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技術 水中用礫管理装置およびこれを備える水中用整粒移送装置並びに水中での礫供給状態の管理方法

出願人 古河機械金属株式会社
発明者 林元和智湯浅文雄塚本佳明
出願日 2018年9月14日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-173052
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-045643
状態 未査定
技術分野 さく岩、採鉱及び採鉱機械とその方法
主要キーワード ストックパイル 金属鉱物 ハイブリット構造 超音波レベルセンサ 切り出し速度 採鉱機 二次通路 スイングバルブ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

水中で移送用機器に供給される供給状態を管理する。

解決手段

このストックパイルユニット10は、海底熱水鉱床採掘される礫を海水とともに移送するために必要な破砕処理を海中で行う破砕機40と、破砕機40の前後に接続されて海水とともに礫を移送する移送管路11、12と、を備える。破砕機40には、海中で礫の供給状態を管理するための装置として、破砕機40が前後の移送管路11、12を介して礫の量が伝わらないように前後の移送管路11、12に介装されて縁切りをする縁切り部43、44と、前後の縁切り部43、44で縁切りされた状態の破砕機40の礫の量を海中で測定する水中ロードセル42、42と、が装備されている。

概要

背景

近年、各種産業機器を製造する上で必要不可欠な金属であり存在量が少ない有用金属の価格が高騰している。有用金属は産業上必要不可欠なものであるが、可採量が少ないだけでなく、産出国が限られているため地政学的リスクが存在している。そこで、有用金属含有鉱物の中でも、海底熱水鉱床などに存在する海洋資源が注目されている。
海底熱水鉱床などから海洋資源を揚鉱する方法として、揚鉱ポンプを用いたポンプリフト方式が試みられている。これまで、この種の鉱床において、ドラムカッタカッタヘッド等の掘削ヘッドを備えた採鉱機により海中で鉱石破砕し、その破砕した鉱石のを海中でスラリとし、そのスラリを揚鉱ポンプに向けて移送する採鉱装置が提案されている(例えば非特許文献1参照)。

概要

水中で移送用機器に供給される礫の供給状態を管理する。このストックパイルユニット10は、海底熱水鉱床で採掘される礫を海水とともに移送するために必要な破砕処理を海中で行う破砕機40と、破砕機40の前後に接続されて海水とともに礫を移送する移送管路11、12と、を備える。破砕機40には、海中で礫の供給状態を管理するための装置として、破砕機40が前後の移送管路11、12を介して礫の量が伝わらないように前後の移送管路11、12に介装されて縁切りをする縁切り部43、44と、前後の縁切り部43、44で縁切りされた状態の破砕機40の礫の量を海中で測定する水中ロードセル42、42と、が装備されている。

目的

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、水中で移送用機器に供給される礫の状態を所期の状態に管理し得る、水中用管理装置およびこれを備える水中用整粒移送装置並びに水中での礫供給状態の管理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

水底採掘されるを水とともに移送するために必要な処理を水中で行う処理部と、該処理部に接続されて礫を水とともに移送する移送管路と、を備える移送用機器に用いられる水中用管理装置であって、前記処理部での礫の量を水中で測定する測定器と、該測定器で測定された礫の量の情報を取得する管理部と、を有し、前記管理部は、取得された礫の量の情報に基づいて、前記処理部での礫の状況を把握する処理を実行することを特徴とする水中用礫管理装置。

請求項2

前記測定器は、前記礫の量として荷重を測定する水中ロードセルであり、前記処理部に対して前後の移送管路を介して荷重の影響が伝わらないように前記前後の移送管路に介装されて荷重的な縁切りをする縁切り部が設けられている請求項1に記載の水中用礫管理装置。

請求項3

前記測定器は、前記礫の量としてレベルを測定する超音波レベルセンサである請求項1に記載の水中用礫管理装置。

請求項4

前記管理部は、取得された礫の量の情報に基づいて、前記処理部での礫の量が適正な量になるように管理する処理を実行する請求項1〜3のいずれか一項に記載の水中用礫管理装置。

請求項5

水中で礫を所望の粒径まで整粒しつつ水とともに移送する水中用整粒移送装置であって、水底で採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う複数の処理部と、それら複数の処理部相互間に接続されて水とともに礫を移送する移送管路と、少なくとも一の処理部に対して装備された請求項1〜4のいずれか一項に記載の水中用礫管理装置と、を備えることを特徴とする水中用整粒移送装置。

請求項6

水中で礫が投入されるホッパと、該ホッパの下部に設けられた第一切り出し部と、該第一切り出し部の下流側に第一移送管路を介して設けられた破砕部と、該破砕部の下流側に第二移送管路を介して設けられた第二切り出し部と、該第二切り出し部の下流側に第三移送管路を介して設けられた移送部と、を備え、前記少なくとも一の処理部が、前記破砕部または前記第二切り出し部である請求項5に記載の水中用整粒移送装置。

請求項7

前記少なくとも一の処理部は、前記破砕部であり、前記水中用礫管理装置は、前記測定器で測定された礫の量の情報に基づいて、当該破砕部に切り出される礫の供給量が適正な量になるように管理する処理を実行する前記管理部を有し、前記管理部は、前記取得された礫の量の情報に基づいて、前記第一切り出し部から当該破砕部に切り出される礫の供給量を、前記第一切り出し部の切り出し速度の制御またはON・OFF制御によって所期の量に調整する請求項6に記載の水中用整粒移送装置。

請求項8

前記少なくとも一の処理部は、前記第二切り出し部であり、前記水中用礫管理装置は、前記測定器で測定された礫の量の情報に基づいて、当該第二切り出し部に貯留される礫の貯留量が適正な量になるように管理する処理を実行する前記管理部を有し、前記管理部は、前記取得された礫の量の情報に基づいて、前記破砕部から当該第二切り出し部に切り出される礫の供給量を、前記破砕部での破砕速度の制御またはON・OFF制御によって所期の量に調整する請求項6または7に記載の水中用整粒移送装置。

請求項9

前記第二切り出し部は、油圧モータで駆動されるフィーダと、該フィーダへの投入口の反対側に設けられた排出口と、を有し、前記管理部は、前記フィーダを駆動する前記油圧モータの圧油の圧力を監視し、所定圧力未満のときは、前記フィーダを正転駆動させる通常のフィード制御を実行し、所定圧力以上のときは、前記フィーダを逆転駆動させる処理を実行する請求項8に記載の水中用整粒移送装置。

