OffLine версия Рекламодателям О нас
товаров 4867    фирм 622   статей 943

блокнот 0
№41
 
Подводная добыча полезных ископаемых
Главная     Лента     Авторы     Источники     Архив   
Товары в каталоге



известняк   песок морской  

Словарь


Также по теме:

Очистные механизированные комплексы
Несмотря на бурное развитие технического прогресса, подземный способ добычи угля и сегодня остается чрезвычайно сложным и трудоемким. В настоящее время...

Комплексное техническое переоснащение шахт
Постоянное совершенствование техники (прежде всего, в части безопасности и надежности) и технологии добычи угля – необходимое условие успешного развития...

Состояние и перспективы развития проходческих комбайнов для горных выработок
Концентрация горного производства на перспективных шахтах угольной отрасли за счет технического переоснащения очистных комплексов требует значительных...


СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Попытки освоения россыпных месторождений морского дна предпринимались еще с античных времен. В XI веке до н. э. финикийцы использовали отложения морских ракушек для производства пурпурной краски, в VI веке до н. э. на островах Полинезии разрабатывались коралловые рифы, в III веке до н. э. с глубины 4 м у острова Халка в проливе Босфор ныряльщики добывали медную руду. В средние века освоение минеральных ресурсов морского дна практически прекратилось. Лишь в Восточной Азии добывалось золото на пляжевых россыпях. С конца XIX столетия морское дно снова начинает привлекать внимание как источник полезных ископаемых (так в 1884 г. на побережье Бразилии началось освоение россыпей тяжелых минералов: ильменита, рутила, циркона, монацита). Но по-настоящему промышленные масштабы подводная добыча приобретает лишь в XX веке.


Современное состояние освоения минеральных ресурсов Мирового океана

оборудование и технологии для подводной добычи полезных ископаемых

В настоящее время на освоение минеральных ресурсов Мирового океана направлены усилия подавляющего большинства промышленно развитых стран. Эти усилия тем интенсивнее, чем отчетливее понимание того, что запасы полезных ископаемых суши в значительной степени истощены и назрела необходимость вовлечения в сферу общественного производства ресурсов океанского дна, в первую очередь месторождений шельфа как наиболее доступных.

О масштабах этих ресурсов убедительно говорят следующие примеры. При запасах морских песков, оцениваемых триллионами тонн, ежегодная мировая добыча составляет всего лишь около 1 млрд т год. При ежегодном мировом потреблении известняков суши около 200 млн т за тот же период на дно океана осаждается 1,5 млрд т известковых илов, а их суммарные запасы составляют 1016 т. Скопления ценных минералов в россыпях береговой зоны составляют миллиарды тонн. Причем основную часть их обработки – дробление, растирание, концентрацию – «берет» на себя сама природа.

Самыми «главными» полезными ископаемыми шельфа сегодня являются нефть и газ. Следующее по значению – сырье для производства строительных материалов, добываемое ныне в огромных количествах. Объем добычи строительных материалов со дна морей составляет по некоторым оценкам не менее 45% от суммарных объемов подводной добычи полезных ископаемых. Так, к концу столетия вне пределов земной тверди ежегодно добывалось: в США около 500 млн т, в Великобритании – 200 млн т, в Японии – 70 млн т строительных материалов. В 80-х годах XX века ежегодная добыча стройматериалов из подводных месторождений в СССР достигала 20 млн т. 90% песка, добываемого в южных областях Украины (Одесская, Николаевская, Херсонская) и АР Крым для строительных целей, извлекается из-под воды путем освоения месторождений, расположенных на шельфе Черного и Азовского морей, в р. Днепр и Южный Буг, в обводненных карьерах вблизи рек.

Если учесть, что ресурсы стройматериалов на суше, особенно в промышленно развитых странах, нередко близки к истощению, то будет ясна роль морских месторождений стройматериалов в настоящее время и в ближайшем будущем.

