CN111022055A - 水力射流式海底多金属结核采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水力射流式海底多金属结核采集装置，包括分别安装于海底驱动设备上部两端的采集单元和矿石转运储存装置，且采集单元能够在海底驱动设备上面转动，并能够与矿石转运储存装置匹配工作。本发明还公开了利用该装置的采集方法。本发明利用海底饱和富水环境，通过巧妙的结构设计，构造出两个水力回路为多金属结核矿石营造出向上的流场环境，将其通过持续的水力提升方式收集至料仓，该采集装置对海底环境扰动小，对多金属结核矿石的采集效率高。且流场均为循环回路，使“水尽所用”，在既保证整套装置高效可靠的情况下又充分体现了其环境友好性。

Description

水力射流式海底多金属结核采集装置及方法

技术领域

本发明涉及一种海底采矿技术，尤其是一种水力射流式海底多金属结核采集装置及方法。

背景技术

深海海底有丰富的多金属结核、多金属硫化物以及钴结壳等固体矿石资源，这些资源是未来人类发展重要的物质基础，开发深海资源是未来的必然选择。

多金属结核的赋存环境极其特殊：第一，结核矿石赋存于数千米深的海底，所在的海洋环境压力极高，所有模块必须适应这种极端压力环境；第二，结核矿石赋存在海底表层或次表层稀软沉积物上，有的半埋，有的全埋，有的全露在海水中，且粒径大小不一。目前，最有商业前景的深海多金属结核开采工艺是，利用海底集矿车采集矿石，再利用管道将矿石提升到水面采矿船上，整个采集系统最为关键的部分在于如何将赋存环境极为特殊的多金属结核采集起来。

基于对海底多金属结核的研究，目前提出了两种采集方式，一种是机械式，即利用机械链板插入沉积物中，将结核矿石从沉积物中利用机械式拔出，再向上传递至集矿车料仓中。另一种是水力式，即利用喷水射流将矿石从沉积物中剥离，使其矿石和沉积物悬浮，再利用水力抽吸作用将矿石通过输送通道送至料仓。上述两种方式均进行过海上试验，从原理上均可实现采集。

但是，机械式集矿头存在一个致命的缺点，即其工作可靠性难以保证，由于深海海底环境恶劣复杂，机械部件易损坏；在深海条件下的维修和更换部件均非常困难另一方面由于结核大小粒径分布不均，机械部件容易导致小颗粒遗漏、大颗粒又会卡住，无法达到高效采集。

并且传统水力式采集对海底环境扰动，水力条件要求苛刻。在实际海底，矿石颗粒大小、丰度变化、埋藏条件变化以及地形起伏等条件都极为特殊，传统水力式采集无法保证对多金属结核的高效采集。

中国专利CN 205679411 U公开了一种深海多金属结核矿石水池模拟集矿试验系统，包括模拟水槽、机架、储矿仓、机械齿式输送带、输送带驱动电机、支撑架、水泵、喷水管、高压水射流喷嘴、连接板和牵引装置，所述的储矿仓固定于机架上，所述的机械齿式输送带通过支撑架安装于机架上并位于整个试验系统前进方向的一端，且机械齿式输送带前端的输送方向为由下至上，所述的连接板一端连接于机械齿式输送带后端的最高处，另一端延伸至储矿仓内以使锰结核矿进入储矿仓中，输送带驱动电机设置于机械齿式输送带上并驱动机械齿式输送带运动，所述的喷水管一端为吸水头，另一端为高压水射流喷嘴，喷水管固定于机械齿式输送带上，高压水射流喷嘴设置于机械齿式输送带前端的最低处，牵引装置设置于模拟水槽上并连接和驱动机架运动，所述的模拟水槽内灌装有盐水，底部铺设有模拟海底沉积物，模拟海底沉积物上放置有模拟多金属结核矿石。

