深海采矿技术70页PPT
海底采矿
深海采矿技术
深海采矿技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊深海采矿技术这神奇的玩意儿！你想想看啊，那深深的海底，藏着多少宝贝啊！就好像一个巨大的宝库，等着我们去挖掘。
深海采矿技术呢，就像是一把打开宝库大门的钥匙。
咱先说说这深海采矿的难度。
那海底可不是咱随便能下去溜达的地方，水压大得吓人，就跟无数只大手拼命挤压你似的。
这可咋办呢？嘿嘿，科学家们就想出了各种妙招。
他们研发出了超级厉害的采矿设备，就像一个个勇敢的小战士，不怕水压，勇往直前地冲向海底去寻宝。
这些设备有的能在海底自由行走，就跟小机器人似的，东找找西看看，一发现有矿，立马就开始工作。
有的呢，就像大力士，能把那些大块的矿石给轻松地抓起来。
你说神不神？再说说这深海采矿对我们的好处。
哇，那可多了去了！那些从海底挖出来的矿石，能做成各种各样的东西呢。
咱平时用的手机、电脑，说不定里面就有从深海挖出来的材料呢！这不是给我们的生活带来了很多便利嘛。
而且啊，深海采矿还能带动好多行业的发展呢。
制造那些采矿设备的工厂得忙起来吧，操作这些设备的人得培训吧，这得创造多少就业机会呀！这就跟蝴蝶效应似的，一个小小的深海采矿，能引发一连串的好事儿。
不过呢，咱也不能光顾着高兴。
深海采矿也不是一点问题都没有。
比如说，会不会对海底的生态环境造成破坏呀？那些可爱的小鱼小虾小螃蟹们，它们的家要是被破坏了可咋办呢？这就需要我们在采矿的时候特别小心，要像爱护自己家一样爱护海底。
还有啊，深海采矿技术还在不断发展呢，就跟小孩子学走路似的，得一步一步来。
说不定以后会有更厉害的设备出现，能采到更多更好的矿，还能更好地保护海底环境呢。
反正我觉得吧，深海采矿技术真的是太有意思啦！它就像一个神秘的魔法，能把海底的宝藏变到我们面前来。
虽然现在还有些问题需要解决，但我相信，随着科技的不断进步，这些问题都能迎刃而解。
让我们一起期待深海采矿技术带给我们更多的惊喜吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
深海矿产资源开发与利用技术
深海矿产资源开发与利用技术随着人口的增长，气候变化等问题的出现，对于矿产资源的需求也越来越大。
然而，陆地上的许多矿产资源已经逐渐枯竭，所以开始有了对深海矿产资源的开发与利用。
深海中的矿产资源被认为是未来的宝藏，但这一过程并不简单。
它需要先进的技术和精密的设备来获取和加工这些资源，才能以高效和可持续的方式将其应用于生产和建设中。
目前，深海中已经有许多矿产资源被人们所关注，如锰，铜，铝等。
这些资源的开发与利用需要高度精密的设备和技术，没有实力雄厚的企业和科技人员是无法完成这一任务的。
在深海工作是一项非常具有挑战性的任务，因为无论是水压还是海洋中的气体和盐度都会造成各种影响和障碍。
因此，必须开发先进的设备和技术来填补深海开采和加工的技术空白。
在深海矿产资源开发和利用方面，必须使用多种技术和设备。
例如，将资源采集设备安装在半潜式或全潜式钻井平台上，然后进行地质勘测，找到矿床的位置和规模，并使用深海地球化学技术来盘点资源。
在勘探之后，必须使用其他设备和技术将资源开采出来，然后使用精密的船舶和设备将矿物运输到适当的位置以进行进一步处理。
这涉及到物流计划和采矿设备的设计和制造，也需要考虑环境和人力等因素。
当然，深海矿床的开采并非完全没有风险。
这也是所有企业或研究所必须面对的问题之一。
特别是。
“裸露的”深海矿藏既昂贵又危险。
因此，深海矿物资源必须在技术、环境和安全方面获得充分的保护。
在这一领域投资，必须谨慎考虑，并充分了解相关技术和设备的性能、价值和风险。
目前，许多企业和国家已经开始着手利用深海矿产资源。
中国、美国、日本等国家都为深海矿业开发提供了许多资金和技术支持。
尽管这项工作仍处于探索和开发初期，但已经取得了一定的成果，并取得了一些技术突破。
比如，中国、日本等国家已经完成了第一批深海可采用金属矿物的试采。
在未来，深态资源的研究投入会继续增加，技术会继续完善，深海开采将会变得更加安全、高效和可持续。
总之，深海矿产资源的开发与利用涉及到诸多技术、设备和资金的支持。
