WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Физико-технические характеристики приведены на рисунке 2. Наиболее типичное поле корок на гайоте имеет следующие показатели: средняя толщина корок 5,8 см при площади поля 144 км2, концентрация залегания влажных корок (по массе -109,1 кг/м2), "сухих" корок 70,9 кг/м2 при содержании элементов в корке: С0-0,64%; Ni-0,44 %; Mn-22,3%;Сu-0,12 %.

Т вер д ость, МПа Плотность, г/см3 П ред ел прочности на сжатие, н/м 1 0 6 (МПа) А. Субстрат-изв естняк рифо вой фракции К1 1. 5 2.0 2.5 3.0 10 20 30 40 50 500 1000 1500 Сло й 1: Плотная м ассив ная структура ру д ного вещ ества Сло й 2: Ры хл ая стр ук тур а, содержит нерудный материал Сло й 3: П р еиму щественно мас сивная структура ру дно го вещ ества К1 Суб стра т - известняк Н,см Т вер д ость, МПа Плотность, г/см3 П ред ел прочности на сжатие, н/м 1 0 6 (МПа) Б.Субстрат-гиал ок ластит К1 b r-a 1. 5 2.0 2.5 3.0 10 20 30 40 50 500 1000 1500 Сло й 1: Плотная м ассив ная структура ру д ного вещ ества Сло й 2: Ры хл ая стр ук тур а, содержит нерудный материал Сло й 3: П р еиму щественно мас сивная структура ру дно го вещ ества К1 br -a Суб стра т - гиало кл астит Н,см Т вер д ость, МПа Плотность, г/см3 П ред ел прочности на сжатие, н/м 1 0 6 (МПа) В.Субстрат-базальт К1 br-a 10 20 30 40 500 1000 1500 1. 5 2.0 2.5 3.Сло й 1: Плотная м ассив ная структура ру д ного вещ ества Сло й 2: Ры хл ая стр ук тур а, содержит нерудный материал К1 br -a Суб стра т - базальт Н,см Рисунок 2 – Экспериментальные данные ВНИИокеангеология Ресурсная оценка таких нетрадиционных характеристик корок и их залеганий делает необходимым решение геометризации их промышленных ресурсов с учетом правовых особенностей их освоения.

Во второй главе проведен анализ правовых аспектов при геометризации КМК для Российского добычного судна и математическое моделирование выбора контура подсчета запасов на гайоте. Объектом интересов представляется морское дно за пределами действия национальной юрисдикции.

До 3-й конференции ООН по морскому праву на дно морских морей и океанов распространялся правовой режим открытого моря. В связи с развитием новых технологий добычи полезных ископаемых, быстрым совершенствованием экономических методов эксплуатации ресурсов морского дна, а также в ходе растущей потребности в особом правовом регулировании ресурсов морского дна и кодификации международно - правовых норм о морских территориях, начиная с 60-х годов ведётся активное обсуждение правового статуса морского дна за пределами действия национальной юрисдикции.

На сессии Генеральной Ассамблеи ООН в 1967 году впервые была официально выдвинута концепция международно-правового регулирования деятельности государств по освоению морского дна за пределами национальной юрисдикции в соответствии с принципом, согласно которому дно Мирового океана и его ресурсы являются «общим наследием человечества». Право проводить морские научные исследования ус тановлено в ст.238 Конвенции: «Все государства, независимо от их географического положения, и компетентные международные организации имеют право проводить морские научные исследования при условии соблюдения прав и обязаннос тей других государств, предусмотренных в настоящей Конвенции».

При этом проведение морских научных исследований требует соблюдения ряда принципов.

Во-первых, морские научные исследования проводятся исключительно в мирных целях. Во-вторых, морские научные исследования проводятся надлежащими научными методами и средствами, совместимыми с положениями нас тоящей Конвенции, и должным образом уважаются при осуществлении таких видов использования. В-третьих, морские научные исследования проводятся с соблюдением всех относящихся к делу правил, принятых в соответс твии с настоящей Конвенцией, включая положения о защите и сохранении морской среды. Конвенция служит позитивной основой для успешного развития морских научных исследований, которым посвящена отдельная часть. Ее положения направлены на обеспечение сотрудничества государств в этой области и активное участие компетентных международных организаций в содейс твии проведению исследований в различных районах Мирового океана (включая находящиеся под юрисдикцией прибрежных государств). Принятые в Российской Федерации законы, регламентирующие режим морских пространств, соответс твуют международным нормам, учитывают мировой опыт, а также лучшие правовые решения, выработанные законодателями и юридической практикой других государств. Они конкретизируют положения международных договоров, которые были ратифицированы Российской Федерацией.

Исходя из конвенционных требований и лицензий суда Российской Федерации могут извлечь из недр рудоносных корок, объем которых позволяет получать в течение и не более 20 лет «условного никеля» не более 22,5 тыс.т.

