[發(fā)明專利]一種深海礦物浮力自升式提升方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911201266.1 | 申請日： | 2019-11-29 |
| 公開（公告）號： | CN110901838B | 公開（公告）日： | 2021-08-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 余建星;王華昆;余楊;李昊達(dá);王彩妹;趙巖;袁祺偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | B63B27/00 | 分類號： | B63B27/00;B63B27/16 |
| 代理公司： | 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390 | 代理人： | 席卷 |
| 地址： | 300350 天津市津南*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 深海 礦物 浮力 提升 方法 | ||
本發(fā)明實施例公開了一種深海礦物浮力自升式提升方法，包括如下步驟：步驟100、在海底與水面之間建立四滑輪組閉合傳輸線；步驟200、在四滑輪組閉合傳輸線的兩條豎直傳輸線上各設(shè)置一個具有壓載艙的提升艙，且兩個所述提升艙上下交錯設(shè)置；步驟300、調(diào)節(jié)兩個所述提升艙的壓載艙的載水量來改變兩個所述提升艙在水中的浮力，使得兩個所述的提升艙在浮力變化以及相互作用下交替上下運動。本發(fā)明無需對礦物進(jìn)行加工處理，利用兩個提升艙之間浮力變化及其相互作用能夠快速將大塊礦物提升至水面。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明實施例涉及技術(shù)海底礦物開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種深海礦物浮力自升式提升方法。
背景技術(shù)
隨著陸上礦產(chǎn)資源逐漸枯竭，深海礦產(chǎn)資源開發(fā)逐漸受到重視。海底富含大量的錳結(jié)核、多金屬硫化物、富鈷結(jié)殼等礦產(chǎn)資源，更有大量的稀有金屬，開發(fā)海底礦產(chǎn)資源成為支撐未來經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、科技發(fā)展的重要力量。目前，我國總共獲得了海底管理局批準(zhǔn)的5塊專屬勘探區(qū)，研發(fā)深海礦物開采裝備，增強(qiáng)技術(shù)儲備是支撐我國深海采礦的重要工作。勘探表明：深海平原上的錳結(jié)核，大多位于水深4000-6000m，熱液噴口的多金屬硫化物，主要分布在南太平洋，水深500-3500m；富鈷結(jié)殼，在太平洋儲量最大，水深800-3000m。因此將海底礦物提升至水面是深海礦物開采的重要研究內(nèi)容。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前比較可行的深海采礦可分為：拖斗式采礦法、連續(xù)繩斗法、管道提升法和穿梭艇采礦法。拖斗式采礦法無法控制，回采率較低，不能連續(xù)采礦，所以產(chǎn)能較低。連續(xù)繩斗法存在繩索太近易發(fā)生纏繞問題。目前，管道提升法研究最多，也開展了一定的海試。雖然管道提升法可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，然而，該系統(tǒng)卻有很多局限性：
礦物需破碎至較小粒度才能通過水力運輸輸送至水面支持系統(tǒng)上，礦物破碎過程耗能大，且會極大污染海洋環(huán)境。
對此，顆粒沖蝕是該系統(tǒng)難以避免的問題，尤其是提升泵、提升管線的沖蝕極其嚴(yán)重；顆粒往往會在提升泵上堵塞，導(dǎo)致停產(chǎn)甚至設(shè)備失效；通過水力運輸，系統(tǒng)效率較低。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明實施例提供一種深海礦物浮力自升式提升方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中礦物需破碎至較小粒度才能夠通過水利運輸至水面上的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施方式提供如下技術(shù)方案：
在本發(fā)明實施例的一個方面，提供了1、一種深海礦物浮力自升式提升方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟100、在海底與水面之間建立四滑輪組閉合傳輸線；
步驟200、在四滑輪組閉合傳輸線的兩條豎直傳輸線上各設(shè)置一個具有壓載艙的提升艙，且兩個所述提升艙上下交錯設(shè)置；
步驟300、調(diào)節(jié)兩個所述提升艙的壓載艙的載水量來改變兩個所述提升艙在水中的浮力，使得兩個所述的提升艙在浮力變化以及相互作用下交替上下運動。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選地方案，所述四滑輪組閉合傳輸線的建立方法為：
在水面的載體上固定設(shè)置兩個滑輪組，在海底對應(yīng)錨固設(shè)置兩個輪滑組；
用聚酯纜將兩條豎直傳輸線上的兩個提升艙的一端繞水面的兩個滑輪組連接；
將聚酯纜的一端連接在其中一條豎直傳輸線上的提升艙上，另一端連接在遙控?zé)o人潛水器ROV上，在ROV的牽引下穿過海底的兩個輪滑組至另一條豎直傳輸線上與提升艙連接。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選地方案，所述步驟200還包括：當(dāng)一個提升艙位于海底時，另一個提升艙位于水面處于卸貨狀態(tài)。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選地方案，所述步驟300包括：記兩個提升艙分別為提升艙A和提升艙B；
提礦時，在提升艙A的壓載艙內(nèi)裝載滿水，提升艙A沉入海底固定并轉(zhuǎn)載礦物；
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