第五章 海底矿产资源开发技术
深海勘探：对象主要是锰结核矿、热液流。
浅海勘探：对象有石油、煤、铁和各种金属 矿砂。
直接勘探：主要有观测和取样； 间接勘探：主要有声学探测技术、地球物理 方法和地球化学方法。
一、直接勘探方法
(一）观测
既观测海底矿床在海底中的位置，在浅 的水域主要依靠潜水员进行观测，而在 深水区域主要靠载人潜水器进行观测。 用的直接观测方法是利用水下照相机和 水下电视。
2、柱状取样
常见有重力取样管、水压取 样管、活塞取样管(接触海底 时，活塞的下面通常要紧紧 地粘在海底泥土的表面不动， 而只让管子完全插入泥土中)； 需船只停止航行后用钢缆吊 着取样管到达海底取样。
柱状取样
3、自动返回沉积物取样器
又称‚无缆取样器管‛：用漂浮材料制成（例 如玻璃球），携带重物和采泥器或照相机，自 由降落到海底，在到达海底并采集样品或对海 底照相以后，携带的重物自行脱落，漂浮材料 使采泥器或照相机浮出水面，发射无线电信号， 使船上的工作人员很容易发现它而取回样品。
七、海底矿产
海洋中所储各种矿物约 500 亿吨，若铺于地面， 则厚达200米；若装火车，其长度可从地球到太 阳。
1、镁：制造飞机和快艇的主要材料是铝镁合金。 镁比铝还轻，世界上金属镁和化合物的来源， 很大一部分直接和间接来自海水。 2、铁：世界各大洋底的铁矿总储量，可能达到 3000亿吨左右。
3、钾
钾在海水中居第6位，共有600万亿吨。溴99%以 上都在海里，总储量100万亿吨。
4、碘
海洋中的碘总储量为930亿吨左右，比陆地储量 多得多。
海底矿产资源开发.ppt
中国主要油田
• 大庆油田 位于黑龙江省西部，松嫩平原中部，地处哈尔 滨、齐齐哈尔市之间。 • 胜利油田 地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带，主 要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、 淄博、聊城、烟台等8个地市的28个县(区) 境内，主要工作范围约4.4万平方公里。 • 辽河油田 油田主要分布在辽河中下游平原以及内蒙古东 部和辽东湾滩海地区。
(如油制气)则含有一氧化碳等有毒气体，一旦发生泄漏将对人造 成直接伤害。另外，天然气的燃点也比液化石油气要高，相对不 易起火燃烧。天然气比空气轻，而液化气则要比空气重，一旦发 生泄漏，前者极易随风飘散，不容易造成隐患；而后者则容易积 聚在低洼处，形成重大隐患；此外，引发天然气的爆炸极限也比
液化石油气的爆炸极限要窄得多。
如何开采？
• 一，连续绳斗法 (CLB)开采法 是最早提出的扬矿方式和开采方法 (见图 1)。 在一根缆索上每隔 25～50 m吊挂一个链斗 , 通过采矿船船首和船尾 (单船式 )或 2条船上 (双船式 )安装的缆索导引轮形成无极循环运 转 ,从海底将结核铲起并提升到海面。该系统 于 20世纪 70年代曾多次在海上成功地进行试 验 ,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 ,已基本被淘 汰。
中国锰结核开发步伐
• 1978年，“向阳红05号”海洋调查船在太平洋 4000米水深海底——首次捞获锰结核。 • 在夏威夷西南，北纬7度至13度，西经138度至 157度的太平洋中部海区，探明—可采储量为20 亿吨的富矿区，圈出了有足够的商业价值的30万 平方千米的申请区。其中15万平方千米的区域作 为国际海底管理局的保留区，另15万平方千米的 区域为我国的开辟区，相当于一个海南岛的面积。 1991年3月，“联合国海底管理局”正式批准了 这一申请。
海洋矿产资源 ppt课件
第二步：生油
被埋藏的生物在高压（上覆巨厚岩石的压 力），高温（地热或火山强烈活动区域） 及细菌作用开始分解。再经过长期的地质 时期，这些生物遗体逐渐变成了分散的石 油。 第三步：储存
在浅海，特别是在岛屿岬角阻隔的海湾中， 水域处于平静的半封闭状态，既有利于有 机物的堆积，随着大量泥沙的沉积，又为 石油的储集创造了良好的条件。
