Спосіб електрифікації технології підводної розробки родовищ корисних копалин та система для його реалізації

1. Спосіб електрифікації технології підводної розробки родовищ корисних копалин, що включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші, транспортування потоку багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші, транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомній трубі ерліфта, утворення окремого потоку води, подачу стисненого повітря в окремий потік води з наступним транспортуванням стисненого повітря у складі водоповітряної суміші та подачу виведеного зі складу потоку водоповітряної суміші стисненого повітря в змішувач підйомної труби ерліфта, який відрізняється тим, що попередньо задають величину витрати гідросуміші підвідної труби морського ерліфта, перетворюють енергію океанічної течії в електричну енергію, яку споживають привідні електродвигуни компресора та насоса ерліфтного підйому, контролюють величину витрати гідросуміші підвідної труби ерліфта, перетворюють енергію течії води водоймища, у якому ведеться розробка підводних родовищ корисних копалин, в електричну енергію, яку споживають привідні електродвигуни компресора та насоса ерліфтного підйому, контролюють величину витрати гідросуміші підвідної труби ерліфта, порівнюють 2 3 82229 підйомної обтічники встановлені у відповідних додаткових акумуляторах, сигналізатори окремий рівня акумулятор рідини, електростанція сполучена електропередач та приводами заглиблювальна через перетворювач електродвигунами містить мережу енергії компресора з та насоса, розташована між окремим акумулятором та змішувачем підйомної труби ділянка 4 труби, датчик визначення витрати рідини сполучений з підвідною трубою, блок керування сполучений через мережу електропередач з перетворювачем електричної енергії, встановленими в окремому акумуляторі сигналізаторами рівня рідини, датчиком визначення витрати рідини та всіма керованими засувками, розташована між додатковим нагнітального трубопроводу насоса та з'єднаний з змішувачем і окремим акумулятором ділянка окремим нагнітального акумулятором відповідними заглиблювальна патрубок обладнані трубопроводу насоса та засувками, нагнітальний трубопровід компресора обладнані електростанція встановлена на відповідними зворотними клапанами, а рівень керованими заглиблювальній платформі, площа поперечного заглиблення в басейн перерізу встановлених у відповідних додаткових ведеться розробка підводних родовищ корисних акумуляторах обтічників збільшується у напрямку копалин, змішувача підйомної труби перевищує руху через них потоку багатокомпонентної суміші рівень Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний безпосередньо при розробці підводних родовищ корисних копалин. Відомий спосіб підйому пульпи, який включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, створення багатокомпонентної суміші після надходження потоку водоповітряної суміші в потік гідросуміші, транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомній трубі ерліфта, утворення окремого потоку води, подачу стисненого повітря в окремий потік води з наступним транспортуванням стисненого повітря у складі потоку водоповітряної суміші, подачу потоку водоповітряної суміші в змішувач підйомної труби ерліфта та керування величиною тиску у змішувачі підйомної труби ерліфта шляхом регулювання співвідношення витрат води та повітря, що надходять у змішувач, [авт. св. СРСР №1533399 AI, кл. Ε21С45/00, F04F1/20, 1988p.]. Недоліками відомого способу є низька точність регулювання витратою гідросуміші підвідної труби ерліфта та низька продуктивність ерліфтного підйому внаслідок введення стисненого повітря в змішувач підйомної труби ерліфта у складі водововітряної суміші, що обумовлює низьку ефективність ерліфтного підйому елементів підводних родовищ корисних копалин, які розробляються, а також низький рівень використання ресурсів навколишнього середовища в технології підводної розробки родовищ корисних копалин. Відома ерліфтна установка зі способу підйому пульпи, яка містить підйомну трубу, камеру підживлення з патрубком, підвідну трубу, змішувач підйомної труби, насос з нагнітальним трубопроводом, встановлений на підйомній трубі повітрявідділювач, компресор з відповідним нагнітальним трубопроводом, датчики визначення витрат рідини та стисненого повітря, при цьому нагнітальний трубопровід насоса сполучений зі змішувачем підйомної труби, а нагнітальний трубопровід компресора сполучений з встановленим в ставі нагнітального трубопроводу насоса додатковим змішувачем, [авт. св. СРСР №1533399 AI, кл. Ε21С45/00, F04F1/20, 1988 p.]