Методы добычи мелководных отложений

Строительные материалы. Основным методом добычи песка и гравия в море является землесосное драгирование. Большинство драг, применявшихся у берегов Великобритании, имели грузоподъемность около 2000 т, хотя использовались и более крупные суда. Применяются всасывающие трубы, как закрепленные впереди драги, так и волочащиеся за ней, причем последние используются для повышения эффективности добычи с обширных площадей, где мощность отложений незначительна.

Россыпные месторождения. Россыпные месторождения можно разрабатывать с использованием целого ряда методов. Это многочерпаковое, землесосное и грейферное драгирование, а также драгирование с подвижной платформы.

а. Многочерпаковое драгирование. Разработка оловянных месторождений у побережья Таиланда велась с помощью многочерпаковых драг с начала XX в. Первая драга была паровая и имела раму длиной 24 м, которая несла цепь из 38 черпаков, каждый объемом 0,204 м3. Она могла производить добычу на глубине до 12 м. С тех пор применялись и более совершенные драги. Например, для работ в индонезийских водах были построены две драги, которые уже имели черты, свойственные наиболее современным многочерпаковым драгам. Одна из них была оборудована ковшами объемом 0,84 м3 для драгирования на глубине до 46 м и гидравлическими буферными механизмами для нейтрализации морского волнения, которое вызывает смещение точки забоя на морском дне, другая — ковшами емкостью 0,623 м3, она также могла производить добычу на глубине до 46 м.

Все многочерпаковые драги работают по принципу непрерывного драглайна (рис. 90) с ковшами, черпающими донные отложения и транспортирующими их по раме на судно. Конструкция таких драг позволяет им работать только на тихих участках мелководья, однако в настоящее время предприняты попытки приспособить их для более глубоководных районов. Исследовались в связи с этим два метода. Первый — монтирование ковшей и черпаковой рамы на полузатопленном понтоне, и второй — установка их на стандартном типовом понтоне, снабженном по углам вертикально поставленными амортизаторами. Характерными признаками многочерпаковых драг, предназначенных для работы в открытых водах, являются соответствующий понтон и надстройка, которые должны выдерживать штормовые ветры, более высокий надводный борт, шарниры на концах рамы для гарантированного контакта ковшей с дном, так как драга наклоняется и поднимается на волнах, и для амортизации ударов, так как ковши входят в контакт с дном, и, наконец, усовершенствованная система удержания драги на месте добычи.

б. Землесосное драгирование. Землесосное драгирование широко использовалось при добыче олова, а также песка и гравия. Применялись два типа землесосного драгирования, первый основан на принципе взрыхления и всасывания осадков, и второй — на принципе всасывания трубой, волочащейся за драгой. Драга первого типа включает подвижную всасывающую трубу с режущей головкой, смонтированной на ее нижнем конце для взрыхления отложений и подачи их во всасывающую трубу. Драга второго типа, наоборот, работает при помощи всасывающей трубы, волочащейся за драгой, и обычно используется при разработке маломощных отложений неконсолидированных осадков. Последний вариант был сконструирован для разработки залежей олова у побережья Такуапы в Таиланде. Как упоминалось ранее, эти залежи имеют очень небольшую мощность и поэтому непригодны для разработки методом многочерпакового драгирования. Чтобы разработка оказалась рентабельной, необходимо было драгировать обширную площадь в единицу времени. Для этого в свою очередь требуется высокая мобильность драги, что вместе с другими соображениями привело к созданию землесосной драги с рабочими органами по обеим ее сторонам. Последние состоят из двух труб диаметром 40,6 см, соединенных вместе (длина каждой трубы 6,09 м), и обычно работают под углом приблизительно 40—45°. Трубы присоединены к неподвижным трубам на корпусе) драги посредством гибких армированных резиновых шлангов. Концы всасывающих труб соединены со спаренными драгирующими головками, которые включают два режущих башмака с четырьмя входными отверстиями каждый. Высокое давление водных струй, выходящих из устройства, соединенного с острым краем драгирующей головки, помогает разрыхлить материал до всасывания его в трубу и подачи на драгу.

в. Грейферное драгирование. Грейферные драги используют большие закрывающиеся грейферные ковши, опускаемые на морское дно на гибких стальных тросах. Например, переоборудованное судно, снабженное спаренными грейферными ковшами, использовалось для разработки месторождения россыпного олова в районе острова Пукет, Таиланд, между 1957 и 1967 гг. Позднее Хьюитт предложил многоковшовую драгу, которая может быть пригодна для более глубокого драгирования по сравнению с драгированием многочерпаковыми драгами. Ковши для захвата донных осадков располагаются и с левого, и с правого бортов драги, а их работа регулируется таким образом, чтобы обеспечить непрерывное поступление материала в агрегат (рис. 91).

г. Подвижная платформа. Бекманн описал применение перемещающейся платформы для добычи россыпных минералов в самых мелководных районах моря, где они часто концентрируются. В случае успеха это решило бы проблему посадки на мель, с которой постоянно сталкиваются обыкновенные землесосные драги, работающие несколько мористее прибойной зоны. Платформы могут перемещаться посредством чередующегося скольжения одной рамы по другой и достигать скорости около 0,8 км/ч. Такие платформы были созданы для строительных целей в США. Действительно, они могут перемещаться от берега, через пляж и прибойную зону, и работать в мелководных прибрежных районах. Платформы способны уравновешивать свой вес таким образом, что могут преодолевать скалистые участки и неровности дна.