[发明专利]一种深海矿产资源开发系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋矿产资源开采装备的技术领域，特别涉及一种深海矿产资源开发系统。

背景技术

深海底蕴藏着极为丰富的矿产资源，其中最具开发价值的有多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等。近年来，随着我国经济的迅速发展，对资源的需求也越来越大，伴随着经济实力的显著提升，海洋产业发展迅速，为深海采矿的发展提供了良好的基础。

自上世纪中叶开始，国际上针对深海采矿技术开展了广泛的研究，提出了以“水面浮式平台”为基地的拖斗式、连续链斗式、管道提升式、穿梭运载式等多种技术途径，研制了相关设备和装置，开展了陆上、湖泊或海上试验。中国实用新型专利CN 203594452 U公开了一种海洋矿产资源开采装置，请参阅图1，包括水面采矿船1，与水面采矿船1连接的提升管(2、3)，串接在提升管3下端的提升电泵站(4、5)，连接在提升电泵吸入端的软管7，与软管7的吸入端连接的矿物料破碎机构18，铰接在矿物破碎机构18上的采矿机构；所述采矿机构上装有多个扰动射流喷嘴(23、24)、多个上升射流喷嘴(22、25)和与所述矿物破碎机构18的进料口连通的导流管21；所述提升管(2、3)、提升电泵站(4、5)、软管7、矿物破碎机构18和导流管21依次串联形成矿浆提升通道，所述导流管21的进料口朝向海底以吸取海底矿物；所述软管7固定在一潜游ROV 8上，该潜游ROV 8通过连接装置与所述采矿机构相连。该实用新型提出的海洋矿产资源开采装置具有简单合理、可靠性高、采矿效率高、不受海底复杂地形和复杂地质条件影响以及对海底扰动小等优点，为锰结核、富钴结壳、海底硫化物和多金属软泥等深海底矿物资源提供一种安全性好、环境友好的开采方法。但是，存在以下缺陷：

作业时，水面采矿船拖曳水下系统进行水下矿产资源的采集，遇到大风浪等海上恶劣天气时，水面采矿船需拖曳整个系统躲避风浪，作业要求较高且对海上风浪天气敏感。

发明内容

本发明目的在于提供一种深海矿产资源开发系统，以解决现有的海洋矿产资源开采装置的水面采矿船拖曳水下系统进行水下矿产资源的采集，遇到大风浪等海上恶劣天气时，水面采矿船需拖曳整个系统躲避风浪，作业要求较高且对海上风浪天气敏感的技术性问题。

本发明目的通过以下的技术方案实现：

一种深海矿产资源开发系统，包括水下矿物采集子系统、矿物转运子系统、水面支持子系统、水下控制子系统和配套保障子系统，其中，

所述水下矿物采集子系统包括采矿潜水器群；

所述矿物转运子系统包括提升潜水器；

所述水面支持子系统包括水面支持装置；

所述水下控制子系统包括深潜器，所述深潜器内设有核电站；

所述配套保障子系统包括维护保障潜水器和通信导航定位装置；

所述深潜器通过脐带缆分别与所述采矿潜水器群、所述维护保障潜水器连接，所述深潜器为所述采矿潜水器群、所述维护保障潜水器提供能源和控制信号；

所述通信导航定位装置布置在所述采矿潜水器群、所述深潜器、所述水面支持装置和所述维护保障潜水器上，所述通信导航定位装置通过信息的传输和交换来控制和获知所述采矿潜水器群、所述深潜器、所述水面支持装置和所述维护保障潜水器所处的位置和工作状态。

优选地，还包括水下勘探子系统，所述水下勘探子系统包括用于勘探的无缆水下机器人，所述通信导航定位装置布置在所述无缆水下机器人上。

优选地，所述采矿潜水器群包括配有切割头的采矿潜水器、配有破碎头的采矿潜水器和配有收集头的采矿潜水器。

优选地，所述深潜器通过集成软管与所述配有收集头的采矿潜水器连接，所述集成软管上设有浮力材料。

优选地，所述提升潜水器为无人无缆潜水器。

优选地，所述提升潜水器可通过水下对接装置分别与所述水面支持装置和所述深潜器连接。

优选地，所述提升潜水器为若干个。

优选地，所述水面支持装置为水面支持船或平台。

优选地，所述水面支持子系统还包括矿物运输船。

优选地，所述深潜器内设有矿物初提取装置。

优选地，所述深潜器内设有矿物存储空间。

优选地，所述通信导航定位装置包括两个声学接收换能器和四个声信标，所述两个声学接收换能器分别设置在所述深潜器、所述水面支持装置中。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：