請求項10

前記移送部は、礫を水とともにスラリとして移送する水中スラリポンプであり、該水中スラリポンプには、その吐出部に、当該水中スラリポンプで移送されるスラリの濃度を計測するγ線密度計が設けられ、前記管理部は、前記γ線密度計での計測値を監視し、前記γ線密度計で計測されたスラリの濃度に基づいて、前記スラリを所定の濃度にするように、前記第二切り出し部のフィーダでの礫の切り出し量を変化させる請求項6〜9のいずれか一項に記載の水中用整粒移送装置。

請求項11

前記第二切り出し部のフィーダからの礫の吐出口と前記水中スラリポンプの吸入口とを連結する移送管路の部分に、油圧シリンダで駆動されて前記水中スラリポンプとの連結状態連結位置と排出位置とに切り替え可能なスイングバルブと、前記水中スラリポンプ側に向けて自身先端のノズルから水流噴射可能に付設された補助水流ポンプと、が設けられ、前記管理部は、前記γ線密度計で計測するスラリ濃度と、前記水中スラリポンプの負荷変動と、に基づいて、前記吐出口と前記吸入口とを連結する移送管路の部分での礫詰まりの状態を検知し、前記礫詰まりが発生したと判定した場合には、スイングバルブ用の前記油圧シリンダを駆動して前記スイングバルブを前記連結位置から前記排出位置に切り替えるとともに、前記補助水流ポンプを駆動して前記ノズルから噴出される水流により前記礫詰まりを解除する処理を実行する請求項10に記載の水中用整粒移送装置。

請求項12

海底熱水鉱床から採鉱された礫の揚鉱に用いられる請求項5〜11のいずれか一項に記載の水中用整粒移送装置。

請求項13

採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う複数の処理部と、それら複数の処理部相互間に接続されて水とともに礫を移送する移送管路と、を備える移送用機器に用いられ、少なくとも一の処理部に対し、当該処理部に対して前後の移送管路を介して礫の量の影響が伝わらない状態で、当該処理部での礫の量を水中で測定することを特徴とする水中での礫供給状態管理方法

請求項14

前記水中での測定によって取得された礫の量の情報に基づいて、前記少なくとも一の処理部での礫の状況を把握する請求項13に記載の水中での礫供給状態の管理方法。

技術分野

0001

本発明は、水中で移送されるの状態を管理する技術に関する。

背景技術

0002

近年、各種産業機器を製造する上で必要不可欠な金属であり存在量が少ない有用金属の価格が高騰している。有用金属は産業上必要不可欠なものであるが、可採量が少ないだけでなく、産出国が限られているため地政学的リスクが存在している。そこで、有用金属含有鉱物の中でも、海底熱水鉱床などに存在する海洋資源が注目されている。
海底熱水鉱床などから海洋資源を揚鉱する方法として、揚鉱ポンプを用いたポンプリフト方式が試みられている。これまで、この種の鉱床において、ドラムカッタカッタヘッド等の掘削ヘッドを備えた採鉱機により海中で鉱石破砕し、その破砕した鉱石の礫を海中でスラリとし、そのスラリを揚鉱ポンプに向けて移送する採鉱装置が提案されている(例えば非特許文献1参照)。

先行技術

発明が解決しようとする課題

0004

ここで、鉱石の礫をスラリとしそのスラリを揚鉱ポンプにより移送するに際し、移送用機器での礫詰まりの発生が無く且つ効率良く上まで揚鉱するためには、所定サイズ以下の礫に整粒するとともに、水中で移送するスラリのスラリ濃度の変動を少なくしつつ、移送用機器での礫詰まりが発生しない範囲で可及的にスラリ濃度を高める必要がある。
例えば、移送用機器での礫詰まりの発生が無く且つ効率良く船上まで揚鉱するためのスラリ濃度としては、15vol%以下に濃度を抑える必要があり、余裕をみた場合、10vol%近傍にスラリ濃度を調整することが求められる。

0005

しかし、これまで非特許文献1に提案されている採鉱装置のように、ドラムカッタやカッタヘッド等の掘削ヘッドを備えた採鉱機で海底熱水鉱床の鉱石を破砕し、その破砕した礫を海中で揚鉱ポンプに移送する採鉱方法では、水中で礫を揚鉱ポンプに向けて移送する工程を担う移送用機器において、揚鉱ポンプでの礫詰まりを発生させないような完全な整粒が困難であるという問題があり、また、水中で、礫のスラリ濃度を所望に調整することも困難であるという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、水中で移送用機器に供給される礫の状態を所期の状態に管理し得る、水中用管理装置およびこれを備える水中用整粒移送装置並びに水中での礫供給状態管理方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水中用礫管理装置は、水底採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う処理部と、該処理部に接続されて礫を水とともに移送する移送管路と、を備える移送用機器に用いられる水中用礫管理装置であって、前記処理部での礫の量を水中で測定する測定器と、該測定器で測定された礫の量の情報を取得する管理部と、を有し、前記管理部は、取得された礫の量の情報に基づいて、前記処理部での礫の状況を把握する処理を実行することを特徴とする。

0007

ここで、本発明の一態様に係る水中用礫管理装置において、前記測定器は、前記礫の量として荷重を測定する水中ロードセルであり、前記処理部に対して前後の移送管路を介して荷重の影響が伝わらないように前記前後の移送管路に介装されて荷重的な縁切りをする縁切り部が設けられていることは好ましい。
また、本発明の一態様に係る水中用礫管理装置において、前記測定器は、前記礫の量としてレベルを測定する超音波レベルセンサであることは好ましい。

0008

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水中用整粒移送装置は、水中で礫を所望の粒径まで整粒しつつ水とともに移送する水中用整粒移送装置であって、水底で採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う複数の処理部と、それら複数の処理部相互間に接続されて水とともに礫を移送する移送管路と、少なくとも一の処理部に対して装備された本発明の一態様に係る水中用礫管理装置と、を備えることを特徴とする。

0009

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水中での礫供給状態の管理方法は、採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う複数の処理部と、それら複数の処理部相互間に接続されて水とともに礫を移送する移送管路と、を備える移送用機器に用いられ、少なくとも一の処理部に対し、当該処理部に対して前後の移送管路を介して礫の量の影響が伝わらない状態で、当該処理部での礫の量を水中で測定することを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う処理部を有する移送用機器において、処理部に対して前後の移送管路を介して礫の量の影響が伝わらない状態で、その処理部の礫の量を水中で測定できる。そのため、その測定された礫の量の情報に基づいて、水中で移送用機器に供給される礫の状態を所期の状態に管理できる。

