[發明專利]一種海底多金屬結核采礦車及其采礦方法

有效

• 申請號: 202110410892.2
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN112963151B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 劉延俊;王登帥;季念迎;張振全;王雨;賈華;王若宏;王偉;楊維;劉敬喜
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東拓普液壓氣動有限公司
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 滕慧

本發明涉及深海采礦設備技術領域，尤其涉及一種海底多金屬結核采礦車及其采礦方法。該海底多金屬結核采礦車包括車體、履帶行走裝置、車頭、礦物富集裝置、轉運裝置、儲礦卸礦裝置及海底地形自適應系統，礦物富集裝置對稱設置于車體前端兩側，轉運裝置設置在礦物富集裝置后方，儲礦卸礦裝置安裝在車體后部，上述裝置配合實現海底多金屬結核的采集和轉運。該海底多金屬結核采礦車是適用于海底惡劣條件和復雜地形的大范圍、高效率、具有海底地形自適應調節功能的海底多金屬結核采礦車，能夠實現海底高效可靠作業，同時減少海底采礦過程對深海環境的破壞。

技術領域

本發明涉及深海采礦設備技術領域，尤其涉及一種海底多金屬結核采礦車及其采礦方法。

背景技術

深海海底分布有豐富的礦產資源，如多金屬結核、多金屬硫化物及富鈷結殼等，深海資源的開采是彌補陸地資源枯竭的有效方式，也是未來的必然選擇。

多金屬結核分布范圍廣、金屬含量高，是未來的一種極為重要的礦產資源。它常常分布在世界大洋底部水深3500-6000米海底表層的海底沉積物上，往往處于半埋藏狀態，有些完全被沉積物掩埋，并且粒徑大小不一。深海采礦面對的是深海底的特殊條件和復雜環境,要把賦存于極稀軟的海底沉積物表層上的多金屬結核以擾動小的方式采集起來，無論在開采工藝和設備方面,還是作業環境上都完全不同,有著更高的要求,存在著更大的難度。

目前采集海底多金屬結核的方式主要有三種：一是機械式，采用機械裝置來收集海底的結核，具有笨重、結構復雜、對沉積物破壞嚴重和挖起的沉積物太多、采集效率低并對離地高度變化敏感等缺點；二是水力式，利用泵的原理將采集管入口處附近的結核直接吸進采集管,或者利用康達效應產生的流場將結核帶入采集管，具有結構簡單、工作可靠、采集范圍小、采集效率對離地高度變化敏感等特點；三是水力—機械復合式，水力捕捉系統和機械輸送系統相結合，具有對海底沉積物擾動小、機械輸送系統笨重復雜且部件數量多特點。

綜上所述，為改善原有采集范圍小、采集效率低、海底地形適應能力差等不足，本發明提出了一種海底多金屬結核采礦車及其采礦方法。

發明內容

本發明提供了一種海底多金屬結核采礦車及其采礦方法，適用于海底惡劣條件和復雜地形，效率高、具有海底地形自適應調節功能，能夠實現海底高效可靠作業，同時減少海底采礦過程對深海環境的破壞，解決了現有技術中存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案之一是：

一種海底多金屬結核采礦車,包括車體，在車體上設置有:

車頭(2),在車頭內設置控制系統；所述控制系統包括海底地形自適應控制系統和驅動器；

履帶行走裝置(1),與所述驅動器電連接,用于驅動海底多金屬結核采礦車行走；

礦物富集裝置(4),設于車頭前側，包括對稱設置的兩個，兩礦物富集裝置相配合用于采集分散分布于海底的多金屬結核并富集至車體下方中部區域；

儲礦卸礦裝置，設于車頭后方的車體上，包括儲礦倉和卸礦驅動系統，所述卸礦驅動系統通過提升儲礦倉完成卸礦工作；

轉運裝置，包括轉運裝置框架，在轉運裝置框架上設置機械輸送裝置和吸礦轉運裝置；機械輸送裝置將礦物富集裝置富集的多金屬結核輸送至吸礦轉運裝置、由吸礦轉運裝置將多金屬結核轉運至儲礦卸礦裝置的儲礦倉中；

在礦物富集裝置和轉運裝置上均設置海底地形勘探設備，用于對海底地形進行實時勘探，所述海底地形勘探設備與海底地形自適應控制系統電連接。

進一步地，在車頭內設置密封圓柱形筒，所述海底地形自適應控制系統和驅動器設于圓柱形筒內。