(57)【要約】海底ベンチの生産切削のための海底バルク採掘ツール。ツールは、軌道付き移動システムを使用して海底ベンチで移動する。電力および制御インタフェースは、海面供給源から電力および制御信号を受け取る。ツールは、ベンチ切削のためのドラムカッター、およびドラムカッターによって切削物が生産されるときに切削物を分級するため、ドラムカッターに隣接した分級グリルを有する。切削物の格納を補助するためのドラム側板も提供される。吸引入口は、切削物が生産されるとき、スペードおよびオーガと共に切削物を取り込むことができる。
2013528727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底ベンチの生産切削のための海底バルク採掘ツールであって、
前記バルク採掘ツールを、海底ベンチを横断するように移動させる軌道付き移動システム、
海面供給源から電力および制御信号を受け取る電力および制御インタフェース、
ベンチを切削するためのドラムカッター、および
前記ドラムカッターによる切削物の生産時に切削物を分級するために設けられ、前記ドラムカッターに隣接した分級グリル
を含む海底バルク採掘ツール。
【請求項２】
請求項１に記載のツールにおいて、
スラリ・ポンプ・システム、および前記切削ドラムに近接しているスラリ入口を含み、前記スラリ入口は、切削物をスラリの形で前記分級グリルの近くから取り込むように構成されているツール。
【請求項３】
請求項２に記載のツールにおいて、
前記スラリ・ポンプ・システムは、前記ツールが通った通路又は通るべき通路の片側へスラリをポンプ輸送するように構成されているツール。
【請求項４】
請求項２に記載のツールにおいて、
前記スラリ・ポンプ・システムは、海底ストックパイル位置まで、適切な移送パイプを通じて、スラリをポンプ輸送するように構成されているツール。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載のツールにおいて、
前記スラリ・ポンプ・システムによる切削物の格納および収集を向上させるため、前記切削ドラムを一部包囲する収集シュラウドを含むツール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のツールにおいて、
前記分級グリルは、グリル・ドラム間距離よりも大きい粒子を前記カッタードラムで粉砕することによって、切削物を分級するツール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のツールにおいて、
前記切削ドラムは、ドラムの収納および可変切削深さを可能にするブームアセンブリに搭載されているツール。
【請求項８】
請求項７に記載のツールにおいて、
前記分級グリルは、前記ブームアセンブリに搭載されているツール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のツールにおいて、
ドラム切削幅は、機械の軌道幅よりも大きいツール。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のツールにおいて、
切削物を前記分級グリルから取り込むための吸引入口を含むツール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のツールにおいて、
前記ドラムカッターのすぐ後方に、海底から切削物を分離するためのスペードを含むツール。
【請求項１２】
請求項１１に記載のツールにおいて、
前記スペード内に設けられ、前記スペード内の切削物を前記吸引入口に向けて押しやるための１又は複数のオーガを含むツール。
【請求項１３】
海底ベンチの生産切削のための方法であって、
海底バルク採掘ツールが海面供給源から電力および制御信号を受け取る工程と、
前記海底バルク採掘ツールが前記海底ベンチを横断するように移動する工程と、
前記海底バルク採掘ツールのドラムカッターがベンチを切削して、前記ドラムカッターに隣接する分級グリルが、切削物が前記ドラムカッターによって生産されるときに切削物を分級する工程と
を含む方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
