浅谈深海矿产资源开采现状及发展形势
深海开发技术现状及发展趋势分析
深海开发技术现状及发展趋势分析深海是指海洋深度大于200米的海域,在深海中具有广泛且重要的资源,如矿产、石油、天然气等。
随着人类对能源和资源需求的增加,深海开发逐渐成为一个备受关注的话题。
本文旨在分析当前深海开发技术的现状及未来发展趋势。
一、深海开发技术现状1.深海采矿技术深海采矿技术是指在深海中的矿床中进行采矿作业的技术。
目前最常用的采矿技术是深海黑色金属沉积物探矿和采矿技术,其采用箱采、暴露、深海淤泥水、水冲、挖掘机操作等方式进行装载、运输和卸载。
在深海黑色金属沉积物探矿和采矿中,遇到的主要问题是深海泥沙层厚度较大,含水量较大,泥沙结构稳定性较差等问题,需要采用一系列技术手段解决这些问题。
2.深海油气开采技术深海油气开采技术是指在深海中进行石油和天然气的勘探开采作业的技术。
深海油气开采技术保证了能源安全和经济安全两大核心利益。
目前,深海油气开采技术主要采用钻井技术进行作业。
目前已经在深海中实施了多个海底油井,部分油井的水深达到了3000米以上。
目前,钻井深度已经达到了4000米左右。
3.深海渔业技术深海渔业技术是指在深海中进行捕捞作业的技术。
深海中拥有大量的珍稀鱼类和海洋生物,如深海鲨鱼、深海浅水区等。
深海渔业技术主要通过实现深海渔业物种特有的高压、高温、高压、高盐环境下的灵活性和生物力学适应性,提高渔业资源利用的品质和效率。
二、深海开发技术未来发展趋势1.大型海洋平台和装备的开发未来深海开发的趋势是技术设备的进一步升级,特别是大型海洋平台的建设和应用,实现在深水区域的连续作业,提高生产效率和资源利用率,为深海开采打下坚实的技术基础。
此外,深海作业装备的开发和应用也将成为未来深海开发的重要发展方向,以满足深海开发不断增长的需求。
2.多学科、综合研究的开展未来深海开发的另一个重要趋势是多学科、综合研究的开展,这需要建立海洋科学研究平台,整合各学科资源,形成深海开发的综合研究体系,提高整体创新能力和深海资源开发的科学性,以保证开发过程中的环境友好和资源可持续利用。
深海矿产资源开发技术的挑战与前景
深海矿产资源开发技术的挑战与前景在我们居住的蓝色星球上,深海蕴藏着丰富的矿产资源,如多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等。
这些资源不仅种类繁多,而且储量巨大,为解决人类未来的资源需求提供了潜在的可能性。
然而,深海矿产资源的开发并非易事,面临着诸多技术挑战,但同时也展现出广阔的发展前景。
深海环境极端恶劣,给矿产资源的开发带来了巨大的困难。
首先,深海的巨大水压是一个难以逾越的障碍。
在数千米乃至上万米的深海,水压高达数百甚至上千个大气压,这对开采设备的抗压能力提出了极高的要求。
普通的材料和结构在如此巨大的压力下极易变形甚至损坏,因此需要研发高强度、高韧性的特殊材料和先进的耐压结构设计,以确保设备能够在深海环境中正常运行。
其次,深海的低温和黑暗也是不容忽视的问题。
低温会影响设备的性能和材料的特性,使得一些常规的技术和材料在深海环境中无法发挥作用。
而黑暗的环境则给探测、监测和操作带来了极大的不便,需要依靠高精度的照明和成像设备来获取清晰的视野。
再者,深海的复杂地形和水流条件也增加了开采的难度。
海底山脉、峡谷、海沟等复杂地形使得开采设备的部署和操作变得极为复杂,而强大的海流则可能导致设备的移位和损坏,影响开采的效率和安全性。
除了恶劣的环境条件,深海矿产资源的开采技术本身也存在诸多难题。
目前,对于深海矿产资源的定位和勘探技术还不够成熟。
虽然我们已经能够通过声学、电磁等手段对深海进行探测,但要准确识别和评估矿产资源的分布、品位和储量,仍需要进一步提高探测技术的精度和分辨率。
在开采过程中,如何有效地将矿产资源从海底采集并输送到海面也是一个关键问题。
传统的开采方法在深海环境中往往难以奏效,需要开发新的、适应深海环境的开采技术和设备。
例如,对于多金属结核的开采,需要设计专门的采集装置,既能有效地收集结核,又能尽量减少对海底生态环境的破坏。
此外,深海矿产资源的加工和提炼也面临着技术挑战。
由于深海矿产资源的成分复杂,且含有大量的杂质,需要开发高效、环保的加工和提炼技术,以提高资源的利用率和降低对环境的影响。
深度海水资源利用挑战与前景展望
深度海水资源利用挑战与前景展望近年来,人类对于深度海水资源的利用与开发越来越感兴趣。
深度海水资源是指海洋中水深大于1000米的水域,这些水域蕴含着丰富多样的资源,如深海矿产、深海温泉、深海鱼类等。
然而,深度海水资源的利用也面临着一系列的挑战。
本文将探讨深度海水资源利用的挑战,并展望其前景。
首先,深度海水资源利用面临着技术难题。
由于深海环境的高压、低温和丰富的盐度,对于资源的提取和加工技术要求较高。
其中,深海矿产的开采是一个极具挑战的过程。
深海矿产资源包括石油、天然气、锶、锰、钴等,但是由于其位于深海底部,并且处于高压和低温环境中,使得开采过程变得极为复杂和昂贵。
成功开采深海矿产需要具备高强度材料、特殊工业设备和先进技术。
其次,深度海水资源的环境影响是一个重要的考量因素。
在过去的几十年中,深度海水资源的利用主要是以捕捞为主。
捕捞深海鱼类资源可以为人类提供丰富的食物来源,然后为经济发展做出贡献。
然而,由于过度捕捞,深海鱼类资源面临着极大的压力,已经出现过渔情况。
此外,深度海水的利用还容易对生态环境产生负面影响。
深海的特殊环境使得海水中生物群落的结构和特征与浅海有很大不同。
因此,在利用深度海水资源的过程中,需要采取相应的措施来保护生态环境,避免对海洋生物造成破坏。
再次,深度海水资源利用面临着经济可行性问题。
由于深度海水资源的开发和利用属于高技术含量的行业,投入、风险与回报之间的关系比较复杂。
对于许多国家和地区来说,投资深度海水资源的开发是一个庞大的财政项目,需要巨额资金的投入。
此外,深度海水资源的开发过程也会遇到不确定性因素,如市场需求、资源可再生等,这对投资者来说是一个存在风险的挑战。
因此,在利用深度海水资源前,需要进行充分的市场研究和投资评估,以确保项目的经济可行性。
尽管深度海水资源利用面临着诸多挑战,但是也有广阔的前景展望。
首先,深海矿产资源的开发有巨大的经济潜力。
例如,深海石油和天然气资源的丰富可为国家提供可靠的能源来源。
深海资源开发产业化前景分析
深海资源开发产业化前景分析随着科技的不断进步和人类对于资源的需求不断增加,深海资源的开发已经成为一个备受瞩目的话题。
深海资源是指位于海洋水深3000米以下的区域内的各种矿产资源,如油气资源、金属矿产、海底热液等。
