海底鉱床掘削機
【課題】従来の掘削機と回収機の両方を積み込むような広い甲板を有する大型の作業船を必要とすることなく、掘削機を積載可能な程度の船により掘削、集積作業を可能にする海底鉱床掘削機を提供する。
【解決手段】本発明である海底鉱床掘削機は、左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削装置が掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、本体フレームに備えた掘削装置が取り外し可能であるとともに掘削ブームに海底に散在する掘削された海底鉱物の鉱砕を前記本体フレームに設置された集積槽に送入するための集積装置を取り付け可能とした。
【解決手段】本発明である海底鉱床掘削機は、左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削装置が掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、本体フレームに備えた掘削装置が取り外し可能であるとともに掘削ブームに海底に散在する掘削された海底鉱物の鉱砕を前記本体フレームに設置された集積槽に送入するための集積装置を取り付け可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底、特に深海に存在する鉱床を掘削するために用いられる海底鉱床掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近頃、水深１０００ｍを超える大深海の海底に金、銅、鉛、亜鉛、ニッケル、コバルト、白金その他レアメタル、レアアースなどのメタル資源を有する海底鉱床が多数存在することが各種の探査により確認されている。
【０００３】
ところで、前記海底鉱床の資源を利用するには海底鉱床を破砕して採鉱する手段が必要であり、従来から例えば特開平７−２１７３６１号公報や特開２００４−１４３７４１号公報に提示されているように船から掻き取り機を降下させたり岩盤破砕用爪を落下させたりする手段が知られているが、殆どが比較的浅い海域での使用を前提としたものやサンプリングに関するものであり、特に、１０００ｍを越える深海に適用するには精度や破砕効果の面で問題がある。
【０００４】
また、直接、海底に沈降させて鉱床を掘削する海底掘削機が特開昭６３−１３０８２９号公報に提示されているが、この公報に提示されている海底掘削機は、平面が矩形状の枠体の四隅に伸縮脚を設けた本体フレームと同様な移動フレームとを長手方向に直交する方向に移動可能にスライダーにより支持するとともに、本体フレームの先方にロードヘッタと下方にドラムカッターを備えたものであり、ドラムカッターで掘削した鉱砕を本体フレームの前方に配置した吸引管で吸引し、これを本体フレームの後方へ吐出するものであり、後方へ排出した鉱砕を別の集積機により集積するものである。
【０００５】
従って、海底鉱床を掘削して鉱砕を船上に回収するには重量がある掘削機と集積機の両方を船に積んで掘削現場に向かう必要があり、甲板の広い大型の作業船が必要であり、多くの設備費や運航費などが掛かることから経済面で不利であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１７３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３７４１号公報
【特許文献３】特開昭６３−１３０８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、従来の掘削機と回収機の両方を積み込むような広い甲板を有する大型の作業船を必要とすることなく、掘削機を積載可能な程度の船により掘削、集積作業を可能にする海底鉱床掘削機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明である海底鉱床掘削機は、左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削装置が掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、前記本体フレームに備えた掘削装置が取り外し可能であるとともに前記掘削ブームに海底に散在する掘削された海底鉱物の鉱砕を前記本体フレームに設置された
集積槽に送入するための集積装置が取り付け可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、海底鉱床掘削機の掘削装置を取り外して集積装置を取り付けることにより、１台の海底鉱床掘削機により海底鉱床の掘削と掘削作業により取り出した鉱砕も集積して回収可能とすることにより少ない機材で作業が行える。また、大型の作業船を必要としないので経済的に有利である。
