Земснаряд

(51)5 Е 02 Р 3/88 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Нижегородский филиал Центральногонаучно-исследовательского института технологии судостроения(56) Лобанов В.А,Справочник по технике освоения шельфа. Л.: Судостроение, 1983,с. 82.Авторское свидетельство СССРМ 1135858, кл. Е 02 Р 3/88, 1983,(57) Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для подводной добычи полезных ископаемых, Цельповышение мобильности земснаряда, Земснаряд включает плавучий корпус (ПК) 1 сбортами и днищем, шарнирно соединеннуюс ним раму грунтозаборного органа 9, опоры4, 5 и опорный элемент (Э) 10. Последнийвыполнен из герметичного понтона с боковыми продольными пазами. Опорный Э 10 п).Ы 2 ш) 1735505 А 1 установлен с нижней стороны днища ПК 1 с возможностью продольного перемещения гидроприводом 14. Борта ПК 1 выполнены с участками, расположенными ниже его днища, и с установленными на них продольными направляющими. Боковые продольные пазы опорного Э 10 расположены в продольных направляющих; Опоры 4, 5 выполненй из аутригеров 2 с колоннами и с механизмами 3 их подъема, установленными в носовой и кормовой частях ПК 1, Опорные поверхности опорного Э 10 и его боковых продольных пазов содержат покрытие из антифрикционной пластмассы. Участки бортов ПК 1, расположенные ниже его днища, и продольные направляющие выполнены съемными. Механизмом 3 подьема опускают опоры 4 и, упираясь ими в грунт, приподнимают на ПК 1. С помощью гидропривода 14 выдвигают вперед опорный Э 10. Опускают ПК 1 опорным Э 10 на грунт. Гидроприводом 14 подтягивают ПК 1 вперед в исходное положение, 2 з,п.ф-лы, 9 ил,10 платформу с помощью ферм, опирающуюсяпри работе на грунт дна попеременно че 40 45 50 55 Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для использования в горной промышленности при подводной добыче полезных ископаемых в прибрежных районах морского шельфа и в частности добыче титано-магнетита на песчаных отмелях и пляжах.Известен земснаряд с фрезерным разрыхлителем на самоподъемной шагающей платформе, разработанный фирмой "ИХЦ Холланд", содержащий корпус, образованный носовым и кормовым водоизмещающими понтонами, соединенными в единую тырьмя основными и четырьмя вспомогательными опорными колоннами,проходящими сквозь колодцы в корпусах понтонов, в которых расположены колодцы основные опоры колонны имеют вытянутую в направлении "нос-корма" форму для продольного перемещения платформы корпуса земснаряда относительно опорных колонн.Основными недостатками конструкции данного земснаряда и способа его перемещения применительно к условиям добычи титано-магнетита на песчаных отмелях и пляжах морского шельфа являются;громоздкость и, как следствие, дороговизна землесоса на самоподъемной шагающей платформе по сравнению с драгами и землесосами обычной конструкции из-за необходимости соблюдения по условиям устойчивости на грунте жесткой зависимости разноса опорных колонн от предельной глубины работы и свойств грунтов;сохранение опасности быть опрокинутым при отстое в штормовую погоду вблизи берега в случае превышения параметров ветра и волны сверх расчетной (7 баллов), что требует своевременной отбуксировки землесоса в места укрытия при получении плохого прогноза и содержания для этой цели в резерве буксирного флота;длительность принципиально возможной операции выхода на берег из-за незначительного относительного хода продольного перемещения за 1 цикл к длине платформы (1:30), в связи с чем выход на берег теряет свою актуальность и проектом не предусматривается;необходимость строгого соблюдения требования по задавливанию опорных колонн в грунт дна на расчетную глубину и контроля горизонтальности платформы для обеспечения условия безопасности сохранения устойчивости земснаряда при его перемещении;размещение на палубе понтонов громоздких механизмов подъема и перемеще 20 25 30 35 ния, приводящих к потере полезной площади палубы и создающих неудобства в работе по прямому назначению, оправданное только для крупных морских платформ.