Практически все страны с морским (а, особенно, с океанским побережьем) располагают шельфовыми месторождениями россыпных полезных ископаемых (РПИ). Особенно значительны запасы этого сырья в шельфовой зоне, примыкающей к границам таких государств как США, Канада, Япония, Великобритания, Австралия, Индонезия, Бразилия, Россия. Компании развитых в промышленном отношении стран давно и успешно ведут разработку месторождений РПИ не только у себя «дома», но и на территории стран, не имеющих своего технологического оборудования. В ряде государств подводные горные работы ведутся не один десяток лет и имеют весьма большой удельный вес в общем объеме добычных работ. Например, в годы второй мировой войны узкая полоса магнетитовых береговых россыпей обеспечивала сырьем металлургические заводы Японии. Зерна магнетита были очищены морем до такой степени, что песок был пригоден для выплавки стали, минуя стадию получения чугуна. Сейчас ведутся разработки железоносных песков из россыпи на дне Токийского залива у о. Хонсю и на дне залива Ариаке. На берегах Новой Зеландии похожие россыпи, занимающие помимо пляжа обширное мелководье, полностью обеспечивают настоящие потребности страны в стали. В Шри-Ланке добыча рутила, циркона, ильменита после их добычи возобновляется на одних и тех же местах раз в три года. США почти полностью удовлетворяют потребность промышленности в цирконе за счет подводной разработки россыпей Северной Америки, приуроченных к пляжевым и шельфовым образованиям. Из этих же россыпей добывается 50% ильменита, используемого промышленностью страны. С 1935 г. в США производится подводная добыча платины, причем со дна моря добывают более 90% этого металла. Обширные работы по разработке морских россыпей ведутся в Австралии. Россыпи содержат в большом количестве циркон, рутил, ильменит, монацит. В районе п-ва Корнуолл открыта первая в Европе касситеритовая подводная россыпь, расположенная на глубине 20–30 м. В настоящее время ведется ее разработка. В последние годы в России россыпи дают примерно 70% всей добычи золота. Причем основная часть это россыпи, отрабатываемые гидравлическим способом при помощи драг.

Земснаряд для добычи песчано-гравийных материалов с установкой для обогащения НСМ проекта 81390 (производство ОАО НПО 'Судоремонт', г. Нижний Новгород)

Земснаряд для добычи песчано-гравийных материалов производительностью 800–1000 м3/ч с установкой для обогащения НСМ проекта 81390 (производство ОАО НПО «Судоремонт», г. Нижний Новгород)

При современном состоянии техники и технологии подводная добыча полезных ископаемых в ряде случаев, может быть более экономичной, по сравнению с материковой. Исключение из технологического цикла буровзрывных работ, нескольких стадий дробления и некоторых других вспомогательных операций снижает себестоимость добываемых полезных ископаемых. Естественно, любое сравнение корректно при анализе конкретных горно-технических и горно-экологических условий. Но, например, многолетний опыт разработки месторождений ильменит-рутил-цирконовых песков в Австралии показал, что при гидравлической подводной добыче себестоимость получаемых концентратов в 4–6 раз ниже, чем при освоении месторождения россыпных полезных ископаемых на суше.


История развития техники для производства подводных горных работ

Появление и развитие земснарядов изначально было обусловлено необходимостью ведения гидротехнических работ. Плавучая землеройная машина с ручным приводом создана механиком Буанаюто Лорини в 1590 году в Венеции. Изобретенный им двухчелюстной грейфер, претерпев лишь небольшие изменения в конструкции, вот уже полтысячелетия продолжает служить в качестве важнейшего узла грейферного снаряда.

В России технику для производства подводных добычных работ применяют начиная с XVII века, когда ручными одночерпаковыми драгами выполнялись старательские работы на уральских и сибирских реках. Такая конструкция явилась прообразом современного штангового снаряда.

В 1718 году французским инженером де ля Бальмом разработана более сложная конструкция с двумя ковшами, приводимая в действие с помощью двух установленных на понтоне ступальных колес, движимых 16 рабочими. Впоследствии новинку великолепно справлявшуюся с тяжелым илом, наносами и каменными включениями строили и применяли повсеместно, включая Россию.