【００１０】
また、本発明において、前記本体フレームに設置した前記回収槽が、縦方向に取り外し可能である場合には、鉱砕の入った回収槽を海底鉱床掘削機を海底に置いた状態で船上へ回収することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大深海の凹凸や傾斜地である海底であっても安定した状態で走行ならびに掘削作業を行うことができるばかりか、掘削した鉱砕を掘削に用いた海底鉱床掘削機の部品を替えるだけで集積ならびに回収することができるので使用する作業船を含めて経済面できわめて有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す分解した状態を示す側面図である。
【図２】図１に示した実施の形態における掘削装置を装着した状態の側面図である。
【図３】図３の正面図である。
【図４】図１に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図５】図１に示した実施の形態における掘削装置を集積装置に付け替えた状態の側面図である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】図５に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図面は本発明の好ましい実施の形態の側面図を示すものであり、図１に示す海底鉱床掘削機１は、図１（ａ）に示すように、本体フレーム２に左右一対のクローラ３，３が備えられており、このクローラ３，３は陸上で使用されるものと変わりなく例えば後方の駆動輪３１に配置したモータや減速機などの本体フレームに搭載される駆動手段（図示せず）により走行するものであり、本実施の形態では船上から例えば有線により運転される。
【００１５】
また、前記本体フレーム２に前後方向へスライド可能なスライドブーム４が配置されているとともに、このスライドブーム４の先方に伸縮シリンダ５１および固着部５２を有する固定ブーム５が上下左右方向に揺動可能に配置されている。
【００１６】
また、前記固定ブーム５には、図１（ｂ）に示す掘削装置６または図１（ｃ）に示す鉱砕の集積装置７がそれぞれ固着可能となっている。
【００１７】
尚、本実施の形態では、掘削装置６は駆動源を内臓しているとともに、先端に複数の切削部を突設した前記駆動源により回転する掘削ドラム６１を、降端に前記固定ブーム５に固着するための固着部６２が形成されている。
【００１８】
また、鉱砕の集積装置７は、先端に下方を開口した取り込み口７１を有するとともに後端に前記固定ブーム５に固着するための固着部７２が形成された枠状体７３であって、内部に無端ベルトの外周面に所定の間隔で掻き板を立設させた積み込み部材７４が配置され
ている。
【００１９】
そして、本実施の形態である海底鉱床掘削機１は、作業船（図示せず）に積み込まれて作業現場に運ばれ、船上で前記掘削装置６または集積装置７のいすれかを固定して装着した状態で例えばワイヤなどにより吊り下げられて海底に降ろされて作業を行い、また、異なる作業を行う場合には船上に引き上げて掘削装置６または集積装置７を交換、固定して装着し、再度、海底に降ろして作業を繰り返すものである。
【００２０】
本実施の形態は、このように固定ブーム５に装着する掘削装置６または集積装置７を交換することにより、１台の海底鉱床掘削機１で海底鉱床の掘削作業と掘削作業により削り取った鉱砕の集積、回収作業を行うことができる。
【００２１】
図２乃至図４は、前記図１に示した実施の形態において、先端の固定ブーム５に掘削部材６を装着して掘削作業を行う場合を示したものであり、船上からワイヤなどにより吊り下げて海底へ沈降させ、船上からの操作により図４に示すように海底９を走行させる。このとき、本実施の形態では走行手段としてクローラ３を用いているので海底に凹凸があったり傾斜面であっても支障なく迅速に且つ方向を問わずに走行可能であり、また所定の掘削箇所で確実に停止させることができる。
【００２２】
そして、図４に示すように、海底鉱床８を海底鉱床掘削機１の先端に備えた掘削装置６の掘削ドラム６１により掘削して鉱砕８１にする。
【００２３】