这些资源具有巨大的经济价值和战略意义,其开发与利用将对我国的能源安全、经济发展和海洋权益具有重要意义。
本文将对深海资源开发产业化的前景进行分析。
一、深海资源开发的背景和现状深海资源包括石油天然气、海底热液、多金属结核、颗粒聚氨酯等,具有储量丰富、空间广阔、潜力巨大等特点。
根据国际海洋法公约规定,每个沿海国家都有权开发其位于200海里以内的经济海域和大陆架,这为深海资源的开发提供了法律基础。
目前,世界各国对深海资源的关注度与日俱增,美国、日本、俄罗斯等国家纷纷加大对深海资源的开发力度。
中国也通过制定政策和加强技术研究,积极推动深海资源的开发和利用。
然而,深海资源开发面临着诸多挑战。
首先,深海资源勘探和开采的技术难度较高,需要大量的资金投入和专业技术支持。
其次,深海环境复杂且恶劣,对设备和人员的要求高,对海洋生态环境的影响也需要引起重视。
再者,深海资源开发还存在国际竞争和利益分配的问题,需要与其他国家协商解决。
面对这些挑战,我国需要加大科研投入、培育专业人才、改善技术装备,积极推动深海资源的开发产业化。
二、深海资源开发的市场前景1. 能源需求的增长:随着世界人口的不断增加和工业化进程的推进,对能源的需求将持续增长。
深海油气、海底热液等能源资源具有丰富的储量和良好的品质,将成为未来能源供应的重要来源。
2. 金属矿产的需求:随着全球经济的发展和城市化进程的加快,对金属矿产的需求也越来越大。
深海多金属结核等矿产资源具有储量丰富和品位较高的特点,对于满足人类对金属矿产的需求具有重要意义。
3. 新材料产业的发展:深海资源还包括许多非金属矿产,如颗粒聚氨酯等。
这些矿产资源在新材料、高技术产业的发展中具有广阔的应用前景。
我国深海矿产资源开发装备研发现状与展望
我国深海矿产资源开发装备研发现状与展望一、本文概述随着人类对海洋资源的认知和利用不断深入,深海矿产资源作为海洋资源的重要组成部分,正逐渐受到全球的关注和重视。
我国作为一个海洋大国,拥有丰富的深海矿产资源,因此深海矿产资源的开发对于我国的经济和社会发展具有重要意义。
本文旨在概述我国深海矿产资源开发装备的研发现状,分析存在的问题和挑战,并展望未来的发展趋势,以期为我国深海矿产资源的可持续开发提供有益的参考。
文章首先回顾了我国深海矿产资源开发的历史和现状,总结了深海矿产资源开发装备的研发历程和主要成果。
接着,文章分析了当前深海矿产资源开发装备面临的主要问题和挑战,包括技术瓶颈、资金短缺、人才匮乏等方面。
在此基础上,文章提出了加强技术研发、加大资金投入、培养专业人才等建议,以促进深海矿产资源开发装备的进一步发展。
文章展望了我国深海矿产资源开发装备的未来发展趋势,包括装备的大型化、智能化、环保化等方面。
文章也指出了深海矿产资源开发面临的机遇与挑战,呼吁社会各界共同关注和参与深海矿产资源的开发,为我国的海洋经济发展和海洋强国建设做出更大的贡献。
二、深海矿产资源概述深海矿产资源是指蕴藏在海洋底部,特别是深海区域(通常指水深超过200米的海域)的各类矿产资源。
这些资源包括多金属结核、富钴结壳、热液硫化物、天然气水合物(可燃冰)等,它们都是未来全球资源争夺的重要目标。
深海矿产资源不仅储量大,分布广,而且品位高,开采价值巨大。
特别是深海中的热液硫化物和天然气水合物,更是被认为是21世纪最具开发潜力的新能源。
多金属结核是深海中最常见的矿产资源,它们主要分布在海底平原区域,特别是在东太平洋克拉里昂-克利珀顿区和大西洋中部海岭。
这些结核主要由铁、锰等金属元素构成,富含铜、镍、钴等多种金属,具有很高的经济价值。
富钴结壳则是另一种重要的深海矿产资源,它们主要分布在深海海底的火山岩和沉积岩上。
富钴结壳的钴含量丰富,同时还含有镍、铜、铂等多种贵重金属,具有极高的开采价值。
深海自然资源开采前景与可持续发展策略
深海自然资源开采前景与可持续发展策略引言:随着全球人口持续增长和经济发展,对能源和资源的需求也日益增加。
在陆地资源逐渐枯竭的情况下,眼光投向了深海自然资源。
深海是地球表面的最后一片未开发的领域,蕴藏着宝贵的矿产资源、能源资源和生物资源。
然而,深海开采也面临着巨大的挑战,如极端的环境条件、技术难题以及与可持续发展原则的冲突。
本文将探讨深海自然资源的开采前景,并提出可持续发展的策略,以实现资源开采与生态保护的平衡。
一、深海自然资源开采前景1. 矿产资源开采深海底部蕴藏着丰富的矿产资源,如铜、铝、锌、铅等。
铜、铝等金属的需求量在未来几十年仍将持续增加,而陆地资源的开采已经面临严重的枯竭问题。
深海矿产资源的开采将成为满足全球需求的重要途径。
此外,深海中还存在具有潜在经济价值的稀土元素和微量金属等资源。
因此,深海矿产资源开采具有巨大的发展潜力。
2. 能源资源开发深海中蕴藏着丰富的能源资源,如天然气和油藏。
随着现有陆地油气资源的逐渐消耗和能源转型的需求,深海能源资源的开发和利用已经成为全球关注的热点。
深海能源开发将为满足全球能源需求提供新的选择,并且相对环境友好。
3. 生物资源开发深海生态系统中存在着独特的生物多样性,包括绝大多数尚未被发现的生物种类。
这些生物对药物、食品和其他生物技术方面的研究具有重要的潜在价值。
深海生物资源的开发有望带来医药、食品和其他相关产业的新兴机会,为经济发展提供动力。
二、可持续发展策略1. 加强环境保护深海生态系统是一个相对脆弱的生态系统,在大规模的开采活动下容易受到损害。
因此,深海自然资源的开采必须遵循高标准的环境保护措施。
包括但不限于建立深海保护区、开展环境影响评估、控制污染物排放以及开展生态修复等工作。
同时,加强监管力度,确保资源开采活动的合规性和可持续性。
2. 推动科技创新深海开采面临许多技术挑战,如高压、低温、高含盐度等环境条件,以及资源的开采、运输和利用技术。
因此,需要加强科技创新以提升深海开采的效率和安全性。
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势一、引言海洋矿产资源是指存在于海洋中的各种矿产资源,包括油气、金属矿产、非金属矿产等。
随着陆地资源的日益枯竭和人类对资源需求的增加,海洋矿产资源的开发逐渐成为国际上的热点话题。
本文将介绍我国海洋矿产资源的开发现状以及未来的发展趋势。
二、我国海洋矿产资源开发现状1. 油气资源开发我国海洋石油和天然气资源主要分布在南海、东海和渤海等海域。
目前,我国已经建立了一批海洋油气田,如南海深水区域的琼东南、中南和珠江口盆地等。
同时,我国还积极开展深水油气勘探和开发,以提高海洋石油和天然气资源的开发利用效率。
