(57)【要約】【課題】海底鉱床掘削機を使用する際に使い勝手がよいとともに海底鉱床の位置や分布、種類など、更には海底の作業環境を調査したり、切削物をした後に切削物収集機により効率よく収集する。【解決手段】海底および海底鉱床上を走行する左右一対のクローラ部３，３が備えられている本体フレーム２の前方にブーム４が配置され、ブーム４の先端に海底鉱床を切削する切削ドラムが上下左右に揺動可能に備えられているとともに、本体フレーム２の前面に海底鉱床の一部を採取するための採取装置８を設けた。【選択図】図１
2013170380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底および海底鉱床上を走行する左右一対のクローラ部が備えられている本体フレームの前方にブームが配置されているとともに、前記ブームの先端に前記海底鉱床を切削する切削ドラムが上下左右に揺動可能に備えられている海底鉱床掘削機であって、前記本体フレームの前面に海底鉱床の一部を採取するための採取装置を設けたことを特徴とする海底鉱床掘削機。
【請求項２】
前記採取装置が前記本体フレームの先端に配置された少なくとも頂面を開放した掘削物の収集容器であることを特徴とする海底鉱床掘削機。
【請求項３】
前記採取装置が前記本体フレームの先端に配置されたコア採取機であることを特徴とする海底鉱床掘削機。
【請求項４】
前記本体フレームの前面に、海底および海底鉱床上にセンサー付きの杭を打ち込む打ち込み機が備えられていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の海底鉱床掘削機。
【請求項５】
前記センサーが潮流、水温などの海底環境を測定する機能を備えた海底環境センサーであることを特徴とする請求項４に記載の海底鉱床掘削機。
【請求項６】
前記センサーが位置確認機能を備えたことを特徴とする請求項４に記載の海底鉱床掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底、特に深海に存在する鉱床を掘削するために用いられる海底鉱床掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近頃、水深１０００ｍを超える大深海の海底に金、銅、鉛、亜鉛、ニッケル、コバルト、白金その他レアメタル、レアアースなどのメタル資源を有する海底鉱床が多数存在することが各種の探査により確認されている。
【０００３】
ところで、前記海底鉱床の資源を利用するには海底鉱床を破砕して採鉱する手段が必要であり、従来から例えば特開平７−２１７３６１号公報や特開２００４−１４３７４１号公報に提示されているように船から掻き取り機を降下させたり岩盤破砕用爪を落下させたりする手段が知られているが、深海に適用するには精度や破砕効果の面で問題がある。
【０００４】
また、火薬を用いる場合には安全面で問題があり、大口径のボーリングマシンによる場合にはコストがかかるとともに潮流の影響を受けやすいという問題がある。
【０００５】
そこで、直接、海底に沈降させて鉱床を掘削する海底掘削機が特開昭６３−１３０８２９号公報に提示されている。
【０００６】
この公報に提示されている海底掘削機は、平面が矩形状の枠体の四隅に伸縮脚を設けた本体フレームと同様な移動フレームとを長手方向に直交する方向に移動可能にスライダーにより支持するとともに、本体フレームの先端にロードヘッタと下方にドラムカッターを備えたものであり、前記本体フレームと移動フレームとをスライドさせて海底を歩行するように移動するものである。
【０００７】
従って、海底が平坦な場合には移動することができるが、海底が凹凸があったり、傾斜している場合には本体フレームおよび移動フレームの四隅に配置した伸縮脚をそれぞれ長さを調節しないと移動することができないという問題があり、特に海底鉱床にあっては資源が山形に堆積していることから傾斜面を登坂した状態で掘削する必要がある。
【０００８】
また、本体フレームの先端に配置したロードヘッダは前方の鉱床を掘削するのには都合がよいが、本体フレームは海底の所定位置に固定して掘削するものであり、上下左右方向へは転回可能であるが前後方向へは移動することができないので作業効率が悪いという問題もある。
【０００９】
そこで、図１２乃至１４に示すような海底および海底鉱床上を走行する左右一対のクローラ部３，３が備えられている本体フレーム２の前方にブーム５が配置されているとともに、ブーム５の先端に海底鉱床を切削する切削ドラム５１がシリンダ５２，５２により上下左右に揺動可能に備えられているような海底鉱床掘削機１による海底鉱床掘削が考えられる。
【００１０】
ところで、この海底鉱床掘削機を使用する水深が１０００ｍを超える大深海の海底においては船上から遠隔操作により行うことになり、例えば海底の地形などを予め調査する必要が生じるが深海であることから調査自体もきわめて困難な作業になり、加えて、この種の海底鉱床掘削機では、海底の海底鉱床を切削するのが主たる目的であり、切削物を別の或いは海底鉱床掘削機の切削部を収集部に交換した切削物収集機により収集することにな
