Агрегат для разработки подводных россыпных месторождений Советский патент 1993 года по МПК E21C50/00 

Изобретение относится к геотехнологическим методам разработки и может быть эффективно использовано при добыче ценных полезных компонентов из песчано-глинистых подводных россыпных месторождений.

Цель изобретения - обеспечить использование эколого-экрномическй допустимых технологий добычи за счет улавливания взвешенных частиц вмещающих пород, а также мелких и тонких зерен полезного компонента.

На фиг.1 показан общий вид агрегата; на фиг.2 - схема установки и крепления внутреннего и внешнего предохранительного кожухов при эксплуатации агрегата.

Агрегат для разработки песчано-глинистых подводных россыпных месторождений состоит из пульповыдачной колонны 1, дис- пергатора сжатого воздуха 2, трубопровода 3. кольцевой балластной емкости 4, трубопровода 5, клапана 6, полых.регулируемых манипуляторов 7, насадок 8, внутреннего

предохранительного кожуха 9 с отверстия- с ми 10, внешнего предохранительного кожуха 11 с конической перфорированной 12 частью, колец 13, пенопласта 14, обечайки 15. Кроме того, агрегат связан с плавсредст- вом (на чертеже не изображено) гибким трубопроводом 16 для транспорта пульпы, гибкими трубопроводами 3 и 5 для подачи сжатого воздуха, которые соединены между собой элементами плавучести 17.

Внутренний предохранительный кожух 9 выполнен по следящей системе за понижением кровли 18 выемочной камеры, при этом его направляющими являются выданная колонна 1 и регулируемые манипуляторы 7, конструктивнее выполнение которых позволяет свободному перемещению их друг относительно друга - кожуха вниз под собственным весом и выдачной колонны с манипуляторами 7 относительно кожуха 8, расположенного на кровле камеры, под весом кольцевой балластной емкости 4. Кроме того, в кожуе 9 концентрично расположены

отверстия 10 для выхода сжатого.воздуха, взвешенных частиц вмещающих пород, а также мелких и тонких зерен полезного компонента. Наружная поверхность кожуха 9 выполнена вогнутой для складирования концентрата 19. Отверстия кожуха, в которых расположены регулируемые манипуляторы 7, снабжены уплотнительными элементами для предупреждения утечки концентрата в транспортном положении аг- регата. Форма кожуха в плане может быть круглой или прямоугольной. На основании проведенных исследований предпочтение следует отдавать прямоугольной форме для достижения максимальных коэффициентов извлечения из недр за счет снижения потерь полезного компонента и наибольшего извлечения полезного ископаемого из выемочной камеры АВСД. При окончательной отработке выемочной камеры ее днища АД соответствуют размерам кожуха 9 в плане.

Форма внешнего предохранительного кожуха 11 цилиндроконическая, при этом коническая часть выполнена жесткой пер- форированной 12 конструкцией и закрепле- на на балластной емкости 4 с помощью обечайки 15. Цилиндрическая часть кожуха 11 выполнена в виде пояса из колец 13, входящих в зацепление между собой. На внутренней поверхности кожуха 11 закреп- лен эластичный открытоячеистый пенопласт 14, например пенополиуретан ППУ-Э, ППУ-ЭМ-1. Кроме того, пенопласт 14 соединен с кольцами 13, вес которых препятствует его всплытию.

Использование открытоячеистого пенопласта позволяет пропускать через себя сжатый воздух и служить преградой для твердых взвешенных частиц. Рабочую по- верхность открытоячеистого пенопласта по- крывают адгезионным материалом, рассчитанным только на прилипание к нему определенных ценных полезных компонентов, например золота, платины, алмазов, и быть инертным к вмещающим породам. Длину пояса устанавливают из условия изоляции выемочной камеры от акватории водоема 20, а его эластичность (колец и пенопласта) способствует созданию плот- ного контакта пояса с поверхностью россыпного месторождения 21. Размеры пояса в плане, по краййей мере, равны или превышают зону приведения полезного ископаемого а подвешенное состояние с помощью сжатого воздуха, истекающего из насадок 8 манипуляторов 7. Работа агрегата поясняется на примере добычи золотосодержащих песков, представленных мелким и тонким классом крупности полезного компонента.

Перед началом добычи длина манипулятора 7 регулируется в соответствии с величиной толщи россыпи, которая определена ранее геологоразведкой, а рабочую поверхность пенопласта 14 покрывают адгезионным материалом, состав которого подбирают из условия прилипания к нему только золота.

