[发明专利]一种可自洁多金属结核提升系统

说明书

本发明公开了一种可自洁多金属结核提升系统，包括储料网仓、链式提升结构、自洁式输料平台，自洁式输料平台固定在集矿机上，链式提升结构的底部和顶部分别与集矿机和采矿船连接；所述储料网仓包括网仓骨架、网衣，网衣覆盖在网仓骨架上；在网面外部均布绑扎多个浮块，网仓骨架上部通过绳索连接有挂环；所述链式提升结构包括驱动链轮、传动链轮、传动链条和连接装置；所述自洁式输料平台主体为方形固定平板，固定平板中心处安装重力感应装置，四周布置射流喷嘴；连接装置包括连接索、中心柱、滚珠轴承和梭形绕流柱。本发明既能提高矿石的采集运输效率、减少，同时又能减少能耗、提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及深海矿产资源开采领域。尤其涉及一种可自洁多金属结核提升系统。

背景技术

深海底是地球上尚未被开发的最大矿产资源地。迄今为止，已发现有经济价值的深海矿产资源主要有：含镍、铜、钴和锰的多金属结核，富含钴、镍、铜、锰的结壳和富含铜、铅、锌、金和银的海底多金属硫化物矿床。尽管矿产资源如此丰富，然而由于其赋存环境为深海，在现有的陆地采矿技术的基础上还需要考虑深海高压以及稀软底质等因素，矿产的开采和运输面临着巨大的挑战。

在深海矿产资源中，多金属结核以散料形式单层分布在深海底沉积物表层，形状多以球状为主，一般直径为0.5～10cm。相较于结壳和硫化物，结核易于开采，是当今世界的主要开采对象。针对多金属结核资源，当前主要有以下几种采矿提升系统：

拖斗采矿系统由采矿船通过拖缆带动拖斗将矿石铲入斗中，然后提升至海面，但拖斗在海底无法控制，资源容易大量丢失。

连续索斗采矿系统是在一根约20km长的无极绳圈上间隔一定距离固定铲斗，穿过一艘或两艘海面船上的滑轮，用摩擦传动循环运动，铲斗拖过海底采集矿石带到船上。该系统虽然结构简单且运转费低，但其铲斗和绳索易相互缠绕，采集率低，对海洋环境环境影响非常大，无法满足大洋采矿要求。

往返潜水采运车系统是用浮力材料使水中自重为零的采运车，通过螺旋推进器往返潜水采运矿石，其特点是机动灵活，对海底地形适应性好，但技术难度很大，制造和运行费用过高。

集矿机-流体提升采矿系统主要包括三个部分：集矿机、采矿船和提升系统。其中集矿机负责海底矿产的开采、破碎和收集；采矿船负责管理控制整个采矿系统并将收集的矿料进一步转运；提升系统负责将集矿机收集好的矿料运输到海面的采矿船上。当前处于初步应用阶段的提升系统主要采用水力管道和气力管道。水力管道式提升系统是将矿浆泵按顺序串接在不同深处的提升管道中，通过泵提供的压头提升矿料，其效率相当高且能够采用直径小的管线，但其所要求数量级的固料泵远远超出了当今的技术水平。气力管道式提升系统是在一定深处向提升管道内注入压缩空气，使管道内产生负压，带动底部矿料向上运动，其在水下无运动部件，对系统无技术上的要求，但其设备效率低，管径粗，导致起吊和搬运困难。

公开号为CN106837337A的中国专利申请公开了一种机械式海底采矿提升系统，包括：支撑立管、提升机构、矿物存储容器、矿物提升容器和驱动机构，所述提升机构包括上滑轮组件、下滑轮组件、和第一提升钢缆组件；支撑立管的上端与采矿船连接，所述上滑轮组件设置于所述支撑立管的上端，所述矿物存储容器和所述下滑轮组件均设置于所述支撑立管的下端；所述矿物存储容器用于通过采矿输送软管与采矿车连通，所述矿物存储容器的底部设置有可开合的排矿口；所述驱动机构与所述上滑轮组件传动连接，所述上滑轮组件和所述下滑轮组件通过所述第一提升钢缆组件传动连接；所述第一提升钢缆组件上设置有多个第一挂钩组件，所述矿物提升容器上设置有用于将所述矿物提升容器挂设在所述第一挂钩组件上的第一提升支撑杆；所述上滑轮组件可转动的带动挂设在所述第一挂钩组件上的所述矿物提升容器上升。其采用了机械式采矿提升方式，由于这种结构在竖直方向上长度较大，仅依靠上下两个滑轮组件提升矿物，动力不可靠；整体结构很容易受到海流等外部扰动，缺少稳定性，且不易加固；同时，矿物提升距离较长，耗能高；在提升后还需要对矿物进行清洗，步骤繁琐。

发明内容