. Недоліками відомої ерліфтної установки є низька точність регулювання витратою гідросуміші підвідної труби ерліфта, значне зосередження стисненого повітря в центральній частині поперечного перетину потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби ерліфта при кільцевій структурі течії, що призводить до значної різниці швидкостей руху компонентів потоку багатокомпонентної суміші, які транспортують елементи підводних родовищ корисних копалин, у верхній частині підйомної труби ерліфта та низька продуктивність ерліфтного підйому внаслідок введення стисненого повітря у складі водоповітряної суміші в змішувач підйомної труби ерліфта, що обумовлює низьку ефективність ерліфтного підйому елементів підводних родовищ корисних копалин, які розробляються, а також низький рівень використання ресурсів навколишнього середовища в технології підводної розробки родовищ корисних копалин. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб підйому пульпи, який включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші, транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомній трубі ерліфта, утворення окремого потоку води, подачу заглиблення водоймища, окремого в якому акумулятора. 5 82229 6 регулювання витратою гідросуміші підвідної труби стисненого повітря в окремий потік води з ерліфта при одночасному підвищенні рівня наступним транспортуванням стисненого повітря у використання ресурсів навколишнього складі потоку водоповітряної суміші, подачу середовища в технології підводної розробки виведеного зі складу потоку водоповітряної суміші родовищ корисних копалин. стисненого повітря в змішувач підйомної труби Поставлена задача розв'язується таким ерліфта та регулювання величиноютиску у чином, що відомий спосіб електрифікації змішувачі підйомної труби ерліфта шляхом зміни технології підводної розробки родовищ корисних співвідношення витрат води та повітря, які копалин, що включає підйом елементів підводних утворюють потік водоповітряної суміші, [патент родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, України №30137 А, кл. Ε21С45/00, F04F1/20, створення багатокомпонентної суміші після 2000p.]. надходження стисненого повітря в потік Недоліками найбільш близького гідросуміші, транспортування потоку технологічного рішення є низька точність багатокомпонентної суміші в підйомній трубі регулювання витратою гідросуміші підвідної труби ерліфта, утворення окремого потоку води, подачу ерліфта, що обумовлює низьку ефективність стисненого повітря в окремий потік води з ерліфтного підйому елементів підводних родовищ наступним транспортуванням стисненого повітря у корисних копалин, які розробляються, а також складі потоку водоповітряної суміші та подачу низький рівень використання ресурсів виведеного зі складу потоку водоповітряної суміші навколишнього середовища в технології підводної стисненого повітря в змішувач підйомної труби розробки родовищ корисних копалин. ерліфта, який відповідно до винаходу Найбільш близьким технічним рішенням є відрізняється тим, що попередньо задають ерліфтна установка зі способу підйому пульпи, яка величину витрати гідросуміші підвідної труби містить підйомну трубу, камеру підживлення з ерліфта, перетворюють енергію течії води патрубком, підвідну трубу, змішувач підйомної водоймища, у якому ведеться розробка підводних труби, насос з нагнітальним трубопроводом, родовищ корисних копалин, в електричну енергію, встановлений на підйомній трубі яку споживають приводні електродвигуни повітрявідділювач, компресор з відповідним компресора та насоса ерліфтного підйому, нагнітальним трубопроводом, встановлений в контролюють величину витрати гідросуміші ставі нагнітального трубопроводу насоса підвідної труби ерліфта, порівнюють водовідділювач, сполучений з басейном контрольовану величину з заданою та досягають водоймища, в якому ведеться розробка підводних їх відповідності шляхом регулювання глибини родовищ корисних копалин, та з'єднаний з заглиблення в басейн водоймища, в якому водовідділювачем патрубок, датчики визначення ведеться розробка підводних родовищ корисних витрат рідини та стисненого повітря, при цьому копалин, заглиблювальної електростанції, яка нагнітальний трубопровід насоса сполучений зі перетворює енергію течії води в електричну змішувачем підйомної труби, а нагнітальний енергію. трубопровід компресора сполучений з В основу винаходу поставлена задача встановленим в ставі нагнітального трубопроводу удосконалення системи для електрифікації насоса додатковим змішувачем, [патент України технології підводної розробки родовищ корисних №30137 А, кл. Ε21С45/00, F04F1/20, 2000 p.]