2. 金属矿产资源开发我国海洋金属矿产资源主要包括锰结壳矿、多金属硫化物矿床和铁锰结壳矿等。
目前,我国已经探明了一批海洋金属矿产资源,如南海的龙门山和东海的深海热液硫化物矿床等。
我国正积极推动深海金属矿产资源的勘探和开发,以满足国内金属矿产资源的需求。
3. 非金属矿产资源开发我国海洋非金属矿产资源主要包括盐、石油天然气水合物、磷矿、钛矿等。
目前,我国已经建立了一批海洋盐场,如山东半岛的盐场和广东的盐场等。
同时,我国还积极开展石油天然气水合物、磷矿和钛矿等非金属矿产资源的勘探和开发。
三、我国海洋矿产资源开发的挑战与机遇1. 挑战(1)技术挑战:海洋矿产资源的开发存在技术难题,如深水勘探、海底采矿、环境保护等方面的技术问题需要解决。
(2)环境保护挑战:海洋矿产资源的开发对海洋环境造成一定影响,如废水排放、废弃物处理等问题需要解决。
(3)国际竞争挑战:海洋矿产资源的开发是全球竞争激烈的领域,我国需要与其他国家进行合作,提高自身的竞争力。
2. 机遇(1)资源需求增加:随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,对矿产资源的需求不断增加,海洋矿产资源的开发具有广阔的市场前景。
(2)技术进步:随着科技的进步,海洋矿产资源的勘探和开发技术不断提高,为我国海洋矿产资源的开发提供了有力支持。
(3)政策支持:我国政府出台了一系列政策,鼓励和支持海洋矿产资源的开发,为我国海洋矿产资源的开发提供了政策保障。
深海资源开发与利用的研究现状及前景
深海资源开发与利用的研究现状及前景深海是人类最为陌生和神秘的领域之一,其海底庞大的矿产资源、生物多样性和环境服务都是全球性的,深海资源的开发已成为世界范围内的热点与前沿。
而未来,随着全球经济的发展和资源的枯竭,深海资源的开发与利用将愈发重要。
本文将从如下几个方面,探讨深海资源开发与利用的研究现状及前景。
一、深海资源的类型及重要性深海是指海面以下200米以及水深超过200米的海域,其所拥有的广泛的矿产资源类别至少包括铜、锌、铅、钴、金、银、磷、钛、铀、稀土等大类。
同时,深海还拥有丰富的油气储藏、蓝色碳汇、热泉生态系统以及其他生物资源等。
这些资源对于满足人类各种需求和解决环境等方面的问题都具有重要的作用。
二、深海资源开发与利用的困难深海环境与人类生活所处的环境差别较大,其水压高、海水温度低、光照弱、水分密度大、化学环境复杂,同时深海中还存在着多种危险因素,如海底地震、海啸、超强台风等自然灾害,以及海盗、破坏海洋生态系统等人为因素。
这些因素都给深海资源开发带来了很大的困难。
三、深海资源开发与利用的技术研究现状当前,深海资源的开发与利用技术处于快速发展的阶段,尤其是随着技术的不断提高和突破,深海开发已经成为重要的领域之一。
目前,主流的技术手段包括:深海地质勘探开发、深海电力系统、海洋生物资源开发等技术。
在深海地质勘探上,矿产勘探技术动态发展,洋底地震探勘及航海测量技术的研究正得到越来越多的重视,已经发展出定向钻探、矿床勘探、工业化开采等技术。
在深海电力系统方面,其主要开发的主要目标包括海洋风力和潮汐能开发利用、深海分布式能源开发利用、以及深海热泵技术的研究等领域。
在海洋生物资源开发方面,当前技术手段主要是深海养殖技术,深海水产养殖技术不仅为人类解决生产生活问题,更是保护和恢复深海生态系统的重要方法之一。
四、深海资源开发与利用的前景研究深海资源的开发利用是一个涉及多学科的工程,具有丰富的前景。
随着环境问题逐步凸显,文明生产逐渐转向低碳环保的过程,深海资源开发将为推动社会经济的繁荣和可持续发展提供坚实的物质和技术支撑。
深海矿产资源勘探及开发现况调查
深海矿产资源勘探及开发现况调查深海矿产资源是指存在于海洋底部的金属、非金属矿产资源,包括铜、锌、铅、银、金、稀土元素以及甲烷水合物等。
随着陆地矿产资源的逐渐枯竭和人类对能源和矿产资源的不断需求,深海矿产资源成为了人们关注的焦点。
本文将介绍深海矿产资源的勘探状况、开发技术以及环境保护措施。
首先,深海矿产资源的勘探工作已经取得了一定的进展。
目前,主要的深海矿产勘探活动集中在太平洋、大西洋和印度洋等深海区域。
为了寻找深海矿产资源,科学家们利用多种技术手段,如声纳、卫星遥感、探测器和潜水器等,对海底地质进行详细调查。
勘探工作不仅需要对海底地形、岩石结构进行探测,还需要针对不同矿产资源的特点进行专门的勘探活动。
其次,深海矿产资源的开发技术也在不断提高。
深海矿产开发涉及到海底钻探、海底开采、海底运输等多个环节。
为了进行深海矿产开采,需要设计和制造能够承受高压、低温和高悬浮物含量等极端环境条件的设备。
目前,深海矿产开采主要依赖于遥控和自主潜水器,以及远程操作技术。
在开采过程中,还需要采取合适的回收和处理技术,以确保深海矿产的有效利用。
然而,深海矿产资源的开发过程中也面临着一系列的环境挑战。
由于深海生物多样性丰富且分布复杂,在开发过程中需要避免对深海生态系统的破坏。
为了减少对生态环境的影响,开采活动应该选择合适的地点,避免对珊瑚礁、海底温泉和生物聚集区等重要生态区的破坏。
此外,开发者还应该制定可持续发展的策略,确保深海矿产资源的合理利用和长期可持续开发。
为了保护深海环境和促进合理开发,国际社会已经采取了一系列的举措。
海洋矿产资源的开采需遵守国际法和国际条约的规定,如《联合国海洋法公约》。
根据国际法,海洋矿产资源的开采应当在国际社会共同管理下进行,并确保开发结果惠及所有国家和所有人类。
同时,各个国家也在加强国内法律法规的制定,以确保深海矿产资源的开发符合可持续发展的原则。
总之,深海矿产资源的勘探和开发是一个具有挑战性的任务。
深海资源开发的现状与挑战
深海资源开发的现状与挑战随着技术的不断进步,深海资源的开发越来越受到人们的关注。
深海资源包含海底矿产、海洋生物等众多方面,这些资源的开发有着极为广阔的前景,但同时也存在着严峻的挑战。
本文将着重讨论深海资源开发的现状与挑战。
一、深海资源开发的现状近年来,随着人口增长和科技进步的推动,人类对于深海资源的需求不断提高。
有统计数据显示,全球70%的地球表面被海洋所覆盖,而仅有的1%的海洋区域拥有动植物的生活区,因此深海资源的潜力巨大。
目前,主要深海资源开发项目包括海底能源、海底矿产、海洋生物等。
1.海底能源开发随着能源危机的日益严重,人们对于海底油气等能源资源的开发越来越关注。
据中国石油天然气集团公司统计,中国海域内拥有油气资源储量约为2000亿吨,其中大部分分布在深海区域。
因此,海底油气资源的勘探、开发、利用已经成为全球石油勘探领域的重要方向。