Наиболее близким к предлагаемому является земснаряд, содержащий корпус с папильонажимными лебедками и механизм его перемещения, выполненный в виде опор с лебедками, тросы которых закреплены на земснаряде, который с целью перемещения по суше снабжен кронштейнами, закрепленными перпендикулярно бортам его корпуса и балансирами с блоками, установленными на кронштейнах, при этом трос лебедки одной из опор соединен одним концом с балансиром первого кронштейна, а другим - с балансиром второго кронштейна и лебедкой другой опоры.Основными недостатками конструкции и способа перемещения указанного земснаряда являются;трудоемкость и продолжительность подготовки земснаряда для перемещения по суше, обусловленные необходимостью навешивания опор вместе с дополнительными балками и соединительными распорками, и выполнение сложной запасовки грузовых палиспастов подъема носа земснаряда и блоков перемещения опор тросами папильонажных лебедок;необходимость привлечения для навешивания опор, балок и распорок дополнительных крановых средств;необходимость повторения указанных операций перед каждым случаем перемещения земснаряда по суше после работы на плаву;неравномерность движения и возможность возникновения неожиданных рывков, опасных для обслуживающего персонала, находящегося на борту земснаряда при его перемещении по суше;отсутствие заднего хода и необходимость создания большой ровной площадки для разворота земснаряда на суше; ускоренный износ днища корпуса земснаряда в кормовой части от истирания его о грунт при частом перемещении земснаряда по суше и сложность смены накладных листов;загромождение палубы понтона кронштейнами, не связанными с его работой по прямому назначению, создающими неудобство для выполнения технологических операций при работе земснаряда;незначительный ход перемещения за 1 цикл, не превышающий из условия безопасности 1/25 длины корпуса земснаряда.Цель изобретения - повышение мобильности земснаряда, позволяющее снизить стоимость разработки морских прибрежныхместорождений полезных ископаемых за счет применения относительно дешевых небольших земснарядов, способных в случае штормового предупреждения надежно укрыться непосредственно на месте добычи быстрым автономным выходом на пологий берег.Указанная цель достигается тем, что земснаряд, включающий корпус с днищем и бортами, шарнирно соединенную с ним раму грунтозаборного органа и опоры, снабжен опорным элементом, выполненным из герметичного понтона с боковыми продольными пазами, установленными с нижней стороны днища плавучего корпуса с возможностью продольного перемещения посредством гидропривода, при этом борта плавучего корпуса выполнены с участками, расположенными ниже его днища, и установленными на них продольными направляющими плавучего корпуса, а боковые продольные пазы опорного элемента расположены в продольных направляющих плавучего корпуса, причем опоры выполнены из аутригеров с колоннами и механизмами их подъема, установленными в носовой и кормовой частях плавучего корпуса,С целью снижения усилий перемещения корпуса земснаряда относительно опорного элемента опорные поверхности последнего и его боковых пазов снабжены покрытием из антифрикционной пластмассы.С целью упрощения монтажа, осмотра и ремонта подводной части земснаряда участки бортов плавучего корпуса, расположенные ниже его днища. и продольные направляющие выполнены съемными.На фиг. 1 изображен земснаряд при разработке месторождения, общий вид; на фиг, 2 - землесос, общий вид; на фиг, 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - земснаряд в момент подвода к берегу для выхода на сушу; на фиг, 6 - земснаряд в момент приподъема носа на передних опорах и выдвигания днищевого опорного элемента; на фиг. 7 - земснаряд в момент опускания на грунт и подтягивания относительно днищевого опорного элемента в исходное положение; на фиг. 8 - земснаряд в момент приподъема на опорах с диферентом, равным углу подьема берега, и выдвигания днищевого опорного элемента; на фиг. 9 - земснаряд в промежуточный момент