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目前我国石油资源量约为1040亿吨，通过对不同类型盆地油 气勘查，新增储量规律和各种方法的分析，测算出我国石油 可采资源量为150亿～160亿吨， 。按照 国际上（油气富集程 度）通常的分类标准，我国在世界103个产油国中，属于油气 资源“比较丰富”的国家。 根据石油可采资源量的分析，陆上石油资源主要分布在松辽、 渤海湾、塔里木、准噶尔和鄂 尔多斯五大盆地，共有石油可 采资源114.4亿吨，占陆上总资源量的87.3%。海上石油 资 源 分布在渤海为9.2亿吨，占海域的48.7%。
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主要含油气盆地介绍
我国传统上将海洋沉积盆地划分为六大
主要含油气盆地：渤海、南黄海、东海、 珠江口、莺歌海和北部湾海区。
渤海含油气盆地：面积约7.3万平方千米，
是辽河油田、大港油田和胜利油田向渤 海的延伸，是华北盆地新生代沉积中心， 沉积厚度达10000米以上。在辽东湾发现 了石油地质储量达2亿吨的绥中36-1等油 田。
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自然环境和成矿条件的差异，造成 滨海砂矿的分布很不平衡，我国总的 趋势是南多北少，海南、广东、广西、 福建(台湾未统计在内)4省区几乎占矿 床数的90％，储量更在90％以上。滨 海砂矿在北方主要分布在山东、辽宁2 省。
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深海采矿
外 ，银 、金 、钴 、镍 、铂 等 也 在 一些 地 区达 到 工业 品
位。
采
深 海 采 矿 作 业
从事海底采 矿 ，最大 的问题 是如何运送海底 矿石 。
使 用深海 型的 自动采煤 机器人 ，将矿石 通过管道传 送到
采矿船 或海上采 油使用 的半下潜 式平 台 ，就能够解 决矿
的到来 。
海 底 热 液 矿 床 是 近年 来 颇 为 引人 注 目的深海 的资 源 之
一Байду номын сангаас
，
在世界大洋水深数 百米 至３０ 米处 均有 分布。它主要 出现 ５０
在２ ０ 米深处的大洋 中脊 和地层 断裂 活动带 ，是具 有远景 意义 ００
的海底 多 金属矿 产 资源 ，主要 元素 为铜 、锌 、铁 、锰 等 ，另
随着科学 技术 的进一步 发展 ，无 边无际 的大海还有许
多 的资 源等着 我们 去探 索 。２ 世 纪是人 类开 发利用 海洋 的 １
世纪 ！
深 海 采 矿 起 重 机
一 责任 编辑 ：李 小勇
【 名人 名言 】弱 者坐待 时机 强者 制造 时机 。 一 一玛 丽 ・ 居里
６ ９
科 志 者Ｊｅ ｕｉｏｏｔｓ 普 愿 ｎＰ ｌａ ｕｅ Ｓ ｃｏａ ｔＶｎｒ ｃ ｅｐｒｉ ｌｅ ｉ ｚｎ
大学科普 《 蓦
冻 凋 深 海
深海海 域作 为人类 最后 一片未 开发 区域 ，蕴 藏着 丰富 的
资源 ，成 为世界各 国争 取海洋权益 、发展高新技术 、开展 国际
合作及展示 自身实力 的重要 场所 。人类正在迎接深海采矿时代
石 的运 送 问题 。 由于上 世纪七 、八 十年代 ，国际上 投入
海底矿产资源及其开发资料课件
我国海底矿产资源开 发产业政策
我国政府通过制定产业政策，鼓 励和支持海底矿产资源开发产业 的发展。产业政策包括产业结构 调整、产业组织优化、产业技术 进步等方面的规定，旨在提高产 业的竞争力。
我国海底矿产资源开 发科技政策
科技政策是推动海底矿产资源开 发的重要手段。我国政府通过制 定科技政策，加强海底矿产资源 开发领域的科技创新和人才培养 ，提高产业的科技水平。
随着科技的不断发展，深海矿产资源开发的技术和装备将不断进步，为未来的海底矿产资源开发提供了更多可能 性。
国际合作与协调成为重要趋势
由于海底矿产资源的全球性特征，国际合作与协调将成为未来海底矿产资源开发的重要趋势，以保障资源的可持 续利用和公平分配。
谢谢聆听
底资源勘探项目。
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02
项目概述
我国在南海北部进行了大规模的锰结核矿开 发，该项目是我国深海矿产资源开发的重要 实践之一。