При этом остаются до конца неясными вопросы налогообложения. Так, предприятие должно платить международному органу 8% от с тоимости добытых металлов (после металлургии) в первые 10 лет эксплуатации и 13% во вторые 10 лет. Условия лицензии предусматривают безвозмездную передачу разведочных данных на полигон с ресурсами, равными ресурсам российского полигона, а также сведений о конструктивных особенностях добычного судна.

Неизвестны также и изменения налоговой политики РФ во время эксплуатации. В этих условиях при геометризации полигонов промышленной добычи корок контурные коэффициенты должны обеспечить максимальное качество извлекаемых ресурсов с объемом 450 тыс.т «условного никеля».

На рис. 1 представлен один из опробованных участков на гайоте, а на рис.3 - графическая интерпретация выбора контура подсчета как сумма объемов корки с содержанием от самой высокой изолинии до объема с линией содержания условного никеля, обеспечивающей в контуре подсчета сумму условного никеля не менее 450 тыс.т.

Математическое моделирование выбора контура подсчета запасов на гайоте основано на присоединении элементов множества и представлено зависимостью подсчета металла в блоках, отбираемых для отработок:

U Z1 U Z2 U Z3 U Z4...U Zn = t Пр, (1) Z = S1 C1 объем блока с площадью S и содержанием Nусл.= С.

где При этом n-m (2) Z = U(Z1 + Z2 +....Zm ), здесь Z1, Z2, Z3…Zm – значение площадей (объемов) между линиями изосодержаний в убывающем порядке.

Возможности предложенной ниже технологии позволяют соединять в единый ресурс неконтактируемые площади (объемы).

Рисунок 3 – Графическая интерпретация выбора контура подсчета Состояние правовых вопросов определяет необходимость оконтуривания объема ресурса КМК, содержащего при минимальном объеме не менее млн.т «условного никеля», а оценка граничных величин контура должна в настоящее время прогнозироваться сравнительно условно, так как не определены однозначно как требования РФ, налоговые платежи, акцизы, так и международные условия.

При этом необходимо было учесть многократное превышение разведанных запасов над производительностью, что позволяет оконтуривать наиболее благоприятные участки.

В третьей главе излагаются сведения по технологии выемочных работ, системе разработки и конструкции агрегата для выемки КМК.

Необходимость работы по сплошной системе вызвана малой мощностью продуктивного весьма однородного слоя полигона. Основные параметры полигона при производительности 0,25 млн.т:

- высота уступа определяется мощностью слоя выемки, т.е. в среднем 5-6 см (до 20 см), при этом разработка ведется горизонтальным и наклонным уступом при переменном угле наклона;

- ширина заходки составляет 5 м;

- длина фронта работ до 2-3 км;

При производительности 0,5 млн.т параметры полигона существенно не изменятся.

При обосновании выемочно-подъемного устройства самоотвозного снаряда для разработки КМК образований необходимо было учесть ряд факторов, характеризующих как район работ, так и инженерные характеристики полезного ископаемого и субстрата (рис.2).

Технология выемки и конструктивные решения были проработаны для гайота MA-15 (рис.1), сведения о котором приведены в главе 3.

Данные, представленные на рис.2, показывают, что только при наличии прочного субстрата можно избежать при выемке разубоживания корок и подъема на борт значительного количества пустой породы. При этом усилие, необходимое для разрушения корки - порядка 10 МПа.

Исходя из этих данных, в основу конструкции выемочного устройс тва положено следующее: полезное ископаемое резко отличается от пород, на которых оно залегает, а при создании выемочного устройства, которое будет срезать только кобальтоносную корку и прекращать резание при наличии более плотной породы, разубоживание можно свести к минимуму и даже практически исключить. Возможные характеристики гидроподъема при этом были установлены лабораторными исследованиями по изучению отделения кобальтомарганцевых корок от базальта на натурных образцах.

Исследования проводились на стенде, имитирующем выемочное устройство, описание которого будет дано ниже. Переданные "ВНИИокеангеология" для разрушения образцы представляли собой кобальтоносные корковые образования на базальте при мощности корок до 4050 мм. Рассев проводился на стандартных ситах 10; 5; 1,6; 1,0; 0,2; 0,05.

Результаты, предс тавленные в табл.1, показывают, что в 75 - 93 % основная доля материала имеет крупность более 5 мм, в 20 % - 1-5 мм от веса пробы. Повышенное содержание класса крупностью менее 1 мм имеет место при разрушении образца с наиболее неровной поверхностью контакта корки с субстратом. Вскрытие этих западений показало, что в этих местах имелся пылеобразный материал.

