УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ КОНКРЕЦИЙ
CONCRETION DEVELOPMENT DEVICE

Изобретение относится к добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов, которые представлены в основном горизонтальными и слабо наклонными залежами малой мощности, располагающимися на поверхности дна с небольшим заглублением (до 1-1,5 м) от уровня его поверхности. Преимущественной областью использования устройства являются россыпные месторождения шельфа и малоуплотненные осадки глубоководного дна небольшой мощности.
Известно устройство для добычи конкреций с морского дна, включающее буксируемый по дну с помощью каната рабочий орган, скрепленный канатом через скобы, шарнирно установленные на боковых стенках рабочего органа, выполненного в виде накопительной емкости с размещенными на ней породозахватными элементами. При этом породозахватные элементы выполнены в виде ковшей, а накопительная емкость выполнена из барабана, на обечайке которого выполнены отверстия, над которыми жестко установлены ковши из заслонок с эластичными шторками, шарнирно установленными под отверстиями с возможностью поворота их в верхнем положении барабана, при этом шарниры скоб расположены по центру боковых сторон барабана (патент РФ N 2007573, 5 Е21С 50/00, аналог).
Недостатками устройства являются сложность конструкции, почти неизбежное заглубление в малосвязанные донные отложения, содержащие конкреции, нерегулируемый срез конкреционного слоя по его мощности, а также серьезные нарушения экологического равновесия вследствие практически неизбежного образования облака взвеси в процессе работы устройства при грунтозаборе и при перемещении добытой горной массы, вмещающие породы которой представлены в основном илистыми частицами (пелиты, разжиженные алевролиты, сапропели и т.п.).
Наиболее близким техническим решением по существенным признакам и достигаемому результату является устройство для разработки конкреций (патент РФ N 2170824, 7 Е21С 50/00, прототип), содержащее раму, исполнительный орган с приводом, грунтовый насос со всасывающим и напорным пульповодами, несущие водоизмещающие поплавки с выдвигающимися посредством телескопических гидроцилиндров опорными лыжами, бункер с наклонным колосниковым грохотом.
Недостатками данного устройства является отсутствие самостоятельной работы без буксирующего судна и довольно недостаточная функциональность устройства, а также почти неизбежное заглубление в малосвязные донные отложения, что приводит к серьезным экологическим нарушениям.
Задачей изобретения является обеспечение его автономной работы в сложных горно-гидрогеологических условиях и извлечение конкреций с минимальными нарушениями состояния донных отложений.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для разработки конкреций, содержащем раму, исполнительный орган в виде многочерпаковой цепи, напорный пульпопровод, водоизмещающие поплавки с опорными элементами, взаимодействующими с гидроцилиндрами, бункер с наклонным колосниковым грохотом, согласно изобретению, в задней части рамы расположены водоизмещающие поплавки и опорные элементы в виде свай, которые имеют возможность вертикального перемещения и при этом способствуют развороту рамы в горизонтальной плоскости, а передняя часть рамы снабжена ходовым оборудованием, выполненным в виде колесной пары с индивидуальным приводом каждой, при этом колесные пары выполнены в виде металлических дисков, снабженных металлическими пластинами, закрепленных по периферии перпендикулярно касательной диска.
Использование свай с подъемными гидроцилиндрами позволяет перемещаться устройству и создает возможность поворота рамы с многочерпаковой цепью, что увеличит радиус воздействия многочерпаковой рамы на породу, а установка водоизмещающих поплавков в задней части установки снижает давление на грунт всей установки, установка ходового оборудования с индивидуальным приводом на каждое колесо создает возможность поворачивания устройства вокруг сваи. Выполнение колес с закрепленными металлическими пластинами на периферии перпендикулярно касательной диска создает достаточное сцепление с малосвязными породами донных отложений.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для разработки конкреций, общий вид; на фиг.2 - сечение колеса ходового оборудования устройства; на фиг.3 - поворот устройства.
Устройство содержит раму 1, на которой смонтированы исполнительный орган в виде многочерпаковой цепи 2, состоящей из отдельных черпаков 3 (привод не показан), приемный бункер 4, наклонный колосниковый грохот 5, напорный пульпопровод 6, рабочую сваю 7 и вспомогательную сваю 8, которые перемещаются в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров 9. Задняя часть устройства снабжена водоизмещающими поплавками 10. В передней части расположено ходовое оборудование 11, состоящее из индивидуального привода 12 каждого колеса 13, которые снабжены металлическими пластинами 14.
Устройство работает следующим образом.
Нижние черпаки 3 устройства, расположенные на многочерпаковой цепи 2, внедряются в залежь под собственным весом устройства, загруженные черпаки разгружаются в бункер 4, который закрыт сверху колосниковым грохотом 5. Порода из бункера 4 транспортируется по напорному пульпопроводу 6 и подается на поверхность. Во время работы устройства в грунт внедряют рабочую сваю 7 посредством гидроцилиндров 9. Дальнейшее углубление сваи 7 под собственным весом всего устройства не происходит ввиду наличия водоизмещающих поплавков 10. Многочерпаковая цепь 2 вращается и происходит выемка конкреций, одновременно с этим происходит поворачивание всего устройства вокруг погруженной в грунт рабочей сваи 7 посредством движения ходового оборудования 11, в котором колеса 13 приводятся в движение индивидуальным приводом 12 в направлении необходимого поворота всей установки. Необходимое сцепление колес 13 с грунтом обеспечивается металлическими пластинами 14. При полной выемке полезного ископаемого на глубину черпанья многочерпаковой цепи 2 производится зашагивание устройства посредством внедрения в грунт вспомогательной сваи 8 гидроцилиндрами 9, а рабочую сваю 7 поднимают из грунта гидроцилиндрами 9, производится поворот в горизонтальной плоскости установки на максимальный угол маневрирования посредством движения ходового оборудования 12 вокруг сваи 8. После маневрирования устройства производят внедрение в грунт рабочей сваи 7 и выемку вспомогательной сваи 8 из грунта посредствам гидроцилиндров 9. Теперь устройство готово к отработки следующей полосы (заходки).
Технический результат заявляемого устройства достигается за счет возможности перемещения и поворачивания устройства путем установки ходового оборудования и свай, снабженных гидроцилиндрами, а также достаточного сцепления колесных пар с грунтом за счет их эффективной конструкции.