此外,随着太阳能、海水能等新能源技术的不断发展,这些技术在深海区域应用的前景也越来越广阔。
比如说,利用潮汐能发电,这一技术可以有效利用海洋中的巨大能量,为人们带来新的能源选择。
2.海底矿产开发海底矿产资源是指存在于海底及其下部的矿产资源,包括铁、锰、铜、铅、锌等金属矿产和海洋沉积物等。
这些矿产资源分布范围广、储量丰富、品位较高,具有极大的开发潜力。
目前,全球深海开采主要是以矿物资源为主,矿物开采的主要包括海底金属矿、多金属硫化物矿等。
深海金属矿的勘探和开发已经成为全球热门话题,全球多家企业和国家正在积极探索深海金属矿勘探和开采技术,以期获取更多的矿产资源。
3.海洋生物开发随着人们对健康饮食的不断追求,海洋生物的应用也越来越广泛。
海洋生物包括海洋生物质、海洋生息地和海洋生物药等资源,这些生物的开发应用已经成为全球生物医药行业的重要方向。
在中国,因为人口基数庞大,随之而来的是对于产业结构升级的要求增多,也就促使了人们对于海洋生物资源的海洋深度开发和利用。
例如,海胆、海螺、海带等成为了中国重要的食品、药物等保健品的重要来源。
深海矿产资源开发挑战与机遇
深海矿产资源开发挑战与机遇在我们所居住的蓝色星球上,广袤的海洋占据了大部分的面积,而深海区域更是蕴藏着丰富且神秘的矿产资源。
随着陆地矿产资源的日益紧张和科技的不断进步,深海矿产资源的开发逐渐成为了人们关注的焦点。
然而,这一领域既充满了诱人的机遇,也面临着诸多严峻的挑战。
深海矿产资源的种类繁多,包括多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物等。
这些矿产资源富含铜、镍、钴、锰等重要的金属元素,对于现代工业和高科技产业的发展具有至关重要的意义。
例如,钴是制造电池的关键材料,镍在不锈钢和新能源汽车电池中也不可或缺。
因此,深海矿产资源的开发有望为解决全球资源短缺问题提供新的途径。
然而,深海矿产资源的开发绝非易事,首先面临的就是巨大的技术挑战。
深海环境具有高压、低温、黑暗等极端条件,对开采设备和技术提出了极高的要求。
要在这样的环境中进行作业,需要研发能够承受巨大压力的深海装备,以及精确的定位、导航和通信技术。
目前,虽然我们在深海探测方面取得了一定的成果,但距离大规模、高效的深海矿产开发还有很长的路要走。
高昂的成本也是深海矿产资源开发的一大难题。
从前期的勘探、技术研发,到后期的开采、运输和加工,每一个环节都需要投入巨额的资金。
而且,由于深海开发的不确定性和风险较大,投资回报周期往往较长,这使得许多企业和投资者望而却步。
环境问题是深海矿产资源开发中无法回避的重要挑战。
深海生态系统非常脆弱,一旦遭到破坏,恢复起来极其困难。
开采过程中产生的废弃物、噪音和化学物质可能会对深海生物的生存环境造成严重影响,甚至导致物种灭绝。
此外,海底地形的改变也可能引发一系列的生态连锁反应。
因此,在开发深海矿产资源的同时,如何保护好深海生态环境,实现可持续发展,是我们必须认真思考和解决的问题。
法律和监管方面的不完善也给深海矿产资源开发带来了诸多困扰。
由于深海资源的归属和开发权在国际上尚未有明确和统一的规定,各国之间存在着利益冲突和争议。
这不仅影响了开发的进程,也容易导致资源的无序开发和浪费。
深海采矿系统现状及展望
深海采矿系统现状及展望随着人类对地球资源的日益消耗,陆地上的矿产资源逐渐枯竭,人们的目光开始转向深海。
深海采矿系统的研究和开发成为了一个热门领域。
本文将概述深海采矿系统的现状、未来发展及建议。
深海采矿是一种在海洋深处开采矿产资源的技术。
深海蕴藏着丰富的矿产资源,包括锰、铜、钴、金等稀有金属,具有极高的经济价值。
随着技术的进步,深海采矿系统的研发和应用成为了可能,人们开始探索深海矿产资源的开发与利用。
采矿技术目前,深海采矿技术主要包括海底钻探、遥控采矿、水下机器人等技术。
海底钻探技术利用钻探船或平台在海底进行钻孔,提取岩心样本进行矿产资源评估。
遥控采矿技术则利用遥控潜水器进行海底矿产资源的采集和运输。
水下机器人技术则主要用于海底环境的探测和矿产资源的调查。
深海采矿设备包括潜水器、采矿机、矿石提升装置等。
潜水器有自由潜式、缆控式、无人潜水器等多种类型,主要用于海底矿产资源的勘探和采集。
采矿机则根据海底矿产资源的类型和分布情况设计,如针对锰结核的采矿机、针对海底热液喷口的采矿机等。
矿石提升装置则用于将采集的矿产资源提升至海面,并对其进行初步处理。
尽管深海采矿系统已经取得了一定的进展,但仍存在诸多问题。
深海环境复杂多变,对设备和技术的要求极高,增加了开发和维护成本。
深海采矿可能会对海洋环境造成破坏,如海底生态系统的破坏、海洋污染等。
深海采矿系统的技术难度较大,需要加强研究和开发。
新技术未来,深海采矿系统将不断引入新技术,如人工智能、物联网、区块链等。
人工智能将有助于提高潜水器的自主航行和矿产资源识别能力,提高采矿效率。
物联网技术则可以实现采矿设备之间的信息交互,提高整个系统的协同性。
区块链技术则可以用于记录和跟踪矿产资源的开采、运输和销售过程,提高数据的透明度和可信度。
未来,深海采矿设备将更加智能化和自动化。
新型潜水器将具备更高的自主性和灵活性,可以在更复杂和恶劣的海洋环境中进行作业。
新型采矿机将更加高效和环保,减少对海底生态系统的破坏。
海底采矿现状分析报告
海底采矿现状分析报告根据当前的海底采矿现状,我们进行了详细的分析报告如下:1. 简介和背景海底采矿是指在海洋底部开展的矿产资源开采活动。
由于陆地上的矿产资源逐渐减少,世界上的注意力逐渐转向海底矿产资源的开发。
海底采矿可以开采到各种有价值的矿产资源,包括金、石油、钴等。
2. 海底采矿的技术和设备海底采矿需要使用特殊的技术和设备。
通常,使用无人潜水器或遥控设备探测和开采海底矿产资源。
这些设备需要经过精密的操作和控制,以确保安全和高效的开采。
3. 海底采矿的优势和挑战海底采矿相比陆地采矿具有一些优势。
首先,海底矿产资源相对较为丰富,能够提供更多的矿产资源供应。
其次,海底采矿对环境的影响相对较小,尤其是与露天开采相比。
然而,海底采矿也存在一些挑战。
首先,海洋环境复杂多变,增加了开采的难度。
其次,海底采矿的成本较高,包括技术和设备的开发、维护和操作成本。
4. 国际海底采矿现状目前,全球各国对海底矿产资源的开采展开了一系列的探索和开发活动。
其中,来自中国、日本、俄罗斯、美国等国家的企业和机构在海底采矿领域取得了一定的进展。
这些国家正在加大投入和研发力度,争抢有限的海底矿产资源。
5. 环境保护和可持续发展由于海底采矿对海洋环境的影响不可忽视,国际社会越来越关注环境保护和可持续发展。
