JPH06173570A - 海底鉱物資源採鉱システム - Google Patents
海底鉱物資源採鉱システムInfo
- Publication number
- JPH06173570A JPH06173570A JP32323092A JP32323092A JPH06173570A JP H06173570 A JPH06173570 A JP H06173570A JP 32323092 A JP32323092 A JP 32323092A JP 32323092 A JP32323092 A JP 32323092A JP H06173570 A JPH06173570 A JP H06173570A
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- Japan
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- mining
- seabed
- mineral
- mineral resource
- mineral resources
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 海底鉱物資源を効率よく採鉱することができ
る海底鉱物資源採鉱システムを得る。 【構成】 このシステムは、自走式の台車１１に搭載さ
れた採鉱制御装置１２と原子炉１３と、テレビカメラを
有し採鉱制御装置１２からの制御により海底１８表面を
移動可能な複数の採鉱機１４からなる海底基地１０を含
む。採鉱制御装置１２は、光ファイバーケーブル１５に
より最寄りの島のコントロールセンターと接続され、こ
のコントロールセンターからの遠隔制御の下に台車１
１、採鉱機１４及び原子炉１３の制御を行う。各採鉱機
１４は、テレビカメラで海底をモニターしながら、台車
１１の移動に従って約５００ｍ幅の領域内を移動し、海
底１８表面に散在したマンガン団塊１７を採掘収集して
は、これを逐次上記領域の両端に沿った貯蔵所１９に貯
蔵していく。
る海底鉱物資源採鉱システムを得る。 【構成】 このシステムは、自走式の台車１１に搭載さ
れた採鉱制御装置１２と原子炉１３と、テレビカメラを
有し採鉱制御装置１２からの制御により海底１８表面を
移動可能な複数の採鉱機１４からなる海底基地１０を含
む。採鉱制御装置１２は、光ファイバーケーブル１５に
より最寄りの島のコントロールセンターと接続され、こ
のコントロールセンターからの遠隔制御の下に台車１
１、採鉱機１４及び原子炉１３の制御を行う。各採鉱機
１４は、テレビカメラで海底をモニターしながら、台車
１１の移動に従って約５００ｍ幅の領域内を移動し、海
底１８表面に散在したマンガン団塊１７を採掘収集して
は、これを逐次上記領域の両端に沿った貯蔵所１９に貯
蔵していく。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は海底に存在する各種資
源を採鉱するための海底鉱物資源採鉱システムに関す
る。
源を採鉱するための海底鉱物資源採鉱システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】海底には各種の鉱物資源が存在するが、
特に水深数千メートルの深海底には、マンガン団塊やコ
バルト・リッチ・クラスト鉱床（ＣＲＣ鉱床）等の貴重
な金属資源が豊富に存在している。このうち、例えばマ
ンガン団塊は、マンガンや鉄の酸化物を主成分とし、
銅，ニッケル，コバルト等の金属を含む鉱物で、小石大
から人頭大の球形，楕円体、もしくはぶどう房状の黒褐
色の塊であるが、特に太平洋の水深４０００〜６０００
ｍの深海底に分布するものが上記の有用金属を多く含ん
でいるといわれている。また、ＣＲＣ鉱床はやはりマン
ガンや鉄の酸化物を主成分として、水深５００〜３５０
０ｍの海山の山頂や斜面をクラスト（皮殻）状に被覆し
ている。これは、マンガン団塊と異なり、海山を形成し
ている玄武岩や石灰岩等を基盤岩として、その表面を数
ｃｍの厚さで被覆している。
特に水深数千メートルの深海底には、マンガン団塊やコ