В том же 1718 г. в Голландии изобретен первый многочерпаковый плавучий снаряд с ручным приводом. В 1781 г. в Англии изготовлены первые землечерпалки с конным приводом. В 1796 г. в качестве привода многочерпакового снаряда была установлена паровая машина Уатта мощность 4 л. с. В России впервые паровой многочерпаковый снаряд был изготовлен на Ижорском заводе в 1811 г. Всасывание пульпы, т. е. смеси воды и добываемого грунта, впервые было осуществлено в 1859 г. во Франции во время дноуглубительных работ в порту Сен Назер. На р. Волге землесосы появились уже в 1874 г.

В 19-м веке земснаряды стали создаваться достаточно активно. Появились и достаточно быстро сформировались основные типы земснарядов, принципиально практически не изменившиеся и до наших дней. Приводом для исполнительных органов этих снарядов первоначально служили паровые машины, потом двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели.


Современное состояние техники для производства подводных гидротехнических и горных работ

К современным механизмам для производства подводных горных работ следует относятся землесосные снаряды, эрлифтные и эжекторные снаряды, многочерпаковые снаряды и драги, грейферные снаряды, штанговые снаряды, экскаваторы-драглайны, скреперные драги, скреперные канатные установки, самоходные и прицепные скреперы и комбинации перечисленных механизмов. При использовании этой техники в открытом море широко распространены килевые плавсредства, на которых монтируется оборудование. На реках и озерах, а также в защищенных от волнения участках моря применяют плавсредства понтонного типа.

Земснаряд электрический малогабаритный (производство ОАО НПО 'Судоремонт', г. Нижний Новгород)

Земснаряд электрический малогабаритный
производительностью 20 м3
(производство ОАО НПО «Судоремонт»,
г. Нижний Новгород)

Среди всех перечисленных видов снарядов наибольшее распространение получили гидравлические (землесосные) снаряды (плавающие землеройные машины, извлекающие грунт из-под воды в виде водогрунтовой смеси-пульпы и транспортирующие эту смесь на то или иное расстояние), которые по типу гидротранспортной системы для перемещения добытого материала с глубины, разделяют на гидравлические, эжекторные и эрлифтные. За период эксплуатации землесосных снарядов наибольшее распространение получили снаряды общего назначения, к которым относят электроземлесосные снаряды, рассчитанные на работу в песчаных и супесчаных грунтах, с глубиной разработки от 3 до 15 м. Номинальная производительность земснарядов общего назначения ограничена 1000 м3/ч грунта. Они с успехом применяются для выполнения различных земляных работ главным образом при гидротехническом строительстве и горных работах при разработке песчано-гравийных месторождений. На территории России и Украины известны следующие производители земснарядов: ОАО НПО «Судоремонт» (г. Нижний Новгород), Миасский ремонтно механический завод, Шлиссельбургский опытный завод «Нордстрой», Завод гидромеханизации в г. Рыбинске, Механический завод гидрооборудования г. Москва, Сумской ремонтно механический завод (Украина), Коммунальное предприятие «Коммунэкоресурсы» г. Донецк (Украина). В настоящее время этими производителями изготавливаются земснаряды с глубиной разработки грунтов от 3 до 50 м, производительностью по грунту от 1,5 до 900 м3/час. Основные технические характеристики земснарядов, изготавливаемых данными предприятиями, приведены в таблице 1.