Таблица 1 - Крупность получаемого продукта при отделении КМК № Всего В том числе по фракциям крупности (мм) пробы по пробе Более 10 5-10 1,6-5 1-1,6 0,2-1 0,05-0,2 Меньше 0,1 2 3 4 5 6 7 8 1 1182,6 1077,5 23,3 11,9 5,5 34 21,1 9,100% 91,1 2,0 1,0 0,4 2,9 1,8 0,2 352,7 266,9 25,5 18,3 6,3 22,2 12,5 100% 75,7 7,2 5,2 1,8 6,3 3,5 0,3 796,1 510,3 73 44,3 11,5 109,5 33,8 13,100% 64,1 9,2 5,6 1,4 13,8 4,2 1,671,6 542,2 44 23,2 6,4 24,7 18,8 12,100% 80,7 6,6 3,4 1,0 3,7 2,8 1,При эксперименте отмечено, что содержание весьма мелкой фракции, меньше 50 микрон, не превышает 2 %. С целью установления влияния увеличения скорости вращения фрез на получаемую крупнос ть был проведен эксперимент при скорости 980 об/мин, который показал, что весь материал становился крупностью около 2 мм, но выход весьма мелких классов практически не увеличивается. Таким образом, при отделении материала по граничному зерну в 1 мм можно ожидать выхода материала порядка 90 % от извлекаемой массы.

Число проб не дает оснований для окончательного заключения о процессе отделения. Малый объем проб не позволил провести их отдельное изучение по изменению грансостава в процессе гидроподъема. Изучение этого процесса проводилось на стенде, где моделировалось за счет движения трубопровода со скоростью около 2,5 м/с движение пульпы на расстояние 1 мм. Данные по грансоставу пробы приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Грансостав пробы после исследования на гидротранспортирование Вся проба Более 10 5-10 1,6-5 1-1,6 0,2-1 0,05-0,2 Меньше 0,100% 70,3 560 8,8 4,2 7,5 2,9 1, Данные табл. 2 показывают, что в процессе гидротранспорта происходит переход крупных классов в более мелкие, но увеличения содержания мельчайших классов можно не прогнозировать. Сопос тавление этих данных с известными материалами по изменению грансостава конкреций говорит о том, что вещество кобальтомарганцевых корок менее подвержено гидроистиранию, чем поверхностный слой железомарганцевых конкреций.

Исследования, проведенные в лабораторных условиях к.т.н. Оздоевой Б.И.

и к.т.н. Нарышкиной О.А. и данные эксперимента «BIE» показали, что при намыве в трюме судна гидросмеси (пульпы) разрушенных фрезами корок в осветленных водах можно прогнозировать наличие 2-5 % поднятой горной массы, что требует определенных технических решений по их сбросу. В настоящее время представляется возможной технологическая схема выемки и подъема, представленная на рис.4, где показано выемочное устройство для отделения корок от базальтового субстрата.

Рисунок 4 – Комплекс по выемке корок 1-добычное судно, 2-подъемный трубопровод, 3-погружная платформа, 4-якорная опора, 5кабель-трос, 6-лебедка, 7-канат, 8и9-боковые стенки кожуха, 10-шарнир, 11и12-валы, 13,14 и 15-подшиповниковые опоры, 16и17-электродвигатели, 18-ножи, 19-зубья, 20-лопатки, 21поплавковая рама, 22-ходовые колеса, 23-всасывающая труба, 24-трубопровод, 25-цепи, 26связывающий рычаг Там же расположены муфты предельного момента, с помощью которых при наличии потребного момента для разрушения минеральной субстанции, наблюдается свободное проворачивание фрезы.

Такое устройство позволяет избегать повреждения выемочного устройс тва и максимально извлекать слои корок за счет движения фрез на границе коркасубстрат. Высокая твердос ть субстрата обеспечивает наличие проходимости по гайоту выемочных средств.

Приведенная конс трукция выемочного агрегата отличается от известных зарубежных конструкций более высокой степенью соответствия природоохранным требованиям. Это достигается изоляцией мес та выемки от остального объема вод, полной зачисткой в забое за счет всасывания мелочи.

Выемочный агрегат должен обеспечить производительность порядка м3/ч. Толщина (мощность) снимаемого слоя за один проход определяется в среднем в 6 см. Тогда за час должна быть снята корка с площади 500 м2 (или 0,14 м2/с).

Если принять скорость перемещения (папильонирования) 0,05 м/с, то ширина захвата может составить 2,7 м. Исходя из необходимости размещения на агрегате других устройс тв принимаем ширину захвата, т.е. ширину заходки В=5м. Тогда скорость перемещения агрегата составит 0,027 м/с или около км/ч.

В диссертации приведен пример расчета некоторых узлов агрегата. В частности, рекомендован к применению трубопровод диаметром 240 мм и фрезы, находящиеся на муфтах предельного момента с режущей поверхностью 0,06 м, при удельном сопротивлении резанию тупым резцом под водой равном 25 кг/см2.

В главе 4 приводится пример оконтуривания полигонов на гайотах и выбора контура для Российской Федерации и для передачи органу ООН.

В СССР планомерное изучение корковых руд в приэкваториальной зоне Тихого океана начато Северо-Тихоокеанской геологоразведочной экспедицией НГО "Дальморгеология" совместно с ВНИИокеангеология с 1996 года рейсами НИ "Морской геолог" и "Север".

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»