深海采矿发展现状及我国深海采矿船需求分析
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２ ． １深 海采 矿 总体技 术 方 案
金属硫化物三种主要海底矿产资源的勘探规章制度 ，近年来
开始制定深海矿产开采规章制度。这表明国际海底资源开发
正处于从勘探 向商业开采转变的关键时期。我国作为第五个
国际海底区域“ 先驱投资者” 以及 Ｉ Ｓ Ａ理事会 Ａ组成员。 应当
国际上大规模 的深海固体 矿产资源开采技术研究始于
表１ 深海 矿产 资源 分布 特点
多金属 结 核 分布 范 围 分 布地 区 分布 水深 有用 组成 国际海 底 洋盆 ４ ０ ０ ０ ～６ ０ ０ ０ ｍ 铜 、镍 、钴 、锰 富 钴结 壳 多金属 硫 化物
产不包含传统 的油和气。在已发现的深海矿产资源 中，对人
类生产生活有重大应用价值的主要有多金属结核、富钻结壳
１ 概 述
随着科技 的不断发展 ，人类逐步认识到 ，占地球表面积 约７ １ ％的海洋 中蕴藏着丰富的矿产资源 ，其范围之广、储量 之大远超陆地矿产资源。海洋矿产资源种类繁多 ，这里 的矿
多金属结核矿区勘探合 同即将到期 、 ２ ０ １ １ 年申请的多金属硫 化物矿 区将于 ２ ０ １ ９年放弃 ５ ０ ％的勘探区域面积 ，现阶段迫 切需要发展适合开采多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物 深海采矿装备 。 表ｌ 列出了三种深海固体矿物的分布特点。
分布 特 征 直径 ０ ． ５ ～ ２ ５ ｃ ｍ
厚 度最 大达 ２ ０ ｅ ａ ｒ 数 十米 高 的烟 囱 ，数
赋 存于 海底 软泥 上 覆 盖在 海 山的基 岩 上 米厚 的沉积 状 ，崎 岖
不 平 的海底
英 国、德 国、韩国、印度等国的国际海底矿区勘探 申请总计 ２ ７份。其中，中国大洋矿产资源研究开发协会 （ 简称“ 大洋
多 金属 结 核保 留区 （ ７ ． ３ 万ｋ ｍ ） 矿 区勘 探权 的核准 。
产不包含传统的油和气 。目前 ，国际上的主流深海采矿装备
国际海底管理局 已经制定 了多金属结核、富钴结壳和多
由三部分组成 ：水面支持系统 、扬矿系统和集矿机 ，海底采 矿业具有悠久的历史 ，但却常被当作新兴产业。
深海采 矿 是一 个 比较 广义 的词 汇 ，包 括对来 自海 洋环境 的矿 产资 源 的勘查 、鉴 定 描述 和开 采利 用 ，当然 ，这 里 的矿
物 （ １ 万ｋ ｍ ） 、西太平洋富钴结壳 （ ３ ０ ０ ０ ｋ ｍ ２ ） 等三份矿区 勘探合 同。 ２ ０ １ ５ 年， 中国五矿集 团公司获得了太平洋 Ｃ ． Ｃ区
的范 围划 为专 属 经济 区 ，在这 些海 域 ，沿 海 国有勘 探开 发 自
钴 、镍 、铅 、铂 铜 、铅 、锌 、金 、银 密度 ３ ． ０ ｇ ／ ｃ ｍ３
然资源的主权 ，超过各国管辖其它海域则由联合 国国际海底
管理局 （ Ｉ Ｓ Ａ）管理 ，世界各 国都 可以通过 国际海底管理局
２ Ｏ世纪 ５ ０年代末 ，发达 国家围绕多金属结核 、富钴结壳和 多金属硫化物等不同矿物的采集作业特点 ，相继研发了拖斗
具备与身份相匹配的深海采矿能力。随着我国第一批申请的
基金 项 目：江苏 省 自然科 学 基金 青年 基金 （ Ｂ Ｋ２ ０ １ ３ ０ １ ０ ９）。
６ ２
２ ０ １ ６年第 １ ２期 （ 总第 １ ２ ０期 Ｊ
和多金 属 硫化 物等 。
国际海 底和 大陆 架 国 际海底 和 大陆 架 海 山 ８ ０ ０ ～３ ０ ０ ０ ｍ 洋脊 、弧后 盆地 ５ ０ ０ ３ ５ ０ ０ ｍ
目前 ，约有一半 的海底矿产由专属经济区 （ Ｅ Ｅ Ｚ）的所 属 国家控制。沿海 国家可将距其海岸线 ３ ６ ８ ｋ ｍ（ ２ ０ ０海里 ）
并 提 出现 阶段研 发水 面 支持 船 的紧迫 性 。基 于现有 最 通用 的深海 采矿 模 式 ，归纳 了深海 采矿 水面 支持 船 开发 的难 点及 需要 解 决 的关键 技 术 ，提 出 了深 海 采矿 船设 计 的基本 思路 。 ［ 关键 词 ］ 深海 采矿 集矿 系统 管 道提 升 系统 水 面支持 系统 深海 采矿 船