. копалин в якій, шляхом введення додаткових Недоліками найбільш близького технічного елементів в відому конструктивну схему, рішення є низька точність регулювання витратою забезпечується можливість підвищення гідросуміші підвідної труби ерліфта та значне ефективності ерліфтного підйому елементів зосередження стисненого повітря в центральній підводних родовищ корисних копалин, які частині поперечного перетину потоку розробляються, в наслідок зменшення різниці багатокомпонентної суміші підйомної труби швидкостей руху компонентів потоку ерліфта при кільцевій структурі течії, що багатокомпонентної суміші, які транспортують призводить до значної різниці швидкостей руху елементи підводних родовищ корисних копалин, у компонентів потоку багатокомпонентної суміші, які верхній частині підйомної труби ерліфта за транспортують елементи підводних родовищ рахунок перемішування компонентів кільцевої корисних копалин, у верхній частині підйомної структури течії потоку багатокомпонентної суміші труби ерліфта, що обумовлює низьку ефективність підйомної труби ерліфта при раціональній ерліфтного підйому елементів підводних родовищ конфігурації технічних засобів. корисних копалин, які розробляються, а також Поставлена задача розв'язується таким низький рівень використання ресурсів чином, що відома система для електрифікації навколишнього середовища в технології підводної технології підводної розробки родовищ корисних розробки родовищ корисних копалин. копалин, що містить підйомну трубу, камеру В основу винаходу поставлена задача підживлення з патрубком, підвідну трубу, насос з удосконалення способу електрифікації технології нагнітальним трубопроводом, встановлений на підводної розробки родовищ корисних копалин в підйомній трубі повітрявідділювач, сполучений з якому, шляхом контролю величини витрати нагнітальним трубопроводом насоса змішувач гідросуміші підвідної труби ерліфта, підйомної труби, компресор з відповідним забезпечується можливість підвищення нагнітальним трубопроводом, встановлений в ефективності ерліфтного підйому елементів ставі нагнітального трубопроводу насоса підводних родовищ корисних копалин, які водовідділювач - окремий акумулятор, сполучений розробляються, в наслідок підвищення точності 7 82229 8 копалин, та з'єднаний з окремим акумулятором 13 з басейном водоймища, в якому ведеться патрубок 14, з'єднаний з нагнітальним розробка підводних родовищ корисних копалин, та трубопроводом 7 та сполучений з нагнітальним з'єднаний з окремим акумулятором патрубок, трубопроводом 12 додатковий змішувач 15, датчик з'єднаний з нагнітальним трубопроводом насоса визначення витрати рідини 16, при цьому та сполучений з нагнітальним трубопроводом заглиблювальна електростанція 17, яка компресора додатковий змішувач, датчик перетворює енергію течії води в електричну визначення витрати рідини, яка відповідно до енергію, розташована в зоні течії води басейну винаходу відрізняється тим, що заглиблювальна водоймища, в якому ведеться розробка підводних електростанція, яка перетворює енергію течії води родовищ корисних копалин, і сполучена через в електричну енергію, розташована в зоні течії мережу електропередач 18 та перетворювач води басейну водоймища, в якому ведеться електричної енергії 19 з приводними розробка підводних родовищ корисних копалин, електродвигунами 20 та 21 компресора 10 та став підйомної труби містить додаткові насоса 5 відповідно, став підйомної труби 1 акумулятори, всмоктувальний трубопровід містить додаткові акумулятори 22, 23, компресора містить фільтр та сполучений з всмоктувальний трубопровід 11 містить фільтр 24 повітрявідділювачем, обтікателі встановлені у та сполучений з повітрявідділювачем 8, обтікателі відповідних додаткових акумуляторах, окремий 25 та 26 встановлені у відповідних додаткових акумулятор містить сигналізатори рівня рідини, акумуляторах 22 та 23, сигналізатори верхнього 27 заглиблювальна електростанція сполучена через та нижнього 28 рівнів рідини розташовані в мережу електропередач та перетворювач окремому акумуляторі 13, розташована між електричної енергії з приводними окремим акумулятором 13 та змішувачем 9 електродвигунами компресора та насоса, ділянка нагнітального трубопроводу 7 та з'єднаний розташована між