図面の簡単な説明

0011

本発明一態様に係る礫管理装置を備える整粒移送装置の第一実施形態であるストックパイルユニットを用いた採掘システムを示す模式的説明図である。
図1に示すストックパイルユニットの模式的正面図であり、同図では、要部を模式的断面にて図示している。
図1に示すストックパイルユニットの模式的側面図であり、同図では、要部を模式的断面にて図示している。
図3に示すストックパイルユニットの変形例とその動作を説明する図であり、同図(a)はその要部を模式的断面にて図示する側面図、(b)は(a)での水中スラリポンプ部分を断面にて図示する部分背面図である。
図3に示すストックパイルユニットの変形例とその動作を説明する図であり、同図(a)はその要部を模式的断面にて図示する側面図、(b)は(a)での水中スラリポンプ部分を断面にて図示する部分背面図である。
本発明一態様に係る礫管理装置を備える整粒移送装置の第二実施形態であるストックパイルユニットの模式図であり、同図(a)は要部を断面にて示した模式的正面図、(b)は要部を断面にて示した模式的側面図である。
第二実施形態のストックパイルユニットでの管理処理を説明するフローチャートである。
第二実施形態のストックパイルユニットでの管理処理を説明するフローチャートである。
第二実施形態のストックパイルユニットでの管理処理を説明するフローチャートである。
第二実施形態のストックパイルユニットでの管理処理を説明するフローチャートである。
第二実施形態のストックパイルユニットでの管理処理を説明するフローチャートである。

実施例

0012

以下、本発明の実施形態ないし変形例について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態ないし変形例は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態ないし変形例に特定するものではない。

0013

まず、本実施形態の採掘システムの全体構成について説明する。本実施形態の採掘システムは、海底熱水鉱床から採鉱される礫の揚鉱に用いる例である。
この採掘システムは、図1に示すように、海上SLに配置される採鉱母船1および揚鉱母船2と、海底SBに配置される採鉱機8およびストックパイルユニット10と、を備える。採鉱機8とストックパイルユニット10との間には、採鉱機8からストックパイルユニット10に向けて可撓性の移送管5が配設される。また、ストックパイルユニット10と揚鉱母船2との間には、揚鉱ポンプ7を介して可撓性の揚鉱管6が配設される。

0014

採鉱母船1および揚鉱母船2には、制御手段を構成する管理コンピュータ9の他、以下図示を省略する、クレーン等の作業機発電機、および、油圧源として内燃機関で駆動される油圧ポンプ等の必要な機器がそれぞれに装備されている。
管理コンピュータ9および発電機並びに油圧ポンプは、アンビリカブルケーブル3、4を介して海底SBに配置される採鉱機8およびストックパイルユニット10に接続され、採鉱母船1および揚鉱母船2側から、採鉱機8およびストックパイルユニット10の作動に必要な電力制御信号の供給並びに圧油の供給が可能になっている。

0015

アンビリカブルケーブル3、4は、給排用の各油圧ホースと、電力ケーブルと、信号用ケーブルと、を可撓性ケーブルベア(ケーブルベアは登録商標)により一体的に囲繞保持してなるハイブリット構造を有する。なお、給排用の各油圧ホースと、電力ケーブルと、信号用ケーブルと、をそれぞれ別箇に配線および配管してもよい。
管理コンピュータ9は、中央処理装置(CPU)並びにこれに接続されるRAM(ランダムアクセスメモリ)やROM(リードオンリ・メモリ)などの記憶部および入出力装置などを有する。

0016

採鉱機8は、機体下部に設けられて海底熱水鉱床ODマウンドM上を走行可能なクローラ装置8bと、機体正面に設けられてマウンドM表面の鉱石を掘削可能な掘削ヘッド8aと、を有する。採鉱機8には、アンビリカブルケーブル3を介して必要な圧油、電力および制御信号が採鉱母船1側の供給源から供給される。
採鉱機8は、採鉱母船1側からオペレーションされ、採鉱母船1側から、圧油、電力および制御信号の供給を受けて海底SBでマウンドM上を移動しつつ、掘削ヘッド8aにより海中で鉱石を破砕し、その破砕した鉱石の礫を、移送管5を介してストックパイルユニット10まで海中で移送可能になっている。

0017

本実施形態のストックパイルユニット10は、水中での移送用機器として、鉱石の礫を整粒しつつ移送する整粒移送装置である。ストックパイルユニット10は、必要な圧油、電力および制御信号を揚鉱母船2側から受ける。
そして、ストックパイルユニット10は、ホッパ20に一次貯留している鉱石の礫を所定サイズに整粒するとともに、海水と混合された所定濃度のスラリにして揚鉱管6の一次側管路6aから揚鉱ポンプ7に向けて送り出すように構成されている。
揚鉱ポンプ7は、ストックパイルユニット10から受けた所定のスラリ濃度に調整されたスラリを受け、その所定濃度のスラリを揚鉱管6の二次側管路6bから揚鉱母船2に移送するように構成されている。

0018

詳しくは、第一実施形態のストックパイルユニット10は、図2および図3に拡大図示するように、枠体状の筐体90を備える。筐体90は、海底SBの適所に水平に載置される平面視が矩形状の基台91を有する。基台91上には、油圧ユニット70が固定され、この油圧ユニット70に、アンビリカブルケーブル4を介して必要な圧油、電力および制御信号が揚鉱母船2側の供給源から供給される。

0019

基台91の隅には複数の支柱92が立設されている。複数の支柱92の上端には、平面視が矩形枠状の上部枠93が水平姿勢で固定される。また、基台91上の適所には、支柱92よりも短い胴部支柱94が立設されている。胴部支柱94の上部には、胴部支柱94の上部と支柱92の略中央の位置とを繋ぐように、平面視が矩形状の胴部枠95が水平姿勢で固定される。
筐体90の上部枠93に対してホッパ20が上部に設けられている。ホッパ20は、採鉱機8から移送管5を介して送られてくる礫を自身上部に設けられた開口部21から受けて、逆円錐形状ロート部22に一次貯留する。

0020

ロート部22の下部には、下方に開口する切り出し口23が設けられている。切り出し口23の下方に対向する位置には、ホッパ20に受け入れた礫を切り出す第一切り出し部としてのベルトフィーダ30が配置されている。本実施形態のベルトフィーダ30は、筐体90の胴部枠95の上に水平姿勢で載置固定されている。
ベルトフィーダ30は、搬送方向に沿って周囲を囲繞するように形成されたフレーム31と、フレーム31内に設けられた基端側の駆動ローラ32および搬送端側の従動ローラ33とを有する。駆動ローラ32には、油圧モータ36がフレーム31の外側に駆動ローラ32を回転駆動可能に付設されている。

