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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
深海金属采矿装备与技术发展现状及分析
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  • 16
  • 作者

    金永平董向阳万步炎刘德顺

  • 单位

    湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室海洋资源探采技术与装备湖南省重点实验室

  • 摘要

    金属矿产资源是保障国家经济发展与建设的重要物质基础。在陆地稀有金属供应初显疲态的形势下,世界各国纷纷将资源战略瞄向稀有金属蕴藏丰富的深海。开展深海采矿装备与技术的研发攻关,是实现深海矿产资源高效开采的关键。首先,系统论述深海采矿科学技术与装备发展历程,重点分析拖斗式、连续绳斗式、自动穿梭艇式、管道提升式技术特点,总结梳理国内外深海采矿车、深海扬矿装备、深海采矿船三类装备的发展现状;然后,以当前研究与发展动态为基础,围绕采矿、输运、支撑平台三个领域,梳理采集技术、牵引驱动技术、轨迹与规划技术、羽流演变评估技术四项采矿技术上取得的成效和进展,总结气力提升技术、水力提升技术、过流部件保障技术、力学行为分析技术四项输运技术的研究动态,探讨收放技术、升沉补偿技术两项支撑平台技术的研究方向及进展;最后,鉴于经济、环境、装备与技术三个维度目前的发展形势,提出深海采矿技术科学目标由装备可控转变为绿色采矿、安全采矿,为应对未来深海采矿装备与技术发展面临的环境与安全挑战,分析提出有待于聚焦研究的关键科学与技术问题,以此凝练出绿色行进采集技术、超深安全扬矿技术、全局协同保障技术、数字环境评估技术四项亟待突破的关键技术,以期为我国深海采矿装备体系研究与建设提供参考。

  • 关键词

    深海采矿矿产资源采矿装备采矿技术输运技术

  • 文章目录

    1 深海采矿科学技术与装备发展历程
    1.1 深海采矿科学技术发展历程
    1.2 深海采矿车
    1.2.1 多金属结核采矿车
    1.2.2 富钴结壳采矿车
    1.2.3 多金属硫化物采矿车
    1.2.4 深海稀土采矿概念车
    1.3 深海扬矿装备
    1.4 深海采矿船
    1.4.1 收放系统
    1.4.2 升沉补偿系统
    2 深海金属采矿关键技术研究动态
    2.1 采矿领域关键技术研究
    2.1.1 采集技术
    2.1.2 牵引驱动技术
    2.1.3 轨迹与规划技术
    2.1.4 羽流演变评估技术
    2.2 输运领域关键技术研究
    2.2.1 气力提升技术
    2.2.2 水力提升技术
    2.2.3 过流部件保障技术
    2.2.4 力学行为分析技术
    2.3 支撑平台领域关键技术研究
    2.3.1 收放技术
    2.3.2 升沉补偿技术
    3 科学目标与技术挑战
    3.1 科学目标
    3.2 面临的挑战
    3.2.1 环境挑战
    3.2.2 安全挑战
    3.3 待突破的关键技术
    3.3.1 绿色行进采集技术
    3.3.2 超深安全扬矿技术
    3.3.3 全局协同保障技术
    3.3.4 数字环境评估技术
    4 结语

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