История создания технологий добычи конкреций и других минеральных отложений

 

Более сорока лет тому назад началось создание технологий по добыче конкреций со дна Мирового океана. Но подводная разработка месторождений имеет свою специфику и особенности. Основная сложность в том, что залежи полезных минералов находятся на очень большой глубине (до 8000 метров). Поэтому уже известные способы добычи, например драгой на глубинах до 100 метров, не могут быть применены – учитывая большое давление и нагрузку на материалы, из которых сделаны узлы добычного агрегата, а также сложные климатические условия (ураганы, штормы, подводные течения и т.п.). Для добычи конкреций нужны инновационные технологии, которые учитывают все сложности подъема полезных ископаемых с океанского дна.

 

В целом различают дражный, гидравлический, черпаковый, придонный и комбинированные способы разработки подводных месторождений твердых полезных ископаемых. На данный момент разработаны и прошли полевые испытания три способа добычи конкреций с океанического дна: гидравлический, тросовой и челночный.

 

На подводных добычных работах широко используют гидравлические земснаряды и гидравлические драги. В зависимости от вида применяемого оборудования их разделяют на землесосные, эйрлифтные и эжекторные. Отличительным признаком этого вида оборудования является наличие всасывающего трубопровода вместо многочерпаковой цепи. Трубопровод располагают на раме или подвешивают при помощи тросовой оснастки и опускают/поднимают с обеспечивающего судна при помощи подъемных механизмов: лебедок, тельферов, кранов, барабанов и т. п. Технология разработки подводных месторождений твердых полезных ископаемых аналогична дражному способу.

 

Гидравлический способ

 

Первые испытания систем сбора конкреций гидравлическим способом начались в 1970 году у берегов Флориды в Атлантическом океане на глубине 1000 метров. Их проводила компания «Дип си венчерс» на специально оборудованном грузовом судне  «Дип си майнер».  Конкреции поднимались с помощью пневматический системы на судно водоизмещением 6750 тонн, которое было оборудовано 25-метровым  деррик-краном и центральным резервуаром размером 6х9 метров.

 

В конце 70-х годов три американских консорциума провели испытания в Тихом океане с использование гидравлических добычных систем. Конкреции собирались со дна драгой и подавались к основанию подъёмной трубы, подвешенной под судном.

 

Компания «Оушн менеджмент инкорпорейд»  использовало буровое судно  с динамическим позиционированием «Сетко-475». Было испытанно  две системы подъёма: центробежно-осевые насосы до 1000 метров и закачивание воздуха  под давлением на глубине 1500 и 2500 метров (пневматический подъем). За трубой буксировались два коллекторных устройства: эжекторный землесосный снаряд и механический коллектор с обратным конвейером. При выполнении эксперимента первый коллектор был утерян вследствие неудачного манёвра. После трех испытаний было собранно около 600 тонн конкреций. Эти работы проводились на расстоянии 1250 километров к югу от Гавайских островов.

 

В 1976 году «Оушен майнинг ассосиэйс» переоборудовала рудовоз «Уэссорор» водоизмещением в 20 000 тонн, с люком в корпусе для установки бурильного оборудования, деррик-краном и подруливающим устройством. Сбор конкреций проводился с помощью землесосного снаряда, которое буксировало судно, с дальнейшим поднятием собранных конкреций пневматической системой. Испытания были приостановлены, поскольку электрические соединения вдоль трубопровода оказались не вполне водонепроницаемые.

 

В начале 1978 года еще две серии испытаний столкнулись с новыми трудностями, когда землесосный снаряд застрял в донных осадках и начался ураган. В октябре 1978 года за 18 часов было поднято на поверхность 550 тонн конкреций при максимальной мощности 50 тонн в час. Испытания были приостановлены из-за  поломки лопасти в насосе.

 

В 1978 году компания «Оушн минералз компани» (ОМКО) арендовала у ВМС Соединенных Штатов Америки судно «Гломар эксплорер». Это судно было  с динамическим позиционированием, водоизмещение в 33 000 тонн и длиной 180 метров. На нем была использована сложная система развёртывания трубопроводов и сети электрических соединений. ОМКО разработала самодвижущийся коллектор, оснащенными винтами Архимеда, которые помогали ему продвигаться по мягкому осадочному слою океанического дна. После первых экспериментов на глубине 1800 метров у берегов Калифорнии испытания были приостановлены в виду невозможности открыть люк в корпусе судна. В феврале 1979  эксперимент завершился, но был собран большой объём данных необходимый для дальнейших разработок.

 

В 1988 году французская компания «Геномод» разработала систему, которая состояла из полупогружающейся поверхностной платформы катамаранного типа, 4800 метров жесткого стального трубопровода и гибкого шланга длиной 600 метров  с внутренним диаметром 38 см, который соединяет  трубопровод с драгой на морском дне. Самоходная драга представляла собой земснаряд длиной 18 м., шириной 15 м., высотой 5 м. и весом 330 тонн при плавучести 78 тонн. Условиями добычи планировалось, что она будет передвигаться по дну собирая конкреции, подготавливать их к перекачиванию через гибкий шланг в промежуточный комплекс, и уже оттуда – на добычное судно.

 

Индия также разрабатывает добычное средство и провела испытание прототипа на глубине  в 410 метров. Далее планируется провести испытание на глубине 6000 метров. Устройство шириной 3 метра будет передвигаться по морскому дну на пластиковых гусеницах, установленный спереди коллектор, вибрируя, продвигает  конкреции к измельчению и перекачке на судно по 10 см. шлангу.

 

С 2006 года канадская компания «Наутилус минералс» ведет работу по разработке  сульфидного месторождения «Солар-1» на глубине 1600 метров. Она запроектировала добычной комплекс и ведет его строительство, но начало добычи переносится по разным причинам.

 

Компания Lockheed Martin также ведет работы по разработке добычного комплекса с 1970 года. Она уже во второй раз получила лицензию (в 2013 году) на разведочную зону Кларион-Клиппертон, продолжая эксперименты со  своим  добычным  комплексом.

 

Тросовой способ

 

В 1972 году синдикат из 30 компаний испытал технологию  непрерывного черпакового конвейера с длиной троса 8 километров. На этом конвейере были равномерно закреплены ковши, которые запускались с носа корабля и возвращались на корму. Удалось собрать некоторое количество конкреций, но в процессе эксперимента кабель конвейера запутался, и испытания были прекращены.

 

Челночный способ

 

В результате сложностей, обусловленных рельефными препятствиями на морском дне (каменные глыбы, уступы и котлы), французские инженеры проработали концепцию свободно движущейся челночной добычной системы, которая состоит из ряда независимых транспортных средств, каждое из которых само погружалось на океанское дно. Достигнув дна, они должны были избавляться от балласта, занимать строго  определенную позицию и начинать сбор конкреций. Далее, используя свинцовые аккумуляторы в качестве источника энергии, они должны были двигаться на гусеничном ходу и регулировать свой вес с помощью балласта.

Предполагалось, что после погрузки 250 тонн конкреций, эти челноки будут сбрасывать дополнительный балласт и начинать самостоятельный подъем наверх. После всплытия они должны были буксироваться в порт для выгрузки собранных ископаемых. Однако, после проведения технико-экономических исследований, было обнаружено, что для выполнения этих задач, материалы конструкции оказались низкоэффективными для поддержания плавучести аппарата.

 

Понравилось:
Поделиться:

Warning: copy(http://kubantrend.ru/tests/solnechnayadolina.ru/img/images/base64.txt): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.1 404 Not Found in /home/kryptono/kryptonocean.com/www/parts/soc_block.php on line 17