该系统可用于模拟海底环境下，集矿系统的可行性及机理性研究，但无法准确模拟集矿系统集成于矿车上时的可行性。该系统主要提升方式为机械式提升，未形成有效的密闭提升环境，一部分水流动能散失，不同于封闭性管道式水力提升，能源利用率较低；水流损失的同时，会带走部分多金属结核矿石，导致采集效率降低；紊乱的水流及其多金属结核矿石会破坏采集端的机械构造，降低使用寿命。该系统从收集进入储矿仓段，多金属结核矿石依靠重力自然下落，在高效采集过程中，应当考虑多金属结核矿石的所受浮力。

中国专利申请CN101482018A、101482020A分别公开了铁锰结核水帘/重力选矿车，主要由行进履带、挖矿轮、传输履带、高压水喷射头、矿箱、电力系统和两端提升绳组成，矿车行进时，旋转的挖矿轮在前方将矿物挖起并送到传送履带上，传送履带下方安装高压水喷射头，高压水喷射头透过传送履带间隙冲洗矿物，使较轻矿物及淤泥等杂物吹出，铁锰矿及更重矿物由传送带进入矿箱。

以上两种专利在海底多金属结核的采集方面仍然采用单一的机械式装置“挖矿轮”，单一机械式采集装置存在其机械部件会被大直径矿石卡住，并且机械式采集任意零部件损坏在海底极端深部环境下都无法及时维修，导致开采效率降低等弊端。此外，在多金属结核利用“挖矿轮”将海底土层连通金属结核一同挖取至传输履带再进行冲洗去除杂质；这种采集方式一方面对海底土层扰动极大，环境友好性极差；另一方面该采集方式导致该能耗巨大，采集效率低。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中的不足，提供一种水力射流式海底多金属结核采集装置及方法，其充分利用海底富水环境降低对海底环境的恶劣扰动，实现对深海海底多金属结核的高效采集。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种水力射流式海底多金属结核采集装置，包括分别安装于海底驱动设备上部两端的采集单元和矿石转运储存装置，且采集单元能够在海底驱动设备上面转动，并能够与矿石转运储存装置匹配工作；

所述采集单元包括活动安装于海底驱动设备上的机械连杆，机械连杆末端固定安装排水管，排水管一端与呈球形的矿石暂存料仓上端口连通，且连接处的排水管中设置有筛网，筛网后部的排水管内设置有水泵，矿石暂存料仓下部设置一单向阀将其下端口挡住，单向阀外部的矿石暂存料仓下端口的侧壁上周向设置有多个与矿石暂存料仓内腔相通的吸嘴，且吸嘴朝向下端口方向；所述矿石暂存料仓的下端口呈喇叭口状向矿石暂存料仓下部延伸，在喇叭口的末端上对称设置有均朝向喇叭口内部的高压喷头和回水喷头，高压喷头与矿石暂存料仓内腔相通，回水喷头通过回水管连通至水泵后方的排水管。

所述喇叭口末端安装有与矿石转运储存装置匹配的对接凸起。

所述高压喷头和回水喷头的射水方向均为相对的斜向下45°射向海底泥面，射水速度为10m/s。

所述吸嘴方向斜向下45°，在矿石暂存料仓下端口处成圆周状分布。

所述机械连杆通过转动轴承活动安装于海底驱动设备上。

所述单向阀呈圆形，包括主体，主体中部为一圆形空腔，空腔中部沿径向竖直设置一立柱，两片半圆形阀门叶片的直边通过合页安装于立柱上，且两个弧形阀门叶片只能向同一个方向开合。

所述矿石转运储存装置包括料仓，料仓上表面上设置有与喇叭口末端的对接凸起相匹配的圆形对接凹槽，对接凹槽中心设置有向上凸起的与单向阀相匹配的对接头，对接头侧面上开设有与料仓内部连通的卸料口。