バルト・リッチ・クラスト鉱床（ＣＲＣ鉱床）等の貴重
な金属資源が豊富に存在している。このうち、例えばマ
ンガン団塊は、マンガンや鉄の酸化物を主成分とし、
銅，ニッケル，コバルト等の金属を含む鉱物で、小石大
から人頭大の球形，楕円体、もしくはぶどう房状の黒褐
色の塊であるが、特に太平洋の水深４０００〜６０００
ｍの深海底に分布するものが上記の有用金属を多く含ん
でいるといわれている。また、ＣＲＣ鉱床はやはりマン
ガンや鉄の酸化物を主成分として、水深５００〜３５０
０ｍの海山の山頂や斜面をクラスト（皮殻）状に被覆し
ている。これは、マンガン団塊と異なり、海山を形成し
ている玄武岩や石灰岩等を基盤岩として、その表面を数
ｃｍの厚さで被覆している。
【０００３】このような深海底の鉱床は、銅，鉛，亜鉛
等のベースメタルのみならず、上記したマンガン，コバ
ルト，ニッケル等のレアメタル、さらには金，銀，白金
等の貴金属まで様々な重要金属を含んでいるため、将来
の資源としても極めて有望視されており、各国で探査が
精力的に実施され、開発技術についても研究が進められ
ている。
等のベースメタルのみならず、上記したマンガン，コバ
ルト，ニッケル等のレアメタル、さらには金，銀，白金
等の貴金属まで様々な重要金属を含んでいるため、将来
の資源としても極めて有望視されており、各国で探査が
精力的に実施され、開発技術についても研究が進められ
ている。
【０００４】このような海底鉱物資源の採鉱方法として
は、例えば「海中技術一般（成山堂書店発行，社団法人
日本造船学会 海中技術専門委員会編，平成４年２
月）」の第５６〜５７ページに記載されたような流体ド
レッジ式採鉱実験システムがある。このシステムは、い
わば、数千ｍの長さを有する巨大な電気掃除機のような
もので、集鉱機は、深海底堆積層表面上を長大な揚鉱パ
イプを介して採鉱船に曳航されながら、マンガン団塊を
採掘，破砕，整粒し、堆積物を分離、除去しつつ、これ
を揚鉱パイプにより海水とともに採鉱船に揚鉱する構成
となっている。
は、例えば「海中技術一般（成山堂書店発行，社団法人
日本造船学会 海中技術専門委員会編，平成４年２
月）」の第５６〜５７ページに記載されたような流体ド
レッジ式採鉱実験システムがある。このシステムは、い
わば、数千ｍの長さを有する巨大な電気掃除機のような
もので、集鉱機は、深海底堆積層表面上を長大な揚鉱パ
イプを介して採鉱船に曳航されながら、マンガン団塊を
採掘，破砕，整粒し、堆積物を分離、除去しつつ、これ
を揚鉱パイプにより海水とともに採鉱船に揚鉱する構成
となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の海
底鉱物資源採鉱システムでは、集鉱機を海上の採鉱船で
曳航しながら鉱物を採鉱すると同時に採鉱船に揚鉱する
構成となっているため、集鉱機の移動範囲を精密に指定
することが困難であり、海底に存在する鉱物を効率良
く、すなわち残りなく採鉱するのは困難と考えられ、採
鉱コスト的にも問題があった。
底鉱物資源採鉱システムでは、集鉱機を海上の採鉱船で
曳航しながら鉱物を採鉱すると同時に採鉱船に揚鉱する
構成となっているため、集鉱機の移動範囲を精密に指定
することが困難であり、海底に存在する鉱物を効率良
く、すなわち残りなく採鉱するのは困難と考えられ、採
鉱コスト的にも問題があった。
【０００６】この発明は、係る課題を解決するためにな
されたもので、海底鉱物資源を効率よく採鉱することが
できる海底鉱物資源採鉱システムを得ることを目的とす
る。
されたもので、海底鉱物資源を効率よく採鉱することが
できる海底鉱物資源採鉱システムを得ることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る海底鉱物資源採鉱システムは、(i) 海底を移動して海
底に散在する鉱物資源を採鉱収集する採鉱機と、(ii)こ
の採鉱機が採鉱した鉱物資源を貯蔵する海底貯蔵所と、
(iii) 採鉱機の動作を制御する採鉱制御装置と、(iv)採
鉱機と採鉱制御装置に動力を供給する原子炉と、(v) 海
底貯蔵所に貯蔵された鉱物資源を揚鉱する揚鉱装置と、