回収される物質がベンチ高さを超える厚さを有し、ベンチ高さが前記海底バルク採掘ツールの切削深さによって定義される場合、前記バルク採掘ツールを複数回通過させることによって、物質のベンチの複数の層が除去される方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、
前記海底バルク採掘ツールの複数回の通過により生産される切削物が、それぞれの通過の間に前記バルク採掘ツールの吸引入口によって集鉱される方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法において、
前記海底バルク採掘ツールは、１又は複数の切削路でベンチの表面を横断することによってベンチのほぼ全体を切削し、前記切削路は、関連する海底採掘地に存在する固有のベンチサイズおよびベンチ形状に基づいて、ベンチからの採鉱実収率を最大化するように最適化されている方法。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法において、
前記ドラムカッターが前記ツールの前方に位置して、ベンチの過切削を行う方法。
【請求項１８】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法において、
前記ドラムカッターが前記ツールの後方に位置して、ベンチの過少切削を行う方法。
【請求項１９】
請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法において、
前記ドラムカッターが前記ツールの前方に位置して、ベンチのプランジ切削を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中採掘に係り、詳しくは、バルク切削海底ツールを使用する海底採掘および集鉱のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海床掘削は、貴重な沖積砂鉱床を回収するため、または水路を航行可能な状態に維持するために、浚渫によって行われることが多い。吸引浚渫には、掘削される海床物質近くにパイプやチューブの集鉱端を配置することと、海面ポンプを使用し負差圧を発生させて、海水および付近の可動性海底堆積物をパイプで吸い上げることとが含まれる。カッター吸引浚渫は、更に、吸引入口またはその付近にカッターヘッドを備え、圧縮された土壌、砂利または硬質岩までをも解離させて、チューブに吸引させる。大型カッター吸引浚渫は、数万キロワットの切断力を印加することができる。他の海床浚渫技法として、オーガ吸引、ジェットリフト、エアリフトおよびバケット浚渫が挙げられる。
【０００３】
多くの浚渫機器は、数十メートルの深さまでしか稼働することができず、さらに大型の浚渫でさえもその最大浚渫深さは１００メートルにすぎない。このため、浚渫は、比較的浅い水域に限定されることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油井等の海中ボアホールは、数千メートルもの深さ水域で稼働することができる。しかしながら、海中ボアホール採掘技術により海底採掘することは不可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書中の文書、行為、材料、装置、物品等に関連するいずれの考察も、本発明の文脈を提供するためのものにすぎない。これらの事項の一部または全てが、先行技術基準の一部を形成したり、本出願の各請求項の優先日以前に存在していたために本発明に関連する分野において共通する一般知識であったりすることを認めていると解釈すべきでない。
【０００６】
本明細書を通じて、「含む」との用語、または「含む」もしくは「含んでいる」などの変化形は、示された要素や整数やステップ、または要素や整数やステップの包含を示唆するものの、他のいずれの要素や整数やステップ、または要素や整数やステップを排除するものでないと理解すべきである。
【０００７】
第１の態様により、本発明は、海底ベンチの生産切削のための海底バルク採掘ツールであって、
バルク採掘ツールを、海底ベンチを横断するように移動させる軌道付き移動システム、
海面供給源から電力および制御信号を受け取る電力および制御インタフェース、
ベンチを切削するためのドラムカッター、および
ドラムカッターによる切削物の生産時に切削物を分級するために設けられ、ドラムカッターに隣接した分級グリルを含むバルク採掘ツールが提供される。
【０００８】
第２の態様により、本発明は、海底ベンチの生産切削のための方法であって、