0021

油圧モータ36は、作動油を給排する不図示の一次通路および二次通路を備え、これら一次、二次通路は、油圧ユニット70に接続されて閉回路を構成し、油圧ユニット70と油圧モータ36の間を作動油が循環するようになっている。そして、フレーム31の内部には、これら両端のローラ32,33の周囲に、無端状の搬送ベルト35が巻回されている。搬送ベルト35は、基端側の上面が上記切り出し口23に対向している。
搬送ベルト35の途中部分には、複数のガイドローラ34が搬送方向に沿って配置されている。これにより、油圧モータ36の駆動により、切り出し口23から搬送ベルト35上に載置された状態の礫を、駆動ローラ32側から従動ローラ33側に向けて搬送可能になっている。

0022

なお、切り出し口23の従動ローラ33側には、切り出し高さを制限する制限板24が切り出し口23側から下方に向けて垂下され、従動ローラ33側に切り出される礫を所定高さに均しつつ送出可能になっている。
搬送ベルト35は、搬送端側の端部が、下流工程に続く第一移送管路11の上端部に連通する位置まで延在配置される。第一移送管路11は、排出側が下方に向けて90度に曲げられており、搬送ベルト35により水平に搬送されてきた礫が導入されると、導入された礫を自由落下によって下方に送出可能に形成されている。

0023

なお、本実施形態では、第一切り出し部としてベルトフィーダ30を有する例を示したが、第一切り出し部での切り出し手段はベルトフィーダに限定されず、所期の切り出しが可能であれば、振動フィーダスクリュフィーダなど他のフィーダであってもよい。また、ホッパ20の切り出し口23の内部またはその近傍に、攪拌機(例えばレーキ)を設け、貯留中の礫のブリッジを防止する構成を併せて設けてもよい。

0024

ベルトフィーダ30の下流には、第一移送管路11を介して、ベルトフィーダ30で切り出された礫を破砕する破砕機40が配置されている。さらに、破砕機40の下流には、破砕機40で破砕された礫を、下流の移送工程に向けて切り出す第二切り出し部としてのスクリュフィーダ50が第二移送管路12を介して配置されている。また、スクリュフィーダ50の下流には、上記揚鉱ポンプ7まで、礫を含むスラリを移送する移送部としての水中スラリポンプ60が第三移送管路13を介して配置されている。

0025

破砕機40は、ベルトフィーダ30から切り出された礫を破砕する破砕部である。本実施形態の破砕機40は、スリットカッタ方式で破砕する二軸破砕機を採用している。破砕機40は、その一対のドラムカッタ46、46が、所定寸法以下の大きさに礫を細かく破砕するツイン・スリットカッタによる細破砕機能を有する。
本実施形態の破砕機40は、図2および図3に示すように、上記ベルトフィーダ30の下部に、第一移送管路11の下端部分と一体に設けられたフレーム45を有する。フレーム45は、複数の破砕部支柱41によって基台91の上面に支持されている。

0026

このフレーム45内に、互いに平行な一対をなす2本の水平回転軸47がそれぞれ支持されるとともに、各水平回転軸47に一対をなす円柱状のドラムカッタ46がそれぞれ装着される。両回転軸47の先端は、軸受48を介してフレーム45に回転自在に支承されている。
回転軸47の基端部には、両回転軸47を回転駆動する油圧モータ49が装着されている。油圧モータ49は、作動油を給排する不図示の一次通路および二次通路を備える。一次、二次通路は、油圧ユニット70に接続されて閉回路を構成し、油圧ユニット70と油圧モータ49の間を作動油が循環するようになっている。

0027

一対のドラムカッタ46、46相互は、両回転軸47の回転駆動によりフレーム45内に掻き込まれた礫を、互いに内側に噛み込む2つのロール相互の隙間に挟み込んで圧縮破砕する。本実施形態の破砕機40では、一対のドラムカッタ46、46は、礫を所定寸法以下の大きさに細かく破砕するように各部の寸法が設定されている。
ここで、本実施形態の破砕機40には、第一の水中用礫管理装置が装備されている。
第一の礫管理装置は、処理部となる破砕機40が前後の移送管路11、12を介して礫の量の影響が伝わらないように、前後の移送管路11、12に介装されて縁切りをする縁切り部43、44と、縁切り部43、44で縁切りされた状態の破砕機40の礫の量を水中で測定する複数の水中ロードセル42と、を有する。

0028

各水中ロードセル42は、各破砕部支柱41の下端部と基台91の上面との間に介装されている。水中ロードセル42は、水中で使用できる防水型のロードセルである。縁切り部43、44としては、蛇腹状に形成されて伸縮可能な管路ゴム等によって形成された可撓性管路を用いることができる(後述する第二の礫管理装置の縁切り部において同様)。
なお、ベルトフィーダ30から破砕機40への礫の受け入れ量の管理に用いる測定器としては、本実施形態の第一の礫管理装置のように、水中ロードセル42での荷重測定が望ましい。但し、水中ロードセル42に替えて、レーザ式レベルセンサ反射式超音波レベルセンサ、γ線レベルセンサを用いてもよい(後述する第二の礫管理装置の水中ロードセルにおいて同様)。

0029

スクリュフィーダ50は、破砕機40で破砕された礫を水中スラリポンプ60に移送する第二切り出し部とされている。図3に示すように、破砕機40下部のスクリュフィーダ50は、詰まりにくい軸無フィーダで構成される。
本実施形態のスクリュフィーダ50は、軸線を水平にして複数のフィーダ支柱51で支持された中空円筒状のフレーム55と、フレーム55の上流端外側面に付設された油圧モータ59と、フレーム55内に略同軸に配置され油圧モータ59で駆動される軸無スクリュ羽根56と、を備える。軸無スクリュ羽根56は、両端部分に同軸上に形成された回転軸57と、回転軸57同士の間に同軸に連結されたスクリュ部58と、を有する。

0030

スクリュフィーダ50は、油圧モータ59の駆動により軸無スクリュ羽根56を回転させ、フレーム55の途中部分の上部に設けられた導入口53から導入された破砕後の礫を、フレーム55の下流側に向けて搬送して切り出しシュート63に切り出すように構成されている。
本実施形態のスクリュフィーダ50は、切り出しシュート63の反対側に設けられた排出口62を有する。排出口62には、排出口側から機外(基台91の外縁よりも外側の位置)に向けて斜め下方張り出す排出板96が設けられている。
なお、第二切り出し部に採用するフィーダとしては、本実施形態のように、軸無スクリュフィーダが好ましいが、これに限らず、軸付スクリュフィーダでも構わない。また、スクリュフィーダに限定されず、切り出し可能であれば、振動フィーダやベルトフィーダなど他のフィーダであってもよい。