Таблица 1
Краткая техническая характеристика землесосных снарядов, выпускаемых отечественными производителями
Марка з.с. Грунтовой насос Производи-тельность по грунту, м3/час Максимальная глубина грунтозабора, м Вид привода Установленная мощность, кВт
ОАО НПО «Судоремонт»
ШП-100 н.д. 100 5 дизель 200
ШАП-50 н.д. 50 5 электрический н.д.
Пр.81840 ГрАТ 2500/40 400–500   дизель 232
ШАП-200 100МП 350-19 200 12 дизель н.д.
Пр.8628 н.д. 20 4 электрический 60
ШАП-160 ГрУ 1600/25 160 10 электрический н.д.
Пр. Р109 115МП-350-29,8 1000т/ч 15 электрический 500
Пр. 81390 115МП-350-29,8 900 20 дизель 500
Механический завод гидрооборудования
600/28 777.00.00.00 10ГрУ-8А 60 7 электрический 315
ЗРС-Г ГрАУ 1600/25 150 8,5 дизель-электрический 400
С-42 ГрУ 2000/63, ЗГМ-2М 80–260 30 электрический 1000
С-56 20Р-11М, 20Р-11КУ 350 30 электрический 2000
Завод гидромеханизации
12Э.40М.42.3 ГрУ 2000/63 200 12 электрический 1000
12Э.40М.63.3 ГрУ 3800/56 400 12 электрический 1790
ЛС-27 ГрАУ 1600/25 160 12 дизель-электрический 450
Проект 8410 ГрАУ 400/20 60 4,5 дизель-электрический 180
25Э.50Г.63.3 ГрУ 3800/90 450 25 электрический 2200
12Э.30Г.(32).1 ГрАУ 1600/25 160 15 электрический 400
Эжекторный Э.50Г.42.3   250 20 электрический 1250
ЗЭК 400/20 ГрАУ 400/20 50 8 электрический,
дизель-электрический
90
ЗЭК 700/40 ГрАУ 700/20 70 8 электрический,
дизель-электрический
235
Шлиссельбургский опытный завод «Нордстрой»
ЭКО 1Э К100-65-250 20 4 электрический,
дизель-электрический
н.д.
ЭКО-31 ЦНМ-360 50 8 дизель-электрический н.д.
ПМТ-100 200Д90 110 13 дизель-электрический н.д.
ЗГН-5Э/400 ГрАУ 400/20 40 6,5 электрический,
дизель-электрический
н.д.
ЗГН-5Э/800 ГрАУ 800/28 80 7,5 электрический,
дизель-электрический
н.д.
ЗГН-42Э ГрАУ 2000/63 200 15 электрический н.д.
Сумской ремонтно-механический завод
МЗ-16(Д)Э ГрАУ 700/70 70 6,5 электрический,
дизель-электрический
240
МЗ-17(Д)Э ГрАУ 1600/25 160 6,5 электрический,
дизель-электрический
300
МЗ-18(Д)Э ГрАУ 400/20 40 6,5 электрический,
дизель-электрический
85
Коммунэкоресурсы
ЗС-00.100.00 НЖН-200А 30 3,5 электрический 40
ЗС-01.100.00 ГрАТ 160/40 16 3,5 электрический 40
ЗС-02.100.00 ГрАУ 400/20 40 5 электрический 64


Крупнейшим в России производителем земснарядов является ОАО НПО «Судоремонт» (г. Нижний Новгород). Предприятием выпускаются практически все известные типы устройств для подводной разработки грунтов. Изготавливаются гидравлические, эжекторные, эрлифтные земснаряды с производительностью по грунту до 1500 м3/ч и глубиной разработки до 50 м. На земснарядах устанавливают сгустительно-обогатительное оборудование. Кроме этого заводом изготавливаются штанговые снаряды на базе экскаваторов ЭКГ-5У, ЭКГ-8, ЭКГ-10 производительностью до 500 м3/ч, предназначенные для разработки всех категорий грунтов, включая дробленую скалу. Выпускаемая предприятием драга позволяет при производительности 75 м3/ч разрабатывать обводненные россыпные месторождения золота, производить обогащение горной массы с выделением чернового концентрата. Для выполнения дноуглубительных работ по грунтам I–IV категорий на неглубоких водоемах предназначен дноуглубительный снаряд производительностью до 100 м3/ч.