各国政府和组织正在积极研究和制定相应的规范和标准,以确保海底采矿能够在最小程度上对海洋环境造成损害,并实现可持续发展。
6. 未来发展趋势和展望随着技术的不断进步和环境保护意识的提高,海底采矿有望在未来取得更多的突破和发展。
各国将会加强合作和交流,共同推动海底采矿的可持续发展,并寻找更加高效和环保的开采方式和技术。
总结:海底采矿作为一种新兴的矿产资源开发方式,具有巨大的潜力和发展空间。
然而,开展海底采矿需要解决诸多的技术、环境和可持续发展等方面的挑战。
国际社会将会通过加强合作和研究,共同推动海底采矿行业的健康发展,同时积极保护海洋环境,实现可持续利用海底矿产资源的目标。
深海矿产资源的调查与开发
深海矿产资源的调查与开发近年来,随着人们对能源和材料需求的不断增长,深海矿产资源日益成为人们重视的焦点。
对深海矿产资源的调查和开发不仅可以扩大人类的资源基础,满足人们的需求,还有望推动经济和社会的发展。
本文将探讨深海矿产资源的调查与开发的现状和前景。
一、深海矿产资源的研究现状深海矿产资源主要包括海底沉积物和海底金属矿床两大类。
其中,海底沉积物富含锰、铁、铜、钴等金属元素,而海底金属矿床则包括多种类型,如硫化物矿床、氧化物矿床、硅酸盐矿床等。
目前,世界上大多数的深海矿产资源还处于未知状态,其开发与利用面临着很多的挑战与困难。
首先,深海环境的复杂性和不稳定性使得深海矿产资源勘查的难度很大。
其次,深海矿产资源的开发与利用需要巨大的资金投入和技术支撑,这对于很多国家来说也是一大难点。
二、深海矿产资源的开发前景随着国家矿产资源日益减少,深海矿产资源的潜力将逐渐得到人们的重视。
在利用深海矿产资源方面,科技的进步为开发提供了更多可能性。
例如,利用浮游微生物和深海金属还原菌对锰结核等深海沉积物的微生物提取技术以及高精度海洋底刨矿机的研制等,均为深海矿产资源的开发提供了技术支撑。
另外,随着中国提出“一带一路”倡议,深海矿产资源也成为一些国家追逐的目标之一。
三、深海矿产资源的保护与管理开发深海矿产资源必须要遵循可持续发展原则,保护深海生态和环境。
发展深海矿产资源不能以破坏生态为代价,更不能将深海矿产资源开发和利用看作一种奢侈行为,而要遵循节约型、绿色型的社会发展模式。
深海矿产资源的保护与管理需要全球合作,建立有效的国际管理机制,加强海洋环境监测,加大深海生态调查和科学研究力度,削减深海扰动水下噪声和海洋污染。
结语总的来说,开发深海矿产资源对于人类的经济和社会发展有着重要的意义,但同时也需要付出代价。
未来发展深海矿产资源需要遵循可持续发展原则,加强环保意识,建立有效的管理和保护机制,共同推进深海矿产资源的可持续发展。
深海采矿的现状与未来
深海采矿的现状与未来随着人类对矿产资源需求的不断增长,陆地矿产资源的开采越来越困难,同时也越来越受到环境和人类生产生活的干扰。
为此,人类开始探索深海中的矿产资源,但深海采矿的技术和环境带来了巨大的挑战。
本文将从深海采矿的现状和未来两个方面来探讨这一话题。
一、深海采矿的现状深海指的是海底500米以下的海域,属于深海环境。
深海中的矿产资源包括锰结核、铜、银、金、钴、锡等,其中特别是锰结核具有巨大的潜在价值,可以用于生产高强度钢和锂电池。
目前,深海采矿尚处于起步阶段,全球深海采矿的实际开采深度尚不足500米,远远没达到深海矿藏的主要分布区域。
目前深海采矿开采主要集中于北大西洋和太平洋的东南部,中国也开始探索南海的深海采矿。
深海采矿的技术是这一领域的主要瓶颈,现有技术无法满足深海采矿的需求。
在深海采矿过程中,需要克服水深压力、海底地形、海底环境和深海生物等多种问题。
另外,深海采矿对设备和成本的要求也十分严格,需要开发新型的采矿设备和开采技术。
二、深海采矿的未来虽然深海采矿技术和环境存在很多问题,但对于矿产资源极度缺乏的国家无疑是一个必然的发展方向。
深海采矿的未来发展趋势看好,有以下几点:1.技术进步:随着技术的不断创新和发展,深海采矿技术将不断提升,设备性能将不断优化,成本会逐渐降低。
2.国家投资:目前许多国家已经开始对深海采矿进行了大规模的投资,以期在这一领域取得领先优势。
3.政策支持:随着深海采矿的发展,政府也会逐渐加大对深海采矿的支持,推出相关政策措施,以促进深海采矿的发展和成熟。
4.绿色矿业:由于深海采矿的环境和生态影响较大,将会伴随着新一轮绿色矿产开采的探索,逐步减少环境和生态损害,构建绿色矿山。
结语:深海采矿有着巨大的潜力和机遇,但也面临重重挑战。
未来深海采矿技术将不断创新和进步,成本也将逐渐降低,这一产业将会随着时间的推移逐渐成熟,成为人类更加高质量、高效率的矿产资源采集领域。
中国海洋矿业开发利用情况、面临的问题及未来趋势分析
中国海洋矿业开发利用情况、面临的问题及未来趋势分析一、海洋矿业产业链海洋矿业包括海滨砂矿、海滨土砂石、海滨地热、煤矿开采和深海采矿等采选活动。
海洋是“聚宝盆”,有取之不尽用之不竭的巨大财富。
就矿产资源来说,海洋蕴藏种类之多,含量之巨,堪称聚宝盆。
已发现的百余种元素中,海洋存在有80余种,可提取的有60余种。
它们以三种形式存在于海洋中:液体矿床;海底富集的固体矿床;从海底内部滚滚而来的油气资源。
据估计,海水中含黄金达550万吨,银5500万吨,钡27亿吨,铀40亿吨,锌70亿吨,钼137亿吨,锂2470亿吨,钙560万亿吨,镁1767万亿吨等等。
二、海洋矿业发展现状分析我国的海洋国土面积很大,内海和领海面积达40多万平方公里。
内海是内水的一部分,是指伸入一国大陆内部,有狭窄的水道与大洋相通,与本国领海相连的海域。
渤海、琼州海峡和长江口、珠江口都是中国的内海。
即使不算南沙海域,中国内海和领海也有38万平方公里,几乎占我国陆上国土面积的30%。
海洋开发具有重要战略地位,从我国国情出发,我国海洋资源调查与评价必须把海岸带到大陆架专属经济区的广阔区域作为一个整体来考虑。
2019年中国海洋生产总值89415亿元,比上年增长 6.2%,海洋生产总值占国内生产总值的比重为9.0%,占沿海地区生产总值的比重为17.1%。
其中,海洋第一产业增加值3729亿元,第二产业增加值31987亿元,第三产业增加值53700亿元,分别占海洋生产总值比重的4.2%、35.8%和60.0%。
三、未来海洋矿产资源开发面临的主要问题及趋势21世纪是发展海洋经济的时代,浩瀚的海洋是资源和能源的宝库,也是人类实现可持续发展的重要基地。
当今世界人类正面临着日趋严峻的陆地资源和能源危机威胁,世界各国都把经济进一步发展的希望寄托在占地球表面各71%的海洋上,越来越多的国家都把合理有序地开发利用海洋资源和能源,以及保护海洋环境作为生存、求发展的基本国策。
