[实用新型]一种海洋矿产资源开采装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋矿产资源开采装备领域，具体为一种海洋矿产资源开采装置，用于采集深海底矿物，并将海底矿物输送至水面采矿船上。

技术背景

海洋矿产资源开采作为21世纪最有前景的新兴产业，为世界各国所普遍重视。占地球表面49%的国际海底区域蕴藏着锰结核、富钴结壳、热液硫化物、多金属软泥等丰富的金属矿产资源，是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大的潜在战略资源基地，其开采方法引起各国高度重视和极大研究热情，目前国内外已进行了连续绳斗开采系统、自动穿梭采矿车开采系统、海底采矿车加管道提升开采系统三种采矿方法的研究开发。

连续绳斗采矿系统的原理是在一根缆索上每隔 25至50 米吊挂一个链斗，通过采矿船船首和船尾（单船式）或两条船上（双船式）安装的缆索导引轮形成无极循环运转，链斗从海底将结核铲起并提升到海面，其优点是系统设备简单、维修方便、投资小，但存在采矿效率和资源回收率低，要求海底地形平坦、缆绳容易缠绕等问题。

自动穿梭采矿车开采系统的采矿车靠自身重量和压舱物下潜，压舱物存放在结核存储舱内，当采矿车到达海底后，采矿车利用阿基米德螺旋推进器在海底行走，一边排出压舱物一边采集等效重量的结核，当最后一块压舱物被排出，储舱装满结核时，采矿作业结束，采矿车在潜浮推进器的推动下返回海面进入半潜式水下平台卸矿，然后重新装上压舱物再下潜入海底，如此往复循环实现海底结核的开采，其优点是设备独立、灵活性好，单台设备故障对开采系统影响不大；缺点是采矿过程间断性作业、潜浮辅助时间长、单机生产力低，需要高性能的蓄电池，需要用压舱物置换结核，采矿车制造工艺和遥控技术要求高，造价昂贵。

海底采矿车加管道水力提升开采系统由主要由海底采矿车、中间舱和由提升管道与提升电泵组成的水力提升系统组成，采矿车采集的海底矿石，通过提升管道由提升电泵将矿石从海底提升到水面采矿船上，该开采系统中海底采矿车又分为海底拖曳式采矿车和海底自行式采矿车。海底拖曳式采矿车一般采用滑板结构，靠水面采矿船借助扬矿管道拖曳在海底滑行，具有结构简单和良好的抗沉降能力，但没有避免海底障碍物和控制其滑移采集路线的能力，海底采矿效率低。

由于海底沉积物的承载能力低，目前海底自行式采矿车的行走机构主要有渐开线履齿橡胶履带式行走机构和阿基米德螺旋线行走机构。由于海底沉积物含水率高，极为松软，为降低集矿机的接地比压，履带式行走机构必须选用较宽的履带来提供足够的支撑力，国内外的试验研究结果均表明，履带式行走集矿机存在打滑、转弯半径大、沉陷严重，甚至陷死在沉积物中，同时出现无法控制安装在采矿车上的采矿机构离底高度的问题而大大降低采矿机构的采集效率。尽管阿基米德螺旋线行走机构行走平稳，但仍存在转弯半径大、容易打滑和对海底扰动大的缺点。因此现研制的海底自行式采矿车均没有解决好海底行走机构的问题。

实用新型内容

针对现有海底采矿车加管道水力提升开采系统目前存在的技术难点，本实用新型旨在提供一种海洋矿产资源开采装置，采用潜游ROV（Remotely Operated Underwater Vehicle）型采矿车和提升管道与提升电泵组成海底矿产资源开采系统，其特点是综合了海底拖曳式采矿车和海底自行式采矿车的优点，不再受海底复杂地形和坡度的限制，避免了海底采矿车底盘在沉积层上的打滑、沉陷，将大大降低采矿对海底沉积物的扰动；亦解决了采矿机构离地高度难以控制的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种海洋矿产资源开采装置，其结构特点是，包括水面采矿船，与水面采矿船联接的提升管，串接在提升管下端的提升电泵站，联接在提升电泵吸入端的软管，与软管的吸入端联接的矿物料破碎机构，铰接在矿物破碎机构上的采矿机构；所述采矿机构上装有多个扰动射流喷嘴、多个上升射流喷嘴和与所述矿物破碎机构的进料口连通的导流管；所述提升管、提升电泵站、软管、矿物破碎机构和导流管依次串联形成矿浆提升通道，所述导流管的进料口朝向海底以吸取海底矿物；所述软管固定在一潜游ROV上，该潜游ROV通过连接装置与所述采矿机构相连。

以下为本实用新型优选的技术方案：