所述对接头呈圆柱形，其顶面上沿径向设有一个与单向阀上的立柱相匹配的长条槽，长条槽两侧的突出部分的尺寸与单向阀的两个弧形阀门叶片的尺寸相同。

所述卸料口共有对称的两个。

对接头上的卸料口为正方形开口。

利用水力射流式海底多金属结核采集装置的采集方法，包括：

当海底驱动设备行驶至多金属结核矿区时，通过转动轴承将海底驱动设备上的采集单元调整至指定位置，即高压喷头和回水喷头距离泥面12cm；

调整到指定高度后，开启高压喷头与回水喷头，使两侧喷头喷射高速水流，射速为10m/s射向泥面；赋存于泥面中的多金属结核矿石收到高速水流的扰动，随着扰动加剧多金属结核矿石与泥面剥离；由于高压喷头与回水喷头持续作用，使得喇叭口底部产生一个向上的流场，与泥面剥离的矿石受到向上的流场作用进而彻底脱离海底土层束缚，悬浮起来；

由于高压喷头喷射水体来源于矿石暂存料仓内壁空腔，随着其内部水体减少致使空腔内压强减小，与外部产生负压；在负压作用下与空腔相通的吸嘴开始工作，向口腔内部吸水；加之底部高压喷头与回水喷头作用，使得喇叭口内产生一个持续向上的流场回路；使得悬浮的矿石持续被提升到单向阀处；

由于回水喷头喷射水体源于排水循环装置，即矿石暂存料仓内部水体在水泵作用下经排水管和回水管由回水喷头喷出；随着回水喷头的喷水使得单向阀上部产生持续向上的流场，由于吸嘴作用被抬升的矿石在这个流场作用下被继续提升，经过单向阀进入矿石暂存料仓；

在完成一个区域的矿石采集后，关闭高压喷头和回水喷头，单向阀向下闭合；被采集的矿石暂时储存于矿石暂存料仓内部；

转动轴承带动机械连杆使得整个采集单元转动，在旋转180°后，调整整个采集单元高度使位于喇叭口底部的对接凸起与对接凹槽契合，对接头接触单向阀将阀门叶片顶起，使得对接头深入矿石暂存料仓内部，矿石经位于对接头两侧的卸料口进入料仓内部，完成对矿石的采集；

海底驱动设备向前运动，达到下一个工作面时，停止工作；重复以上步骤，开始第二个周期采矿。

本发明中，水力射流式海底多金属结核采集装置还可以表述为包括：射流破土装置、吸水汲矿装置、排水循环装置、过滤装置、矿石暂存料仓、转轴装置。

射流破土装置为高压射水喷头：其均匀分布在底部喇叭边缘处，喷嘴方向斜向下45°射向海底土层，其中喇叭口左侧喷头与矿石暂存料仓内部中空腔结构想通，喷射水体来自于矿石料仓空腔，右侧喷头与回水管相连，喷射水体来自于回水管。射流破土装置的作用为向海底泥面喷射高压水流，对赋存于其中的多金属结核进行扰动剥离，使其悬浮。考虑到海底高压环境与多金属结核赋存深度，根据水力学计算喷头离泥面高度为12cm，喷射流速为10m/s，即可对海底赋存的多金属结核进行有效扰动。

吸水汲矿装置为吸水嘴：其均匀分布于喇叭口顶部环形区域，其数量为涉水喷头数量的一半，吸嘴方向斜向下45°，各喷头与矿石暂存料仓内部空腔相连。其作用为当下部喷头喷射水流，使仓壁空腔被产生负压带动吸头吸水。在喇叭口装置内营造出一个持续向上的流畅环境，用于提升悬浮的矿石结核。

矿石暂存料仓分为两部分：下部喇叭口，上部球形料仓，中间为一单向阀门相隔。矿石暂存料仓仓壁为中空结构，用于蓄水。其底部设有一排射流喷头，中部设有一排吸嘴。其作用为下部喇叭口中使多金属结核矿石在上升的流场环境被提升至单向阀门底部，再通过循环排水装置营造的吸水效果将矿石结核通过单向阀门吸入上部球形料仓，暂时存放采集后的多金属结核矿石。

排水循环装置为两部分：输水管道和回水管道。输水管道与矿石暂存料仓顶部相通并设有过滤网，其中滤网网孔直径为1cm确保矿石暂存料仓中矿石不会吸入进入输水管，输水管末端与回水管相连，回水管末端与设置与喇叭口底部右侧射流喷头相连，为喷头提供水源。使料仓上部形成一个循环的流体回路一方面可将中部悬浮起的多金属结核矿石吸入料仓，另一方面可有效排出料仓内水体。