深海矿产资源开发挑战与机遇
深海矿产资源开发挑战与机遇在人类对地球资源的探索与需求不断增长的背景下,深海矿产资源逐渐进入我们的视野。
深海,这片神秘而广阔的领域,蕴藏着丰富的矿产宝藏,然而,要将其开发利用并非易事,面临着诸多严峻的挑战,但同时也蕴含着巨大的机遇。
深海环境极其恶劣,高压、低温、黑暗是其显著特征。
在深海中,压力可以达到数百甚至上千个大气压,这对开采设备的抗压能力提出了极高的要求。
普通的材料和结构在这种极端压力下很容易变形甚至损坏,因此需要研发特殊的高强度、耐腐蚀的材料和先进的工程技术,以确保开采设备能够在深海环境中正常运行。
同时,低温环境也会影响设备的性能和可靠性,使得设备的维护和保养变得极为困难。
黑暗的环境则给探测和监测带来了巨大的障碍,需要依靠先进的照明和成像技术来获取清晰的海底图像和数据。
除了恶劣的环境条件,深海矿产资源的分布和赋存状态也十分复杂。
不同类型的矿产资源在深海中的分布不均匀,且往往与周围的地质环境相互作用,形成复杂的矿床结构。
这就要求我们在开发之前进行深入的地质勘探和资源评估,准确掌握矿产的分布、储量和品位等信息。
然而,目前的勘探技术还存在一定的局限性,难以对深海矿产进行全面、精确的探测,这给资源开发的规划和决策带来了很大的不确定性。
深海矿产资源的开发还面临着生态环境保护的巨大压力。
深海生态系统独特而脆弱,一旦遭到破坏,恢复起来将非常困难。
开采活动可能会导致海底地形的改变、沉积物的扰动、污染物的排放等,对深海生物的生存和繁衍造成威胁。
因此,在开发过程中,必须采取严格的环保措施,制定科学合理的开采方案,最大限度地减少对生态环境的影响。
同时,还需要加强对深海生态系统的研究和监测,建立有效的生态补偿机制,以实现资源开发与环境保护的协调发展。
在技术方面,目前我们还缺乏成熟、高效的深海矿产开采技术和装备。
现有的开采技术大多处于试验阶段,效率低下,成本高昂。
例如,对于深海多金属结核的开采,目前主要采用的是集矿机和提升系统相结合的方式,但这种方式存在着采集效率低、能耗高、对海底环境破坏大等问题。
深海采矿技术的发展现状
深海采矿技术的发展现状随着科技的快速发展,人们对于深海采矿技术的研究逐渐加深。
深海矿产资源十分丰富,但由于采掘难度大、成本高、环境风险极大等因素,深海开发一直被视为极具挑战性的任务。
然而,随着深潜船、机器人技术与生物科学的快速发展,深海采矿有望成为未来的战略性发展领域。
首先,深海矿物资源的开发状况。
深海矿产资源主要包括锰结核、硫化物沉积物、热液硫化物等。
世界上大部分深海资源位于水深2000至3000米之间,其中大约80%的锰矿和90%的硫化物储量都集中在南极洲周围海区。
中国的深海矿产资源主要集中在西太平洋海域,其海域面积约为280万平方公里,能源和金属储备量都较为丰富。
据国内媒体报道,我国拥有世界上最大的热液硫化物沉积物储量。
这些矿产资源对于满足国家经济发展的需求具有重要的战略意义。
其次,深海采矿技术的发展。
深海开发是一项技术密集的综合性工程,涉及到地质勘探、开发、海上采矿、输送、处理、储存等多个环节。
目前,全球深海采掘技术主要有钻采和非钻主义两种方式。
钻采法主要是利用半悬浮式平台,将钻头下垂到海底,钻取矿层,将矿石通过管道输送至地面。
非钻主义主要包括吸取法、挖掘法等方式,通过吸取和吸附的方式采集深海矿产资源。
其中,挖掘法采用的是搬运机或者工程车辆等设备,将深海矿物运送至地面。
这些技术的开发都需要海洋科技、机电工程、计算机技术、材料科学等多方面综合应用。
第三,深海采矿技术的应用前景。
深海含锰、铜、钴、镉、铅等金属元素和铬、钴、钨、锡等矿业化合物的储量极其丰富,可以用于制造航空、电子、冶金、化工等多个重要领域,对于未来的经济发展具有非常重要的战略意义。
此外,在现代医疗等领域,深海生物也有着不可替代的意义。
深海生物中包含着多种独特的酶和化学物质,它们具有很高的药用价值和生物科技开发价值,为人类的健康事业做出了重要贡献。
最后,深海采掘技术发展面临的挑战。
深海开采面临环境污染、海洋生态破坏、沉积物扰动、深海温度和压力等多种风险。
【最新精选】我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势一、我国海洋矿产资源概述1.海洋是“聚宝盆”,有全人类取之不尽用之不竭的巨大财富用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。
单就矿产资源来说,其种类之繁多,含量之丰富,令人咋舌。
在地球上已发现的百余种元素中,有80余种在海洋中存在,其中可提取的有60余种,这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中:海水中的“液体矿床”;海底富集的固体矿床;从海底内部滚滚而来的油气资源。
据估计海水中含有的黄金可达550万吨,银5500万吨,钡27亿吨,铀40亿吨,锌70亿吨,钼137亿吨,锂2470亿吨,钙560万亿吨,镁1767万亿吨等等。
这些资源,大都是国防、工农业生产及日常生活的必需品。
海水是宝,海洋矿砂也是宝。
海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。
它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂,是开采最方便的矿藏。
从这些砂子中,可以淘出黄金,而且还能淘出比金子更有价值的金刚石,以及石英、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等,所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一,愈来愈受到人们的重视。
这种矿砂主要分布在浅海部分,而在那深海海底处,更有着许多令人惊喜的发现:多金属结核就是其中最有经济价值的一种。
它是1872-1876年英国一艘名为“挑战者”号考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。
这些黑乎乎的,或者呈褐色的多金属结核鹅卵团块,有的象土豆,有的象皮球,直径一般不超过20厘米,呈高度富集状态分布于3000-6000米水深的大洋底表层沉积物上。
据估计整个大洋底多金属结核的蕴藏量约3万亿吨,如果开采得当,它将是世界上一种取之不尽,用之不竭的宝贵资源。