Механический завод гидрооборудования (г. Москва) специализируется как на изготовлении полнокомплектных земснарядов типа ЗГМД, 600 28, С42, ЭНЗ, ЗРС-Г, С-56 производительностью до 350 м3/ч и максимальной глубиной разработки 30 м, так и на комплектующих к гидравлическому и электрическому оборудованию земснарядов. Предприятие также выпускает гидромониторы ГМН-250С и ГМДу-300, разрыхлительные фрезы, плавучие пульпопроводы Ду-300÷600.

ЛС-27 в забое

Рис. 1. ЛС-27 в забое

Предприятием ОАО «Завод гидромеханизации» в настоящее время выпускаются плавучие, несамоходные, электрические, дизель-электрические земснаряды, предназначенные для добычи и транспортирования нерудных материалов (песок, гравий) из обводненных карьеров, прокладки каналов, расчистки неглубоких водоемов (рис. 1). По требованию заказчика характеристики базовых моделей могут изменяться по глубине разработки, с установкой различных видов грунтовых насосов. Для расширения технологических возможностей земснаряды могут комплектоваться пульпопроводами различной длины, бустерными станциями, сгустителями пульпы, сменными грунтозаборными устройствами.

Крупным изготовителем земснарядов среднего класса в России является АО «Миасский ремонтно-механический завод». Здесь изготовлено более 100 земснарядов типа С42 02. Несамоходный земснаряд представляет собой конструкцию, состоящую из четырех понтонов. Все агрегаты и механизмы смонтированы в металлическом корпусе трюмного типа. Земснаряд оборудован фрезерным рыхлителем.

Сумской ремонтно механический завод (Украина) производит земснаряды уже более 30 лет. Завод специализируется на изготовлении земснарядов производительностью до 200 м3/ч по грунту глубиной разработки до 20 м и плавучих пульпопроводов Ду-200, 300, 400. На земснарядах могут быть установлены механические фрезерные и гидравлические рыхлители, обеспечивающие рыхление грунтов I и II категорий. Разработка грунтов земснарядами МЗ, ЗГМ, БК-250 осуществляется грунтовыми насосами от дизель-электрического или электрического привода. Для осуществления рабочих перемещений на земснарядах устанавливают две сваи в неподвижных направляющих и папильонажные лебедки.

Предприятием «Коммунэкоресурсы» (г. Донецк, Украина) изготавливаются земснаряды с незначительной глубиной разработки (до 5 м) и производительностью по грунту до 40 м3/ч. Земснаряды серии ЗС оборудованы фрезерным рыхлителем, применяются в основном при разработке угольных шламов и очистке водоемов.

Крупнейшим российским производителем оборудования, предназначенного для отработки россыпных месторождений полезных ископаемых является Иркутский завод тяжелого машиностроения (ИЗТМ). В 1930 году здесь была разработана первая драга с емкостью ковша 150 л и максимальной глубиной разработки 5,9 м. В активе завода – драга производительностью 650 м3/ч и глубиной разработки до 50 м. В настоящее время заводом освоено производство 400-литровых драг с глубиной черпания до 30 м и разработана драга Д50 с емкостью черпака 50 л. ИЗТМ имеет огромный опыт строительства драг типоразмером от 80 до 600 л. Большинство драг СССР были построены на ИЗТМ и безотказно работают несколько десятилетий.

Среди известных зарубежных производителей техники для производства подводных гидротехнических и добычных работ можно также назвать такие фирмы, как IHC Holland (Голландия), Appeledore Ferguson Shipiard (Великобритания), Merre (Франция), Wartsila (Финляндия), Ellicott Dredge (США), Heinrich Dopke GmbH (Германия), IMS Dredges, Dredging Supply Company (США).

Краткий анализ цен на предлагаемые виды земснарядов показал, что разница в цене за 1 кг продукции сильно отличается в зависимости от завода-изготовителя. Если за 1 кг продукции в России и Украине запрашивают $5–10, то производители США и Европы предлагают свою продукцию по цене более $15 за 1 кг.


