[实用新型]一种间断式深海矿产资源开采系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下采矿设备技术领域，具体涉及一种深海矿产资源开采系统。

背景技术

21世纪是海洋世纪，海洋是人类可持续发展所需要的能源、矿物和生物的战略资源基地，其中，蕴藏多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等丰富的矿产资源和生物资源，是日益枯竭的陆地资源的可靠接替。

海洋矿产资源开采技术最早开始于上世纪70年代，由于工业的迅猛发展，对资源的需求日益膨胀，各国开始以多金属结核为主要开采对象，进行大量并具有一定规模的海洋矿产资源开采海试试验。多金属结核赋存于3000-6000m左右深的海底，要开采就必须要有可行的采矿系统。因此世界各国均把发展可靠的采矿系统放在优先位置，并对此进行了大量的试验研究，有的甚至还进行了深海中试采矿试验。从二十世纪六十年代末至今，国际上已开发和试验了的大洋采矿系统主要分为连续绳斗（CLB）采矿系统，海底遥控车采矿系统（穿梭艇式采矿系统）和流体提升式采矿系统。

流体提升采矿系统是目前国内外研究最多的一种采矿系统，其一般由集矿子系统、管道提升子系统及水面支持子系统等组成。在该系统中，在采集技术上开发了水力式、机械式和复合式采集头，在行走技术方面有拖曳式和自行式，自行式的主要驱动方式有阿基米德螺旋式、履带式等；在提升方面，对水力提升和气力提升进行了研究，研制出了深潜电泵；监控系统，主要是针对海底集矿子系统作业过程进行测控；水面支持子系统，大多是采用科考船、钻探船或打捞船来改装。这些采矿系统通过一系列的深海采矿海试，获得了较多的多金属结核样品，验证了深海采矿技术上的可行性，打通了深海采矿系统的流程。

但以上采矿系统并不成熟，其可靠性、稳定性均得不到保障，经济性则更差。作业时，采矿船拖曳水下系统进行水下矿产资源的采集。采矿设备安装时，需按顺序将集矿车、输送软管、中间舱、扬矿泵、输送立管逐级布放安装，这种安装方式对管道要求极高，且每一功能块不可拆卸，难以维护，各系统的寿命也不等，形成短板。采集过程中，集矿车的采集效率因稀软底质的特殊环境难以保证，集矿车的海底结核采集量和输送系统的结核输送量匹配困难，造成采矿系统整体效率不高，经济性下降。此外，多金属结核矿区为台风频发区，气象条件多变，而现有采矿系统大多在良好的海洋环境内试验，在遇到大风浪等海上恶劣天气时，采矿船需拖曳整个系统躲避风浪，或者再逐级把设备回收至船上进行避风，系统拆装费时，严重影响作业的连续性。并且，现有采矿系统的制造成本以及维护费用很高，作业要求较高且对海上风浪天气敏感。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种装卸和维护简单方便、工作可靠性和稳定性高、整体采集效率高、经济性好、利于提高生产效率和保证作业连续性的间断式深海矿产资源开采系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种间断式深海矿产资源开采系统，包括水面作业母船、具有储料仓的水下作业平台以及与水下作业平台相连的集矿车，还包括一个以上提升舱，所述提升舱包括用于储存物料的舱体、设于舱体上的第一浮力调节装置和设于舱体上的水下移动装置，所述储料仓设有第一进出料接口，所述舱体设有可开闭的排料口和用于与第一进出料接口以可拆卸方式匹配对接的第二进出料接口。

上述的间断式深海矿产资源开采系统，优选的，所述第一浮力调节装置包括设于舱体上的第一气水腔、用于向第一气水腔中加水或将第一气水腔中的水排出的第一海水泵以及用于给第一海水泵供电的第一可充电电池组。

上述的间断式深海矿产资源开采系统，优选的，所述水下移动装置为安装在舱体上的螺旋桨式推动器。

上述的间断式深海矿产资源开采系统，优选的，所述水面作业母船通过第一电力和信息传输线缆与水下作业平台相连，所述第一电力和信息传输线缆包括分别与水面作业母船和水下作业平台相连的两段，两段第一电力和信息传输线缆之间通过可拆卸式水密接头相连，与水下作业平台相连的一段第一电力和信息传输线缆设有能使可拆卸式水密接头一端悬浮在水中的浮力部件。

上述的间断式深海矿产资源开采系统，优选的，所述水下作业平台包括履带行走机构和安装在履带行走机构上的上述储料仓，所述履带行走机构上安装有第二浮力调节装置和接地压力传感器，接地压力传感器检测履带行走机构的接地压力，水下作业平台的控制单元根据接地压力大小控制第二浮力调节装置的浮力，使履带行走机构的接地压力至设定大小。