Совершенствование технологии крупнообъемного опробования глубоководных месторождений ЖМК с использованием загрузочных аппаратов

• Автор: Марковский, Кирилл Юрьевич
• Шифр специальности: 05.15.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОПРОБОВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖМК В ОКЕАНЕ
1.1. Горно-геологические условия крупнообъемного опробования месторождения Кларион-Клиппертон
1.2. Анализ геокомплексов для технологического опробования месторождений ЖМК в океане
1.2.1. Структура глубоководного горно-разведочного комплекса
1.2.2. Анализ существующих способов глубоководного гидроподъема конкреций
1.3. Цель и задачи исследований
2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПУЛЬПОПРИГОТОВЛЕНИЯ В ЗАГРУЗОЧНЫХ АППАРАТАХ
2.1. Гравитационный способ формирования гидросмеси
2.2. Струйный способ формирования гидросмеси
2.3. Способы формирования гидросмеси закрученным потоком
жидкости
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ГИДРОСМЕСИ В КАМЕРНОМ ПИТАТЕЛЕ ВИХРЕВОГО ПУЛЬПОПРИГОТОВЛЕНИЯ
3.1.Методика проведения экспериментов и описание лабораторной установки
3.2. Влияние конструктивных параметров узла разгрузки аппарата на
процесс пульпоприготовления в загрузочно-обменной емкости
3.3. Влияние гидродинамических режимов работы камерного питателя
на плотность формируемой гидросмеси
Выводы
4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ КРУПНООБЪЕМНОГО ОПРОБОВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖМК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАГРУЗОЧНЫХ АППАРАТОВ
4.1.Технологическая схема крупнообъемного опробования с использованием загрузочных аппаратов
4.2. Методика расчета глубоководного гидроподъема ЖМК с использованием загрузочного аппарата вихревого пульпоприготовления
4.3. Технологические преимущества горно-разведочного комплекса с
загрузочными аппаратами
4.4. Анализ экологической безопасности глубоководных геокомплексов
с эрлифтной, насосной и предлагаемой системами гидроподъема
конкреций
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время Россия оказалась в принципиально новом положении в части формирования основ морской политики, а также реализации и защиты своих интересов в Мировом океане. Кризис в экономике серьезно ослабил возможности по сохранению присутствия России в Мировом океане на прежнем уровне. Вынужденное свертывание работ в Мировом океане идет неорганизованно, что усиливает негативные последствия этого процесса и снижает эффективность использования выделяемых ресурсов. Восстановление позиций России в Мировом океане является сегодня одной из приоритетных общенациональных задач. В связи с этим, указом Президента Российской Федерации от 17 января 1997 г. была одобрена концепция Федеральной целевой программы “Мировой океан”, целью которой является комплексное решение проблемы изучения, освоения и эффективного использования Мирового океана в интересах экономического развития и обеспечения безопасности страны.
В соответствии с концепцией, реализация программы должна, в частности, предусматривать “создание техники и технологий проведения глубоководных, шельфовых и придонных работ” и на “дальнейшем этапе должна быть нацелена на получение минерального сырья в промышленных масштабах”.
Наиболее значительными глубоководными месторождениями по своим огромным запасам и потенциальным возможностям являются залежи железомарганцевых конкреций (ЖМК), представляющие собой высококачественное минеральное сырье для получения меди, никеля, кобальта, марганца и других металлов. Крупнейшим и наиболее хорошо изученным месторождением ЖМК является поле Кларион - Клиппертон, расположенное в Тихом океане. В соответствии с Конвенцией ООН по морскому праву 1982 года, вступившей в силу 16 ноября 1994 года и

машиностроительных компаний [56]. В рамках программы компании Sumitomo Metal Mining и Kawasaki Heavy создали землесос с накопителем длиной 13м и шириной 4,5м и водяным струйным всасом производительностью 125 тонн/ч . Компании NKK и Yokohama Rubber закончили разработку шланга диаметром 15см , длиной 6000м для транспортировки донного материала от накопителя на добычное судно. Компании Mitsubishi Heavy, Dow Mining и NEC ответственны за сборку добычного комплекса , оптимизацию системы и разработку блока контрольно-измерительной аппаратуры. Испытания комплекса планировались начать в 1997 году у берегов архипелага Огасавара.
Консорциумом ОМИ были детально исследованы и выполнены все рекомендации по проекту варианта насосной системы подъёма. В частности, на основе испытаний с одноступенчатым полуосевым добычным насосом , проведенных в замкнутой системе подъёма с диаметром трубопровода 200мм, было установлено , что конкреции и мелкие частицы пропускаемые через насосы , вызывают сильный износ проточных частей. Уплотнительные кольца являются также слабыми звеньями из-за абразивного воздействия на них мелких частиц. Абразивная характеристика гидросмеси ЖМК определялась по широко известной системе Миллера . В результате было установлено, что смесь с ЖМК в 13 раз абразивнеє стандартной суспензии ASTM [42].
Таким образом наибольшим недостатком насосной системы подъема будет являться частый выход из строя напорных агрегатов вследствие износа и других механических причин, что повлечет за собой каждый раз подъем и демонтаж трубного става помимо замены отдельных частей. Эти операции трудоемки и дорогостоящи, что значительно снижает эффективность работы всей системы.
Кроме того, исходя из условий свободного всасывания конкреций при грунтонасосном способе гидроподъема, величина объемной концентрации