船舶 技 术性 能研 究
式 采矿 系统 、 连续 绳 法 采矿 系统（ ＣＬ Ｂ采 矿法 ） 、 穿 梭潜
Ｈ Ａｌ Ｘ Ｉ Ａ Ｋ Ｅ Ｘ ＵＥ
器采矿 系统 Ｉ 和集 矿机 结合 管道提 升 的深海 采 矿系统 等 ， 详
冈 ｌ
＝
三一 ． ｈ － ～
理化 特性 密 度 ２ ． ０ ｇ ／ ｃ ｍ
赋存状态
核状
板状、砾状
烟囱状 、块状和软泥
申请勘探开发海洋 。 国际海底区域内的资源是人类共同财产 ，
遵循“ 谁有能力谁先开发” 的原则［ 】 ］ 。截至 ２ ０ １ ６ 年４ 月 ，国际
海 底 管理 局 （ Ｉ Ｓ Ａ） 已核 准包 括 中 国、法 国 、 日本 、俄罗 斯 、
协 会” ） 分别于 ２ ０ ０ １ 年 、２ ０ １ １ 年和 ２ ０ １ ４年 与 Ｉ Ｓ Ａ 签订 了太 平洋 Ｃ ． Ｃ 区多金 属结 核 （ ７ ． ５ 万ｋ ｍ２ ） 、 西 南 印度洋 热液 硫化
采集 方式
收集
剥离
ຫໍສະໝຸດ Baidu
切 割 、破 碎 、收 集
２ 深 海采矿 装 备研 发现 状
深 海采矿 发展 现 状及 我 国深 海采矿 船 需 求分析
深海采矿发展现状及我国深海采矿船需求分析术
１ ． 中国船舶科 学研究 中心 ２ ． 福建省福船海洋工程技术研究院有限公司 杜新光 官 良清 周伟新
［ 摘要］ 该文通过比较深海矿产资源的分布特性、国内外深海采矿方式及系统特点，介绍了国内外深海采矿装备发展现状 ，
．
（ ａ ）拖 斗式 采 矿 系统
（ ｂ ）连续 绳 Ｉ ． 法 采矿 系统（ Ｃ Ｌ Ｂ 采矿法 ）
Ａ瞄
一
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一
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士 、
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金属硫化物三种主要海底矿产资源的勘探规章制度 ，近年来
开始制定深海矿产开采规章制度。这表明国际海底资源开发
正处于从勘探 向商业开采转变的关键时期。我国作为第五个
国际海底区域“ 先驱投资者” 以及 Ｉ Ｓ Ａ理事会 Ａ组成员。 应当
国际上大规模 的深海固体 矿产资源开采技术研究始于
表１ 深海 矿产 资源 分布 特点
多金属 结 核 分布 范 围 分 布地 区 分布 水深 有用 组成 国际海 底 洋盆 ４ ０ ０ ０ ～６ ０ ０ ０ ｍ 铜 、镍 、钴 、锰 富 钴结 壳 多金属 硫 化物
产不包含传统 的油和气。在已发现的深海矿产资源 中，对人
类生产生活有重大应用价值的主要有多金属结核、富钻结壳
１ 概 述
随着科技 的不断发展 ，人类逐步认识到 ，占地球表面积 约７ １ ％的海洋 中蕴藏着丰富的矿产资源 ，其范围之广、储量 之大远超陆地矿产资源。海洋矿产资源种类繁多 ，这里 的矿
多金属结核矿区勘探合 同即将到期 、 ２ ０ １ １ 年申请的多金属硫 化物矿 区将于 ２ ０ １ ９年放弃 ５ ０ ％的勘探区域面积 ，现阶段迫 切需要发展适合开采多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物 深海采矿装备 。 表ｌ 列出了三种深海固体矿物的分布特点。
分布 特 征 直径 ０ ． ５ ～ ２ ５ ｃ ｍ
厚 度最 大达 ２ ０ ｅ ａ ｒ 数 十米 高 的烟 囱 ，数
赋 存于 海底 软泥 上 覆 盖在 海 山的基 岩 上 米厚 的沉积 状 ，崎 岖
不 平 的海底
英 国、德 国、韩国、印度等国的国际海底矿区勘探 申请总计 ２ ７份。其中，中国大洋矿产资源研究开发协会 （ 简称“ 大洋
多 金属 结 核保 留区 （ ７ ． ３ 万ｋ ｍ ） 矿 区勘 探权 的核准 。
产不包含传统的油和气 。目前 ，国际上的主流深海采矿装备
国际海底管理局 已经制定 了多金属结核、富钴结壳和多