Устройства для разработки грунтов на больших глубинах

Для добычи полезных ископаемых с больших глубин используются специальные суда, оснащенные соответствующим технологическим оборудованием. На строительстве таких судов специализируются следующие фирмы: IHC Holland, Appeledore Ferguson Shipiard, Merre, Wartsila, Ellicott International, Heinrich Dopke GmbH, Нижегородский судоремонтный завод и др. Характеристика судов, изготовленных данными фирмами, приведена в таблице 2. На всех известных судах данного назначения используется гидравлическая или гидропневматическая (эрлифтная) система подъема полезного ископаемого и струйные или фрезерные рыхлители.



Таблица 2
Характеристики судов для добычи стройматериалов с больших глубин
Наименование судов Страна-изготовитель Год постройки Тип судна Максимальная глубина грунтозабора Производи-тельность,
М3
Arco Severen Великобритания 1984 самоотвозной земснаряд 30 н.д.
Arco Tyne
Arco Thames
Великобритания 1987 земснаряд с грейфером 30,4 1500
Arco Adur
Arco Avon
Великобритания 1988 самоотвозной земснаряд 45 200
Penfret Франция 1988 земснаряд с грейфером 30 500
Arco Dart
Arco Dee
Нидерланды 1990 самоотвозной земснаряд н.д. н.д.
Gamdijk Нидерланды 1992 самоотвозной земснаряд 50 800
Пр. 4001 Россия   несамоходный пневмо-гидравлический земснаряд 50 925
Пр. 81410 Россия   самоходный земснаряд с обогатительной установкой 30 1500


Земснаряды фирмы Adreba Dredgers B. V. обеспечивают добычу с глубины до 70 м и имеют производительность до 1200 т/ч. Новые разработки фирмы направлены на автоматизацию процесса, усовершенствование системы позиционирования, позволяющей оператору определять местоположение всасывающей головки.

Пакет услуг фирмы Metso Minerals (Deutschland) GmbH под названием Future Gare, разработанный вместе с несколькими специализированными фирмами, предназначен для анализа риска отказов оборудования для подводной добычи песка и гравия и разработки мероприятий по повышению его производительности (его потенциал фирма оценивает в 50%). Кроме того, фирма предлагает услуги в разработке системы замкнутого водоснабжения.

Фирма De Groot Nijkerk разработала четыре новых земснаряда, два из которых уже находятся в эксплуатации. Модель EPDZ-350 добывает песок с глубины 42 м, причем весь процесс протекает в автоматическом режиме. Земснаряд DPZ-500 монтируется на одном главном, четырех боковых и двух передних понтонах. Смонтированная на боковых понтонах стрела позволяет вести добычу с глубины до 60 м.

Земснаряд для добычи песчано-гравийных материалов проекта 81410 (производство ОАО НПО 'Судоремонт',  г. Нижний Новгород)

Рис. 2. Земснаряд для добычи песчано-гравийных материалов производительностью 1500 м3/ч проекта 81410 (производство ОАО НПО «Судоремонт», г. Нижний Новгород)


ОАО НПО «Судоремонт» (г. Нижний Новгород) изготавливаются два вида глубоководных земснарядов. Модель проекта 4001 представляет собой несамоходный пневмогидравлический дизель-электрический земснаряд, предназначенный для добычи песчано-гравийной смеси из подводных карьеров с глубин до 50 м и ее последующего разделения на гравий и песок с выгрузкой в транспортные суда. Предусмотрено 22 места для членов экипажа при автономности работы 20 суток. Модель Пр. 81410 является самоходным земснарядом, предназначенным для добычи песчано-гравийных материалов с глубин до 30 метров в водных бассейнах с ограничением по высоте волны при работе до 1,0 м (рис. 2). На судне производится обогащение горной массы путем отделения мелких фракций менее 3 мм и отвода их в выработанное пространство. Погрузка обогащенного п. и. производится в транспортные суда проектов «Волго-Дон», 567,461Д, Р79,1581, П81. На земснаряде оборудованы места для проживания 28 членов экипажа.

