[实用新型]一种浮力自升式的大块海底矿物提升系统

说明书

本实用新型实施例公开了一种浮力自升式的大块海底矿物提升系统，包括：水面支持系统，设置在水面，用于接收自海底提升至水面的矿物；锚固系统，水面支持系统通过锚固系统进行定位，且锚固系统的一端固定在海底；提升系统，用于从海底将矿物提升至水面支持系统上，提升系统的两端分别设置在水面支持系统和海底的锚固系统上；其中，提升系统包括设置在水面支持系统与海底之间运行的传输系统，以及在浮力变化作用下沿传输系统交替运动的两个提升舱。本实用新型无需对矿物进行加工处理，利用两个提升舱之间浮力变化及其相互作用能够快速将大块矿物提升至水面。

技术领域

本实用新型实施例涉及技术海底矿物开发技术领域，具体涉及一种浮力自升式的大块海底矿物提升系统。

背景技术

随着陆上矿产资源逐渐枯竭，深海矿产资源开发逐渐受到重视。海底富含大量的锰结核、多金属硫化物、富钴结壳等矿产资源，更有大量的稀有金属，开发海底矿产资源成为支撑未来经济、工业、科技发展的重要力量。目前，我国总共获得了海底管理局批准的5块专属勘探区，研发深海矿物开采装备，增强技术储备是支撑我国深海采矿的重要工作。勘探表明：深海平原上的锰结核，大多位于水深4000-6000m，热液喷口的多金属硫化物，主要分布在南太平洋，水深500-3500m；富钴结壳，在太平洋储量最大，水深800-3000m。因此将海底矿物提升至水面是深海矿物开采的重要研究内容。

经过几十年的发展，目前比较可行的深海采矿可分为：拖斗式采矿法、连续绳斗法、管道提升法和穿梭艇采矿法。拖斗式采矿法无法控制，回采率较低，不能连续采矿，所以产能较低。连续绳斗法存在绳索太近易发生缠绕问题。目前，管道提升法研究最多，也开展了一定的海试。虽然管道提升法可实现连续生产，然而，该系统却有很多局限性：

矿物需破碎至较小粒度才能通过水力运输输送至水面支持系统上，矿物破碎过程耗能大，且会极大污染海洋环境。

对此，颗粒冲蚀是该系统难以避免的问题，尤其是提升泵、提升管线的冲蚀极其严重；颗粒往往会在提升泵上堵塞，导致停产甚至设备失效；通过水力运输，系统效率较低。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种浮力自升式的大块海底矿物提升系统，以解决现有技术中矿物需破碎至较小粒度才能够通过水利运输至水面上的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型实施例的一个方面，提供了一种浮力自升式的大块海底矿物提升系统，包括：

水面支持系统，设置在水面，用于接收自海底提升至水面的矿物；

锚固系统，所述水面支持系统通过所述锚固系统进行定位，且所述锚固系统的一端固定在海底；

提升系统，用于从海底将矿物提升至所述水面支持系统上，所述提升系统的两端分别设置在所述水面支持系统和海底的所述锚固系统上；

其中，所述提升系统包括设置在所述水面支持系统与所述海底之间运行的传输系统，以及在浮力变化作用下沿所述传输系统交替运动的两个提升舱。

作为本实用新型一种优选地方案，所述水面支持系统包括浮于水面的水面支持船，以及设置在所述水面支持船上的前门型吊和后门型吊，在所述水面支持船两端均开设有一通海井，在每个所述通海井的井口靠近所述水面支持船中心的一侧均设置有水面滑轮组支撑座。

作为本实用新型一种优选地方案，所述锚固系统包括固定在海床底部的多个吸力锚，以及固定在所述吸力锚上的多根张力腿，所述张力腿与所述水面支持船固定连接，在所述吸力锚上固定有与所述水面滑轮组支撑座对应设置的海底滑轮组支撑座。