海底バルク採掘ツールが海面供給源から電力および制御信号を受け取る工程と、
海底バルク採掘ツールが海底ベンチを横断するように移動する工程と、及び
海底バルク採掘ツールのドラムカッターがベンチを切削して、ドラムカッターに隣接する分級グリルが、切削物がドラムカッターによって生産されるときに切削物を分級する工程とを含む方法が提供される。
【０００９】
従って、本発明の海底バルク採掘ツールは、海底に発生または形成されたベンチのバルク切削を有利に提供する。
本発明の好ましい実施形態において、海底バルク採掘ツールは、スラリ・ポンプ・システム、切削ドラムに近接しているスラリ入口を含み、スラリ入口は、切削物をスラリの形で分級グリルの近くから取り込むように構成されている。スラリは、ツールが海底上の切削物を越えて移動しなければならないことを回避するため、海底バルク採掘ツールから、例えば、単にツールが通った通路又は通るべき通路の片側まで、或いはツールの背後までの短距離を、ポンプ輸送される。これに代えて、スラリは、海底採掘ツールから多少離れた海底ストックパイル位置まで、適切な移送パイプを通じて、ポンプ輸送される。
【００１０】
好ましい実施形態において、スラリ・ポンプ・システムによる切削物の格納および収集を最適化するため、収集シュラウドは切削ドラムを一部包囲する。
分級は、グリル・ドラム間距離よりも大きい粒子をカッタードラムで粉砕することによって、切削物を分級することが好ましい。
【００１１】
海底採掘ツールは、無索式遠隔操作探査機（ＲＯＶ）であってもよく、又は海面まで連結されたアンビリカルによって操作される有索式探査機であってもよい。
更に、本発明は、いくつかの実施形態において、かなりの水深で展開させるのに適応可能なツールを提供する。例えば、いくつかの実施形態において、約４００ｍを超える水深で、さらに好ましくは、１０００ｍを超える水深で、さらに好ましくは、水深１５００ｍ超える水深で動作可能である。それにもかかわらず、本発明の補助採掘ツールは、１００ｍ程度の浅い水中での有用な海底切削オプション、または他の比較的浅い水中用途でも提供されることを認識すべきである。従って、海底または海床への適用性は、塩水、汽水または淡水中であるか否かに問わず、湖底、河口底、フィヨルド底、入江底、湾底、港底などの採掘または掘削への本発明の利用を排除するものでないことを認識すべきであり、このような利用は、本明細書の範囲内に含まれている。
【００１２】
いくつかの実施形態において、バルク採掘ツールのバルク採掘カッターは、移動中にツールをけん引又は先導する電気又は油圧駆動切削ドラムを含む。切削ドラムは、切削深さを変更可能にブームアセンブリ上に搭載され、これにより、切削深さは、例えば、切削されているベンチの物質の硬度に応じて選択される。
【００１３】
バルク採掘ツールのドラムカッターは、所望のサイズの切削物を生成するように構成されていることが好ましい。例えば、切削物は、水および切削物のスラリの形での集鉱に適したサイズを有している。好ましくは、ドラム切削幅は、機械の軌道幅よりも大きい。
【００１４】
回収される物質がベンチ高さを超える厚さを有し、ベンチ高さが海底バルク採掘ツールの切削深さによって定義される場合、本発明のバルク採掘ツールによって行われる複数回のバルク採掘ステップによって、物質のベンチの複数の層が除去される。海底バルク採掘ツールの複数回の通過により生産される切削物は、それぞれの通過の間にバルク採掘ツールの吸引入口によって集鉱されるか、各通過の後に他の海底ツールによって集鉱される。
【００１５】
バルク採掘ツールがベンチの生産切削を可能にするのに十分な下向きの力を印加するため、水中に沈めたときにツールが十分な重量を有するようにバルク採掘ツールの重量を選択することが好ましい。
【００１６】
海底バルク採掘ツールは、比較的平坦で比較的水平なベンチ表面上で動作するように、およびベンチ表面を横断しながら表面を切削深さまで切削するように設計されていることが好ましい。切削物は、所定の場所に残された後に海底集鉱ツールによって集鉱されてもよく、切削中にカッタードラム付近の吸引入口によって集鉱されて、ツールから送達及び除去されてもよい。海底バルク採掘ツールは、１つ以上の切削路でベンチの表面を横断することによって、ベンチのほぼ全体を切削することが好ましい。バルク採掘ツールの切削路は、関連する海底採掘地に存在する固有のベンチサイズおよびベンチ形状に基づいて、ベンチからの採鉱実収率を最大化するように最適化されていることが好ましい。
