[發(fā)明專利]一種海底多金屬硫化物低擾動(dòng)采礦裝備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210276140.6
• 申請(qǐng)日: 2022-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN114458313A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張兵;彭佑多;劉廣平;何銀強(qiáng);江山強(qiáng);薛原野;孫凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C50/00
• 分類號(hào): E21C50/00;B63C11/52;E21C37/02;E21C35/00;E21C35/20
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發(fā)明公開了一種海底多金屬硫化物低擾動(dòng)采礦裝備，包括鉆裂裝置、收集裝置、破碎裝置及行走裝置；所述的鉆裂裝置和收集裝置安裝在行走裝置的前端；破碎裝置安裝在行走裝置的后端，破碎裝置的后端與礦物管道輸送裝置相連。本發(fā)明作業(yè)范圍大，開采擾動(dòng)小，有效地減少了裝備行走和破碎對(duì)海底環(huán)境的破壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海底采礦裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海底多金屬硫化物開采裝備。

背景技術(shù)

隨著海底勘探技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诤棋暮Ｑ蟮撞堪l(fā)現(xiàn)了豐富的礦產(chǎn)資源，其貴金屬和稀有元素儲(chǔ)量極具有開發(fā)前景。已探明的具有商業(yè)開采前景的固體礦產(chǎn)資源主要包括富鈷結(jié)殼、多金屬結(jié)核和多金屬硫化物，目前國內(nèi)外已有組織機(jī)構(gòu)針對(duì)富鈷結(jié)殼和多金屬結(jié)核采礦車進(jìn)行了海試測(cè)試，海底礦產(chǎn)資源開發(fā)權(quán)爭(zhēng)奪和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展愈演愈烈。

多金屬硫化物是由海底熱液噴發(fā)之后冷卻堆積的產(chǎn)物，其成形形狀多為塊狀，但其厚度高達(dá)十幾米或數(shù)十米，大量賦存在2500m水深附近。國內(nèi)學(xué)者通過對(duì)海底多金屬硫化物樣品進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，在文獻(xiàn)（李艷,等.深海多金屬硫化物開采技術(shù)[J].中國有色金屬學(xué)報(bào),2021,31(10):2889-2901.）中指出海底多金屬硫化物的破碎性能類似于煤，提出了鎬形截齒切削刀具的破碎方式；國外鸚鵡螺礦業(yè)公司則驗(yàn)證了旋輪式切削刀盤采集多金屬硫化物的可行性。目前已公開的裝備技術(shù)多是利用切削的破碎方式。

切削裝備在推進(jìn)作業(yè)過程中，作業(yè)擾動(dòng)大，對(duì)海底環(huán)境和生物的棲息地造成了難以修復(fù)的破壞。海底多金屬硫化物因其堆積形成的煙囪狀的賦存狀態(tài)，為本發(fā)明的設(shè)計(jì)提供了客觀條件，通過鉆裂、收集、再破碎的開采方式，本發(fā)明在開采多金屬硫化物礦物過程中，能有效地降低對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種通過鉆裂、收集、再破碎的方式，有效降低在采礦過程中對(duì)海底環(huán)境的擾動(dòng)的海底多金屬硫化物的采礦設(shè)備。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種海底多金屬硫化物低擾動(dòng)采礦裝備，包括鉆裂裝置、收集裝置、破碎裝置及行走裝置；鉆裂裝置和收集裝置安裝在行走裝置的前端；破碎裝置安裝在行走裝置上。

上述的海底多金屬硫化物低擾動(dòng)采礦裝備中，所述鉆裂裝置包括鉆機(jī)和/或劈裂機(jī)、導(dǎo)軌架、大臂Ⅰ、小臂Ⅰ、液壓油缸Ⅰ、液壓油缸Ⅱ、支座和相機(jī)Ⅰ；支座固定安裝在行走裝置前端；大臂Ⅰ一端與支座進(jìn)行鉸接，另一端與小臂Ⅰ鉸接；液壓油缸Ⅰ一端與支座鉸接，另一端與大臂Ⅰ鉸接；液壓油缸Ⅱ一端與大臂Ⅰ中部鉸接，另一端與小臂Ⅰ的尾端鉸接；導(dǎo)軌架固定地安裝在小臂Ⅰ上，鉆機(jī)和/或劈裂機(jī)固定安裝在導(dǎo)軌架上，鉆機(jī)和/或劈裂機(jī)能沿各導(dǎo)軌架移動(dòng)；相機(jī)Ⅰ固定安裝在小臂Ⅰ的上。

上述的海底多金屬硫化物低擾動(dòng)采礦裝備中，所述的導(dǎo)軌架包括導(dǎo)軌、滑塊、支撐板Ⅰ、支撐板Ⅱ、固定板、液壓油缸Ⅲ及導(dǎo)桿；滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上，能沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)；支撐板Ⅰ、支撐板Ⅱ分別固定安裝在導(dǎo)軌兩端，支撐板Ⅰ、支撐板Ⅱ安裝在小臂Ⅰ上；液壓油缸Ⅲ置于導(dǎo)軌下方，液壓油缸缸體固定地安裝在支撐板上，液壓油缸活塞桿固定地安裝在固定板上；導(dǎo)桿一端固定連接在滑塊上，另一端穿過支撐板Ⅱ固定安裝在固定板上；所述的鉆機(jī)和/或劈裂機(jī)安裝在滑塊上。

上述的海底多金屬硫化物低擾動(dòng)采礦裝備中，所述的支撐板Ⅰ上設(shè)有一圓孔I，用于鉆機(jī)的鉆桿或劈裂機(jī)的劈裂頭定位；所述的支撐板Ⅱ上設(shè)有一U型槽和兩個(gè)圓孔Ⅱ，兩個(gè)圓孔Ⅱ?qū)ΨQ設(shè)置在U型槽兩側(cè)，U型槽用于液壓油缸Ⅲ的定位，兩個(gè)圓孔Ⅱ分別與兩個(gè)導(dǎo)桿間隙配合。