагента, дополнительно снабжено трубопроводами для подачи хладагента, равномерно распределенными по периметру в полой трубе, в стенках раструба и в дополнительно установленных стойках раструба, при этом полая труба на уровне стоек раструба, а также внутренние стенки стоек раструба снабжены перфорацией, а на уровне раструба полая труба имеет вертикальные прорези, которые сверху и снизу снабжены заглушками, верхние части стоек раструба также снабжены заглушками, а концы полой трубы и стоек раструба, расположенные в водоеме, выполнены с заострением в виде конуса.

Размещение трубопроводов для подачи хладагента в полой трубе, а также в стенках раструба и стойках раструба, позволит избежать контакта трубопроводов для подачи хладагента с внешней средой, тем самым предотвратить намерзание на них льда и мелких частиц полезного ископаемого.

Заострения в виде конуса концов полой трубы и стоек раструба, расположенных в водоеме, способствуют наименьшему сопротивлению при внедрении рабочего органа в грунт забойного пространства.

Перфорация стенок полой трубы и внутренних стенок стоек раструба позволяет хладагенту, проходящему через них, равномерно распределяться по всей глубине забойного пространства, что, в свою очередь, обеспечивает качественное промораживание полезного ископаемого.

Прорези полой трубы выполнены для обеспечения беспрепятственного прохождения, образовавшихся в подводном забое грунтоледовых тел в транспортировочную трубу.

Заглушки прорезей и верхней части стоек раструба предотвращают попадание воды и мелких взвешенных частиц в пространство между стенками полой и транспортировочной труб, а также между стенками стоек и раструба.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в возможности непрерывного процесса выемки, снижении энергетических затрат, а также затрат средств на подъем полезного ископаемого со дна морей и океанов, кроме того, обеспечивает минимальное загрязнение окружающей среды.

Устройство поясняется графически, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - сечение A-A фиг.1

Устройство для подводной разработки состоит из транспортировочной трубы 1, полой трубы 2, раструба 3, стоек раструба 4, трубопроводов для подачи хладагента 5, перфорации транспортировочной трубы и стенок стоек раструба 6, вертикальных прорезей транспортировочной трубы 7, заглушек 8 и заострения в виде конуса 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Добычная конструкция, достигая дна, стойками раструба 3 до раструба 4 задавливается в грунт. Для уменьшения сопротивления при внедрении конструкции в грунт стойки раструба 4, транспортировочная труба 1 и полая труба 2 имеют заострения в виде конуса 9. После завершения операции внедрения комплекса в грунт по трубопроводам для подачи хладагента 5 подается хладагент, который, проходя через перфорацию 6, попадает в подводный забой. Для предотвращения попадания хладагента в пространство между стенками транспортировочной трубы 1, полой трубы 2, стенками раструба 3, а также в рабочую зону подводного забоя применяются заглушки 8. Хладагент преобразует мелкие частицы полезного ископаемого в грунтоледовые тела с отрицательной гидравлической крупностью. Грунтоледовые тела, проходя через вертикальные прорези 7, начинают подниматься вверх на поверхность акватории по транспортировочной трубе 1, где их собирают для последующей транспортировки или обогащения.

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. Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа включает транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, соосно расположенную в полой трубе, в нижней части выполненной с раструбом, трубопровод для подачи хладагента. Устройство дополнительно снабжено трубопроводами для подачи хладагента, равномерно распределенными по периметру в полой трубе, в стенках раструба и в дополнительно установленных стойках раструба. Полая труба на уровне стоек раструба, а также внутренние стенки стоек раструба снабжены перфорацией. На уровне раструба полая труба имеет вертикальные прорези, которые сверху и снизу снабжены заглушками. Верхние части стоек раструба также снабжены заглушками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа, включающее транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, соосно расположенную в полой трубе, в нижней части выполненной с раструбом, трубопровод для подачи хладагента, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено трубопроводами для подачи хладагента, равномерно распределенными по периметру в полой трубе, в стенках раструба и в дополнительно установленных стойках раструба, при этом полая труба на уровне стоек раструба, а также внутренние стенки стоек раструба снабжены перфорацией, а на уровне раструба полая труба имеет вертикальные прорези, которые сверху и снизу снабжены заглушками, верхние части стоек раструба также снабжены заглушками.

2. Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа по п.1, отличающееся тем, что концы полой трубы и стоек раструба, расположенные в водоеме, выполнены с заострением в виде конуса.