【００１７】
集鉱またはストックパイル区域は、鉱石ベンチから離れていてもよく、このような実施形態では、バルク採掘ツールが、集鉱またはストックパイル区域に切削された鉱石を堆積するためのスラリ・ポンプ・システム又はサイド・キャスト・システムなどを有していることが好ましい。これに代えて、バルク採掘ツールによって切削物が堆積される集鉱区域は鉱石ベンチと同じ位置にあり、これによりバルク採掘ツールは、実質的に鉱石を再配置させることなく鉱石を切削する。このような実施形態により、バルク採掘ツールの設計、機能および動作を、切削物の再配置を考慮して複雑化になることを無くしつつ、バルク採掘の切削要件に集中させることができる。
【００１８】
ベンチは、回収される貴重な鉱石の鉱石ベンチを含み、もしくは他の目的で除去される硬岩または海底物質を含む。鉱石は、海底塊状硫化物を含む。
本発明は、対象となる海底採掘地が複雑な地形であり得ることを認識する。また、本発明は、海底物質の回収を行うため同時に動作する複数の海底採掘ツールを提供する。
【００１９】
本明細書中、「ドラムカッター」との用語は、ディスク型のカッターを含むことを意図していない。ディスクカッターは、例えば、ディスクカッターの直径と比較したときに比較的狭い切削を提供するカッターである。
【００２０】
第３の態様により、本発明は、海底ベンチの生産切削のための海底バルク採掘ツールであって、
バルク採掘ツールを、海底ベンチを横断するように移動させる軌道付き移動システム、
海面供給源から電力および制御信号を受け取る電力および制御インタフェース、および
移動の間はツールの後方に位置し、ベンチを横断する間にベンチを切削するよう、また続いて行われる集鉱のため海底に切削物を残すように構成されているドラムカッターを含むバルク採掘ツールが提供される。
【００２１】
第４の態様により、本発明は、海底ベンチの生産切削のための方法であって、
海底バルク採掘ツールが海面供給源から電力および制御信号を受け取る工程と、
海底バルク採掘ツールが海底ベンチを移動する工程と、
海底バルク採掘ツールのドラムカッターがベンチを切削して、移動の間はツールの後方に位置し、続いて行われる集鉱のために海底に切削物を残す工程と
を含む方法が提供される。
【００２２】
本発明の第３および第４の態様により、自身の切削物を集鉱するバルクカッターと比較して、切削効率が向上し、それゆえに、採掘速度が高速化する。
本発明の第３および第４の態様のいくつかの実施形態は、切削ドラムによって生産された切削物を分級するため、切削ドラムに近接した分級グリルを含むものの、他の実施形態において、分級グリルを省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る海中システムの簡略化された概観図。
【図２ａ】本発明の一実施形態に係るバルク採掘機の動作を示す図。
【図２ｂ】本発明の一実施形態に係るバルク採掘機の動作を示す図。
【図３】本発明の別の実施形態に係る単一カッタードラムを有するバルク採掘機の斜視画像。
【図４】本発明の同様の実施形態に係るバルク採掘機の正面図。
【図５】本発明の更に別の実施形態に係る２つのカッタードラムを有するバルク採掘機の斜視画像。
【図６】バルク採掘機展開および運用システムの概略図。
【図７ａ】本発明の別の実施形態に係るバルク採掘ツールを示す図。
【図７ｂ】本発明の別の実施形態に係るバルク採掘ツールを示す図。
【図８ａ】過切削を示す図。
【図８ｂ】プランジ切削を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ここで本発明の例を、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るバルク採掘機１１２を実装する海中システム１００の簡略化された概観図である。デリック１０２および脱水プラント１０４は、外洋航行用生産支援船（ＰＳＶ）１０６に搭載されている。ＰＳＶ１０６は、回収および脱水した鉱石を荷船１０８に積載するための鉱石移送施設を有する。本実施形態は、水深２５００ｍまで動作可能なツール１１２を提供するが、別の実施形態では、水深１００ｍから３０００ｍ以上で動作させるように設計される。生産操作中に、海底採掘ツール（ＳＭＴ）が使用されて、海床１１０から鉱石が掘削される。ＳＭＴは、海底バルク採掘機１１２、海底集鉱機１１４、海底補助採掘機１１６および海底ストックパイル装置１２６を含む。
