深海采矿技术PPT课件

日额定产量：6000t/d
小时额定产量：300t/h
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采矿系统的组成
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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；
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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；
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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 。
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集矿机
集矿方法类型
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集矿机
集矿机的分类
水利式采集器
机械式采集器
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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)
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
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组成：集矿机 输送软管 中间矿仓 刚性扬矿管 采矿船
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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
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。
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。
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集矿机采集路线
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集矿机与扬矿管道结合 的流体提升采矿系统
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采矿船
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集矿机
组成
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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28 深陷 入沉积物；
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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
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履带式集矿机
水下采矿航行器
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Байду номын сангаас
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
深海采矿技术
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前言
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海洋采矿的技术难度
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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。
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。
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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。
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深海多金属结核的 开采系统
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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。
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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 。
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海底拖撬系统
海底拖撬采矿系统
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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
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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。
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。
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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
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集矿机
长沙矿山院设计制造的集矿机
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集矿机
长沙矿冶院设计制造的集矿机
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集矿机
行走装置类型
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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。
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集矿机
集矿机一般需进行以下试验