Фирма Heinrich Dopke GmbH в течение 40 лет специализируется на производстве земснарядов по заказам конкретных потребителей. За все время существования на фирме изготовлено более 400 земснарядов, эксплуатирующихся во многих странах. Максимальная глубина работы земснарядов превышает 30 м, подача устанавливаемых на них насосов варьируется от 100 до 5000 м3/ч, при необходимости используются вспомогательные средства для разрыхления пород – гидромониторы или механические головки. Производительность повышается за счет системы автоматизации, включающей подсистему позиционирования относительно донного забоя.


Технология добычи строительных материалов

Сейчас земснаряды применяются, в основном, при дноуглублении судового хода, в морских портах и на крупных реках (в Украине это реки Днепр, Дунай, Южный Буг, Днестр и др. при попутной добыче песка, потребляемого строительной индустрией (рис. 3). Значительное количество земснарядов используется при добыче строительного и стекольного песка из обводненных месторождений суши и подводных морских залежей (рис. 4).

Гавань Океан

Рис. 3. Гавань «Океан»

При разработке обводненных месторождений песков применяется традиционная технология. Добычные работы производятся с применением земснаряда, транспортирующего разрабатываемую горную массу по рефулерному и стационарному пульпопроводам на карты намыва. Подпитка водой котлована земснаряда производится за счет оборотного водоснабжения, после обезвоживания песка на картах намыва.

Опыт проектирования и эксплуатации песчаных карьеров на месторождениях Александровское, Галициновское, Афанасьевское, Балабановское, Трихатское (Украина), показывает, что цеховая себестоимость песка, добываемого по описанной технологии, без учета платы за недра, при эксплуатации электрических земснарядов, составляет около 4 грн/м3 ($0,75), а при использовании дизельных земснарядов повышается до 8 грн/м3 ($1,5).

Добыча строительного и стекольного песка из обводненных месторождений суши

Рис. 4. Добыча строительного и стекольного песка из обводненных месторождений суши

Актуальность применения землесосных снарядов при отработке сухопутных обводненных месторождений песков обосновывается минимальной себестоимостью добычи 1 м3 п. и. При сравнении, на этапе проектирования, отработки Балабановского месторождения строительных песков (Николаевская обл., Украина), трех технологических схем добычи песка – экскаваторная, гидромониторно-землесосными установками и плавучими земснарядами, установлено, что при использовании дизельного земснаряда ЛС-27 и МЗ-11 затраты в 1,02 1,4 раза меньше, чем при разработке с использованием других рассмотренных технологических схем выемки обводненного полезного ископаемого. При этом, весомая доля затрат в экскаваторной и гидромониторно-землесосной схемах разработки приходится на дренажные работы и водоотлив (18–18,7%). С учетом же издержек за нарушение гидрологического режима в районе, прилегающем к месту добычи, указанные затраты достигают 22–24%. Применение же электрических земснарядов ЗГМ-1 350А, МЗ-16Э позволяет уменьшить затраты соответственно в 2,9–4 раза.

При глубоководной морской добыче полезных ископаемых, в особенности шельфовых, необходимо уделять большое значение минимизации экологического ущерба, наносимого окружающей водной среде добычными работами.

Негативные последствия масштабной морской добычи песков достаточно подробно изучены. Основные из них:

  • уничтожение нерестилищ рыб, в результате резко сокращается улов и численность морских животных;
  • уничтожение донной флоры и фауны;
  • загрязнение и уменьшение пляжной зоны;
  • оползание берегов в море.

Например, в результате эксплуатации Ялтинского месторождения строительного песка (1952–1975 гг.) на дне бухты в 250–300 м от набережной образовался подводный карьер протяженностью более 2 км. Следствием этого явилось сокращение пляжа и повышенный риск возникновения оползневых явлений в сейсмически активной зоне на Крымском полуострове.