过滤装置分为两部分：矿石暂存料仓中部的的单向阀门，用于透过多金属结核矿石，使其进入球形料仓且不至于下落；排水管前段滤网，用以过滤矿石，使其不至于进入排水循环系统内。

转轴装置为一固定于海底行走装备上的可旋转机械连杆与以及与其相连的转动轴承，当暂存料仓内多金属结核矿石收集满后，驱动转轴装置带动整套装置旋转到指定区域进行卸料。

卸料过程为连接装置与单向阀协同作业，转动轴承带动机械连杆旋转180°至料仓顶部，缓慢下降使喇叭口处对接凸起与料仓上部对接凹槽对接切合，连接头伸入矿石暂存料仓内，采集的矿石通过卸料口进入料仓。转轴装置带动采集连接装置封闭后，进料装置提升，单向阀打开，多金属结核可进入料仓。

射流破土装置、吸水汲矿装置、排水循环装置、过滤装置、矿石暂存料仓、转轴装置各装置密切配合、相互联系，共同作用对矿石进行有效采集。

本发明中的海底驱动设备为现有设备，例如，履带式海底采矿车，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的水力式多金属结核采集装置充利用海底饱和富水环境，通过巧妙的结构设计，构造出两个水力回路为多金属结核矿石营造出向上的流场环境，将其通过持续的水力提升方式收集至料仓，该采集装置对海底环境扰动小，对多金属结核矿石的采集效率高。且流场均为循环回路，使“水尽所用”，在既保证整套装置高效可靠的情况下又充分体现了其环境友好性。本发明将水力射流式海底多金属结核采集装置将采集单元和矿石转运储存装置集成于矿车上，可完全应用于实际海底金属结核的采集，其实用性更加突出。封闭性管道式水力提升有效引导高压水流和掺杂其中多金属结核矿石的路径，减少采矿过程中多金属结核矿石的损失，有效提高能源利用率，降低设备的故障率。水力射流式海底多金属结核采集装置在转存过程中形成了封闭独立环境，避免了海水的浮力影响。水力射流式海底多金属结核采集装置通过多重水力采集可实现金属结核与海底稀泥与杂质的分离，可有效减小对海底环境的扰动，最大程度上简化收集过程，降低能耗。

附图说明

图1是本发明的采集单元结构示意图；

图2是本发明矿石暂存料仓下部的喇叭口部分结构示意图；

图3是本发明整体结构俯视图

图4是本发明中单向阀结构示意图；

图5为本发明中料仓结构示意图；

其中，1、高压喷头；2、回水喷头；3、吸嘴；4、矿石暂存料仓；5、排水管；6、回水管；7、单向阀；8、筛网；9、水泵；10、机械连杆；11、对接凸起；12转动轴承；13对接头；14料仓；15单向阀门叶片；16对接凹槽；17对接头；18卸料口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-图5所示，水力射流式海底多金属结核采集装置，包括分别安装于海底驱动设备上部两端的采集单元和矿石转运储存装置，且采集单元能够在海底驱动设备上面转动，并能够与矿石转运储存装置匹配工作；

采集单元包括活动安装于海底驱动设备上的机械连杆10，机械连杆10通过转动轴承12活动安装于海底驱动设备上。机械连杆10末端固定安装排水管5，排水管5一端与呈球形的矿石暂存料仓4上端口连通，且连接处的排水管5中设置有筛网8，筛网8后部的排水管5内设置有水泵9，矿石暂存料仓4下部设置一单向阀7将其下端口挡住，单向阀7外部的矿石暂存料仓4下端口的侧壁上周向设置有多个与矿石暂存料仓4内腔相通的吸嘴3，吸嘴3方向朝向下端口斜向下45°，在矿石暂存料仓4下端口处成圆周状分布，所吸水体会迅速注入矿石暂存料仓4内部空腔，高压吸嘴3可排出矿石暂存料仓内腔的水体。

