CN114278302A

CN114278302A - 一种深海采矿海底矿物存储与转运系统

Info

Publication number: CN114278302A
Application number: CN202111453613.7A
Authority: CN
Inventors: 丁勇; 费龙; 童波; 曾庆松; 任铁; 刘树祥
Original assignee: 708th Research Institute of CSIC
Current assignee: 708th Research Institute of CSIC
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2022-04-05

Abstract

本发明涉及一种深海采矿海底矿物存储与转运系统，由一个海底矿物储存舱和一套海底矿物转运装置组成，其中：所述海底矿物储存舱，用于临时储存采矿车采集的矿物，等收集满后再转运到提升系统、再到运输船，减少运输船的驻留时间；所述海底矿物转运装置，进料端连接海底矿物储存舱底部，出料端连接输送提升系统，用于将海底矿物储存舱内矿物排送到提升系统，并增加输送距离，保证在提升系统不转场的情况下，扩大采集矿区的面积，提高采矿效率。

Description

一种深海采矿海底矿物存储与转运系统

技术领域

本发明涉及一种矿物存储与转运系统，尤其是一种应用于深海采矿的海底矿物存储与转运系统。

背景技术

深海采矿属于前沿技术，国内外相关设备和系统较少，目前主流方案是采矿车将矿物采集后直接输送至中继站，再由中继站的提升系统将矿物提升到水平平台；或者国外鹦鹉螺深海采矿模式是采矿车将矿物采集后直接输送至海底开敞堆场，再用另一台集矿车将堆场内的矿物输送至提升系统。

上述主流方案为一体式采集，中间任何环节都影响到采矿作业，例如遇到恶劣气候，运输船需要撤离，或者提升系统出现故障，都会使得采矿作业暂停，影响整个作业效率。而另外一只国外鹦鹉螺深海采矿模式，由于增加了一个海底堆场，使得采矿工作不受提升系统和水平平台的直接影响，但是由于海底堆场是开敞的，在矿物堆积过程中扰动较大，矿物颗粒的扩散明显，对周边的海底环境影响较大，存在不环保，污染大等问题。

上述两种方案，都是靠采矿车将矿物输送至中继站或堆场，因采矿车自身原因输送距离有限，当附件矿物开采完毕后需要频繁转场，影响整体效率。

针对上述问题，需要提出一种新的海底矿物存储与转运方案。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明是要提出一种深海采矿海底矿物存储与转运系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种深海采矿海底矿物存储与转运系统，由一个海底矿物储存舱和一套海底矿物转运装置组成，其中：

所述海底矿物储存舱，用于临时储存采矿车采集的矿物，等收集满后再转运到提升系统、再到运输船，减少运输船的驻留时间；

所述海底矿物转运装置，进料端连接海底矿物储存舱底部，出料端连接输送提升系统，用于将海底矿物储存舱内矿物排送到提升系统，并增加输送距离，保证在提升系统不转场的情况下，扩大采集矿区的面积，提高采矿效率。