次に、掘削装置６を装着した海底鉱床掘削機１をワイヤなどで作業船上に吊り上げて図１に示したように、前記掘削装置６を固定ブーム５から取り外し、集積装置７を装着して再び海底９に降ろし、図７に示すように前記掘削装置６を装着した海底鉱床掘削機１により掘削されて海底９に散在している鉱砕８１を本体フレーム２に形成された凹所２１に作業船（図示せず）から降ろしたワイヤ２２などにより上下方向に昇降することにより着脱可能な頂面を開口した回収槽２３に集積、回収する。
【００２４】
更に詳細に説明すると、本実施の形態である海底鉱床掘削機１に装着される集積装置７は、積み込み部材７４を回転駆動させた状態で海底鉱床掘削機１を前進させ、海底９に散在している鉱砕８１を先端に形成した取り込み口７１で枠状体７３内に取り込み、前記積み込み部材７４により後方へ移送して前記回収槽２３へと自動的に集積、回収し、鉱砕８１が溜まったならば、回収槽２３をワイヤ２２により作業船（図示せず）に引き上げ、再び空になった回収槽２３を海底鉱床掘削機１の本体フレーム２に形成された凹所２１に収装して、回収作業を繰り返す。
【００２５】
尚、例えば、海底鉱床掘削機１の本体フレーム２に形成された凹所２１に海水中で検知可能な位置センサー（図示せず）を配置しておくことにより、確実に且つ迅速に回収槽２３を凹所２１に戻すことができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態では海底鉱床掘削機１に掘削ドラム６１により掘削する掘削装置６と無端ベルトを用いた掻きこみ式の集積装置７とを交換可能に装着することにより１台の海底鉱床掘削機１で掘削と鉱砕の回収を行うことができるが、掘削装置６ならびに集積装置７は一例であって、例えば削岩機のような掘削装置６や吸い込み式の集積装置７（図示せず）など他の形式のものを固定部５に交換可能に装着できるものであればよい。
【符号の説明】
【００２７】
１ 海底鉱床掘削機、２ 本体フレーム、３ クローラ、４ スライドフレーム、５
ウェイト ブーム、６ 積み降ろし装置、９ 海底、４１ 掘削装置、５１ カウンターウェイト、５４ 位置センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底、特に深海に存在する鉱床を掘削するために用いられる海底鉱床掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近頃、水深１０００ｍを超える大深海の海底に金、銅、鉛、亜鉛、ニッケル、コバルト、白金その他レアメタル、レアアースなどのメタル資源を有する海底鉱床が多数存在することが各種の探査により確認されている。
【０００３】
ところで、前記海底鉱床の資源を利用するには海底鉱床を破砕して採鉱する手段が必要であり、従来から例えば特開平７−２１７３６１号公報や特開２００４−１４３７４１号公報に提示されているように船から掻き取り機を降下させたり岩盤破砕用爪を落下させたりする手段が知られているが、殆どが比較的浅い海域での使用を前提としたものやサンプリングに関するものであり、特に、１０００ｍを越える深海に適用するには精度や破砕効果の面で問題がある。
【０００４】
また、直接、海底に沈降させて鉱床を掘削する海底掘削機が特開昭６３−１３０８２９号公報に提示されているが、この公報に提示されている海底掘削機は、平面が矩形状の枠体の四隅に伸縮脚を設けた本体フレームと同様な移動フレームとを長手方向に直交する方向に移動可能にスライダーにより支持するとともに、本体フレームの先方にロードヘッタと下方にドラムカッターを備えたものであり、ドラムカッターで掘削した鉱砕を本体フレームの前方に配置した吸引管で吸引し、これを本体フレームの後方へ吐出するものであり、後方へ排出した鉱砕を別の集積機により集積するものである。
【０００５】
従って、海底鉱床を掘削して鉱砕を船上に回収するには重量がある掘削機と集積機の両方を船に積んで掘削現場に向かう必要があり、甲板の広い大型の作業船が必要であり、多くの設備費や運航費などが掛かることから経済面で不利であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１７３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３７４１号公報
【特許文献３】特開昭６３−１３０８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、従来の掘削機と回収機の両方を積み込むような広い甲板を有する大型の作業船を必要とすることなく、掘削機を積載可能な程度の船により掘削、集積作業を可能にする海底鉱床掘削機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明である海底鉱床掘削機は、左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削装置が掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、前記本体フレームに備えた掘削装置が取り外し可能であるとともに前記掘削ブームに海底に散在する掘削された海底鉱物の鉱砕を前記本体フレームに設置された