由三部分组成 ：水面支持系统 、扬矿系统和集矿机 ，海底采 矿业具有悠久的历史 ，但却常被当作新兴产业。
深海采 矿 是一 个 比较 广义 的词 汇 ，包 括对来 自海 洋环境 的矿 产资 源 的勘查 、鉴 定 描述 和开 采利 用 ，当然 ，这 里 的矿
物 （ １ 万ｋ ｍ ） 、西太平洋富钴结壳 （ ３ ０ ０ ０ ｋ ｍ ２ ） 等三份矿区 勘探合 同。 ２ ０ １ ５ 年， 中国五矿集 团公司获得了太平洋 Ｃ ． Ｃ区
的范 围划 为专 属 经济 区 ，在这 些海 域 ，沿 海 国有勘 探开 发 自
钴 、镍 、铅 、铂 铜 、铅 、锌 、金 、银 密度 ３ ． ０ ｇ ／ ｃ ｍ３
然资源的主权 ，超过各国管辖其它海域则由联合 国国际海底
管理局 （ Ｉ Ｓ Ａ）管理 ，世界各 国都 可以通过 国际海底管理局
２ Ｏ世纪 ５ ０年代末 ，发达 国家围绕多金属结核 、富钴结壳和 多金属硫化物等不同矿物的采集作业特点 ，相继研发了拖斗
具备与身份相匹配的深海采矿能力。随着我国第一批申请的
基金 项 目：江苏 省 自然科 学 基金 青年 基金 （ Ｂ Ｋ２ ０ １ ３ ０ １ ０ ９）。
６ ２
２ ０ １ ６年第 １ ２期 （ 总第 １ ２ ０期 Ｊ
和多金 属 硫化 物等 。
国际海 底和 大陆 架 国 际海底 和 大陆 架 海 山 ８ ０ ０ ～３ ０ ０ ０ ｍ 洋脊 、弧后 盆地 ５ ０ ０ ３ ５ ０ ０ ｍ
目前 ，约有一半 的海底矿产由专属经济区 （ Ｅ Ｅ Ｚ）的所 属 国家控制。沿海 国家可将距其海岸线 ３ ６ ８ ｋ ｍ（ ２ ０ ０海里 ）
并 提 出现 阶段研 发水 面 支持 船 的紧迫 性 。基 于现有 最 通用 的深海 采矿 模 式 ，归纳 了深海 采矿 水面 支持 船 开发 的难 点及 需要 解 决 的关键 技 术 ，提 出 了深 海 采矿 船设 计 的基本 思路 。 ［ 关键 词 ］ 深海 采矿 集矿 系统 管 道提 升 系统 水 面支持 系统 深海 采矿 船
船舶 技 术性 能研 究
式 采矿 系统 、 连续 绳 法 采矿 系统（ ＣＬ Ｂ采 矿法 ） 、 穿 梭潜
Ｈ Ａｌ Ｘ Ｉ Ａ Ｋ Ｅ Ｘ ＵＥ
器采矿 系统 Ｉ 和集 矿机 结合 管道提 升 的深海 采 矿系统 等 ， 详
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理化 特性 密 度 ２ ． ０ ｇ ／ ｃ ｍ
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板状、砾状
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申请勘探开发海洋 。 国际海底区域内的资源是人类共同财产 ，
遵循“ 谁有能力谁先开发” 的原则［ 】 ］ 。截至 ２ ０ １ ６ 年４ 月 ，国际
海 底 管理 局 （ Ｉ Ｓ Ａ） 已核 准包 括 中 国、法 国 、 日本 、俄罗 斯 、
协 会” ） 分别于 ２ ０ ０ １ 年 、２ ０ １ １ 年和 ２ ０ １ ４年 与 Ｉ Ｓ Ａ 签订 了太 平洋 Ｃ ． Ｃ 区多金 属结 核 （ ７ ． ５ 万ｋ ｍ２ ） 、 西 南 印度洋 热液 硫化
采集 方式
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２ 深 海采矿 装 备研 发现 状
深 海采矿 发展 现 状及 我 国深 海采矿 船 需 求分析
深海采矿发展现状及我国深海采矿船需求分析术
１ ． 中国船舶科 学研究 中心 ２ ． 福建省福船海洋工程技术研究院有限公司 杜新光 官 良清 周伟新
［ 摘要］ 该文通过比较深海矿产资源的分布特性、国内外深海采矿方式及系统特点，介绍了国内外深海采矿装备发展现状 ，
．
（ ａ ）拖 斗式 采 矿 系统
（ ｂ ）连续 绳 Ｉ ． 法 采矿 系统（ Ｃ Ｌ Ｂ 采矿法 ）
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