【００２５】
バルク採掘機（ＢＭ）１１２および補助採掘機（ＡＵＸ）１１６によって採掘された鉱石は、ストックパイル移送パイプ１２６を介してストックパイル１２４までポンプ輸送される。ストックパイル１２４中の鉱石は、集鉱機１１４によって集鉱され、ライザ移送パイプ（ＲＴＰ）１２０を通じてライザ１２２のベースまで、スラリの形でポンプ輸送される。次に、海中リフトポンプ１１８は、剛性ライザ１２２（図１では中略して示されているが、本実施形態において、最大２５００ｍまでの長さを有する）を介して、スラリを上昇させる。スラリは、海上支援船１０６まで移行され、その場でプラント１０４によって脱水される。廃水は、圧力下で海底に戻され、海中リフトポンプ１１８のためにチャージ圧を提供する。脱水された鉱石は、処理場に輸送される前に、ストックパイル施設まで輸送される輸送荷船１０８に荷降ろしされる。
【００２６】
ＢＭ１１２は、ベンチを進みながらベンチを切削して、ベンチのほぼ全域を切削するために、ベンチを往復１回以上横断する。ＢＭ１１２は、ベンチのエッジをより厳密にトリミングするため、最初の横断方向と交差してまたは垂直にさらに通過する。図２ａは、第１のベンチ切削段階の間の海底採掘環境を示す。
【００２７】
ＢＭ１１２のバルク採掘の役割を考えると、ベンチのある部分、とりわけ、ＢＭ１１２が安全域を維持すると共にベンチが新たな横断を開始するため方向転換する際に必要なスペースを確保すべき横端部および下盤は、ＢＭ１１２によって完全には切削されないことが予想される。このことは、図２ｂに示され、ここでは複数のベンチの切削後のベンチエッジは高さ約４ｍである。
【００２８】
ＢＭ１１２は、上側の生産支援船１０６上での遠隔オペレータ制御を通じて採掘場付近で操縦され、鉱床を切削するように設計されている。本実施形態において、ＢＭ１１２は、効率的なＢＭ動作のために約７５０平方メートルの最小ベンチ面積を必要とする。別の実施形態において、ＢＭの寸法は、ＢＭが７５０平方メートル未満の面積のベンチ上で動作を開始できるように小規模であってもよく、他の実施形態において、ＢＭは、動作を開始するために７５０平方メートルを超える最小ベンチサイズを要するように大規模であってもよい。次に、ベンチは、鉱床のマウンドを引き上げるため、図２ａおよび図２ｂに示す方式で高所から徐々に除去される。
【００２９】
掘削粒径は、ＢＭカッター構成および前進スピードによって制御される。これは、カッター直径、ピック間隔、角度、カッター回転のスピード、および機械前進速度によって決定される。切削システムパラメータ（カッター回転スピード、切削深さ、前進スピード）は、手動または自動で制御することができる。いくつかの実施形態において、切削動作の機能停止および機械への潜在的な損傷を防止するための安全対策として、インターロックが提供される。別の実施形態において、粒径は、ＢＭ内に組み込まれた粉砕機または分級装置によって制御される。
【００３０】
ＢＭ１１２および探査機の操縦方向転換のためのさらなるラインの掘り返しは、手動ルーチンまたは自動ルーチンによって行うことができる。切削の自動化は、好ましくは最大化され、この目的のため、ＰＳＶ１０６の制御システムは、上にあるベンチから確認された切削速度、引き上げられた鉱石のグレード、岩の硬度および粒径などの動作パラメータを自動的に使用して、下にあるベンチの採掘を制御することができるように、採掘モデル中に組み込まれた自動フィードバック制御を実装する能力を有している。
【００３１】
全体として、切削シーケンスの目的は、生産速度を最大化して、海底上の切削済み鉱石のストックパイルを送達することにある。切削され、海底に残された後、鉱石は、いずれかの好適な手段によって、好ましくは別個の集鉱機（ＧＭ）１１４によって集鉱される。
【００３２】
物質をバルク採掘、切削および掘削するための海底探査機１１２について、図３および図４を参照して、以下でさらに詳細に記載する。本実施形態の海底採掘ツール１１２は、鉱石切削／分級機能を備えている。ＰＳＶに積載された制御システムにより、ＳＭＴの動作が効率的に最適化され、同時に機械、アンビリカルおよびリフトワイヤの間の安全作業域が最大化されて、連続作業が確保される。図３は、本発明の実施形態によるＢＭの斜視画像である。図４は、本発明の同様の実施形態によるバルク採掘機の正面図である。