を有することを特徴とするものである。
る海底鉱物資源採鉱システムは、(i) 海底を移動して海
底に散在する鉱物資源を採鉱収集する採鉱機と、(ii)こ
の採鉱機が採鉱した鉱物資源を貯蔵する海底貯蔵所と、
(iii) 採鉱機の動作を制御する採鉱制御装置と、(iv)採
鉱機と採鉱制御装置に動力を供給する原子炉と、(v) 海
底貯蔵所に貯蔵された鉱物資源を揚鉱する揚鉱装置と、
を有することを特徴とするものである。
【０００８】請求項２記載の発明に係る海底鉱物資源採
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記採鉱制御装置と原子炉は自走式の台車
に載置され、海上の船舶または最寄りの陸地からのリモ
ートケーブルを介した遠隔制御により海底を移動可能で
あることを特徴とするものである。
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記採鉱制御装置と原子炉は自走式の台車
に載置され、海上の船舶または最寄りの陸地からのリモ
ートケーブルを介した遠隔制御により海底を移動可能で
あることを特徴とするものである。
【０００９】請求項３記載の発明に係る海底鉱物資源採
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、さらに、海中を遊泳して前記採鉱制御装置
と海上の船舶との間を指令用リモートケーブルで接続す
る潜水機を設けたことを特徴とするものである。
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、さらに、海中を遊泳して前記採鉱制御装置
と海上の船舶との間を指令用リモートケーブルで接続す
る潜水機を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項４記載の発明に係る海底鉱物資源採
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記原子炉は耐圧殻内に収容されているこ
とを特徴とするものである。
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記原子炉は耐圧殻内に収容されているこ
とを特徴とするものである。
【００１１】請求項５記載の発明に係る海底鉱物資源採
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記揚鉱装置は、パイプを用いた固液二相
流方式または気固液三相流方式により前記海底貯蔵所に
貯蔵された鉱物資源を海上の船舶に揚鉱するものである
ことを特徴とするものである。
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記揚鉱装置は、パイプを用いた固液二相
流方式または気固液三相流方式により前記海底貯蔵所に
貯蔵された鉱物資源を海上の船舶に揚鉱するものである
ことを特徴とするものである。
【００１２】請求項６記載の発明に係る海底鉱物資源採
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記揚鉱装置は、鉱物資源を収容するバケ
ットとこれを引き上げるためのワイヤーとを含むクレー
ン、及び前記海底貯蔵所の鉱物資源をバケットに積載す
るためのロボットで構成されることを特徴とするもので
ある。
鉱システムは、請求項１記載の海底鉱物資源採鉱システ
ムにおいて、前記揚鉱装置は、鉱物資源を収容するバケ
ットとこれを引き上げるためのワイヤーとを含むクレー
ン、及び前記海底貯蔵所の鉱物資源をバケットに積載す
るためのロボットで構成されることを特徴とするもので
ある。
【００１３】
【作用】この発明に係る海底鉱物資源採鉱システムで
は、海底に設けた原子炉を動力源として、採鉱制御装置
の制御の下に、採鉱機が海底に散在する鉱物資源を採鉱
収集して海底貯蔵所に一旦貯蔵する。しかるのち、この
貯蔵所に集められた鉱物資源は揚鉱装置により揚鉱され
る。
は、海底に設けた原子炉を動力源として、採鉱制御装置
の制御の下に、採鉱機が海底に散在する鉱物資源を採鉱