окремим акумулятором та з окремим акумулятором 13 патрубок 14 обладнані змішувачем підйомної труби ділянка нагнітального керованими засувками 29 та 30 відповідно, трубопроводу насоса та з'єднаний з окремим заглиблювальна електростанція 17 встановлена акумулятором патрубок обладнані відповідними на заглиблювальній платформі 31, площа керованими засувками, заглиблювальна поперечного перетину встановлених у додаткових електростанція встановлена на заглиблювальній акумуляторах 22 та 23 відповідних обтікателів 25 платформі, площа поперечного перетину та 26 збільшується у напрямку руху через них встановлених у відповідних додаткових потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби акумуляторах обтікателів збільшується у напрямку 1, рівень заглиблення в басейн водоймища, в руху через них потоку багатокомпонентної суміші якому ведеться розробка підводних родовищ підйомної труби, датчик визначення витрати корисних копалин, змішувача 9 підйомної труби 1 рідини сполучений з підвідною трубою, блок перевищує рівень заглиблення окремого керування сполучений через мережу акумулятора 13, датчик визначення витрати рідини електропередач з перетворювачем електричної 16 сполучений з підвідною трубою 4, нагнітальний енергії, встановленими в окремому акумуляторі трубопровід 12 та розташована між додатковим сигналізаторами рівня рідини, датчиком змішувачем 15 і окремим акумулятором 13 ділянка визначення витрати рідини та всіма керованими нагнітального трубопроводу 7 обладнані засувками, розташована між додатковим зворотними клапанами 32 та 33 відповідно, а блок змішувачем і окремим акумулятором ділянка керування 34 сполучений через мережу нагнітального трубопроводу насоса та електропередач 18 з перетворювачем електричної нагнітальний трубопровід компресора обладнані енергії 19, встановленими в окремому акумуляторі відповідними зворотними клапанами, а рівень 13 сигналізаторами верхнього 27 та нижнього 28 заглиблення в басейн водоймища, в якому рівнів рідини, датчиком визначення витрати рідини ведеться розробка підводних родовищ корисних 16 і всіма керованими засувками 29 та 30. копалин, змішувача підйомної труби перевищує Спосіб за допомогою системи для рівень заглиблення окремого акумулятора. електрифікації технології підводної розробки На Фіг.1, 2, 3, 4, 5 та 6 зображена схема родовищ корисних копалин реалізується системи для реалізації способу електрифікації наступним чином. технології підводної розробки родовищ корисних Попередньо задають величину витрати копалин. гідросуміші підвідної труби 4 та розташовують в Система для електрифікації технології зоні течії води басейну водоймища, в якому підводної розробки родовищ корисних копалин ведеться розробка підводних родовищ корисних містить підйомну трубу 1, камеру підживлення 2 з копалин, встановлену на заглиблювальній патрубком 3, підвідну трубу 4, насос 5 з платформі 31 заглиблювальну електростанцію 17, всмоктувальним 6 та нагнітальним 7 яка починає перетворювати енергію течії води в трубопроводами, встановлений на підйомній трубі електричну енергію. Перед запуском системи для 1 повітрявідділювач 8, сполучений з нагнітальним електрифікації технології підводної розробки трубопроводом 7 змішувач 9 підйомної труби 1, родовищ корисних копалин керовані засувки 29 та компресор 10 з відповідними всмоктувальним 11 30 повністю закриті. та нагнітальним 12 трубопроводами, Блок керування 34 активізує роботу встановлений в ставі нагнітального трубопроводу перетворювача електричної енергії 19, що 7 водовідділювач - окремий акумулятор 13, забезпечує запуск приводних електродвигунів 21 сполучений з басейном водоймища, в якому та 20 насоса 5 та компресора 10 відповідно, а ведеться розробка підводних родовищ корисних 9 82229 10 гідросуміші підвідної труби 4, порівнює також відкриває керовану засувку 30. При цьому контрольовану величину з заданою та досягає їх утворений насосом 5 потік води через відповідності шляхом регулювання глибини розташовану між окремим акумулятором 13 та заглиблення в басейн водоймища, в якому насосом 5 ділянку нагнітального трубопроводу 7, ведеться розробка підводних родовищ корисних окремий акумулятор 13 та патрубок 14 починає копалин, розташованої на заглиблювальній надходити в басейн водоймища, в якому ведеться платформі 31 заглиблювальної електростанції 17. розробка підводних родовищ корисних копалин, а Величина швидкості течії води в водоймищах стиснене компресором 10 повітря надходить через поступово змінюється по їх глибині, що