На заданный участок месторождения буксируют агрегат с пом ощью плавсредст- ва. Установка агрегата на подводную траншею осуществляется в два этапа. Сначала плавсредство ориентирует агрегат на поверхности вывода его. визуально на точку работ по ориентирам (створам). Затем открывают клапан б кольцевой балластной емкости 4, при этом воздух вытесняется по трубопроводу 5, а вода из акватории водоема 20 через клапан 6 поступает в кольцевую полость емкости 4 и создает дополнительную вертикальную нагрузку для погружения агрегата. После продувки кольцевой балластной емкости 4 агрегат опускается в траншею, где устанавливается в требуемой точке с помощью телевизионной системы, опускаемой независимо. После внедрения манипуляторов 7 и установки внутреннего предохранительного кожуха 9 на тело россыпи по трубопроводу 3 подается сжатый воздух, который, истекая из отверстий диспергатора 2, эрлифтирует пульпу и по трубопроводу 16 транспортируется на плавсредство. Этим достигают одинаковых скоростей погружения в месторождение манипуляторов 7 и пульповыдач- ной колонны 1, которая жестко связана с кольцевой балластной емкостью 4. При достижении упорами манипуляторов 7 поверхности подстилающих пород 22, из трубопровода 3 по кольцевому зазору 23 и внутренней полости манипуляторов 7 подают сжатый воздух из насадки 8. Истекая из насадок 8, сжатый воздух способствует улучшению условий дезинтеграции полезного ископаемого, при этом взвешенные частицы вмещающих пород, а также мелкое и толстое золото через отверстия 10 кожуха 9 вместе со сжатым воздухом выносятся -во внутреннюю полость внешнего кожуха 11. Открытоячеистый пенопласт 14, используемый для покрытия внутренней поверхности внешнего предохранительного пояса 11 с целью увеличения его рабочей поверхности, пропускает через себя сжатый воздух и препятствует выносу взвешенных частиц в акватории водоема, которые осаждаются на вогнутой наружной поверхности кожуха 9, Зерна мелкого и тонкого золота прилипают к адгезионному материалу. Часть зерен полезного компонента осаждается вместе со

взвешенными частицами вмещающих пород на кожухе 9, образуя обогащенный концентрат 19.

Сжатый воздух, истекая из насадок 8 в основание полезного ископаемого место- рождения 21, которое играет роль дисперга- тора, производит частичный вынос взвешенных частиц за пределы периметра кожуха 9. Очистная выемка прекращается на основании экспресс-анализа пульпы.

Всплытие агрегата осуществляют подачей сжатого воздуха по трубопроводу 5 в балластную емкость 4 при открытом клапане 6, который вытесняет воду из внутренней полости. После завершения вытеснения во- ды из кольцевой балластной емкости 4 клапан 6 перекрывается. Агрегат поднимают на плавсреДство и производят съем концентрата. Пенопласт 14 используется многократно. Извлечение полезного компонента из пенопласта после многоразового использования производят его сжиганием или химическим растворением. Затем внутреннюю поверхность кожуха 11 покрывают открытрячеистым эластичным пенопла- стрм, а на его рабочую поверхность наносят адгезионный материал, после чего операции по выполнению технологических процессов повторяют.

Использование изобретения позволяет рекомендовать для промышленного применения эколого-экономически допустимые технологии добычи ценного минерального сырья под водоемами.

Формула изобретения

1. Агрегат для разработки подводных рассыпных месторождений, включающий пульповыдачную колонну с узлом для эр- лифтирования пульпы, балластную емкость с полыми манипуляторами для подачи сжатого воздуха и внутренний предохранительный -кожух, установленный на пульповыдачной колонне, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы агрегата за счет обеспечения экологической безопасности подводной разработки путем улавливания взвешенных частиц вмещающих пород, а также мелких и тонких зерен полезного компонента, наружная поверхность внутреннего предохранительного кожуха выполнена вогнутой. ..

2. Агрегат по п. 1. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен внешним предохранительным кожухом, на внутренней поверхности которого закреплен эластичный открытоячеистый пенопласт с рабочей поверхностью, покрытой адгезионным материалом.

Использование: добыча полезных компонентов из песчано-глинистых подводных россыпных месторождений. Сущность изобретения: агрегат содержит пульповы- дачную колонку, балластную емкость, с полыми манипуляторами, внутренний предохранительный кожух и внешний предохранительный кожух. Наружная поверхность внутреннего предохранительного кожуха выполнена вогнутой. На внутренней поверхности внешнего предохранительного кожуха закреплен эластичный открытоячеистый пенопласт. Рабочая поверхность пенопласта покрыта адгези- онным материалом. Полезные компоненты прилипают к адгезионному материалу, пенопласт задерживает твердые взвешенные частицы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.