収集して海底貯蔵所に一旦貯蔵する。しかるのち、この
貯蔵所に集められた鉱物資源は揚鉱装置により揚鉱され
る。
【００１４】
【実施例】以下図面に基づき、本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【００１５】図１は本発明の第１実施例における海底鉱
物資源採鉱システムを表したものである。このシステム
は、自走式の台車１１に搭載された採鉱制御装置１２と
原子炉１３と、テレビカメラを有し採鉱制御装置１２か
らの制御により海底１８の表面を自在に移動可能な複数
の採鉱機１４からなる海底基地１０を含んでいる。
物資源採鉱システムを表したものである。このシステム
は、自走式の台車１１に搭載された採鉱制御装置１２と
原子炉１３と、テレビカメラを有し採鉱制御装置１２か
らの制御により海底１８の表面を自在に移動可能な複数
の採鉱機１４からなる海底基地１０を含んでいる。
【００１６】採鉱制御装置１２は、光ファイバーケーブ
ル１５により最寄りの島のコントロールセンターと接続
され、このコントロールセンターからの遠隔制御の下に
台車１１、採鉱機１４及び原子炉１３の制御を行うよう
になっている。
ル１５により最寄りの島のコントロールセンターと接続
され、このコントロールセンターからの遠隔制御の下に
台車１１、採鉱機１４及び原子炉１３の制御を行うよう
になっている。
【００１７】各採鉱機１４は、テレビカメラで海底をモ
ニターしながら、台車１１の移動に従って約５００ｍ幅
の領域内を移動し、海底１８表面に散在したマンガン団
塊１７を採掘収集しては、これを逐次上記領域の両端に
沿った貯蔵所１９に貯蔵していく。
ニターしながら、台車１１の移動に従って約５００ｍ幅
の領域内を移動し、海底１８表面に散在したマンガン団
塊１７を採掘収集しては、これを逐次上記領域の両端に
沿った貯蔵所１９に貯蔵していく。
【００１８】原子炉１３は、図２にその斜視断面を示す
ように、約６５０気圧以上の水圧に耐えうる耐圧殻２１
を有し、その内部に、制御棒２２等を備えた原子炉本体
部２３、この原子炉本体部２３で発生した熱エネルギー
を取り出すための熱交換器２４、この熱交換器２４で得
られた熱エネルギーにより駆動されるガスタービンで発
電を行う４つの発電機２５−１〜２５−４等を収容した
ものである。この原子炉１３は、詳細には例えば本出願
人による特願平２−４０２２７１号「深海調査船用原子
炉」に記載した構成を有し、約２００ｋＷｅの出力が可
能である。そして、台車１１、採鉱制御装置１２、採鉱
機１４に動力を供給する。
ように、約６５０気圧以上の水圧に耐えうる耐圧殻２１
を有し、その内部に、制御棒２２等を備えた原子炉本体
部２３、この原子炉本体部２３で発生した熱エネルギー
を取り出すための熱交換器２４、この熱交換器２４で得
られた熱エネルギーにより駆動されるガスタービンで発
電を行う４つの発電機２５−１〜２５−４等を収容した
ものである。この原子炉１３は、詳細には例えば本出願
人による特願平２−４０２２７１号「深海調査船用原子
炉」に記載した構成を有し、約２００ｋＷｅの出力が可
能である。そして、台車１１、採鉱制御装置１２、採鉱
機１４に動力を供給する。
【００１９】このシステムでは、台車１１の移動に伴
い、上記した約５００ｍ幅の領域内のマンガン団塊が残
りなく採鉱され、この領域両端部の貯蔵場所に収集され
ることとなる。
い、上記した約５００ｍ幅の領域内のマンガン団塊が残
りなく採鉱され、この領域両端部の貯蔵場所に収集され
ることとなる。
【００２０】次に、図３とともに、本発明の第２実施例
における海底資源採鉱システムについて説明する。この
システムでは、海底基地３０は、海底１８表面に固定設
置された採鉱制御装置３１及び原子炉３２、テレビカメ
ラを有し採鉱制御装置３１からの制御により海底１８の
表面を自在に移動しつつマンガン団塊１７を採掘収集可
能な複数の採鉱機３３、及び採鉱したマンガン団塊を一
旦貯蔵するための複数の貯蔵所３５から構成される。海
上の指令船３７からの指令は光ファイバーケーブル３９
により採鉱制御装置３１に伝えられる。この光ファイバ