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案例二
东海海底资源勘探项目
06
实施情况
经过多年的勘探和研究，该项目已经探明了东 海海底的多种矿产资源，为后续的开发工作提 供了重要的科学依据。
பைடு நூலகம்
未来海底矿产资源开发趋势
技术进步推动深海矿产资源开发
地球化学勘探技术
通过采集和分析海底沉积物、海水、生物等样品，检测其中的微量元素、同位素等化学成分，来间接推断海底矿产资 源的分布和丰度。包括多金属结核调查、海底岩心钻探等。
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥感设备，通过接收和解析电磁波信号，获取海底地形地貌、水动力条件、矿产 分布等信息。包括高光谱遥感、合成孔径雷达等。
海底矿产资源开发标准
为了提高海底矿产资源开发的效率和安全性，各国政府和 国际组织制定了一系列的海底矿产资源开发标准，包括勘 探、开采、加工、运输、销售等方面的技术标准和安全标 准。这些标准为海底矿产资源开发提供了指导和规范。
当今世界深海采矿技术的发展
当今世界深海采矿技术的发展世纪之交，国际海底区域活动及其科技、经济、政治及法律环境都发生了深刻的变化。
其主要特点是：当今“区域”活动由单一多金属结核资源向多种资源（富钴结壳、热液硫化物、多金属软泥、天然气水合物、生物基因资源等）发展和出现“区域”多种资源的第二轮竞争的严峻形势。
70年代初，西方发达国家就开始进行深海多金属结核资源采矿技术和装备的研究开发。
以美国公司为主的四大财团研究开发的集矿机和管道提升采矿系统，于70年代末在太平洋C－C区首先进行了每小时30－40t的海上中间性试验。
该系统配套的设备是：拖曳式水力和机械式动力集矿机；气力和水力提升管道，以及2－4.5万t级宽体双底采矿船。
80年代，法国研制成PKA2－6000号深海多金属结核采矿系统，可从6000m的深海底进行快速采矿，日产可达1500－2000t，然后按自控程序返回海面。
英国也正在研制一种气力提升采矿系统，日产量可高达10000t。
专家普遍认为日产千吨级以上的采矿系统将成为21世纪最有前途的第一代深海商业开采系统。
包括日本在内的西方发达国家目前在深海开采技术方面已经拥有了足够的技术储备，正在等待商业开采时机的到来。
我国自90年代以来开展“海底多金属结核资源开采技术”的研究开发，现已研制出两套集矿原理机－水力式集矿机和复合式集矿机的模型机，具有结构简单、作业可靠、采收率高的特点，其室内集矿效率达到85％以上；建成了一套高30m、管径100cm的实验室扬矿系统。
研制单位较系统地进行了水力（矿浆泵、清水泵、射流泵）和气力扬矿方法的实验室研究，以及配套的遥测遥控技术。
但是这套系统仅局限在试验室不足5m水深的水池内，距离五、六千米水深采矿的技术要求相差甚远。
大洋协会计划2000年将对这套改进的采矿系统进行水深120－130m的湖试，为下个世纪初进入海试作技术准备。
世界深海高新技术的发展趋势是朝着多功能、自动化、智能化和遥测遥控的方向发展，主要技术及装备有：●深海（〉6000m）载人深潜器（HOV）和无人自治深潜器（AUV）；●高精度定位技术、水声技术和水下目标跟踪技术；●多种资源的勘查技术系列，包括高精度、高分辨率的探测、浅部／深部地层剖面探测，采样、化探、资源评价技术，环境监测与评价技术；●包括水力、气力、机械动力的集矿与扬矿，遥测遥控、水面支持的日产千吨级～万吨级的深海采矿系统。
海底矿产资源及其开发 ppt课件(优秀版)
海底矿产资源及其开发
一、滨海沙矿 请大家看书完成学案
海底矿产资源及其开发
二、石油和天然气
1. 分布：
• 海底石油和天然气主要分布在近海大陆架 的沉积盆地中
• 分布区： 波斯湾、加勒比海的帕里亚湾和委内瑞拉 湾、北海、墨西哥湾和我国的近海。
北海
波斯湾
墨西哥湾
几内亚湾
加勒比海和 委内瑞拉
波斯湾、加勒比海的帕里亚湾和委内瑞拉湾、北海、墨西哥湾和我国的近海
超过2__亿_年__
3. 板块构造学说（ ★ ★目前公认学说） （1）理论观点：