0031

ここで、本実施形態のスクリュフィーダ50には、第二の水中用礫管理装置が装備されている。第二の礫管理装置は、処理部となるスクリュフィーダ50が前後の移送管路12、13を介して礫の量の影響が伝わらないように、前後の移送管路12、13に介装されて縁切りをする縁切り部44、54と、縁切り部44、54で縁切りされた状態のスクリュフィーダ50の礫の量を水中で測定する複数の水中ロードセル52と、を有する。各水中ロードセル52は、各フィーダ支柱51の下端部と基台91の上面との間に介装されている。水中ロードセル52は、水中で使用できる防水型のロードセルである。

0032

下流工程に配置された水中スラリポンプ60は、円筒状のケーシング内に収納された油圧モータ69と、油圧モータ69の下方に設けられたポンプ室68と、ポンプ室68内に突出する油圧モータ69の駆動軸先端に連結されたインペラ64と、を備える移送部である。
水中スラリポンプ60の油圧モータ69に油圧ユニット70からの圧油が供給されると駆動軸が所定速度で回転駆動され、ポンプ室68内でインペラ64が回転する。これにより、ポンプ室68の下面中央に形成された吸入口からスラリを吸入し、ポンプ室68の側面に形成された吐出口から揚鉱管6にスラリを吐出して、揚鉱ポンプ7までスラリを移送可能になっている。

0033

また、本実施形態では、スクリュフィーダ50の切り出しシュート63の下部に、水中スラリポンプ60の吸込配管61と対向する位置に、ノズル66を備える補助水供給ポンプ65が付設されている。これにより、補助水流供給ポンプ65とノズル66とで作る補助水流により、礫のスラリを水中スラリポンプ60に向けて確実に押し込むことができる。
なお、補助水流供給ポンプ65を設ける場合には、移送補助管路14についても礫の量の影響が伝わらないように縁切りする必要がある。本実施形態では、補助管路縁切り部67を移送補助管路14に介装することによって荷重的に縁切りがされている。

0034

ここで、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、海底熱水鉱床ODから採鉱された礫の整粒および搬送制御に必要な処理を実行するためのプログラムを含み、ストックパイルユニット10の各処理部での礫の状況を把握しつつ、整粒搬送に必要な処理を実行可能に構成される。
特に、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、第一の水中用礫管理装置においては、水中ロードセル42で測定された破砕機40での礫の量の情報を取得し、取得された礫の量の情報に基づいて、破砕機40での礫の状況を把握する処理を実行する。そして、取得された礫の量の情報に基づいて、破砕機40での礫の供給量が適正な量になるように管理する。

0035

揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、水中ロードセル42で測定された礫の量の情報に基づいて、ベルトフィーダ30の油圧モータ36の駆動制御を行う。本実施形態では、ベルトフィーダ30から破砕機40に切り出される礫の供給量を、ベルトフィーダ30での切り出し速度の制御または油圧モータ36のON・OFF制御によって所期の量に調整する。
また、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、第二の水中用礫管理装置においては、水中ロードセル52で測定されたスクリュフィーダ50での礫の量の情報を取得し、取得された礫の量の情報に基づいて、スクリュフィーダ50での礫の状況を把握する処理を実行する。本実施形態では、取得された礫の量の情報に基づいて、スクリュフィーダ50での礫の貯留量が適正な量になるように管理する。

0036

さらに、本実施形態では、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、水中ロードセル52測定された礫の量の情報に基づいて、破砕機40からスクリュフィーダ50に切り出される礫の供給量を、破砕機40の油圧モータ49の駆動制御により、破砕機40での破砕速度の制御または油圧モータ49のON・OFF制御によって所期の量に調整する。
さらに、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、スクリュフィーダ50の軸無スクリュ羽根56の回転を、油圧モータ59の回転数制御により調整して礫の送り量を制御する。本実施形態では、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、スクリュフィーダ50を駆動する油圧モータ59の圧油の圧力を監視する。そして、油圧モータ59の圧油の圧力が所定圧力未満のときは、軸無スクリュ羽根56を正転駆動させる通常のフィード制御を実行し、所定圧力以上のときは、軸無スクリュ羽根56を逆転駆動させる処理を実行する。

0037

これにより、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、万一の、礫の噛み込みや礫詰まりの発生を、スクリュフィーダ50を駆動する油圧モータ59の圧力に基づいて管理できる。つまり、油圧モータ59の圧油の圧力が所定圧力以上のときには、スクリュフィーダ50を逆転させるので、これにより、切り出しシュート63の反対側に設けられた排出口62から礫を排出して礫の噛み込みや詰まりを解除できる。なお、排出口62から排出された礫は、排出板96に沿って機外まで送出される。

0038

ここで、水中スラリポンプ60から揚鉱ポンプ7に供給されるスラリのスラリ濃度は、水中スラリポンプ60の吐出流量と、第二切り出し部であるスクリュフィーダ50によって礫の切り出しシュート63に供給される礫の量とで決まる。また、水中スラリポンプ60の吐出流量は、揚鉱ポンプ7の吐出流量から決定される。
そこで、本実施形態においては、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、水中スラリポンプ60の吐出部に設けられたγ線密度計80で計測されたスラリ濃度の値から、予め設定されたスラリ濃度になるように、第二切り出し部50のフィーダによる投入シュート51への礫の供給量を制御して、スラリ濃度を調整するように構成されている。

0039

揚鉱管6内のスラリ濃度を測定する密度検出器としては、本実施形態のように、例えばγ線密度計を用いることができる。本実施形態では、揚鉱管6の一次側管路6aの検出部にγ線密度計80を設けた。揚鉱母船2の管理コンピュータ9はγ線密度計80に接続され、γ線密度計80の測定出力が揚鉱母船2の管理コンピュータ9にフィードバックされるように構成されている。
γ線密度計80は、不図示のγ線源と検出器(例えばシンチレータおよびその変換器)とを有する透過形密度計を用い、γ線源と検出器を対向させるように、揚鉱管6をその径方向量両側から挟み込むようにして装着される。これにより、γ線が揚鉱管6の一次側管路6a内を透過する際に、内部のスラリの密度と距離とにより減衰される。