подтягивания относительно днищевого опорного элемента в исходное положение и в конечный момент положения на суше,Земснаряд(фиг. 1 - 3) включает корпус 1, оборудованный по бортам в носовой и кор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мовой части аутригерами 2 с механизмами 3 подъема, укороченными носовыми 4 и кормовыми 5 опорами, папильонажные лебедки 6, оснащенные тросами 7 с якорями, лебедку 8 подъема грунтозаборного устройства 9, шарнирно соединенного с корпусом 1, подвижный днищевой опорный элемент 10, размещенный в нише, образуемой,днищем 11 корпуса 1, продлением бортов 12 и продольными направляющими 12. Опорный элемент 10 снабжен гидроцилиндром 14, корпус которого ширнирно закреплен на усиленной поперечной переборке 15 корпуса 1 земснаряда, а его шток шарнирно закреплен к проушинам 16, приваренным к торцу днищевого опорного элемента 10 (возможен вариант крепления наоборот),Опорные поверхности верхнего перекрытия 17 подвижного днищевого опорного элемента 10, взаимодействующие с днищем 11 корпуса 1, покрыты листами 18 антифрикционной пластмассы, а боковые продольные пазы 19, взаимодействующие с продольными направляющими 13 бортов 12, покрыты листами антифрикционной пластмассы 20 с креплением на болтах или приклеены (не показано).С целью снижения коэффициента трения, к опорным поверхностям подведена раздельная система водяной смазки, а на поверхности антифрикционного покрытия выполнены смазочные канавки (условно не показано),С целью упрощения монтажа, осмотра и ремонта подводной части земснаряда продольные направляющие 13 вместе с нижними частями бортов 12, продолженными за днище 11, выполнены съемными (условно не показано),Перемещение земснаряда осуществляется следующим образом.Поднимают грунтозаборное устройство 9 с помощью лебедки 8 в крайнее верхнее положение, мотозавозней 21 переставляют якоря тросов 7 папильонажных лебедок 6 к урезу берега 22 (не показано). Поднимают механизмом 3 подьема кормовые опоры 5, используемые при работе земснаряда для шагающего свайного папильонажа, и с помощью папильонажных лебедок 6 подтягивают корпус 1 земснаряда перпендикулярно к берегу 22 до касания днищем опорного элемента 10 грунта дна 23 (фиг, 5).Из рубки 24 управления, дистанционно механизмом 3 подъема опускают укороченные носовые опоры 4 и, упираясь ими в грунт дна 23, приподнимают нос корпуса 1 земснаряда, для обеспечения свободного выхода днищевого опорного элемента 10вперед на величину рабочего хода, который может достигать до 1/4 величины длины корпуса 1 земснаряда, после чего также дистанционно из рубки 24 управления с помощью гидроцилиндра 14 выдвигают вперед днищевой опорный элемент 10 скольжением опорных поверхностей продольных пазов 19, покрытых антифрикционной пластмассой 20, по направляющим 13 бортов 12 корпуса 1 (при этом автоматически включается система водяной смазки этих поверхностей), и подъемом носовых опор 4 опускают корпус 1 днищевым опорным элементом на грунт дна 23 (фиг. 6). Затем мотозавозней 21 поднимают якоря тросов 7 папильонажных лебедок 6 (не показано), подводят ее к борту земснаряда и кронбалкой 25 поднимают мотозавозню 21 на палубу корпуса 1 земснаряда, после чего подтягивают обратным ходом гидроцилиндра 14 корпус 1 относительно опорного элемента 10 вперед в исходное положение скольжением днища 11 по опорным поверхностям верхнего перекрытия 17 опорного элемента 10, покрытых антифрикционной пластмассой 18 (во время движения автоматически включается система водяной смазки этих поверхностей).. Дистанционно из рубки 24 управления опускают механизмами 3 подъема одновременно носовые 4 и кормовые 5 опоры и, упираясь в грунт дна 23, манипулируя величиной нагрузки в механизмах 3 подъема, приподнимают корпус 1 земснаряда с дифферентом параллельно уклону берега 22, который контролируется визуально и по приборам. Вновь выдвигают вперед гидро- цилиндром 14 днищевой опорный элемент 10 на величину рабочего хода скольжением опорных поверхностей продольных пазов 19, покрытых антифрикционной пластмассой 