①地球岩石圈不是整体一块，而是被许多 _海__岭_和__海__沟_断裂构造带分割成若干单元，称为板 块，全球岩石圈可分为六个规模巨大的板块。
②板块边界为__地_壳__活__动__带__，_多__火__山__、__地_震。板块 内部地壳运动比较平缓
你应该选择保送读大学的。麦克深情地对妻子说：你是我做过的最好选择，只是我忘记了。
你很容易找到。他是我们三年级二班的一个男生，晨会、做操、放学排路队时总是站在第一排，教室里最脏的抽屉一定是他的。对了，他的书包通常不是放在课桌抽屉里，而是扔在地 上。几乎每节课我都要提醒他或是帮他捡起，但下节课再来看，他的书包又咧着大嘴躺在了地上，书本散落一地，他的双脚，正无情地踩在一个练习本上……每每此时，我都无语凝噎， 不忍直视那么，他的抽屉里不放书包放什么？课外书、牛奶盒、瓜皮果壳、小玩具、蚂蚁、毛毛虫、小树枝、黑乎乎的樟树籽、金灿灿的棕榈树籽……总之，五花八门，应有尽有。老 师刚收缴了一批，立马他又塞进另一批……其更新换代的速度堪比火箭发射，让人叹为观止……因为小Z的不讲卫生，每到周一换座位时，轮到坐他座位的同学总是叫苦连天、自认倒 霉，皱着眉头、捂着口鼻一遍一遍地擦，先用抹布蘸着水擦，再用纸巾擦，直到完全闻不到异味才勉勉强强坐下。尽管如此，小Z同学却有很多的好朋友。每次分组活动，大家都抢着
深海矿物资源开采
设备要求：能够承受 深海的高强度水压； 具有先进的勘探设备， 能够适应海底复杂的 地貌环境；动力足、 续航能力佳，适合长 时间的采矿作业。
4、深海矿物开采设备
潜水艇 采矿网 采矿网，用于联系海 集矿机车 底集矿机车，并作为 拉力设备。 取样钻机 设备要求：适宜采用 整体系统 高强度碳纤维网，重
4、深海矿物开采设备
潜水艇 采矿网 集矿机车 取样钻机 整体系统
5、深海锰结核开采图示
开采潜水 艇
中。
设备要求：机动性好， 能够适应海底发杂的 地面状态；有先进的 控制系统；强度高， 耐高压，耐腐蚀。
4、深海矿物开采设备
潜水艇 采矿网 集矿机车 取样钻机 整体系统
4、深海矿物开采设备
潜水艇 采矿网 集矿机车 取样钻机 整体系统
பைடு நூலகம்
深海浅层岩芯取样钻机： 深海浅层岩 芯取样钻机，是进 行海底矿产资源勘 探、海底地质调查 等不可缺少的重大 技术装备之一。它 可以从深海几千米 的海底定点钻取矿 石岩芯，供科学家 分析研究，获得深 海底矿藏的赋存状 态、品位、物理化 学性质等重要数据， 为海底采矿提供必 需的资料。
量轻强度高；密集度 不可过高也不可太低， 过高会使网中缠绕大 量杂物，过低则无法 保证强度，适宜的为 3米。
4、深海矿物开采设备
潜水艇 集矿机在海底采集结 采矿网 核(能自动行走或由 集矿机车 采矿船经刚性管道拖 拽行走)，采集的结 取样钻机 核在集矿机内清洗脱 泥和破碎。再通过网 整体系统 和管道输送到采矿船
1、锰结核简介和特点
特点： 1、全球含量巨大； 2、矿物元素含量丰 富，极具商业开发价 值； 来源丰富； 处于深海，开采困难； 加工工艺新。
深海开采技术是什么他们的特点和应用领域是什么
深海开采技术是什么他们的特点和应用领域是什么一、深海开采技术概述随着地球上海洋资源的逐步耗尽，人们开始开启深海资源的开采之路。
深海开采技术就是一套开采、运输、处理深海资源的技术流程。
目前，深海开采技术已经应用于深海油气开采、深海矿产资源开采、深海生物资源开发等领域。
二、深海开采技术特点1. 高技术含量。
深海开采对设备和技术的要求极高，需要高端设备和技术的支持。
2. 复杂环境。
深海环境中水压大、温度低、海底地形复杂，增加了操作难度和风险。
3. 安全难度大。
深海开采存在着较高的风险和成本，因此安全问题至关重要，需要各种安全措施来保证作业人员的安全。
三、深海开采技术的应用领域1. 深海油气开采。
由于陆地油气资源逐渐耗尽，深海油气成为备受关注的领域。
深海油井、海底管道、海洋平台、深水钻井平台等设备的相关技术被广泛应用。
2. 深海矿产资源开采。
深海矿产资源包括深海磷、深海钴、深海铜等，对于国家和企业而言具有不可替代的资源价值。
深海开采技术为深海矿产资源的开发和利用提供了重要的技术保障。
3. 深海生物资源开发。
深海生物资源包括海洋细菌、海洋传统药物、深海鱼类等，价值十分巨大。