目前,锰多金属结核矿成为世界许多国家的开发热点。
在海洋这一表层矿产中,还有许多沉积物软泥,也是一种非同小可的矿产,含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。
例如覆盖1亿多平方公里的海底红粘土中,富含轴、铁、锰、锌、钴、银、金等,具有较大的经济价值。
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势自古以来,海洋一直是人类无法探索和利用的神秘领域。
然而,随着科技的进步和资源的枯竭,人们开始将目光投向了海洋,尤其是海洋矿产资源。
我国拥有广阔的海洋领域,丰富的矿产资源潜藏其中,因此海洋矿产资源的开发成为了我国发展的重要战略。
目前,我国海洋矿产资源的开发处于初级阶段。
虽然我国在海洋石油、天然气的勘探和开发方面取得了一定的成就,但是在海底金属矿、沉积物矿等方面的开发还相对滞后。
这主要是由于海洋环境的复杂性、技术难度的提升以及法律法规的不完善等原因所致。
然而,随着技术的不断进步和政策的支持,我国海洋矿产资源的开发前景十分广阔。
首先,我国在海洋矿产资源勘探技术方面取得了重大突破。
通过引进国外先进技术和自主研发,我国已经能够进行深海勘探,发现了大量的海底矿产资源。
其次,我国政府也出台了一系列的政策和措施来支持海洋矿产资源的开发。
例如,加大对海洋科研和技术创新的支持力度,鼓励企业参与海洋矿产资源的勘探和开发。
这些政策的出台将为海洋矿产资源的开发提供更多的机会和条件。
在未来,我国海洋矿产资源的开发将呈现出几个明显的趋势。
首先,深海勘探将成为主要的发展方向。
随着陆地矿产资源的逐渐枯竭,人们将把目光投向深海,寻找新的矿产资源。
其次,环保和可持续发展将成为海洋矿产资源开发的重要考量因素。
在开发过程中,必须充分考虑环境保护和资源的可持续利用,避免对海洋生态系统造成不可逆转的破坏。
最后,国际合作将成为海洋矿产资源开发的重要方式。
海洋矿产资源的开发需要巨大的投资和技术支持,而国际合作可以为我国提供更多的资源和技术支持,实现互利共赢。
总之,我国海洋矿产资源的开发正处于起步阶段,但是具有广阔的发展前景。
通过技术的进步和政策的支持,我国有望在海洋矿产资源开发领域取得更大的突破。
未来,深海勘探、环保可持续发展和国际合作将成为我国海洋矿产资源开发的重要趋势。
我们有理由相信,在不久的将来,我国将成为世界海洋矿产资源开发的重要力量。
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宁波大学答题纸(2015—2016学年第一学期)课号:课程名称:海洋工程基础改卷教师:朱克强学号:1511084924 姓名:薛连金得分:浅谈深海矿产资源开采现状及发展形势摘要:本文介绍了深海多金属结核、富钴结壳和热液硫化物等几种矿产资源的基本情况,然后就相关采矿技术的国内外现状进行了陈述,提出了采矿技术要实现商业开采必须做好的工作。
关键词:海洋资源;多金属结核;热液硫化物;采矿技术;集矿技术;1引言21世纪是海洋开发的世纪。
在当前各国陆地资源日趋减少的情况下,战略资源的国际竞争焦点逐步转向海洋。
深海矿产资源作为人类尚未开发的宝地和高技术领域之一,已经成为各国的重要战略目标。
随着人类对矿产资源需求的不断增加和陆地矿产资源的不断枯竭,海底矿产资源必将成为人类21世纪的接替资源。
深海矿产资源开采技术是海洋资源开发技术的最前沿,标志着一个国家开发海洋资源的综合能力和技术水平。
海底矿产资源存在水深大都在几千米以上,因此通常也被称为深海矿产资源。
显然,深海矿产资源的开发必须依赖深海采矿装备进行。
西方各国从20世纪50年代末开始投资进行商业开采活动,抢先占最具商业远景如多矿产结核,富钴结壳和多矿产硫化物等矿产矿产资源。
并且已形成了多金属结核等矿产资源商业开采前的技术储备。
随着科技的不断进步,人类所能到达的海洋开采深度逐渐增加。
目前,海洋油气资源领域的海上工业平台最大开采深度已经突破了3000m,深海各项开采技术也在不断跟进和完善。
照此趋势可以推测,人类将于2019年达到多金属结核的开采深度。
世界著名的深海商业采矿公司Nautilus和Neptune正在作开采技术和资金方面的积极准备[]1,拟在他国专属经济区实现海底热液硫化物预期的商业开采。
随着深海越来越多的富矿区进入人类的视野,深海采矿技术发展的步伐正在加快,商业开采的时代即将来临。
2深海蕴藏丰富的矿产资源多金属结核又称锰结核,主要分布于水深4000~6000m海底表层,富含铜、钴、镍、锰(平均品位分别是1.00%、0.22%、1.30%、25.0%)。
全球洋底具有商业开发潜力的多金属结核达1×1011t,主要集中在太平洋的CC区、东南太平洋秘鲁海盆、北印度洋中[]2。
多金属硫化物位于大洋中脊和断裂活动带,多存在较浅的水域,一般2500m左右。
多数矿点分布于东太平洋海隆和大西洋中脊。
近期,中国大洋科考队首次在西南印度洋中脊发现了大范围的海底热液硫化物区。
矿体富含锌、铜、铅、金、银(平均品位分别是3.3%、5.5%~40%、3%~23%、1.4~55g/t、42~129g/t)[]3。
目前发现的潜在资源量达 1.4×109t。
由于海底热液硫化物富含大量的贵矿产,矿藏量大,水浅易开采,按照目前深海技术发展水平推断,热液硫化物有望成为深海采矿的首要开采对象。
富钴结壳分布于400~4000m水深海山表面、富含铁、锰、钴、镍、钛(平均品位分别是17%、23%、0.7%、0.48%、1.2%)。
海底有6.35×106 km2被钴结壳覆盖,可生产1010 t的钴[]4。
矿床主要分布在全球海洋的海山、中脊和海台的斜坡和顶部。
勘探表明目前最具开采潜力的结壳矿床位于赤道附近的中太平洋海底。
天然气水化合物主要分布在北半球,以太平洋边缘海域最多。
全球大洋中天然气水化合物的总量换算成甲烷气体约为1.8×1011~2.1×1011m3,相当于全球煤炭、石油和天然气储量的两倍,被认为是21世纪可供开发的潜力很大的新能源;生活于深海热液泉区的生物,因高压、高温、强腐蚀等特殊环境,基因有特殊价值,已引起国际社会高度重视,同时产生了巨大的产业价值。
3 深海采矿技术的现状3.1 深海采矿系统概述深海矿产矿产资源开采技术和装备的研究中,开采对象是人类至今尚未涉足、地形和环境复杂多变、最大水深6000m的洋底,开采作业受到风浪、海流、高压、腐蚀等恶劣自然条件的影响,具有很大的不确定性。
因此自20世纪60年代以来,发达国家相继投入大量资金和人力物力,进行采矿技术的全面开发研究。