り更に作業が困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−２１７３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３７４１号公報
【特許文献３】特開昭６３−１３０８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、海底鉱床掘削機を使用する際に使い勝手がよいとともに海底鉱床の位置や分布、種類など、更には海底の作業環境を調査したり、切削物をした後に切削物収集機により効率よく収集することを可能にする海底鉱床掘削機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するためになされた本発明である海底鉱床掘削機は、海底および海底鉱床上を走行する左右一対のクローラ部が備えられている本体フレームの前方にブームが配置されているとともに、前記ブームの先端に前記海底鉱床を切削する切削ドラムが上下左右に揺動可能に備えられている海底鉱床掘削機であって、前記本体フレームの前面に海底鉱床の一部を採取するための採取装置を設けたことを特徴とする。
【００１４】
このように本体フレームの前面に海底鉱床の一部を採取するための採取装置を設けたことにより、掘削後の機体回収時にどのような種類の鉱物が掘削されているかを確認することができることから、例えばその後の回収の要否を判断することができ余分な回収作業を事前に回避することもでき、作業の手間と費用を節約することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記採取装置が前記本体フレームの先端に配置された少なくとも頂面を開放した掘削物の収集容器である場合には、前方でブームにより掘削した鉱物が収集容器に溜まることからきわめて簡単な手段で成果を上げることができる。
【００１６】
更に、本発明において、前記採取装置が前記本体フレームの先端に配置されたコア採取機である場合には、海底や海底鉱床の種類や分布が確認でき、加えて、本体フレームの前面に、海底および海底鉱床上にセンサー付きの杭を打ち込む打ち込み機が備えられている場合にはセンサーが潮流、水温などの海底環境を測定し、位置確認機能を備えた場合には海底鉱床掘削機や切削物収集機を所望の海底位置に降ろすことができる。特に、切削物収集機を切削行程に沿って自動で走行させる殊もできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、海底鉱床掘削機を使用する際に海底鉱床の位置や分布、種類など、更には海底の作業環境を調査したり、切削物をした後に切削物収集機により効率よく収集することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１に示した実施の形態の平面図である。
【図３】図１に示した実施の形態の正面図である。
【図４】図１に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図５】本発明の異なる実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図６】本発明の異なる実施の形態の平面図である。
【図７】図６に示した実施の形態の正面図である。
【図８】図６に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図９】本発明の更に異なる実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図１０】図９に示した実施の形態の正面図である。
【図１１】図９に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図１２】従来例を示す側面図である。
【図１３】図１２に示した従来例の平面図である。
【図１４】図１２に示した従来例の形態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１乃至図５は本発明の好ましい実施の形態を示すものであり、海底鉱床掘削機１は、前記図１２乃至１４に示した従来のものと同様に、本体フレーム２に左右一対のクローラ部３，３が備えられており、このクローラ部３，３は陸上で使用されるものと変わりなく例えば後方の駆動輪３１に配置したモータや減速機などの本体フレーム２に搭載される駆動手段（図示せず）により走行するものであり、本実施の形態では船上から例えば有線により運転される。
【００２１】
また、前記本体フレーム２には前後方向へスライド可能なブーム４が配置されているとともに、このブーム４の先方に前記海底鉱床を掘削する掘削ドラム５１が、伸縮シリンダ５２により駆動して掘削ドラム５１を上下左右方向に揺動する掘削ブーム５を介して固着されている。
【００２２】
更に、本体フレーム２の後方に左右一対のアウトリガー６，６が備えられている。
【００２３】
特に、本実施の形態では、前記フレーム本体２の前面２１における前記ブーム４の下方に海底鉱床７の一部を採取するための採取装置８が設けられている。
【００２４】