矿石暂存料仓4的下端口呈喇叭口状向矿石暂存料仓4下部延伸，在喇叭口的末端上对称设置有均朝向喇叭口内部的高压喷头1和回水喷头2，高压喷头1与矿石暂存料仓4内腔相通，回水喷头2通过回水管6连通至水泵9后方的排水管5。喇叭口末端安装有与矿石转运储存装置匹配的对接凸起11。

高压喷头1和回水喷头2的射水方向均为相对的斜向下45°射向海底泥面，射水速度为10m/s。

如图4所示，单向阀7呈圆形，包括主体，主体中部为一圆形空腔，空腔中部沿径向竖直设置一立柱，两片半圆形阀门叶片的直边通过合页安装于立柱上，且两个弧形阀门叶片只能向同一个方向开合。

如图5所示，矿石转运储存装置包括料仓14，料仓14上表面上设置有与喇叭口末端的对接凸11起相匹配的圆形对接凹槽16，对接凹槽16中心设置有向上凸起的与单向阀7相匹配的对接头17，对接头17侧面上开设有与料仓14内部连通的卸料口18。卸料口18共有对称的两个。对接头17上的卸料口18为正方形开口。对接头17呈圆柱形，其顶面上沿径向设有一个与单向阀7上的立柱相匹配的长条槽，长条槽两侧的突出部分的尺寸与单向阀7的两个弧形阀门叶片的尺寸相同。

本发明的水力式海底多金属结核采集装置，当采集驱动装备行驶至多金属结核矿区时，通过转轴装置将前部采集单元调整至指定位置，即高压喷头1和回水喷头2距离泥面12cm。

调整到指定高度后，开启高压喷头1与回水喷头2，使两侧喷头喷射高速水流，射速为10m/s射向泥面。赋存于泥面中的多金属结核矿石收到高速水流的扰动，随着扰动加剧多金属结核矿石与泥面剥离。由于高压喷头1与回水喷头2持续作用，使得喇叭口底部产生一个向上的流场，与泥面剥离的矿石受到向上的流场作用进而彻底脱离海底土层束缚，悬浮起来。

由于高压喷头1喷射水体来源于矿石暂存料仓4内壁空腔，随着其内部水体减少致使空腔内压强减小，与外部产生负压；在负压作用下与空腔相通的吸嘴3开始工作，向口腔内部吸水。加之底部高压喷头1与回水喷头2作用，使得喇叭口内产生一个持续向上的流场回路。使得悬浮的矿石持续被提升到单向阀7处。

由于回水喷头2喷射水体源于排水循环装置，即矿石暂存料仓4内部水体在水泵9作用下经排水管5、回水管6由回水喷头2喷出。随着回水喷头2的喷水使得单向阀7上部产生持续向上的流场，由于吸嘴3作用被抬升的矿石在这个流场作用下被继续提升，经过单向阀7进入矿石暂存料仓4。

在完成一个区域的矿石采集后，关闭高压喷头1和回水喷头2，单向阀7向下闭合。被采集的矿石暂时储存于矿石暂存料仓4内部。转动轴承12带动机械连杆10使得整个采集单元转动，在旋转180°后，调整整个单元高度使位于喇叭口底部对接凸起9与对接凹槽16契合，对接头17接触单向阀7将阀门叶片顶起，使得对接头17深入矿石暂存料仓4内部，矿石经位于对接头17两侧的卸料口18进入料仓14内部，完成对矿石的采集。

采集驱动装备向前运动，达到下一个工作面时，停止工作。重复以上步骤，开始第二个周期采矿。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，包括分别安装于海底驱动设备上部两端的采集单元和矿石转运储存装置，且采集单元能够在海底驱动设备上面转动，并能够与矿石转运储存装置匹配工作；