国际社会深海开发技术的发展均以多矿产结核开采技术研发为起点。
19世纪70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,完成了深海多矿产结核开采的技术储备,一旦具备商业开采的其它条件,即可通过吸收当代技术发展的最新成果,进一步提升其技术竞争力。
3.2深海矿产资源的开采技术历程深海采矿系统在不断发展的过程,必须始终解决最基本的问题:即如何最高效率地将海底的矿石采集、提升到海面、经脱水以后运输到港口。
西方发达国家早期探索过几种开采系统,按照提升方式主要划分为:拖斗式采矿系统、连续绳斗(CLB)开采系统、穿梭潜器采矿系统、流体提升采矿系[]5统。
(1)拖斗式采矿系统。
该系统由美国加利福利亚大学Mero教授[]61960年提出,由采矿船、拖缆和铲斗3部分组成。
其后虽有人在单斗基础上提出了双斗采矿的改进系统,但因该系统难以实现商业价值,研究工作未持续展开。
(2)连续绳斗法采矿系统(CLB采矿法)。
1967年,日本孟田善雄根据河道疏浚设备的作业原理,提出了单船采矿系统[]7。
1973年初,法国提出了双船采矿系统。
这两套系统均由采矿船、拖缆和牵斗牵引机等部分组成。
1968年和1970年,日本住友商事社等单位分别在1410 m水深和3760~4500m水深进行了单船采矿系统开采试验,取得了预期效果[]8。
(3)穿梭潜器采矿系统。
该项研究始于1972年,由法国人提出,系统有两种形式,分别是飞艇型和梭车形潜水遥控车。
1980年前后,由法国Vertut等人研制了梭车形潜水遥控车,该车实现了集矿扬矿一体化,基本工作原理是利用压载物和自重(550t)遥控潜入海底,集矿装置采集矿物的同时排出压载物,装满矿物后,浮至海面。
水下行驶由阿基米德螺旋推进器驱动。
主要由于动力、控制和成本问题,该系统完成模型试验后暂停了研究工作,但国际社会认为此系统可能成为第二代的商业开采系统。
(4)流体提升采矿系统。
该系统技术由集矿、提升、水面支持3大部分构成。
因采用的提升方式不同,又有水力提升采矿系统、气力提升采矿系统、轻介质提升采矿系统之分。
后者因其作业成本高,不能达到工业开采的要求,且使用煤油会污染海洋环境,故仅将其视为采集结核的一种方法。
我国的深海采矿技术自1991年启动,通过“八五”、“九五”、“十五”三个五年计划的基础实验与研究,在集矿、扬矿和遥控遥测等方面从无到有取得了较大进展。
在中国大洋协会(COMRA)十多年的努力下,通过不同原理采矿模型机的研究、综合比较,确定了我国“海底履带自行水力集矿机采集-水力管道矿浆泵提升-海面采矿船支持”的深海采矿技术方案,在此基础上完成了大洋多矿产结核中试采矿系统的技术设计和样机的加工制造。
3.3集矿技术集矿技术是深海采矿系统技术链中的首要环节,主要功能是能够按照预订的轨迹在海底矿区稀软的土质表层行走,连续采集赋存在海底沉积物表面的矿产结核矿石,并能根据扬矿工艺的要求,对所采集的矿石进行脱泥和破碎处理,然后将矿石输送至扬矿系统。
集矿机在深海底的工作环境恶劣,地形地貌复杂采集过程中必须具备承载、自动越障、避障和防沉陷的功能。
自上世纪70年代以来集矿技术的发展经历了机械式、水力式及复合式集矿技术阶段,集矿机的行走方式主要包括拖曳式、螺旋桨式、阿基米德螺旋式和履带自行式四大类型。
上世纪80年代中期后,西方发达国家在取得多矿产结核采矿技术之后,及时地把研究方向扩展到多矿产硫化物、富钴结壳和天然气水合物等多种资源领域。
我国在“八五”期间进行了水力式、机械式、水力机械复合式3种集中总体方案和采集、输送、行驶机构的工作原理、合理结构及工作参数的实验研究,研制成功了具有国际先进水平的水力式和水力机械复合式两种集矿模型机。
“九五”针对集矿机的行走方式进行了选型扩大试验,最后确定采用履带行走作为行走技术方案,随后完成了湖试集矿系统的设计制造。
“十五”对集矿机集矿机构、破碎机构、液压动力系统和水面监控系统等子系统做了充分的改进和完善。
并确定中试采矿系统1000m海试采用水力式集矿工作原理。
总体上选定了富钴结壳开采系统集矿机构的原理和机构形式,完成了水力吸扬式集矿机构的设计和制造。
3.4扬矿技术扬矿是深海矿产资源开采技术的重要组成部分,可用于不同矿种的开采,属于深海采矿工艺系统中的共性技术。
深海矿产资源赋存在最深达6000m的海底,如何在这段漫长的距离中克服海流、温差、高压、腐蚀和海面恶劣的自然天气等因素的影响,用最大提升能力、最高提升效率、最安全和稳定提升方法将海底集矿机采集的矿石输送到海面。
这是扬矿技术必须解决的问题。
3.5水面支持系统水面支持系统是采矿作业的中心,为水下设备提供存放、布放回收、作业支撑和维修,并储存结核矿石。
同时,又是人员居住、工作的基地,在采矿系统中占据重要的位置。
在七十年代末进行的几次试验开采中都是使用改装的钻井船或打捞船作为水而支持系统,专业的商业采矿船由于技术复杂、成本高昂,制造尚不现实。
海洋管理公司OMI 在国际深海采矿技术研讨会上提出了商业开采系统投资估算,其中采矿船制造费用预计为5x108美元,运行费用为8.53x107美元/年。
着眼于2010年进行海底商业开采活动,2006年10月,Nautilus公司与总部位于比利时的Jan De Nul公司[]9(国际上第二大采掘公司,拥有目前世界上最大的采掘船)达成了建造特殊深海采矿船和合作进行海底采矿的协议。
采矿船定为“Jules Verne",船身长191m,吨位24000t,计划于2009年完工,以赶上Nautilus公司计划的进行商业开采业务的日期。
我国在“十五”期间共进行了20多艘船只的调研,鉴于投资大、试后处理等问题尚未确定最后的方案。
鉴于目前成熟的海洋油气开发平台技术开采深度越来越接近金属矿产资源的赋存深度,我国正积极研究拟将海洋石油平台取代造价巨大的采矿船。
3.6测控及动力系统测控及动力系统是为整个采矿系统提供动力和能源支持,集成所有子系统的信息,并具备安全可靠和符合要求的控制、通信、监测和导航定位等功能的深海采矿综合管理系统,它保障开采作业安全、可靠、高效、连续地运行。
我国的测控技术发展迅速,出色地完成了集矿测控系统、扬矿测控系统和动力输配方案的设计。
4结束语深海采矿领域是海洋资源开发的一个全新领域,发展深海采矿技术是国家的需求。
深海采矿技术的研究,历经了15个春秋,凝结了两代研究人员的辛劳与智慧,基本完成了深海多矿产结核采矿专有技术的体系构建及主要装备研制。
然而,距实现商业开发的技术储备的目标,仅仅只是完成了基础阶段的工作,与已拥有该技术储备的先进国家相比,我们还处于落后状态。