集積槽に送入するための集積装置が取り付け可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、海底鉱床掘削機の掘削装置を取り外して集積装置を取り付けることにより、１台の海底鉱床掘削機により海底鉱床の掘削と掘削作業により取り出した鉱砕も集積して回収可能とすることにより少ない機材で作業が行える。また、大型の作業船を必要としないので経済的に有利である。
【００１０】
また、本発明において、前記本体フレームに設置した前記回収槽が、縦方向に取り外し可能である場合には、鉱砕の入った回収槽を海底鉱床掘削機を海底に置いた状態で船上へ回収することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大深海の凹凸や傾斜地である海底であっても安定した状態で走行ならびに掘削作業を行うことができるばかりか、掘削した鉱砕を掘削に用いた海底鉱床掘削機の部品を替えるだけで集積ならびに回収することができるので使用する作業船を含めて経済面できわめて有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す分解した状態を示す側面図である。
【図２】図１に示した実施の形態における掘削装置を装着した状態の側面図である。
【図３】図３の正面図である。
【図４】図１に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【図５】図１に示した実施の形態における掘削装置を集積装置に付け替えた状態の側面図である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】図５に示した実施の形態における使用状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図面は本発明の好ましい実施の形態の側面図を示すものであり、図１に示す海底鉱床掘削機１は、図１（ａ）に示すように、本体フレーム２に左右一対のクローラ３，３が備えられており、このクローラ３，３は陸上で使用されるものと変わりなく例えば後方の駆動輪３１に配置したモータや減速機などの本体フレームに搭載される駆動手段（図示せず）により走行するものであり、本実施の形態では船上から例えば有線により運転される。
【００１５】
また、前記本体フレーム２に前後方向へスライド可能なスライドブーム４が配置されているとともに、このスライドブーム４の先方に伸縮シリンダ５１および固着部５２を有する固定ブーム５が上下左右方向に揺動可能に配置されている。
【００１６】
また、前記固定ブーム５には、図１（ｂ）に示す掘削装置６または図１（ｃ）に示す鉱砕の集積装置７がそれぞれ固着可能となっている。
【００１７】
尚、本実施の形態では、掘削装置６は駆動源を内臓しているとともに、先端に複数の切削部を突設した前記駆動源により回転する掘削ドラム６１を、降端に前記固定ブーム５に固着するための固着部６２が形成されている。
【００１８】
また、鉱砕の集積装置７は、先端に下方を開口した取り込み口７１を有するとともに後端に前記固定ブーム５に固着するための固着部７２が形成された枠状体７３であって、内部に無端ベルトの外周面に所定の間隔で掻き板を立設させた積み込み部材７４が配置され
ている。
【００１９】
そして、本実施の形態である海底鉱床掘削機１は、作業船（図示せず）に積み込まれて作業現場に運ばれ、船上で前記掘削装置６または集積装置７のいすれかを固定して装着した状態で例えばワイヤなどにより吊り下げられて海底に降ろされて作業を行い、また、異なる作業を行う場合には船上に引き上げて掘削装置６または集積装置７を交換、固定して装着し、再度、海底に降ろして作業を繰り返すものである。
【００２０】
本実施の形態は、このように固定ブーム５に装着する掘削装置６または集積装置７を交換することにより、１台の海底鉱床掘削機１で海底鉱床の掘削作業と掘削作業により削り取った鉱砕の集積、回収作業を行うことができる。
【００２１】
図２乃至図４は、前記図１に示した実施の形態において、先端の固定ブーム５に掘削部材６を装着して掘削作業を行う場合を示したものであり、船上からワイヤなどにより吊り下げて海底へ沈降させ、船上からの操作により図４に示すように海底９を走行させる。このとき、本実施の形態では走行手段としてクローラ３を用いているので海底に凹凸があったり傾斜面であっても支障なく迅速に且つ方向を問わずに走行可能であり、また所定の掘削箇所で確実に停止させることができる。