深海开采技术非常适用于深海生态系统的开发和利用。
四、深海开采存在的问题和挑战1. 成本高昂。
深海开采存在着较高的风险和成本，且各个环节技术要求较高，因此成本比较高。
2. 生态环境影响大。
深海生物资源是生态系统中的重要组成部分，使用深海开采技术对深海生态系统的影响需要被认真考虑。
3. 法律和规范制定不足。
目前深海开采的规范和法律尚不完善，因此需要加强制定深海开采相关规范和法律制度。
五、结论深海开采技术在能源、地质、生物等领域具有重要意义，有力地支持了国家经济建设。
但是，深海开采在成本、生态环境和法律规范制定等方面存在着问题和挑战。
因此，我们需要不断推进深海开采技术的创新，建立健全的管理制度，以更好地保障人类对深海资源进行合理、可持续利用。
深海采矿系统
深海采矿技术简述1．引言当前，随着世界经济的不断发展，对矿产资源的需求也越来越大，大量的资源开发造成地球陆地矿产资源日益枯竭。
而人类的生存和创造都是以资源消耗为前提的，矿产资源的利用水平从一个侧面直接反映了社会生产力的水平。
矿产资源的危机将对人类社会发展带来灾难性的后果，这也是一个全球性的问题。
据科学预测，全球矿产资源的储量增长速度始终高于产量的增长速度。
陆地资源在本世纪大多趋于耗竭，在陆地资源耗竭之前，尽早开辟新的资源供给渠道已是当今各国共同的抉择。
为了满足人类生存和发展对矿产资源的需要，世界各国从上世纪初就将目光投向海洋。
自1872～1876 年英国在发现多金色结核以来，大洋经勘探查明是丰富的矿产资源基地。
根据美国加利福尼亚大学Mero 教授估计，大平洋海底的多金属结核和结壳就有117 亿t 。
多金属结核和结壳中有铜、钴、镍、锰、铁、钨、钛、钼、金、银等70多种元素，其中铜、钴、镍、锰的平均品位分别为1100 %、0122 %、113 %、25 %，上述四种金属的储量分别50 亿t 、30 亿t 、90 亿t 和2000 亿t ，相当于陆地储量的9 倍、539 倍、83 倍和57 倍①。
2．深海采矿技术的现状2.1 国外现状国际社会深海开发技术的发展均以多金属结核开采技术研发为起点，1970年代以来，西方发达国家通过技术移植、相关技术借鉴和二次开发及技术创新等方面的工作，完成了深海多金属结核开采的技术储备。
自20世纪80年代中期以来，西方发达国家在取得多金属结核采矿技术领先地位后，及时把研究领域扩展到富钴结壳、海底热液硫化物、天然气水合物等多种资源领域。
目前，世界上已有鹦鹉螺矿业公司和海王星矿业公司在积极地进行开采海底热液矿床可能性的探索，海王星公司正在评估他拥有采矿权的位于新西兰北岛北海岸水域的矿产资源，鹦鹉螺公司和加拿大一家金矿公司正从拥有采矿权的巴布①人类深海采矿时代即将到来杜华斌中国西部科技，29亚新几内亚东海岸稗斯麦海域的沉积物中收集样本。
深海采矿技术(1)
结核开采技术方案
用拖网型的集矿机收集，用管道提升； 用铲斗状集矿机收集，用绳子或钢缆 将铲斗拉上来； 用拖网型的集矿机收集，用集矿机自 身的浮力将之运至海面 。
深海采矿技术(1)
海底拖撬系统
海底拖撬采矿系统 深海采矿技术(1)
连续链斗采矿系统(CLB)
单船式连续绳斗式采矿
双船式连续绳斗式采矿系统
到稳定作用；
漂浮装置：减小集矿机与海底之间的相互作用力，防止集矿机深陷
入沉积物；
深海采矿技术(1)
集矿机
组成
给料机构和收集仓：给料机构协助提升，收集仓暂存结核。 机架：一方面支承装在集矿机上的机器，同时缓和着底、离底 时的冲击。另外当集矿机入库、操作和海底拖航时，机架具有 承载这些负荷的能力。 电力、检测控制装置：电力装置由潜水马达、水中变压器、水 中分电箱、电动机操作柜组成，体积小、重量轻并可靠，检测 控制装置由船上控制台和各种水中传感器组成，监视集矿机各 装置的工作性能； 液压装置：在集矿机内装有一阀门，当发生堵塞时以迅速排除 堵塞，另外还有一阀门用于调整集矿量，液压装置主要控制这 两个阀门工作。
沉积物的承载力或剪切力。集矿机应能处理一定的斜坡以及小的障
碍物；
集矿装置：在海底拾收锰结核或吸取锰结核-沉积物混合物，集矿
装置是集矿机的核心；
分选装置：洗去沉积物和结核细小微粒，有的还可拒绝大颗粒结核
或异物；
碎矿装置：将结核粉碎到适于提升的粒径；