そして、前記採取装置８は、本実施の形態では、前記掘削ドラム５１により掘削された掘削物７２を収集するものであり、例えば頂面を開放した耐腐食性を付与した金属などの剛性を有する素材より形成された例えば網状の容器であり、例えば、図４や図５のように、海底鉱床７１を掘削する際に、その掘削物７２が開放した頂面から自然に、挿入することにより採取されるものであり、例えば本体フレーム２に設置した回収ロボットのような機器を使用して（図示せず）掘削の途中で海底で回収しても良いが、一定の掘削作業が終了してから海底鉱床掘削機１を船上に引き上げてから回収する手段をとることが好ましい。
【００２５】
このとき、本実施の形態では、採取装置が網状であり、引き上げ時に海水が通水して掘削物７２が回収される。従って、船上で掘削物７２の種別や成分を分析して、掘削物７２の有効性を判断し、例えば回収するか否か、先の掘削箇所を続けて掘削するか否かなどの判断が可能であり、無駄な回収や掘削を省いて効率の良い海底鉱床７の採取を行うことができるものである。
【００２６】
図６乃至図８は本発明の異なる実施の形態を示すものであり、海底鉱床掘削機１における海底などにおける走行手段並びに掘削機構などは、前記図１乃至５に示した実施の形態や従来例とほぼ同様であるが、採取装置８の構成が異なる。
【００２７】
本実施の形態では採取装置８が前記フレーム本体２の先端面２１に配置されたコア採取機である点で異なる。このコア採取機である採取装置８は、例えば地上においてトンネル工事の際に地質を調査したり、コンクリート製品の組成や強度を検査する際に用いられるものと同様に例えば先端にドリルヘッドを配置したボーリングロッドなどからなるコア採
取装置８１と前記コア採取装置８１を駆動するための駆動源８２とからなり、船上からの操作により掘削一における海底や海底鉱床についてのコアを採取するものであり、特に、深海で使用するために耐水使用である点が異なる。尚、採取したコアは船上からの遠隔操作により、採取管（図示せず）を交換して採取したコアは本体フレームに収容されて（図示せず）船上に回収される。
【００２８】
本実施の形態によると、掘削箇所でのコアが採取されることから、海底や海底鉱床の状況を直接観察し、これによって海底や海底鉱床についての地質の分布・岩質なとの状況を確認することができるので、同一箇所において掘削を続行するか否かの判断や或いは複数採取したコアの情報から周囲の分布状況も推察可能であり、有効な掘削箇所を検索することもできる。
【００２９】
図９乃至図１１は本発明の更に異なる実施の形態を示すものであり、前記本体フレーム２の前面に、海底７よび海底鉱床７１上にセンサー付きの杭９１を打ち込む打ち込み機９が備えられている点が異なる。
【００３０】
このセンサー付きの杭９１は、例えば海底の潮流、水温などの海底環境を測定する機能を備えたセンサーを有する海底環境センサーであったり、位置確認機能を備えたものであると好ましく、これらのセンサー情報を船上で確認することにより、確認した海底の環境や掘削位置を利用して次の掘削をする際に潮流などを考慮しても同じルートで掘削したり、或いは打ち込んだセンサーの信号を頼りに再掘削したりすることができ、特に、回収の場合には予め掘削箇所に位置センサーを打ち込んでおくことにより、回収機を所定の掘削位置に船上から降ろすことができるばかりか、海底でも複数の位置センサーを用いることにより自動的に進路を定めて移動させることもでき、きわめて効率の良い掘削や回収作業を行うことができるものである。
【００３１】
尚、前記各実施の形態では、容器状やコア採取機からなる採取装置８およびセンサー付きの杭９１を打ち込む打ち込み機９をそれぞれ単独で設置した場合を示したが、それらの全て或いは組み合わせて設置してもよいことはいうまでもなく、その場合には例えば採取装置により良質な海底鉱物の分布位置に簡単且つ確実に海底鉱床掘削機１や掘削物の回収機（図示せず）を所望の位置に容易且つ確実に沈降させて、更には海底や海底鉱床上を走行させることにより、きわめて効率の良い海底鉱物の採取を可能にすることができるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１  海底鉱床掘削機、２  本体フレーム、３  クローラ部、４  ブーム、６  アウトリガー、７  海底、８  採取装置、７１  海底鉱床
【図１】
2013170380.tif 000003
【図２】
2013170380.tif 000004
【図３】
2013170380.tif 000005
【図４】
2013170380.tif 000006
【図５】
2013170380.tif 000007
【図６】
2013170380.tif 000008
【図７】
2013170380.tif 000009
【図８】
2013170380.tif 000010
【図９】
2013170380.tif 000011
【図１０】
2013170380.tif 000012
【図１１】
2013170380.tif 000013
【図１２】
2013170380.tif 000014
【図１３】
2013170380.tif 000015
【図１４】
2013170380.tif 000016