С учетом опыта эксплуатации подводных карьеров и моделирования процесса динамики подводного склона пришли в выводу, что глубина разработки строительных песков должна превышать 25–30 м. Поэтому с такими глубинами шельфовой зоны и связаны реальные перспективы развития сырьевой базы.

Судовой добычной комплекс (СДК) для подводной морской добычи песка по экологически щадящей технологии (разработка Национального горного университета, г. Днепропетровск)

Рис. 5. Судовой добычной комплекс (СДК) для подводной морской добычи песка по экологически щадящей технологии (разработка Национального горного университета, г. Днепропетровск)

Для подводной морской добычи песка, удовлетворяющей вышеперечисленным требованиям, в институте НИПИ Океанмаш (г. Днепропетровск) был разработан судовой добычной комплекс (СДК). Научное обоснование решений выполнялось специалистами Национального горного университета (г. Днепропетровск). Суть экологически щадящей технологии заключается в заборе полезного ископаемого из-под донной поверхности посредством гидравлического грунтозаборного устройства (рис. 5). При этом минимально нарушается донная поверхность, практически исключается образование тонкодисперсных взвесей в зоне грунтозабора. Добытое п. и. погружается в отвозные плавсредства, при этом образование шлейфа мутности отсутствует, так как отработанная вода не сливается в водоем, как при традиционной технологии, а в комплексе оборотного водоснабжения направляется к грунтозаборному устройству для размыва грунта. Технически проект осуществим и в более простом варианте – СДК создается в виде самоотвозного земснаряда, оснащенного гидротранспортным технологическим оборудованием судового базирования с системой оборотного водоснабжения. Ведение разработки месторождений предполагалось посредством ямочной технологии добычи.

С целью опробования основных технических решений была создана крупномасштабная модель грунтозаборного устройства (М1:4), представляющая собой комбинацию водоструйного насоса и гидромонитора. В 1998 г. на Днепровском речном полигоне в устье р. Самары вблизи г. Днепропетровск были проведены испытания экспериментальной установки, включая образцы полноразмерных технических средств добычи и элементов экологически щадящей технологии. В результате оценки экологических последствий отработки полигона установлено отсутствие нарушения донной поверхности, сохранение прозрачности воды, сохранение планктонных и донных организмов – 90–95% исходного состояния. Общий результат испытаний позволил рекомендовать способ добычи для промышленного внедрения при разработке подводных месторождений песков. Однако ввиду общего экономического кризиса в стране работы были свернуты, а институт расформирован.

В настоящее время в Национальном горном университете ведутся работы по исследованию процессов, происходящих при размыве грунтов турбулентной водяной струей, обоснованию рациональных параметров, разработке и модернизации технических средств для ведения подводных горных работ, разработке технологии добычи (в том числе экологически щадящей) полезных ископаемых из подводных месторождений. Выполняется проектирование горных предприятий для разработки обводненных россыпных и нерудных строительных полезных ископаемых.

В целом, как считают специалисты, XXI век будет временем бурного развития морской геологии и морского горного промысла. В последние 50 лет Мировой океан активно исследуется экономически развитыми странами, рассматривающими его как основную сырьевую базу будущего, как потенциальный источник снабжения минеральным сырьем различных отраслей экономики на долгосрочную перспективу. Политики ведущих мировых держав прекрасно осознают – кто будет первым в изучении ресурсов Мирового океана, создании средств и технологий для их добычи, тот станет хозяином ресурсов в будущем. На этом фоне сворачивание соответствующих целевых программ и явно недостаточное финансирование науки в странах СНГ не вызывают оптимизма. Однако, начавшийся экономический рост все же дает надежду, что уже в ближайшем будущем научные центры и производители, работающие над созданием эффективных технологий и оборудования для освоения минеральных ресурсов Мирового океана, получат реальную поддержку и смогут должным образом ответить на вызовы времени.




Опубликовано: 13.03.06
Версия для печати
Рубрика: Горная техника
Автор: Бондаренко А.А.  
Источник: Горная техника (Все статьи..)