稳定装置：又称稳定片，当集矿机受到翻转、颠簸等作用力时，起
结核赋存在4000～6000米深的洋底，开采过程
必须全部实现遥测遥控；
洋底地形地貌相当复杂，洋底表层为剪切强度
仅0~3Kpa的软泥层，并有海底洋流的影响；
海洋工程中的深海采矿技术资料
海洋工程中的深海采矿技术资料深海采矿技术资料随着人类对海洋资源利用需求的增加，深海采矿技术逐渐成为海洋工程领域的热点话题。
在这篇文章中，我们将探讨深海采矿技术的概念、发展和应用。
一、深海采矿技术的概念深海采矿技术是指利用各种技术手段在深海水域进行矿产资源的开采。
由于深海的环境条件复杂且压力巨大，深海采矿技术相较于陆地采矿具有更高的技术难度和风险。
二、深海采矿技术的发展历程1. 早期阶段早期的深海采矿技术主要集中在海底油气田的勘探和开发，如利用钻井平台进行油气开采。
这一阶段的深海采矿技术还相对简单，对于深海矿产资源的开发还没有形成系统性的技术体系。
2. 中期阶段随着科技的发展，深海采矿技术逐渐进入中期阶段。
这一阶段的深海采矿技术包括遥感技术、海底勘探技术以及海底工程建设。
通过遥感技术，可以对深海地形进行测绘，获取矿产资源分布的初步信息。
海底勘探技术则可以对深海矿产资源进行详细的勘探和评估。
3. 现代阶段随着科技的进步，深海采矿技术进入现代阶段。
现代深海采矿技术主要包括智能化设备的应用、深水开采技术以及环境保护技术。
智能化设备可以实现高效、精准的采矿操作，提高资源利用率和安全性。
深水开采技术使得采矿活动能够在更深的海域进行。
同时，环境保护技术也成为深海采矿技术发展不可或缺的组成部分。
三、深海采矿技术的应用领域深海采矿技术的应用领域主要包括海底能源开发、海底矿产资源开采和海底工程建设。
海底能源开发主要指油气田的勘探、开发和生产；海底矿产资源开采则包括多种矿产资源的开采，如锰结核、多金属硫化物等；海底工程建设主要指海底管道敷设、海底隧道建设等。
四、深海采矿技术面临的挑战和未来发展趋势1. 挑战深海采矿技术面临着诸多挑战，包括环境保护、技术难题和法律监管等。
深海环境的复杂性和脆弱性对采矿活动提出了很高的环境要求。
技术难题如深水作业、高压高温条件下的开采等也是深海采矿技术发展的障碍。
此外，对深海采矿活动的合规性和法律监管也需要进一步加强。
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集矿机与扬矿管 道结合的流体提
升采矿系统
分类 水力提升 气力提升 轻介质提升
履带式集矿机
水下采矿航行器
多金属结核开采系统基本参数
系统生产能力 年产量：干结核3×106t 年限：20年连续开采 富矿面积：2×104 km2区域
系统日、小时生产能力 每年有效工作日：250d/a 每天效作业时间：20h 日额定产量：6000t/d 小时额定产量：300t/h
集矿机与扬矿管道 结合的流体提升采
矿系统
组成：集矿机 输送软管 中间矿仓 刚性扬矿管 采矿船
组成：集矿机 输送软管 中间矿仓 刚性扬矿管 采矿船
集矿机与扬矿管道结合的流体提升 采矿系统
作业过程 集矿机在海底采集结核(能自动行走
或由采矿船经刚性管道拖拽行走)，采集 的结核在集矿机内清洗脱泥和破碎后， 经软管输送到连接于刚性扬矿管下端的 中间矿仓，然后结核在刚性管道中以浆 体形式被扬送到海面采矿船上。
集矿机
行走装置类型
集矿机
集矿技术的试验研究
国外集矿技术的试验研究主要包括如下几个阶段： (1)室内水槽试验； (2浅海试验； (3)深海试验； (4)中间试验。 室内水槽试验最为关键，满足主要工作要求的集
矿机模型在此阶段产生，其它各阶段试验主要起到 检验和修正的作用。
集矿机
集矿机一般需进行以下试验
A.集矿性能
①集矿性能 ②破碎、供给性能
B. 运动性能
①水中稳定性能 ②着底、离底性能 ③海底拖航性能
集矿机
长沙矿山院设计制造的集矿机
集矿机
长沙矿冶院设计制造的集矿机
扬矿子系统
环境基础数据
平均风速：8m/s 海浪：6级海况，浪高5m，周期10s
4级海况，浪高2.5m，周期10s 海面洋流速度：1.7m/s；海底最大：0.15m/s 海面水温：22~30.2 ℃，平均28.2 ℃；海底 ：1~4 ℃ 海水密度：表层1022kg/m3 ，5000m深 1052kg /m3 ，平均1037kg /m3