дозволяє обладнаний зворотним клапаном 32 нагнітальний плавно регулювати витратою стисненого трубопровід 12 та додатковий змішувач 15 в компресором 10 повітря та подачею насосом 5 нагнітальний трубопровід 7. Після надходження води, внаслідок чого підвищується точність стисненого повітря в потік води нагнітального регулювання витратою гідросуміші підвідної труби трубопроводу 7 в ньому виникає потік 4, що впливає на оптимальні параметри підйому водоповітряної суміші, який надходить в окремий багатокомпонентної суміші в підйомній трубі 1, при акумулятор 13. В окремому акумуляторі 13 підвищенні рівня використання ресурсів стиснене повітря локалізується у верхній його навколишнього середовища в технології підводної частині, а вода по патрубку 14 через відкриту розробки родовищ корисних копалин. Після керовану засувку 30 відводиться в басейн досягнення заданої величини витрати потоку водоймища, в якому ведеться розробка підводних гідросуміші в підвідній трубі 4 рівень заглиблення родовищ корисних копалин. заглиблювальної платформи 31 стабілізують. Після зниження рівня води в окремому В процесі функціонування системи для акумуляторі 13 нижче сигналізатора верхнього електрифікації технології підводної розробки рівня рідини 27 блок керування 34 частково родовищ корисних копалин при зниженні рівня відкриває керовану засувку 29. Рівень заглиблення води в окремому акумуляторі 13 нижче в басейн водоймища, в якому ведеться розробка сигналізатора нижнього рівня рідини 28 блок підводних родовищ корисних копалин, змішувача 9 керування 34 збільшує величину відкриття підйомної труби 1 перевищує рівень заглиблення керованої засувки 29 та зменшує величину окремого акумулятора 13 (див. Фіг.4) і після відкриття керованої засувки 30. При досягненні часткового відкриття керованої засувки 29 водою в окремому акумуляторі 13 сигналізатора зосереджене в окремому акумуляторі 13 стиснене верхнього рівня рідини 27 блок керування 34 повітря під дією сили Архімеда через розташовану зменшує величину відкриття керованої засувки 29 між окремим акумулятором 13 та змішувачем 9 та збільшує величину відкриття керованої засувки ділянку нагнітального трубопроводу 7 надходить у 30. потік гідросуміші підйомної труби 1. Безпосередньо перед зупинкою системи для В процесі підйому багатокомпонентної суміші в електрифікації технології підводної розробки підйомній трубі 1 стиснене повітря зосереджується родовищ корисних копалин блок керування 34 в центральній частині поперечного перетину припиняє роботу перетворювача електричної потоку багатокомпонентної суміші, що призводить енергії 19, що забезпечує зупинку приводних до формування кільцевої структури течії, електродвигунів 21 та 20 насоса 5 та компресора внаслідок чого у верхній частині підйомної труби 1 10 відповідно, з подальшим повним закриттям швидкість руху газоподібного компоненту значно керованих засувок 29 та 30. При цьому зворотний перевищує швидкість руху гідросуміші. При клапан 33 перешкоджає надходженню стисненого проходженні потоку багатокомпонентної суміші повітря з нагнітального трубопроводу 7 в насос 5. підйомної труби 1 через встановлені в додаткових Таким чином, застосування винаходу, який акумуляторах 22 та 23 відповідні обтікателі 25 та заявляється, дозволить підвищити ефективність 26 відбувається переміщення стисненого повітря з безперервного ерліфтного підйому елементів центральної частини потоку багатокомпонентної підводних родовищ корисних копалин, які суміші на його периферію. Це забезпечує розробляються, та рівень екологічності технології зменшення різниці швидкостей руху газоподібного підводної розробки родовищ корисних копалин за та рідинного компонентів потоку рахунок використання природних джерел енергії. багатокомпонентної суміші, які транспортують елементи підводних родовищ корисних копалин, у верхній частині підйомної труби 1 за рахунок перемішування компонентів кільцевої структури течії потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби 1 при раціональній конфігурації технічних засобів, що, в свою чергу, підвищує ефективність ерліфтного підйому. Виведене зі складу багатокомпонентної суміші у повітрявідділювачі 8 повітря повторно надходить по всмоктувальному трубопроводу 11 через фільтр 24 в компресор 10. Після розповсюдження потоку багатокомпонентної суміші по всій довжині підйомної труби 1 блок керування 34 за допомогою датчика визначення витрати рідини 16 розпочинає здійснювати контроль величини витрати 11 82229 12 13 82229 14