[發明專利]一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202110411518.4
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113107493B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉延俊;秦健;王元之;房志杰;白發剛;石振杰;矯立坤;吳天明
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21C50/02
• 分類號: E21C50/02
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 商福全

1.一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：包括至少一個采礦車、至少一個增壓站、至少一個轉運車、ROV、充電樁、揚礦硬管、收集船、運輸船，在收集船上設有負壓倉，一設置在收集船上的空氣泵通過管路與負壓倉相連通設置，所述負壓倉通過輸送軟管與運輸船的運輸倉相連通設置，在收集船上設有揚礦硬管，揚礦硬管的上端與收集船的負壓倉相連通，其下端向下穿出收集船與設置在海底的增壓站相連，所述收集船通過光電復合纜與海底的采礦車、充電樁相連，所述ROV通過臍帶纜與收集船相連接。

2.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：所述采礦車包括設置在采礦車內的儲料罐，一采礦車輸料口通過連接管道與采礦車的儲料罐相連通。

3.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：所述轉運車包括設置在轉運車內的礦倉，一設置在轉運車內的礦漿泵，其出料端與礦倉相連通設置，其進料端與可動輸料管相連，在轉運車內設有蓄電池，蓄電池經導線與設置在轉運車外側的充電插頭相連，所述礦漿泵經導線與蓄電池相連。

4.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：所述ROV包括環境監測傳感器，在ROV一側設有水下機械手。

5.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：所述增壓站包括海水腔與輸送腔，且輸送腔的直徑小于海水腔的直徑，在增壓站內設有活塞，所述活塞包括活動卡接在海水腔內的下活塞，在下活塞上設有活動卡接在輸送腔內的上活塞，在增壓站一側設有海水泵，所述海水泵經進水管與海水腔下部相連通，在進水管上設有第一海水閥，在海水腔下部一側設有出水管，在出水管上設有第二海水閥，在海水腔上部一側設有排水管，在排水管上設有第三海水閥；在輸送腔一側設有增壓站輸料口，增壓站輸料口通過輸料管與輸送腔相連通設置，在輸料管上設有第一礦漿閥，所述揚礦硬管穿過增壓站的輸送腔與其相連通設置，在靠增壓站一側的揚礦硬管上設有第二礦漿閥。

6.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：所述充電樁包括樁體和設置在樁體上的若干個充電插座。

7.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：還包括設置在海底的若干個水下潛標，所述水下潛標包括潛標本體，在潛標本體底部設有系泊鏈，在潛標本體上設有水聲通訊裝置，所述水聲通訊裝置可與采礦車、轉運車以及ROV進行通訊。

8.根據權利要求1所述的一種吸壓混合非接觸式深海采礦系統，其特征在于：在海面以下的各根光電復合纜上沿其長度間隔設有若干個浮球。

9.一種采用權利要求1-8任一所述的吸壓混合非接觸式深海采礦系統的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：在海底指定作業區域的邊界布放水下潛標；

步驟2：將采礦車、轉運車、增壓站、揚礦硬管、光電復合纜及ROV下放至作業區域，并將充電樁下放至工作區域之外；

步驟3：采礦車在規劃好的作業區域內開采礦料，并儲存于采礦車的儲料罐中；

步驟4：待采礦車的儲料罐內滿載時，轉運車駛向該滿載的采礦車，將可動輸料管與采礦車輸料口對接，將采礦車儲料罐內的礦料抽取至轉運車的礦倉內；

步驟5：待轉運車的礦倉滿載后，轉運車駛向增壓站，將可動輸料管與增壓站輸料口對接，將轉運車礦倉內礦料輸送至增壓站的輸送腔內；

步驟6：待增壓站的輸送腔滿載后，啟動增壓站的海水泵，并同時啟動收集船上的空氣泵，將礦料從揚礦硬管內輸送至收集船的負壓倉內；

步驟7：待收集船的負壓倉滿載后，將負壓倉內的礦料通過輸送軟管輸送至運輸船的運輸倉內；

步驟8：若轉運車的蓄電池電量較低時，則使其駛離工作區域，并駛向充電樁，將轉運車的充電插頭與充電樁的充電插座連接，為轉運車充電。