[发明专利]一种分采集输送水下分布式全天候海底采矿系统

说明书

本发明涉及一种分采集输送水下分布式全天候海底采矿系统，由自主式采矿车、海底矿舱与转运装置、坐底式矿物提升装置、海底配电与控制中心、悬浮软管、立管、水下浮式装置、采矿作业支持船组成，多辆所述自主式采矿车，在各自区域同时采集作业将采集的矿物通过悬浮管输送至各自作业区内的矿舱存储；海底矿物存储与转运装置用于各作业区矿舱存储存满后通过管道同时输送至坐底式矿物提升装置，由坐底式矿物提升装置集中通过立管输送至水下浮式装置；悬浮软管连接水下浮式装置及采矿作业支持船将矿物从水下浮式装置输送至采矿作业支持船；矿作业支持船将矿物采输送到定期到位的水面矿砂运输船上；海底配电与控制中心为所有水下系统提供动力供应。

技术领域

本发明涉及一种海洋工程和海底矿产开发的技术领域，具体涉及一种分采 集输送水下分布式全天候海底矿产开发系统。

背景技术

多金属结核、多金属硫化物和富钴结壳等深海矿产资源富含大量的贵金属 元素,这些金属元素广泛用于现代工业、尖端科技和高精尖武器，是不可或缺的 关键战略性原材料。深海采矿模式研究属于前沿技术研究。目前,国际社会公认 为的未来最具商业开采优势的深海采矿模式是:自行履带式集矿机，矿浆水力 提升+自行式集矿机的管道提升采矿模式。该模式已经过美、欧、日等国家的可 行性验证，尚未实现工程应用。

现有深海矿产开发模式的水面平台与矿浆水力提升管道、自行式集矿机串 联作业，而且附连着数根脐带缆供电通信，持续在数万平方公里的海底平原长 期联动采矿，水面平台即便应用大功率推进系统也难以抵御台风等恶劣海况， 无法实现水面安全操作和水下全天候作业，在台风来临前后的水下管道及采矿 机的解脱、回收布放也严重影响作业效率。该模式的水面采矿船是整个水下采 矿设备布放、作业支持和矿物水面处理、储存、外输的浮动工作平台，由于深 海采矿至今还没有进入规模化的商业开采阶段，无论是系统试验还是海上试开 采，大多都是基于技术原理和设计验证的短期行为，因此出于经济性考虑，现 阶段的采矿船基本上都是根据海试验证要求进行旧船改造得到的，专业化、集 成化、模块化和智能化等程度都较低，未达到商业采矿实际工程化作业要求。 除此以外，该模式还需要进一步解决水面水下系统联动可靠性、恶劣海况应急 解脱、水面系统能耗、海底通讯导航等技术难题。

针对上述问题，需要提出一种新的分采集输送水下分布式全天候海底矿产 开发系统。

发明内容

本发明是要提出一种分采集输送水下分布式全天候海底采矿系统，该系统由于无需集矿 车参与作业，整体系统更加经济、可靠，由于无水面平台实时作业、长期值守和作业支持， 在极端恶劣海况下海底采矿系统原地待留，无须撤离，从而形成全天候、高产量、低能耗、 无人化、无水面平台且可移动转场具有工程化应用前景的采矿模式与工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种分采集输送水下分布式全天候海底采矿系 统，由自主式采矿车、海底矿舱与转运装置、坐底式矿物提升装置、海底配电与控制中心、 悬浮软管、立管、水下浮式装置、采矿作业支持船组成，

多辆所述自主式采矿车，用于水下分布式采集，在各自区域同时采集作业， 将采集的矿物通过悬浮管输送至各自作业区内的矿舱存储；

所述海底矿物存储与转运装置，用于各作业区矿舱存储存满后，通过管道 同时输送至坐底式矿物提升装置，由坐底式矿物提升装置集中通过立管输送至 水下浮式装置；

所述悬浮软管连接水下浮式装置及采矿作业支持船，将矿物从水下浮式装 置输送至采矿作业支持船；

所述矿作业支持船将矿物采输送到定期到位的水面矿砂运输船上；

所述海底配电与控制中心，为所有水下系统提供动力供应。

进一步，所述海底矿物存储与转运装置，由一个海底矿物储存舱和一套转 运装置组成。

进一步，所述水下系统采用有缆连接实现电力、通信和控制。