进一步，所述海底矿物储存舱的上部为方形或圆柱形，下部为漏斗形的结构。

进一步，所述海底矿物储存舱的顶部设置溢流管，溢流水从顶部溢流管排出，经矿砂和水分离装置分离后，将浓缩矿物排到矿舱内，余水排到海底。

进一步，采矿车采集的矿物从海底矿物储存舱的顶部输入，并送至海底矿物储存舱内进行临时储存。

进一步，所述海底矿物储存舱的底部设置抽舱管，用于抽吸舱内矿物；所述抽舱管上设置抽舱阀，用于控制抽舱的开闭。

进一步，所述抽舱管设置抽舱引水分支，并设置抽舱引水闸阀，用于控制抽舱管的开闭。

进一步，所述抽舱管与所述海底矿物转运装置中的转运泵组连接，矿物经转运泵抽吸后排送到提升系统。

进一步，所述转运泵组串联两组或多组泵组进行接力输送，用于将矿物输送至远处的提升系统。

进一步，所述转运泵组采用离心泵或隔膜泵或混流泵。

进一步，所述海底矿物储存舱的底部设置高压冲水喷嘴，用于稀释矿物，方便抽舱；所述高压冲水喷嘴连接高压冲水泵组，用于舱内高压冲水喷嘴供水。

本发明的有益效果：

(1)海底矿物储存舱能临时储存采矿车采集的矿物，等收集满后再转运到提升系统、再到运输船，减少运输船的驻留时间；

(2)设置了海底矿物储存舱，采矿车采集作业不受后面流程环节的影响，提高采集作业效率；

(3)设置了海底矿物储存舱储存矿物，解决了在矿物堆积过程中的羽流扩散的问题，更加环保；

(4)设置了矿物和水分离装置，减少了余水排放的污染；

(5)设置了转运装置，增加了输送距离，保证在提升系统不转场的情况下，扩大了采集矿区的面积，提高了采矿效率；

(6)设置了转运装置，与国外鹦鹉螺深海采矿模式相比，可以取消集矿车，提升整体系统的经济性。

附图说明

图1是本发明的深海采矿海底矿物存储与转运系统实施例一示意图；

图2是本发明的深海采矿海底矿物存储与转运系统实施例二示意图；

图3是海底矿物储存舱内俯视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

如图1，3所示，本发明的深海采矿海底矿物存储与转运系统，由一个海底矿物储存舱1和一套海底矿物转运装置3组成。其中：

海底矿物储存舱1：

1)海底矿物储存舱1为一个上部方形或圆柱形或其他外形，下部为漏斗形的结构；

2)采矿车采集的矿物输送至海底矿物储存舱1进行临时储存；

3)矿物从海底矿物储存舱1顶部输入；

4)海底矿物储存舱1顶部设置溢流管，溢流水从顶部溢流管排出，经矿砂和水分离装置2分离后，将浓缩矿物排到矿舱内，余水排到海底。

海底矿物转运装置3：

1)海底矿物储存舱1的舱底设置抽舱管，用于抽吸舱内矿物；

2)抽舱管上设置抽舱阀4，用于控制管路的开闭；

3)抽舱管设置抽舱引水分支，并设置抽舱引水闸阀7，用于控制管路的开闭；3)海底矿物储存舱1内底部设置高压冲水喷嘴6用于稀释矿物，方便抽舱；

4)设置高压冲水泵组5，用于舱内高压冲水喷嘴6供水；

3)抽舱管与转运泵组8连接，矿物经转运泵抽吸后排送到提升系统；

4)转运泵组8可以采用离心泵、隔膜泵、混流泵等泵型；

5)转运泵的驱动方式可以采用电机驱动或者液压马达驱动；

6)若输送至提升系统较远，转运泵组8可以串联两组或多组泵组进行接力输送。

实施例二：

如图2，3所示，本发明的深海采矿海底矿物存储与转运系统，由一个海底矿物储存舱和一套海底矿物转运装置组成。其中：

所用的海底矿物储存舱与实施例一中所用的海底矿物储存舱的结构及功能和作用相同。

所用的海底矿物转运装置中在实施例一中所用的海底矿物转运装置的基础上增加一个转运泵组，转运泵组一8-1和转运泵组二8-2组串接在一起，用于将矿物输送至较远的提升系统。

Claims

1.一种深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：由一个海底矿物储存舱和一套海底矿物转运装置组成，其中：

2.根据权利要求1所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述海底矿物储存舱的上部为方形或圆柱形，下部为漏斗形的结构。

3.根据权利要求1所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述海底矿物储存舱的顶部设置溢流管，溢流水从顶部溢流管排出，经矿砂和水分离装置分离后，将浓缩矿物排到矿舱内，余水排到海底。

4.根据权利要求1所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：采矿车采集的矿物从海底矿物储存舱的顶部输入，并送至海底矿物储存舱内进行临时储存。

5.根据权利要求1所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述海底矿物储存舱的底部设置抽舱管，用于抽吸舱内矿物；所述抽舱管上设置抽舱阀，用于控制抽舱的开闭。

6.根据权利要求5所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述抽舱管设置抽舱引水分支，并设置抽舱引水闸阀，用于控制抽舱管的开闭。

7.根据权利要求5所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述抽舱管与所述海底矿物转运装置中的转运泵组连接，矿物经转运泵抽吸后排送到提升系统。

8.根据权利要求7所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述转运泵组串联两组或多组泵组进行接力输送，用于将矿物输送至远处的提升系统。

9.根据权利要求7所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述转运泵组采用离心泵或隔膜泵或混流泵。

10.根据权利要求1所述的深海采矿海底矿物存储与转运系统，其特征在于：所述海底矿物储存舱的底部设置高压冲水喷嘴，用于稀释矿物，方便抽舱；所述高压冲水喷嘴连接高压冲水泵组，用于舱内高压冲水喷嘴供水。