所述采集单元包括活动安装于海底驱动设备上的机械连杆，机械连杆末端固定安装排水管，排水管一端与呈球形的矿石暂存料仓上端口连通，且连接处的排水管中设置有筛网，筛网后部的排水管内设置有水泵，矿石暂存料仓下部设置一单向阀将其下端口挡住，单向阀外部的矿石暂存料仓下端口的侧壁上周向设置有多个与矿石暂存料仓内腔相通的吸嘴，且吸嘴朝向下端口方向；所述矿石暂存料仓的下端口呈喇叭口状向矿石暂存料仓下部延伸，在喇叭口的末端上对称设置有均朝向喇叭口内部的高压喷头和回水喷头，高压喷头与矿石暂存料仓内腔相通，回水喷头通过回水管连通至水泵后方的排水管。

2.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述喇叭口末端安装有与矿石转运储存装置匹配的对接凸起。

3.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述高压喷头和回水喷头的射水方向均为相对的斜向下45°射向海底泥面，射水速度为10m/s。

4.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述吸嘴方向斜向下45°，在矿石暂存料仓下端口处成圆周状分布。

5.如权利要求1所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述机械连杆通过转动轴承活动安装于海底驱动设备上。

6.如权利要求2所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述单向阀呈圆形，包括主体，主体中部为一圆形空腔，空腔中部沿径向竖直设置一立柱，两片半圆形阀门叶片的直边通过合页安装于立柱上，且两个弧形阀门叶片只能向同一个方向开合。

7.如权利要求6所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述矿石转运储存装置包括料仓，料仓上表面上设置有与喇叭口末端的对接凸起相匹配的圆形对接凹槽，对接凹槽中心设置有向上凸起的与单向阀相匹配的对接头，对接头侧面上开设有与料仓内部连通的卸料口。

8.如权利要求7所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述对接头呈圆柱形，其顶面上沿径向设有一个与单向阀上的立柱相匹配的长条槽，长条槽两侧的突出部分的尺寸与单向阀的两个弧形阀门叶片的尺寸相同。

9.如权利要求7所述的水力射流式海底多金属结核采集装置，其特征是，所述卸料口共有对称的两个，对接头上的卸料口为正方形开口。

10.利用水力射流式海底多金属结核采集装置的采集方法，其特征是，包括：

当海底驱动设备行驶至多金属结核矿区时，通过转动轴承将海底驱动设备上的采集单元调整至指定位置，即高压喷头和回水喷头距离泥面12cm；

调整到指定高度后，开启高压喷头与回水喷头，使两侧喷头喷射高速水流，射速为10m/s射向泥面；赋存于泥面中的多金属结核矿石收到高速水流的扰动，随着扰动加剧多金属结核矿石与泥面剥离；由于高压喷头与回水喷头持续作用，使得喇叭口底部产生一个向上的流场，与泥面剥离的矿石受到向上的流场作用进而彻底脱离海底土层束缚，悬浮起来；

由于高压喷头喷射水体来源于矿石暂存料仓内壁空腔，随着其内部水体减少致使空腔内压强减小，与外部产生负压；在负压作用下与空腔相通的吸嘴开始工作，向口腔内部吸水；加之底部高压喷头与回水喷头作用，使得喇叭口内产生一个持续向上的流场回路；使得悬浮的矿石持续被提升到单向阀处；

由于回水喷头喷射水体源于排水循环装置，即矿石暂存料仓内部水体在水泵作用下经排水管和回水管由回水喷头喷出；随着回水喷头的喷水使得单向阀上部产生持续向上的流场，由于吸嘴作用被抬升的矿石在这个流场作用下被继续提升，经过单向阀进入矿石暂存料仓；

在完成一个区域的矿石采集后，关闭高压喷头和回水喷头，单向阀向下闭合；被采集的矿石暂时储存于矿石暂存料仓内部；

转动轴承带动机械连杆使得整个采集单元转动，在旋转180°后，调整整个采集单元高度使位于喇叭口底部的对接凸起与对接凹槽契合，对接头接触单向阀将阀门叶片顶起，使得对接头深入矿石暂存料仓内部，矿石经位于对接头两侧的卸料口进入料仓内部，完成对矿石的采集；

海底驱动设备向前运动，达到下一个工作面时，停止工作；重复以上步骤，开始第二个周期采矿。

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