【００３３】
図３および図４で概要を示すように、ＢＭは、スラリとしてＰＳＶへのポンプ輸送することを備えた標的鉱石の掘削を目的とする高生産切削機である。システムは、探査機１１２の後ろに位置する電気駆動切削ドラムアセンブリ３０２を実装している。カッター・ドラム・アセンブリ３０２は、切削ドラムアセンブリ３０２を上昇および降下可能なブームアセンブリ３０４に搭載されている。カッタードラム３０２は、複数回通過して深さが最大４ｍのベンチを切削し、破砕された物質を所定の場所へ均一に分布させて残すように設計されている。破砕された物質は、スラリ移送パラメータおよび上側引き上げ工程に適合する粒径分布を有していることが好ましい。切削ドラムは、過切削または過少切削モードの両方で動作する必要がある。別の実施形態において、切削ドラムアセンブリは、油圧駆動式であってもよい。
【００３４】
軌道付き移動システム３０６は、切削ドラム３０２により岩または鉱石を切削しながら探査機１１２を前方へ推進させることができる。切削後、切削済み鉱石は残されて、そのまま海底に残存する。そこから、海底集鉱機（ＧＭ）１１４によってＲＡＬＳポンプ輸送システム１１８へと引き上げられ、送達されることが好ましい。このように、ＢＭ１１２の主要機能は、深さ４ｍのベンチを複数回または単回の通過で切削および分級し、高生産水平切削機として作用することにある。よって、ＢＭは、岩または鉱石担持体への電力送達を最大化するため、重心の低い軌道付き重機である。本実施形態の機械は、約９００ｋＷを岩面に送達し、かつ２ＭＷ〜３ＭＷの総機械電力を必要とする。
【００３５】
図５に示す別の実施形態において、バルク採掘機は、２個のブーム搭載切削ドラムを、探査機の各端にそれぞれ１つずつ実装している。本実施形態において、探査機がベンチでの各通過の終了時に方向転換する必要がないのは、その代りに、探査機をけん引するいずれの切削ドラムであっても単に係合することが可能であるためである。図３〜図５の実施形態において、切削幅は、機械軌道幅よりも大きい。
【００３６】
バルク採掘機展開および運用システムの概要を図６に示す。ここで、生産支援船（ＰＳＶ）１０６は、制御室の役割を果たし、そこから、アンビリカルおよびリフトワイヤの両方のためのウインチと共に、ＢＭ１１２の展開および引き上げのためのＡフレームと共に、ＢＭ１１２が操作される。ＢＭ１１２は、アンビリカルケーブルおよび主ホイストワイヤによって、支援船１０６に接続されている。アンビリカルケーブルは、軌道駆動モータ、油圧システム駆動モータおよびカッターシステム駆動モータを駆動させるための電力を提供する。アンビリカルは、ＢＭ１１２と操作制御室との間の多重光ファイバ通信リンクも提供する。
【００３７】
ＢＭ１１２は、主ホイストワイヤによって、ＰＳＶ１０６から海底に降下される。ＢＭ１１２が海底に着地すると、ホイストワイヤを取り外して、再びＰＳＶ１０６に、または切削動作中にアンビリカルと絡み合わない安全な高さにまで引き上げることができる。ＢＭ１１２がＰＳＶ１０６に引き上げられる準備が整った場合、ホイストワイヤが再び接続される。
【００３８】
切削動作の間、カッタードラム３０２が降下され、切削中のその硬度および所望の破砕速度に応じて、岩面に力が印加される。探査機は前進して、切削ドラム３０２は制御された速度および力で切削する。一定の切削力を維持するための自動ルーチンが用意されており、ブーム３０４の力および軌道運搬スピードは、切削力の要件の変化に応じて自動的に調整される。鉱石は、単回または複数回の通過で、１回の通過につき最大４ｍのベンチ深さまで、切削および粉砕される。ＢＭ１１２は、採掘場またはベンチが単回の通過による切削深さまで完全に切削されるまで、切削済み鉱石片を開発する計画に従い、続いて、別個の機械による集鉱が行われる。
【００３９】
切削ラインの終りに、図５に示すようなデュアル・カッター・ドラム配列を備えて構成されたＢＭは、後部カッタードラムを上昇させて、（完了したばかりのラインと平行な）次の切削ライン上に操縦して、前部カッタードラムを降下させ、（このとき効果的には、カッターブームが常に移行方向の後ろとなるよう逆方向に）動作を継続する。
【００４０】
図３および図４に示すように単一のカッタードラムを備えて構成されたＢＭ、探査機は、ドラム３０２を上昇させて、実質的に１８０度方向転換して新規の切削ラインを開始する。