结核开采技术方案
用拖网型的集矿机收集，用管道提升； 用铲斗状集矿机收集，用绳子或钢缆 将铲斗拉上来； 用拖网型的集矿机收集，用集矿机自 身的浮力将之运至海面 。
海底拖撬系统
海底拖撬采矿系统
连续链斗采矿系统(CLB)
单船式连续绳斗式采矿 双船式连续绳斗式采矿系统
连续链斗采矿系统(CLB)
优点：系统设备简单、易于操作、维 修方便、投资小、投产快等。
集矿机采集路线
集矿机与扬矿管道结合 的流体提升采矿系统
采矿船
集矿机
组成
实验用集矿机外观图
集矿机
组成
行进装置：具有支持和行进功能，集矿机在海底的运动，必须考虑 沉积物的承载力或剪切力。集矿机应能处理一定的斜坡以及小的障 碍物； 集矿装置：在海底拾收锰结核或吸取锰结核-沉积物混合物，集矿 装置是集矿机的核心； 分选装置：洗去沉积物和结核细小微粒，有的还可拒绝大颗粒结核 或异物； 碎矿装置：将结核粉碎到适于提升的粒径； 稳定装置：又称稳定片，当集矿机受到翻转、颠簸等作用力时，起 到稳定作用； 漂浮装置：减小集矿机与海底之间的相互作用力，防止集矿机深陷 入沉积物；
采矿系统的组成
采矿体系的组成及功能
集矿机：在海底采集结核矿石，并进行初处理， 向扬矿子系统供矿；
扬矿子系统：将采集的结核矿石经管道提升到 海面采矿船； 监控子系统：定位、作业控制和管理；
采矿船：深海采矿作业平台，为海下设备提供 支承、动力、设备存放和维修，同时完成结核 矿石贮存和向运输船转运；
运输支持子系统：将结核矿石运输到口岸，向 采矿船供应补给品及人员轮班。
海洋采矿的技术难度
工艺过程
集矿机将赋存在大面积洋底的结核采 集起来，经过脱泥、破碎、经软管输送到 水下中间平台的中继料仓里，然后由给料 机将结核给入扬矿主管道，由提升泵将其 提升到洋面采矿船上。
技术难度
结核赋存在4000～6000米深的洋底，开采过程 必须全部实现遥测遥控； 洋底地形地貌相当复杂，洋底表层为剪切强度 仅0~3Kpa的软泥层，并有海底洋流的影响； 整个采矿系统是在复杂的海洋气象和海洋环境 下作业，必须进行准确系统的导航定位和保持 整个系统的动态稳定；
集矿机
集矿方法类型
集矿机
集矿机的分类
水利式采集器
机械式采集器
混合式采集器
集矿机
海底行走车
• 滑板型(Stcd Type) • 车轮型(Wheel Type) • 挂链式驱动型(Hanging Chain Type) • 履带式无轨道型(Caterpiller Type) • 螺旋推进叶轮型(Archimedean Screw Type) • 机械行走型(Mechanical Leg Type助提升，收集仓暂存结核。 机架：一方面支承装在集矿机上的机器，同时缓和着底、离底 时的冲击。另外当集矿机入库、操作和海底拖航时，机架具有 承载这些负荷的能力。 电力、检测控制装置：电力装置由潜水马达、水中变压器、水 中分电箱、电动机操作柜组成，体积小、重量轻并可靠，检测 控制装置由船上控制台和各种水中传感器组成，监视集矿机各 装置的工作性能； 液压装置：在集矿机内装有一阀门，当发生堵塞时以迅速排除 堵塞，另外还有一阀门用于调整集矿量，液压装置主要控制这 两个阀门工作。
缺点：采矿效率和资源回收率低、作 业受地形条件影响大、绳索易 缠结等。
自动穿梭式采矿车采矿系统
20世纪80年 代，法国对自动 穿梭式采矿车系 统进行了研究尝 试。
自动穿梭式采矿车采矿系统
优点：设备独立、灵活性好，采集效 率较高，回采损失小，能大幅 度提高结核产量。
缺点：要求非常先进的设备制作技术 和遥控技术，造价很高，开发 难度较大。
技术难度
在高压条件下的密封、绝缘技术难度很大； 整个系统各组成单元的联接装置必须保证可靠 而快速的联接和拆卸； 保证软管内矿石输送通畅是一个非常重要而复 杂的问题 ； 整个系统的可靠性要求极高，能及时诊断和自 处理 ； 环境保护问题 。
深海多金属结核的 开采系统
结核开采的基本任务
按产业生产规模，从5000-6000米的深 海底，将多金属结核连续、高效地采集 并输送到海面采矿船上； 开采系统和设备不但技术上可行，而 且具有高度的可靠性、先进性和经济 性。