СОКРОВИЩА НА ДНЕ
Когда разговор заходит о сокровищах океанского дна, то в первую очередь вспоминают о залежах нефти и газа, метангидратах, а уже потом о залежах марганцевых конкреций. Возможно, так получается потому, что обычно эти руды залегают вдали от берегов на глубине 5000—10000 метров. Так что добыть их весьма не просто.
Тем не менее, англо-голландская экспедиция на борту британского исследовательского судна «Челленджер» еще в 1873 году подняла в неводе первые образцы руды на поверхность. Учеными было установлено, что конкреции растут в течение миллионов лет (от 0,001 до 1 миллиметра в тысячелетие), а структура их поперечного сечения имеет поразительное сходство с годовыми кольцами дерева. В составе марганцевых конкреций обнаружили также железо, медь, никель и другие металлы.
Исследования, проведенные в течение Международного геофизического года (1957/58), показали, что эти рудные образования, имеющие картофелеобразную форму, покрывают обширные площади дна Тихого, Индийского и северной части Атлантического океанов. Некоторые исследователи допускают их наличие и в Северном Ледовитом океане.
Впрочем, долгое время высокое содержание в конкрециях марганца (до 30 %) не представляло особого интереса, так как мировая промышленность еще не испытывала недостатка в марганцевом сырье. Но другие, более ценные компоненты, такие как медь, никель, кобальт, молибден и титан, были приняты во внимание для будущего использования.
Сегодня большинство составляющих конкреций уже вызывает огромный интерес металлургов. Однако сделать добычу экономически выгодной возможно только при высокой производительности добычи (не менее нескольких тонн руды в час). Клаус Экер, ведущий специалист отдела конструирования насосов для горнодобывающей промышленности и морской добычи полезных ископаемых завода KSB (г. Хомбург, ФРГ), полагает, что технология достигла нужного уровня сравнительно недавно.
Первым практическим достижением в промышленной добыче марганцевых конкреций с глубины 5250 метров в центральном районе Тихого океана (около Гавайских островов) стала успешная работа экспериментального судна Sedco 445. Эта работа началась в апреле 1978 года и выполнялась совместными целенаправленными усилиями компаний SEDKO (США), INCO (Канада), DOMCO (Япония) и AMR (Германия).
На корабле размещалась буровая вышка, через которую проходил транспортный трубопровод диаметром 200 миллиметров, соединяющий корабль с месторождением конкреций. Под кораблем была предусмотрена конвейерная (многоступенчатая) система гидравлического транспортирования руды.
Непосредственно под буровой вышкой был расположен жесткий вертикальный трубопровод. Последняя секция транспортного трубопровода представляла собой гибкий гофрированный шланг, соединенный с коллектором. Этот шланг являлся своеобразным компенсатором при буксовании коллектора по неровному дну океана.
Устройство, собирающее марганцевые конкреции внутри корпуса коллектора, приводилось в движение погружным электродвигателем. Далее в транспортной линии был установлен насос, который имел на выходе специальные насадки для образования сильных напорных струй. Эти струи использовались для разрыхления грунта и отделения марганцевых конкреций от донного осадочного слоя. В то время как коллектор собирал на дне конкреции, донный осадок был вовлечен в интенсивное вихревое движение.
Правильность монтажа участков транспортного трубопровода на большой глубине и работа коллектора гидросистемы наблюдались на корабле с помощью подводной телекамеры.
Из-за ограничений, которые определяются возможностями морского судна, было невозможно превышать допустимые габаритные размеры насоса и электродвигателя. Поэтому общая длина перекачивающего насоса в трубопроводе составляла 11,3 метра. Это определило выбор - 10-ступенчатого секционного насоса с радиальными рабочими колесами. Наибольший внешний диаметр электронасоса при этом был равен 550 миллиметров. В результате была разработана специальная конструкция, согласующая геометрию рабочих колес и направляющих аппаратов с корпусом насоса.
Работа погружных насосов в гидравлической системе транспортировки марганцевых конкреций дала возможность оценить эффективность их применения для нужд металлургической промышленности. Как полагают специалисты, в третьем тысячелетии человечество не сможет долго обходиться без использования огромных сырьевых ресурсов океана. А значит, в скором времени в Мировом океане начнут добывать не только нефть и метан.
Особое внимание в настоящее время привлекают обнаруженные подводные золотоносные горы и холмы, которые благодаря относительно небольшой глубине в 1050 метров могут стать пионерами в новом направлении горнодобывающей промышленности. Его развитие даст толчок разработке технологий глубоководной добычи ископаемых, а также производству соответствующего оборудования и оснастки.
