Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи лавовой массы из магматических озёр расположенных в кратерах действующих или спящих вулканов или вблизи от них, как имеющих выход на поверхность, так и находящихся на глубине.

Известен способ подъёма жидких сред при помощи эрлифтных установок состоящих из подъёмной и воздухопроводной труб, соединённых в своей нижней части воздухопроводом, а верхней части воздухоотделителем

[1]. Он позволяет поднимать на поверхность практически любые жидкие среды с достаточно широким диапазоном свойств. При этом, после выхода смеси жидкой среды и воздуха на поверхность происходит их естественное разделение, вследствие выравнивания давления, весь воздух (смесь газов) выбрасывается в атмосферу. При подъёме ядовитых или просто плохо пахнущих жидкостей такое недопустимо по соображениям безопасности и экологии.

Ближайшим техническим решением к заявляемому является эрлифт для расплава солей отличающийся тем, что, с целью более полной очистки расплава от шламов и газа, на выходе подъемной трубы в воздухоотделителе установлен фильтрующий элемент, содержащий отбортовку, фиксирующую, последний на подъемной трубе [2]. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности использования выделяемых из расплава газов, которые могут быть закачаны обратно в расплав или могут содержать ценные компоненты. Кроме того, при подъёме очень горячих жидких сред возможно выгорание кислорода содержащегося в воздухе, подаваемом в воздухопровод и, как следствие, невозможность образования газо-жидкостной смеси, а так же возможен и выход из строя оборудования. Цель изобретения - обеспечение управляемого и безопасного подъёма вулканической лавы из магмовых озёр и её транспортирования к месту комплексной переработки.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе подъёма жидких сред по принципу эрлифта, в котором используется устройство, снабжённое воздухоотделителем, установленным непосредственно на подъёмной трубе, согласно изобретению, в качестве рабочего газа используют негорючие фумарольные газы, выделяющиеся из поднимаемой жидкой среды и улавливаемые в процессе её транспортирования, а в случае их недостатка, используется их смесь с другими негорючими газами, а устройство оборудовано приёмной ёмкостью, герметично закрытой теплозащитным кожухом, дно которой имеет уклон в сторону транспортного лотка, газоотделитель соединен с компрессором, нагнетающим смесь газов в диспергатор посредством газоотводной трубы, при этом, газоотводная труба соединена, как с диспергатором, так и с дополнительной газонакопительной ёмкостью, используемой для приёма избытка выделяемых газов или для покрытия их недостатка, а транспортный лоток снабжён секционными теплоизолирующими крышками, в которых имеются отверстия, соединенные с ёмкостями для сбора газов, выделяемых в процессе транспортирования жидкой среды и расширительными бассейнами для стабилизации потока и его температуры, посредством принудительного подогрева от внешних источников.

В указанную в формуле изобретения совокупность признаков включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для получения технического результата.

Предлагаемые, способ и устройство могут быть применены следующим образом. Первый вариант, добыча лавы из магматических озёр непосредственно в кратере вулкана. Например, лавовое озеро вулкана Толбачик на Камчатке расположеное непосредственно у западной границы кратера и имеющее вид провала округлой формы диаметром 300 метров и глубиной до 50 метров. Лава в озере очень жидкая и насыщенная вулканическими газами. Схема осуществления способа и конструкция устройства оказаны на фигурах 1 и 2.

Для начала добычи лавы по краям кратера 1 устанавливают не менее трёх опор 2 на которых закрепляют тросы 3 при помощи которых на поверхность лавового озера 4 опускают платформу 5 с отверстием, через которое опускают в лавовое озеро две колонны труб из керамического конструкционного материала выдерживающего повышенные температуры (более 1500 С ^° ) соединенные диспергатором 6, одну большего диаметра, для подъёма лавы7 и меньшего для нагнетания рабочего газа 8. При этом конструкция колон и диспергатора 9 может быть любой. После опускания труб на глубину порядка 200 метров верхнюю часть колонны подъёмной трубы (порядка 60/70 метров) закрывают герметичным теплозащитным кожухом 10.

Внутри кожуха у выходного отверстия подъёмной трубы монтируют приёмную ёмкость 1 1 , дно 12 которой имеет уклон в сторону транспортного лотка 13. Приёмная ёмкость оборудуется газоотделителем 14 и системой газоотводных труб 15, соединённых с газоотделителем, нагнетательным компрессором 16 и дополнительным резервуаром 17. В резервуар, возможно, изначально закачать некоторое количество негорючего газа, необходимое для начала устойчивой работы системы для чего предусматривается отдельный патрубок с вентилем 18.

Для установки транспортного лотка 13 в стенке кратера проходят канаву 19 с верхней отметкой дна выше поверхности лавового озера, а в случае устойчивых к обрушению горных пород, возможно проведение наклонной штольни. Первая секция транспортного лотка 20 жёстко крепится непосредственно к стенке приёмной ёмкости эрлифта и соединяется с ней при помощи сливного отверстия 21. Съёмной крышки она не имеет. Последующие секции соединяются между собой и укладываются вниз по

з склону вулкана 22 в направлении производственной площадки 23. При этом имеется возможность разделения лавового потока и направление его к различным производственными участками для дальнейшей переработки лавового сырья.

После монтажа устройства и пуска эрлифта происходит подъём лавы 24 в приёмную ёмкость 1 1 и последующее её перетекание в транспортный лоток 13. Так как теплозащитный кожух 10 герметичен, а нагнетательный компрессор 16 непрерывно отсасывает выделяющиеся из лавы фумарольные газы, в приёмной ёмкости 1 1 давление устанавливается ниже атмосферного, что дополнительно способствует подъёму лавы 24 и выделению фумарольных газов 25. Для того, что бы исключить подсос воздуха из транспортного лотка уровень лавы 26 в приёмной ёмкости поддерживают выше верхнего края сливного отверстия 21.

После перетекания в транспортный лоток 13 из лавы 24 продолжают выделяться фумарольные газы 25, которые собираются в газонакопительные ёмкости 26 через систему сборочных трубопроводов 27 отверстия (на чертеже не показаны) в крышках транспортных лотков 28 и по мере необходимости направляются или в резервную ёмкость 17 для обеспечения работы эрлифта или на переработку. Перекачка газов осуществляется насосами с возможностью реверсивного движения (на чертеже не показаны) и регулируется задвижками 29.

Список литературы:

1 . «Энциклопедия эрлифтов», Папаяни Ф.А., Пащенко, B.C., Козыряцкий, Л.Н., Кононенко, А. П., 1995 г., М, "ИнформСвязьИздат", 592 с.

2. SU 1 182203 А1 , «Эрлифт для расплава солей», Юшин Н. П., Вакатов Н. Е., Пикус А. П., опубликовано 30.09.1985 г. (прототип)