Обоснование параметров донного устройства с учетом присоединенной массы при добыче железомарганцевых конкреций шельфовой зоны

• Автор: Королев, Игорь Алексеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ МОРСКОГО ДНА И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИХ ОСВОЕНИЯ
1.1 Геоморфологические особенности марганцевых руд. Железомарганцевые конкреции
1.2 Назначение и особенности создания подводных добычных
комплексов
1.3 Технические комплексы и средства по добыче железомарганцевых конкреций
1.3.1. Донные технические средства для ведения поисковых и добычных работ
1.3.2. Устройства с колесными движителями
1.3.3. Машины на гусеничном и шнековом ходу
1.3.4. Установки шагающего типа
1.4. Принципиальная схема комплекса по добыче железомарганцевых
конкреций Балтийского моря. Технология разработки месторождений
1.5. Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 ТЕОРИЯ ДВИЖЕНИЯ ДОННОГО ДОБЫЧНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ ГИБКИМ ТЯГОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
2.1 Постановка задачи
2.2. Особенности функционирования гибкого тягового элемента с донным добычным устройством
2.3. Транспортирование донного добычного устройства посредством гибкого тягового элемента при изменении его длины
2.4. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДОБЫЧНОГО КОМПЛЕКСА
3.1 Обоснование выбора скрепера добычного комплекса
3.2 Компьютерное моделирование процесса транспортирования донного добычного устройства гибким тяговым элементом постоянной длины
3.3. Компьютерное моделирование процесса движения донного добычного устройства гибким тяговым элементом при изменении его длины
3.4. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ИММ ИТ АЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДОБЫЧНОГО
УСТРОЙСТВА
4.1 Экспериментальный стенд и обработка результатов исследования
4.2. Оценка полного факторного эксперимента. Математическое описание процесса в окрестности точки факторного пространства
4.3. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Постепенное истощение невозобновляемых материковых месторождений твердых полезных ископаемых, разрабатываемых традиционными открытым и подземным способами, а также текущий объем выполняемых геологоразведочных исследований предопределяет необходимость ведения работ по освоению минеральных ресурсов Мирового океана.
Идея освоения рудных ресурсов океана возникла на основе достижений в области исследований океанского дна, проведенных ведущими мировыми державами еще со второй половины XX века. Приоритет освоения океана (определение его рудного потенциала) определялся из потребности марганца и кобальта как стратегического сырья для многих отраслей тяжелой промышленности. Было установлено, что мировой океан обладает огромными запасами минерального сырья в виде растворенных в воде химических элементов, а также золотых, алмазных, оловянных и других россыпей и конкреций, находящихся на морском дне.
Все передовые в промышленном отношении страны ведут активные исследования в области развития технологии разработки полезных ископаемых шельфовой зоны и глубоководного дна, в некоторых странах вопросы разведки и добычи полезных ископаемых морского дна рассматриваются в контексте общенациональных программ. Освоение минеральных ресурсов Мирового Океана сегодня является приоритетной долгосрочной задачей и условием для энергетической и экологической безопасности государства. Основными направлениями исследований являются изучение геологии морского дна, выявление перспективных районов разработки подводных месторождений, геоморфологических особенностей подводных залежей, а также разработка передовых технологий и техники, а также продолжение работ в области специального судостроения.
Большинство современных работ посвящено вопросам геологии Мирового океана; сведениям о технике, технологии и экологической стороне

Месторождения, залегающие на малых глубинах моря (5-10 м) как правило расположены вдоль береговой зоны и могут успешно разрабатываться скреперными установками, лебедка которых размещается на берегу, а концевой блок - на дне моря. Этот способ получил широкое распространение в США, ФРГ и Японии, где созданы различные конструкции скреперов и специальных лебедок. Концевой блок для скреперования может монтироваться на специальной тележке, передвигающейся по рельсам, уложенным на дне вдоль береговой линии. Скреперная лебедка при этом устанавливается на салазках или имеет собственный ход для передвижения вдоль береговой линии. Обычно в схеме такой скреперной установки используется экскаватор, оборудованный лебедкой, стойкой и отклоняющими блоками. Канат с лебедки через отклоняющие и концевые блоки направлен на скрепер и лебедку.
Для разработки и придонного обогащения магнитной фракции подводных россыпей обычно используется скреперный ковш, выполненный в виде ящика с наклонными поперечными плужками между боковыми стенками. На задней стенке плужков закреплены электромагниты, получающие ток по кабелю.
При движении скрепера по дну плужки срезают продуктивный слой, полезное ископаемое, обладающее магнитными свойствами, притягивается к поверхности плужков, а пустая города просыпается на дно. При прохождении ковша над бункером электроэнергия отключается, и захваченная руда разгружается.
Для ведения разведочных работ на дни океана и взятия крупномасштабных проб в целях технологического исследования сырья успешно применяются драги-волокуши, представляющие собой комбинированную конструкцию из двух частей (рисунок 1.13).