0040

γ線密度計80を用いることにより、γ線源の強度と対向距離を調節し、揚鉱管6の一次側管路6aを透過したγ線の量に基づき、一次側管路6aの外側からスラリ濃度を連続的且つ自動的に計算できる。なお、本実施形態では、透過型のγ線密度計を用いたが、これに限定されず、制御に必要とされる再現性や分解能に応じて差動型密度計を用いることもできる。

0041

そして、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、γ線密度計80の測定出力から取得したスラリの密度情報に基づいて、揚鉱管6の一次側管路6a内のスラリ濃度を調整して標準値を設定する。これにより、切り出し運転中に揚鉱管6内のスラリ濃度が変動した場合であっても、随時の切り出し量を相対的に算出できる。そのため、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、γ線密度計80の測定出力に対して瞬時に応答して、スクリュフィーダ50の回転速度を制御することにより切り出し量を適切に制御できる。

0042

次に、上述したストックパイルユニット10の動作、および作用効果について説明する。
ストックパイルユニット10は、採鉱機8で採掘された鉱石の礫を、移送管5を介してホッパ20に受け入れる。そして、ストックパイルユニット10は、ホッパ20に受け入れた礫を、第一切り出し部としてのベルトフィーダ30で切り出し、切り出された礫が下方の破砕機40に供給する。ここで、破砕機40にて礫を安定して破砕するためには、破砕機40の破砕能力に合わせて、破砕機40への礫の供給量を管理することが重要である。

0043

これに対し、本実施形態のストックパイルユニット10は、破砕機40に、破砕機40の礫の量を単独で測定できるように、第一の水中用礫管理装置を装備しているので、破砕機40の破砕能力に合わせて、第一切り出し部30のフィーダから破砕機40に切り出される礫の供給量を管理できる。
つまり、本実施形態では、上述したように、第一の水中用礫管理装置として、礫の量の影響が伝わらないように、縁切り部43、44を破砕機40の前後の移送管路11、12に設けるとともに、破砕機40を支承する各破砕部支柱41の下部に、破砕部用水中ロードセル42をそれぞれ設けている。

0044

揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、破砕機40および第二切り出し部50に海水が満たされ且つ礫が導入されていない状態で、第一および第二の水中用礫管理装置それぞれの初期荷重調整(キャリブレーション)を行い、そのときの初期荷重値を「ゼロ」にそれぞれ設定する。初期荷重調整後に、破砕機40およびスクリュフィーダ50における、礫の供給量を調整する処理を開始する。
これにより、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、ベルトフィーダ30から破砕機40に切り出された礫の量を破砕部用水中ロードセル42で計測し、ベルトフィーダ30の移送速度可変制御やON・OFF制御によって礫の供給量を調整できる。

0045

破砕機40に供給された礫は、破砕機40で所定の大きさ以下に破砕される。破砕刃ダブルロールクラッシャを用いた場合、対向する一対のドラムカッタ46、46相互間の隙間を調整することで破砕された礫の大きさを所期のサイズに調整できる。
なお、破砕機40に採用する破砕刃としては、本実施形態のように、ダブルロールクラッシャが好ましい。但し、シングルロールクラッシャカッターミルコーンクラッシャ等の他の破砕刃を採用してもよい。

0046

そして、破砕機40で所定の大きさ以下に破砕された礫は、第二切り出し部であるスクリュフィーダ50で切り出しシュート63に切り出され、水中スラリポンプ60の吸引と補助水流供給ポンプ65とにより、切り出しシュート63の下部側面に配置されたノズル66から噴射される補助水流で水中スラリポンプ60の吸込配管61に向けて安定供給される。
その際、本実施形態のストックパイルユニット10は、破砕機40の下部に設けられた第二切り出し部であるスクリュフィーダ50が、第二の水中用礫管理装置を備えているので、このスクリュフィーダ50においても破砕された礫の量を適正に管理できる。

0047

つまり、本実施形態のストックパイルユニット10は、スクリュフィーダ50についても、フィーダ単独で礫の量を測定できるように、礫の量の縁切り部54と、フィーダ支柱51の基端部に水中ロードセル52と、を設けている。そのため、スクリュフィーダ50内の礫の量を水中ロードセル52で随時に計測し、スクリュフィーダ50内の礫の量が適正範囲内になるように、上流の破砕機40のON・OFF制御等によって所望に管理できる。

0048

以上説明したように、本実施形態のストックパイルユニット10によれば、採掘される礫を水とともに移送するために必要な処理を水中で行う処理部として、破砕機40およびスクリュフィーダ50を有し、これら処理部に対し、破砕機40には、第一の礫管理装置が装備され、スクリュフィーダ50には、第二の礫管理装置が装備されているので、これらの処理部に対し前後の移送管路を介して礫の量の影響が伝わらない状態で、各処理部の礫の量を水中でそれぞれ測定できる。そして、その測定された礫の量の情報に基づいて、上流工程から移送用機器の各処理部に水中で供給される礫の状況を所期の状態に管理できる。

0049

なお、本発明に係る水中用礫管理装置および水中用整粒移送装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば上記実施形態では、本発明に係る水中用礫管理装置および水中用整粒移送装置を、海底熱水鉱床から採鉱された礫の揚鉱に用いる例で説明したが、海水中での使用に限定されず、本発明に係る水中用礫管理装置および水中用整粒移送装置は、池や、特にダム湖等の淡水中での礫の管理並びに整粒移送の用途に用いることができる。

0050

また、本発明に係る水中用礫管理装置および水中用整粒移送装置に付帯する設備についても、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜の追加や削除が可能である。例えば、図4および図5に変形例を示すように、この変形例では、第二切り出し部であるスクリュフィーダ50からの礫の吐出口と水中スラリポンプ60の吸込配管61とを連結する移送管路の部分に、油圧シリンダ83と、油圧シリンダ83で駆動されるスイングバルブ82と、水中スラリポンプ60の吸込配管61に向けて自身先端のノズル66から水流を噴射可能に付設された補助水流ポンプ65と、を備える。

0051

スイングバルブ82は、回転軸82jまわりに回動可能な回動腕82aと切換えエルボ管61jとが内蔵され、回動腕82aが油圧シリンダ83の伸縮に応じて駆動されると、切換え用エルボ管61jが回動され、水中スラリポンプ60との連結状態連結位置図4(b))と排出位置(図5(b))とに切り替え可能になっている。
水中スラリポンプ60との連結位置では、切換え用エルボ管61jの端部開口は、水中スラリポンプ60の吸込口と同軸に連通する位置に接続される。また、排出位置では、水中スラリポンプ60の吸込口が下方に開口されるとともに、切換え用エルボ管61jの端部開口も側方に向けて開口される。

