DSC06483 (2)

Prognoza zagospodarowania i :lóż konkrecji polimetalicznych    195

nie prowadzono badania połączeń rurowych, materiałów konstrukcyjnych, kabli elektrycznych i ich połączeń. Dokonano obliczeń wymiarów rurociągu wydobywczego i działających na niego obciążeń dynamicznych. Do rozstrzygnięcia pozostają kwestie wzajemnego oddziaływania poszczególnych elementów zespołu wydobywczego i kolektora zbierającego konkrecje w zmieniających się warunkach hydrodynamicznych. Przeanalizowane zostały także alternatywne rozwiązania dotyczące materiałów do budowy rurociągu wydobywczego (stal, tytan, materiały kompozytowe).

W zakresie analizy techniczno-ekonomicznej przeprowadzono modelowanie matematyczne typowego rejonu wydobywczego (ukształtowanie dna i wskaźnik konkrecjonośności) wraz z analizą dostosowania systemu wydobywczego do pracy metodą hydrauliczną.

Teoretyczne i doświadczalne badania efektywności stosowania metody air lift lub metody hydraulicznego wydobycia konkrecji. pozwalają na wyciągnięcie następujących wniosków:

1.    Wydajności wydobycia konkrecji metodą air-lift, przy zakładanej średnicy rurociągu około 550 mm oraz koncentracji objętościowej okruchów twardych w pulpie 6-10%, nie przekraczają 0,25-0,35 zakładanej wydajności. Metoda ta odznacza się niestabilnością procesu wydobycia, co utrudnia uzyskanie założonych zdolności produkcyjnych.

2.    Zastosowanie metody hydraulicznej, przy potwierdzonej stosunkowo wysokiej wydajności, wymaga skonstruowania takiego zespołu wydobywczego, w którym, przy koncentracji objętościowej rzędu 10-14% możliwe jest osiągnięcie wydajności do 0,75 wydajności zakładanej, przy mniejszej niż 400-500 mm średnicy rurociągu. Przyjęto, że zespół wydobywczy powinien składać się z dwóch sześciostopniowych zestawów pomp o odpowiednim ciśnieniu na każdy stopień i mocy pomp 7600 kW.

Uwzględniając wyniki powyższych badań można stwierdzić, że metoda air lift ze względu na niską wydajność przy dużej średnicy rurociągu i stosunkowo niskiej efektywności ogólnej jest mniej perspektywiczna. Natomiast metoda hydrauliczna z zastosowaniem rurociągu o niniejszej średnicy jest z punktu widzenia wydajności bardziej obiecująca. Dostosowanie okresów między-remontowych poszczególnych zespołów i jednostek systemu do okresów międzyremontowych kolektora zbierającego umożliwi podniesienie niezawodności pracy całego systemu. Należy jednak podkreślić, że zastosowanie dużych średnic rur przy niskiej koncentracji twardych okruchów

w pulpie będzie powodowało wiele istotnych ograniczeń w przemieszczaniu się zespołu wydobywczego oraz w utrzymaniu stabilności rurociągu wydobywczego (konieczność ograniczenia lub wyeliminowania przemieszczeń poziomych i pionowych oraz skręcania) [Yasukawa i in., 1995; Yamazaki i in., 1995].

W celu eliminacji wymienionych niedoskonałości konstrukcyjnych specjaliści GEMONOD i IF-REMER zaproponowali koncepcje budowy systemu wydobycia konkrecji z zastosowaniem metody hydraulicznej tzw. drugiej generacji. Polega ona na rozdrobnieniu konkrecji do średnicy ziam 10-15 mm i dodaniu do pulpy określonej ilości osadów ilastych. Eksperymentalnie ustalono, że taka mieszanina może być z powodzeniem przepompowywana pompami dokowymi przy koncentracji objętościowej rzędu 55-65%. Dzięki temu (przy założonej wielkości wydobycia) średnica rurociągu może być zmniejszona do 280 mm. Łączne ciśnienie w tym systemie wyniesie 300-350 barów. Proponuje się wykonanie systemu z trzech pomp o ciśnieniu do 100-120 barów rozmieszczonych wzdłuż rurociągu. Efektywność pracy kompleksu szacuje się do 0,75.

W 1981 r. w Japonii rozpoczęto prace nad projektem „System wydobycia konkrecji manganowych” w ramach programu rządowego pn. „Projekt makroskalowy”. Uzyskane w trakcie badań wyniki umożliwiły opracowanie wielu nowych technologii i praktycznego ich zastosowania w różnych dziedzinach przemysłu. Najważniejszą konkluzją przeprowadzonych prac i badań było stwierdzenie, że osiągnięcie postawionych celów jest realne z technicznego punktu widzenia [Yamazaki i in., 1991,1995]. Realizacja tego projektu okazała się tak skomplikowana, że nie zakończono prac w planowanym terminie. Założony cel - przeprowadzenie w 1989 r. badań pilotowych zespołu wydobywczego z zastosowaniem metody hydraulicznej - nie został jeszcze zrealizowany, a prace są kontynuowane.

Priorytetowymi kierunkami prac nad systemami wydobywczymi są badania zmierzające do ustalenia parametrów przemieszczeń rurociągu wydobywczego, opracowanie i wykonanie specjalnych kabli światłowodowych dla zespołów sterowania i kontrolowania pracy systemu, rozwiązanie problemów zaopatrzenia energetycznego oraz określenie wpływu korozji na trwałość rurociągu i niezawodność pracy systemu [Yasukawa i in., 1995; Yamazaki i in., 1995].

Należy podkreślić, że realizacja projektu mak-roskalowego jest zadaniem niezwykle trudnym zarówno pod względem technicznym, jak i tech-