【００２２】
そして、図４に示すように、海底鉱床８を海底鉱床掘削機１の先端に備えた掘削装置６の掘削ドラム６１により掘削して鉱砕８１にする。
【００２３】
次に、掘削装置６を装着した海底鉱床掘削機１をワイヤなどで作業船上に吊り上げて図１に示したように、前記掘削装置６を固定ブーム５から取り外し、集積装置７を装着して再び海底９に降ろし、図７に示すように前記掘削装置６を装着した海底鉱床掘削機１により掘削されて海底９に散在している鉱砕８１を本体フレーム２に形成された凹所２１に作業船（図示せず）から降ろしたワイヤ２２などにより上下方向に昇降することにより着脱可能な頂面を開口した回収槽２３に集積、回収する。
【００２４】
更に詳細に説明すると、本実施の形態である海底鉱床掘削機１に装着される集積装置７は、積み込み部材７４を回転駆動させた状態で海底鉱床掘削機１を前進させ、海底９に散在している鉱砕８１を先端に形成した取り込み口７１で枠状体７３内に取り込み、前記積み込み部材７４により後方へ移送して前記回収槽２３へと自動的に集積、回収し、鉱砕８１が溜まったならば、回収槽２３をワイヤ２２により作業船（図示せず）に引き上げ、再び空になった回収槽２３を海底鉱床掘削機１の本体フレーム２に形成された凹所２１に収装して、回収作業を繰り返す。
【００２５】
尚、例えば、海底鉱床掘削機１の本体フレーム２に形成された凹所２１に海水中で検知可能な位置センサー（図示せず）を配置しておくことにより、確実に且つ迅速に回収槽２３を凹所２１に戻すことができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態では海底鉱床掘削機１に掘削ドラム６１により掘削する掘削装置６と無端ベルトを用いた掻きこみ式の集積装置７とを交換可能に装着することにより１台の海底鉱床掘削機１で掘削と鉱砕の回収を行うことができるが、掘削装置６ならびに集積装置７は一例であって、例えば削岩機のような掘削装置６や吸い込み式の集積装置７（図示せず）など他の形式のものを固定部５に交換可能に装着できるものであればよい。
【符号の説明】
【００２７】
１ 海底鉱床掘削機、２ 本体フレーム、３ クローラ、４ スライドフレーム、５
ウェイト ブーム、６ 積み降ろし装置、９ 海底、４１ 掘削装置、５１ カウンターウェイト、５４ 位置センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削装置が掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、前記本体フレームに備えた掘削装置が取り外し可能であるとともに前記掘削ブームに海底に散在する掘削された海底鉱物の鉱砕を前記本体フレームに設置された集積槽に送入するため集積装置が取り付け可能であることを特徴とする海底鉱床掘削機。
【請求項２】
前記本体フレームに設置した前記集積槽が、縦方向に取り外し可能であることを特徴とする請求項１記載の海底鉱床掘削機。
【請求項１】
左右一対のクローラが備えられている本体フレームの先方に海底鉱床を掘削する掘削装置が掘削ブームを介して上下左右に揺動可能に備えられている海底および海底鉱床を走行可能とした海底鉱床掘削機において、前記本体フレームに備えた掘削装置が取り外し可能であるとともに前記掘削ブームに海底に散在する掘削された海底鉱物の鉱砕を前記本体フレームに設置された集積槽に送入するため集積装置が取り付け可能であることを特徴とする海底鉱床掘削機。
【請求項２】
前記本体フレームに設置した前記集積槽が、縦方向に取り外し可能であることを特徴とする請求項１記載の海底鉱床掘削機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７７５２６（Ｐ２０１２−７７５２６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４２６０（Ｐ２０１０−２２４２６０）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００５９２４）株式会社三井三池製作所 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００５９２４）株式会社三井三池製作所 (43)
【Ｆターム（参考）】
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