20 по направляющим 13 бортов 12 (во время движения автоматически включается система водяной смазки этих поверхностей). Подъемом опор 4 и 5 механизмами 3 подъема из рубки 24 управления опускают корпус 1 опорным элементом 10 на грунт и подтягивают его вперед относительно опорного элемента 10 обратным ходом гидроцилиндра 14 в исходное положение скольжением днища 11 корпуса 1 по опорным поверхностям верхнего перекрытия 17 опорного элемента 10, покрытым антифрикционной пластмассой 18 (во время движения автоматически включается водяная система смазки этих поверхностей),Указанные операции повторяют до тех пор, пока земснаряд не достигнет безопасного положения от действия волн на берегу (фиг, 9),5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спуск земснаряда производится в обратном порядке.Дистанционно, из рубки 24 управления гидроцилиндром 14 на величину рабочего хода спускают корпус 1 относительно днищевого опорного элемента 10 скольжением днища 11 по опорным поверхностям верхнего перекрытия 17 опорного элемента 10, покрытым антифрикционной пластмассой 18 (во время движения автоматически включается водяная система смазки этих поверхностей). Опусканием опор 4 и 5 приподнимают корпус 1 надгрунтом иобратнымходом гидроцилиндра 14 втягивают опорный элемент 10 в исходное положение скольжением опорных поверхностей продольных пазов 19, покрытых антифрикционной пластмассой 20 по направляющим 13 бортов 12, после чего поднятием опор 4 и 5 опускают корпус 1 земснаряда на грунт.Данные операции повторяют до тех пор, пока корпус 1 земснаряда не окажется на плаву. Перед последним подъемом на опорах до отрыва опорного элемента 10 от берега кранбалкой 25 спускают мотозавозню 21, разводят ей якоря, после чего поднимают корпус 1 на опорах 4 и 5, втягивают днищевой опорный элемент 10 относительно корпуса 1 в исходное положение, опускают корпус 1 до положения "На плаву" и с помощью папильонажныхлебедок 6 возвращают земснаряд на место работы,Технико-экономический эффект от реализации изобретения достигается за счет снижения стоимости разработки прибрежных морских месторождений полезных ископаемых от применения для их добычи относительно небольших и дешевых мобильных земснарядов высокой производительности, способных автономно быстро выходить на пологий берег и передвигаться по суше, позволяющих отказаться от создания вблизи района разработки полезных ископаемых оборудованных искусственных мест укрытий для плавсредств на случай штормовой погоды, а также исключить непроизводительные затраты, связанные с содержанием буксирных судов и буксировкой замснарядов в места укрытия при получении прогноза штормовой погоды.Формула изобретения 1, Земснаряд, включающий плавучий корпус с днищем и бортами, шарнирно соединенную с ним раму грунтозаборного органа и опоры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения мобильности земснаряда, он снабжен опорным элементом, выполненным из герметичного понтона с боковыми продольными пазами, установленного с нижней стороны днища плавучего10 1735505 70 корпуса с возможностью продольного перемещения посредством гидропривода, при этом борта плавучего корпуса выполнены с участками, расположенными ниже его днища, и с установленными на них продольными направляющими, а боковые продольные пазы опорного элемента расположены в продольных направляющих, причем опоры выполнены из аутригеров с колоннами и с механизмами их подъема, установленными в носовой и кормовой частях плавучего корпуса. 2, Земснаряд по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что опорные поверхности опорного элемента и его боковых продольных пазов снабжены покрытием из антифрикционной 5 пластмассы,3, Земснаряд по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что участки бортов плавучего корпуса расположенные ниже его днища, и про дальные направляющие выполненысъемными.. Дан едак Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 аз 180 ВНИИ Тираж Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ ССаушская наб., 4/5