0052

そして、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、上記γ線密度計80で計測するスラリ濃度と、水中スラリポンプ60の負荷変動とに基づいて、吸込配管61での礫詰まりの状態を検知し、吸込配管61に礫詰まりが発生したと判定した場合には、スイングバルブ82用の油圧シリンダ83を駆動してスイングバルブ82の切換え用エルボ管61jを連結位置から排出位置に切り替えるとともに、補助水流ポンプ65を駆動してそのノズル66から噴出される水流により吸込配管61の礫詰まりを解除する処理を実行するように構成されている。

0053

このような構成であれば、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、吸込配管61内の礫詰まりを、γ線密度計80で計測するスラリ濃度と水中スラリポンプ60の負荷変動とに基づいて検知できる。
そして、礫の投入シュート51と水中スラリポンプ60の配管連結部にスイングバルブ82を設けているので、揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、吸込配管61に礫詰まりが発生したと判定した場合、油圧シリンダ83でスイングバルブ82を水中スラリポンプ60との連結位置から排出位置に切り替えるとともに、補助水流供給ポンプ65を駆動し、ノズル66から噴出される水流で吸込配管61の礫詰まりをより確実に解除できる。

0054

このとき、排出位置では、水中スラリポンプ60の吸込口が下方に開口されるとともに、切換え用エルボ管61jの端部開口も側方に向けて開口されるので、水中スラリポンプ60の吸込口内の礫は自由落下によって下方に放出され、吸込配管61の礫詰まりは、切換え用エルボ管61jの端部開口から、補助水流供給ポンプ65とノズル66とで作る補助水流で機外に向けて排出できる。

0055

次に、第二実施形態のストックパイルユニット10について説明する。
ここで、上記第一実施形態のストックパイルユニット10では、処理部に対して前後の移送管路を介して礫の量の影響が伝わらない状態とするための縁切り部を設けるとともに、礫の量の測定器として荷重を測定する水中ロードセルを用いた例を示した。
これに対し、第二実施形態のストックパイルユニット10は、荷重的な縁切り部を設けておらず、水中ロードセルに替えて、超音波レベルセンサを用いて礫の量を測定する点が相違する。
なお、以下説明する相違点を除く他の構成は、上記第一実施形態のストックパイルユニット10と共通するため、同一または対応する構成には同一の符号を付すとともに、詳細な説明は適宜省略する。

0056

詳しくは、第二実施形態のストックパイルユニット10は、図6に示すように、スクリュフィーダ50の導入口53は、逆円錐台状に形成されており、この導入口53の上部側面に超音波レベルセンサ85が付設されている。
本実施形態の超音波式レベルセンサ85は、反射式のものであり、超音波発信部から海水が満たされた導入口53の内部に向けて超音波パルスを発信し、その超音波パルスが貯留された礫の表面から反射して受信部に戻ってくるまでの時間を測定する。
これにより、超音波の海水中での伝搬速度から貯留された礫の受け入れシュートレベルを求め、逆円錐台状の導入口53の既知容積と礫の比重とから礫の量の情報を取得する測定器として機能する。よって、処理部に対して前後の移送管路を介して礫の量の影響が実質的に伝わらないため、第一実施形態のような荷重的縁切り部が不要となる。

0057

第二実施形態では、超音波レベルセンサ85で測定された礫の受け入れシュートレベルは、揚鉱母船2の管理コンピュータ9に送られる。
揚鉱母船2の管理コンピュータ9は、超音波レベルセンサ85で測定されたスクリュフィーダ50での礫の量の情報として礫の受け入れシュートレベルの情報を取得してスクリュフィーダ50での礫の状況を把握し、取得された礫の量の情報に基づいて、各処理部での礫の量が適正な量になるように管理する管理処理を実行する。

0058

次に、揚鉱母船2の管理コンピュータ9(以下、単に「管理コンピュータ9」ともいう)が実行する管理処理について図7〜11を適宜参照しつつ詳しく説明する。
管理コンピュータ9で管理処理が実行されると、まず、図7に示す、ステップS11〜S14に移行し、処理工程下流側の処理部から順に、水中スラリポンプ60、補助水流供給ポンプ65、破砕機40およびベルトフィーダ30が運転される。なお、各処理部の稼働開始時処理設定値は、例えば水中スラリポンプ60は、110m3/h、補助水流供給ポンプ65は、70m3/h、破砕機40は、60t/h、ベルトフィーダ30は、40t/hである。

0059

次いで、ステップS15に移行して、超音波式レベルセンサ85から礫の受け入れシュートレベルの情報を取得し、スクリュフィーダ50の導入口53への礫の受け入れシュートレベルが低位レベルLを超えているか否かを判定する。礫の受け入れシュートレベルが低位レベルLを超えていればステップS16に移行し、そうでなければ、礫の受け入れシュートレベルが低位レベルLを超えるまで、ステップS15で待機する。ステップS16では、スクリュフィーダ50が運転される。なお、スクリュフィーダ50の稼働開始時の処理設定値は、例えば40t/hである。

0060

スクリュフィーダ50が運転されると、続く処理A1および処理A2が同時並行して実行される。
つまり、処理A1では、図8に示すように、ステップS21に移行し、スクリュフィーダ50の稼働開始から所定時間(例えば1分)後に、γ線密度計80によるスラリ濃度の測定が開始される。続くステップS22では、γ線密度計80で測定されたスラリ濃度が所定濃度の範囲内か否かが判定され、所定濃度の範囲内であればステップS23に移行し、そうでなければステップS24に移行する。なお、所定濃度の範囲として、本実施形態では、例えば8.5vol%以上10vol%以下の範囲とする。

0061

ステップS23では、スクリュフィーダ50の回転数を、現在の処理設定値に所定時間(例えば2分間)維持し、続く処理Bに移行する。
ステップS24では、γ線密度計80で測定されたスラリ濃度が所定の上限濃度を超えているか否かが判定され、所定の上限濃度を超えていればステップS25に移行し、そうでなければステップS27に移行する。なお、所定の上限濃度として、本実施形態では、例えば10vol%としている。

0062

ステップS25では、スクリュフィーダ50の回転数を、現在の処理設定値よりも所定割合(例えば10%)だけ下げ、続くステップS26では、その所定割合だけ下げた設定値での運転を所定時間(例えば2分間)維持し、続く処理Bに移行する。
ステップS27では、γ線密度計80で測定されたスラリ濃度が所定の下限濃度(例えば8.5vol%)未満か否かが判定され、下限濃度未満であればステップS28に移行し、そうでなければ処理をステップS22に戻す。