【００４１】
カッター・ドラム・ピックが目詰まりしたときにその洗浄を行い、探査機軌道が物質で覆われたときに探査機軌道を洗い流すため、水ジェットシステムが選択的にＢＭ１１２に設置される。
【００４２】
図７ａおよび図７ｂは、本発明の別の実施形態に係るバルクカッター７００を示す。バルクカッター７００は、探査機７００の前に位置する電気駆動切削ドラムアセンブリ７０２を含む。カッター・ドラム・アセンブリ７０２は、切削ドラムアセンブリ７０２を上昇および降下することができるブームアセンブリ７０４に搭載されている。カッター・ドラム・アセンブリ７０２は、複数回通過して深さが最大４ｍのベンチを切削するように設計されている。分級グリル７０８は切削ドラム７０２に隣接して提供され、ブームアセンブリ７０４に搭載されているが、別の実施形態において、グリル７０８は、スペード７１０と同様に探査機筐体に搭載される。分級グリルは、ドラム７０２によって切削物が生産されるとき、切削物を、スラリの形で輸送するのに適したサイズに分級する。スペード７１０は、ツール７００が前方へ移動するときに切削物を海床から分離し、オーガ７１２は、スペード７１０内の切削物を吸引入口に向けて押しやる（図７には示されていないが、７１４で概略的に示されている）。
【００４３】
このため、バルクカッター７００は、単回の工程で切削物を切削、分級および吸引する。本実施形態において、吸引入口７１４によって取り込まれた切削物は、移送パイプを通じて、選択された海底ストックパイル位置までポンプ輸送される。
【００４４】
図７の実施形態は、かなりの割合で微細かつ小型の粒子を含む切削物を取り込むため、吸引入口７１４の使用が特に有益であることを認識している。水中では機械的手段によるこのような粒子の取り込みが非効率的であるのに対して、好適に構成および動作されるスラリ入口は、切削ドラム７０２によって生産されたすべてのサイズの切削物を集鉱する効率的な方法をもたらす。切削物の格納および取り込みは、収集シュラウド７１６によって補助される。
【００４５】
図７の実施形態は吸引入口を含むが、図３及び図５の実施形態などの別の実施形態では、このような吸引入口を省略してもよい。
本発明のいくつかの実施形態のバルクカッターは過切削を行うことがあり、この場合、切削ドラムは、ツール７００の前方でかつツール７００に対して固定された高さにあり、図８ａに示すようにツールはベンチを横断するように移動する。図８ｂに示すいくつかの実施形態において、バルクカッターをプランジモードで使用してもよく、この場合、機械は、切削中に静止されており、切削ドラムは、約４ｍの高さまで、および切削ドラムの直径の約半分までの切削深さに壁を切削しながら、壁を降下する。このようなプランジ切削の後に、機械は、切削の深さだけ前方に移動して、別のプランジ切削を実行する。
【００４６】
本明細書で使用した特定の用語は、本発明を等しく説明する他の用語と同義であることがあり、このため本願の範囲はこのような同義語のいずれによっても限定されるべきでないことが認識されるべきである。たとえば海底採掘ツールは、海中機と呼ばれることもあり、生産支援船は水上船舶および／または水上施設と呼ばれることがあり、鉱石は等しくまたは代わりに岩、固結堆積物、未固結堆積物、土壌、海底物質と呼ばれることがあり、ならびに採掘は切削、浚渫またはそうでなければ物質除去を含み得る。さらに、提供された特定の値は記載された実施形態における規模を例証しているが、利用環境に合せて他の実施形態で使用され得る値の規模または範囲に関して制限的であると見なされるべきではない。
【００４７】
広範に記載されたような本発明の精神または範囲から逸脱することなく、具体的な実施形態で示すような本発明に多くの変更および／または修正が行われ得ることが当業者によって認識されるであろう。本実施形態はしたがって、あらゆる点で例証的であり、制限的でないと見なされるべきである。
【図１】
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【図２ａ】
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【図５】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
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