Глубоководная добыча

ГЛУБОКОВОДНАЯ ДОБЫЧА (а. deep-water output; н. Tiefseegewinnung; ф. extraction abyssale; и. extraccion en aguas profundas) — добыча конкреций, руд, металлоносных илов и рассолов с морского дна при глубине воды свыше 2000 м. Для глубоководной добычи применяют добычные установки и плавсредства водоизмещением в десятки тысяч т, на которых размещены грузоподъёмные средства, энергоисточники, склады полезных ископаемых, помещения для обслуживающего персонала и др.

При глубоководной добыче сбор конкреций, рудных отложений, отделение их от вмещающих пород (или всасывание металлоносных илов, рассолов) и подача в бункер подводной установки осуществляются агрегатом сбора, черпаками или драгой-волокушей. Агрегат сбора включает: собирающий механизм (гидравлический, шнековый, роторный, вибрационный, качающийся, сгребающий, черпаковый, комбинированный собирающий), приводы, устройства для наблюдения, управления и контроля, осветительную аппаратуру, систему аварийного всплытия, коммутационные сети, кабельные линии, а также шасси (гусеничное, колёсное, цепное, шагающее, комбинированное и др.).

Для подъёма добываемого материала используются гидравлические, механические, а также автономные и комбинированные (включают гидравлические, механические и автономные элементы) установки. Подъём пульпы гидравлическими установками осуществляется за счёт прокачки воздуха (эрлифтные установки, рис. 1, а); перекачивающими грунтовыми насосами, размещёнными последовательно по длине трубопровода (землесосные установки, рис. 1, б); перемещением загруженных контейнеров по трубопроводам (рис. 1, в); заполнением заглублённого полого элемента пульпой, которая разделяется на твёрдую и жидкую фазы, перекачиваемые соответственно на транспортное судно и за борт (рис. 1, г).

Уменьшение скорости движения пульпы достигается увеличением диаметра трубопровода у поверхности. Для выделения воздуха из пульпы служат воздухоотделители. Отличительной особенностью добычных установок при глубоководной добыче является значительная длина транспортных магистралей. Поэтому, например, при гидравлических подъёмах устанавливают движители, спрямляющие линию трубопровода, на которые влияют подводные течения, движение добычного судна и агрегата сбора. При механическом подъёме используются главным образом тяговые канатные устройства с канатами, снабжёнными черпаками или тралами (рис. 1, д). Глубоководная добыча с автономными установками подъёма основана на применении различных аппаратов переменной плавучести, которые совершают челноковые рейсы между добычным судном и дном или агрегатом сбора, осуществляя подъём добытого материала в своих трюмах (рис. 1, е).

Осложняющие факторы при глубоководной добыче: тонкая дисперсность глубоководных отложений, их малая несущая способность (до 7 кПа) и прочность на сдвиг (60-250 Н/м²), значительные давления на большой глубине, взмучиваемость донного грунта, волнение, течения, перепады температур от поверхностных до придонных слоев воды и др. Промышленная эксплуатация глубоководных месторождений твёрдых полезных ископаемых требует решения не только технических проблем, но разработки и соблюдения международных норм и правил с учётом экологических аспектов глубоководной добычи в Мировом океане.