0063

ステップS28では、スクリュフィーダ50の回転数を、現在の処理設定値よりも所定割合(例えば10%)だけ上げ、続くステップS29では、その所定割合だけ上げた設定値での運転を所定時間(例えば2分間)維持し、続く処理Bに移行する。
そして、処理A2では、スクリュフィーダ50の導入口53での礫の受け入れシュートレベルを監視し、図9に示すように、ステップS31に移行し、超音波レベルセンサ85で測定された礫の受け入れシュートレベルが所定レベルの範囲内か否かが判定され、所定レベルの範囲内であればステップS32に移行し、そうでなければステップS33に移行する。なお、所定レベルの範囲として、本実施形態では、予め設定された低位レベルL以上、高位レベルH以下の範囲とする。

0064

ステップS32では、ベルトフィーダ30の切り出し回転数を、現在の処理設定値に所定時間(例えば1分間)維持し、続く処理Bに移行する。
ステップS33では、超音波レベルセンサ85で測定された礫の受け入れシュートレベルが所定の高位レベルHを超えているか否かが判定され、所定の高位レベルHを超えていればステップS34に移行し、そうでなければステップS36に移行する。

0065

ステップS34では、ベルトフィーダ30の切り出し回転数を、現在の処理設定値よりも所定割合(例えば10%)だけ下げ、続くステップS35では、その所定割合だけ下げた設定値での運転を所定時間(例えば1分間)維持し、続く処理Bに移行する。
ステップS36では、超音波レベルセンサ85で測定された礫の受け入れシュートレベルが所定の低位レベルL未満か否かが判定され、低位レベルL未満であればステップS37に移行し、そうでなければ処理CのステップS39に移行する。

0066

ステップS37では、ベルトフィーダ30の切り出し回転数を、現在の処理設定値よりも所定割合(例えば10%)だけ上げ、続くステップS38では、その所定割合だけ上げた設定値での運転を所定時間(例えば1分間)維持し、続く処理Bに移行する。
ステップS39では、超音波レベルセンサ85で測定された礫の受け入れシュートレベルが所定の限界上限レベルHHを超えているか否かが判定され、所定の限界上限レベルHHを超えていればステップS40に移行し、そうでなければ処理A1およびA2の並行処理を継続すべく、ステップS21およびステップS31に処理を戻す。

0067

ステップS40では、ベルトフィーダ30での切り出し運転を停止し、所定時間(例えば1分間)の運転停止後(ステップS41)、ベルトフィーダ30での切り出し運転を稼働開始時の処理設定値(例えば40t/h)にて再開し(ステップS42)、その運転状態を所定時間(例えば1分間)保持して(ステップS43)、続く処理Bに移行する。
処理Bでは、図11に示すように、ステップS50に移行し、ストックパイルユニット10に対する運転停止命令の有無を監視する。運転停止命令があればステップS51に移行し、そうでなければ、処理A1およびA2の並行処理を継続すべく、ステップS21およびステップS31に処理を戻す。

0068

ステップS51では、まず、処理工程の最上流側のベルトフィーダ30での切り出し運転を停止する。続くステップS52では、超音波式レベルセンサ85から礫の受け入れシュートレベルの情報を取得し、スクリュフィーダ50の導入口53への礫の受け入れシュートレベルが低位レベルL未満か否かを判定する。礫の受け入れシュートレベルが低位レベルL未満であればステップS53に移行し、そうでなければ、礫の受け入れシュートレベルが低位レベルL未満に下がるまで、ステップS52で待機する。
ステップS53では、所定時間(例えば5分間)が経過するまで待機した後、ステップS54〜S60の運転停止の処理を順に実行して、処理工程上流側の処理部から順に、破砕機40、スクリュフィーダ50、補助水流供給ポンプ65および水中スラリポンプ60の運転を停止する。

0069

なお、各処理部の運転を停止する際は、所定の待機時間が経過するまで待機した後に、下流側の処理部の運転を停止する。本実施形態の例では、破砕機40を停止後、5分間待機し(ステップS55)、次いで、スクリュフィーダ50を停止後、1分間待機し(ステップS57)、次いで、補助水流供給ポンプ65を停止後、1分間待機し(ステップS59)、次いで、水中スラリポンプ60を停止する。

0070

このように、第二実施形態のストックパイルユニット10によれば、水中ロードセルに替えて、超音波レベルセンサ85を用いて礫の量を水中で測定するため、処理部に対して前後の移送管路を介して礫の量の影響が伝わらない状態とするための縁切り部が不要となる。
そして、第二実施形態の管理コンピュータ9は、上述した管理処理のプログラムを実行可能なので、これにより、第一実施形態同様に、超音波レベルセンサ85で測定された礫の量の情報に基づいて、上流工程から移送用機器の各処理部に水中で供給される礫の状況を所期の状態に管理できる。

0071

1採鉱母船
2 揚鉱母船
3アンビリカブルケーブル
4 アンビリカブルケーブル
5移送管
6揚鉱管
7 揚鉱ポンプ
8採鉱機
9管理コンピュータ(管理部)
10ストックパイルユニット(整粒移送装置:移送用機器)
11 第一移送管路
12 第二移送管路
13 第三移送管路
14移送補助管路
20 ホッパ
30ベルトフィーダ(第一切り出し部)
40破砕機(破砕部)
41 破砕部支柱
42 破砕部用水中ロードセル(測定器)
43縁切り部
44 縁切り部
45フレーム
46ドラムカッタ
47水平回転軸
48軸受
49油圧モータ
50スクリュフィーダ(第二切り出し部)
51フィーダ支柱
52フィーダ用水中ロードセル(測定器)
53 導入口
54 縁切り部
55 フレーム
56 軸無スクリュ羽根
57回転軸
58スクリュ部
59 油圧モータ
60 水中スラリポンプ(移送部)
61吸込配管
62 排出口
63 切り出しシュート
64インペラ
65補助水流供給ポンプ
66ノズル
67 補助管路縁切り部
68ポンプ室
69 油圧モータ
70油圧ユニット
80γ線密度計
82スイングバルブ
83油圧シリンダ
90筐体
91基台
92 支柱
93 上部枠
94胴部支柱
95 胴部枠
96排出板
Mマウンド
OD海底熱水鉱床
SL 海上
SB 海底

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