ーケーブル３９は、海中を遊泳可能な無人潜水機３８に
よって採鉱制御装置３１に接続されるようになってい
る。
における海底資源採鉱システムについて説明する。この
システムでは、海底基地３０は、海底１８表面に固定設
置された採鉱制御装置３１及び原子炉３２、テレビカメ
ラを有し採鉱制御装置３１からの制御により海底１８の
表面を自在に移動しつつマンガン団塊１７を採掘収集可
能な複数の採鉱機３３、及び採鉱したマンガン団塊を一
旦貯蔵するための複数の貯蔵所３５から構成される。海
上の指令船３７からの指令は光ファイバーケーブル３９
により採鉱制御装置３１に伝えられる。この光ファイバ
ーケーブル３９は、海中を遊泳可能な無人潜水機３８に
よって採鉱制御装置３１に接続されるようになってい
る。
【００２１】このシステムでは、採鉱制御装置３１を中
心とした所定半径（数百ｍ程度）の円形領域内のマンガ
ン団塊が残りなく採鉱され、各貯蔵所３５に収集される
こととなる。
心とした所定半径（数百ｍ程度）の円形領域内のマンガ
ン団塊が残りなく採鉱され、各貯蔵所３５に収集される
こととなる。
【００２２】以上説明した第１及び第２実施例の海底基
地に貯蔵されたマンガン団塊は、例えば図４に示すよう
に、鉱石運搬船４１に搭載されたクレーンを用い、ワイ
ヤーの先端に吊り下げられたバケットに積載されて揚鉱
される。その際、貯蔵所３５におけるバケット４３への
マンガン団塊積込みは積込ロボット４４を用いて行う
が、この他、パイプを用いた固液二相流方式または気固
液三相流方式により揚鉱するようにしてもよい。
地に貯蔵されたマンガン団塊は、例えば図４に示すよう
に、鉱石運搬船４１に搭載されたクレーンを用い、ワイ
ヤーの先端に吊り下げられたバケットに積載されて揚鉱
される。その際、貯蔵所３５におけるバケット４３への
マンガン団塊積込みは積込ロボット４４を用いて行う
が、この他、パイプを用いた固液二相流方式または気固
液三相流方式により揚鉱するようにしてもよい。
【００２３】なお、本実施例では、マンガン団塊の採鉱
について説明したが、これに限るものではなく、例えば
コバルト・リッチ・クラスト鉱床（ＣＲＣ鉱床）につい
ても適用することができる。
について説明したが、これに限るものではなく、例えば
コバルト・リッチ・クラスト鉱床（ＣＲＣ鉱床）につい
ても適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、海底に設けた原子炉を動力源として、採鉱制御装置
の制御の下に、採鉱機が海底に散在する鉱物資源を採鉱
収集して海底貯蔵所に一旦貯蔵し、その後この貯蔵所に
集められた鉱物資源を揚鉱装置により揚鉱することとし
たので、海底に散在する鉱物資源を残りなく採掘収集す
ることができ、採掘効率が向上する。このため、採鉱の
ランニングコストを低減することが可能となるという効
果がある。
ば、海底に設けた原子炉を動力源として、採鉱制御装置
の制御の下に、採鉱機が海底に散在する鉱物資源を採鉱
収集して海底貯蔵所に一旦貯蔵し、その後この貯蔵所に
集められた鉱物資源を揚鉱装置により揚鉱することとし
たので、海底に散在する鉱物資源を残りなく採掘収集す
ることができ、採掘効率が向上する。このため、採鉱の
ランニングコストを低減することが可能となるという効
果がある。
【図１】本発明の第１実施例における海底資源採鉱シス
テムを示す概略構成図である。
テムを示す概略構成図である。
【図２】このシステムに用いられる原子炉を示す断面斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明の第２実施例における海底資源採鉱シス
テムを示す概略構成図である。
テムを示す概略構成図である。
【図４】このシステムにおける揚鉱方法を示す説明図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １０，３０ 海底基地 １１ 台車 １２，３１ 採鉱制御装置 １３，３２ 原子炉 １４，３４ 採鉱機 １５，３９ 光ファイバーケーブル １９，３５ 貯蔵所 ３７ 指令船 ３８ 無人潜水機 ４１ 鉱石運搬船 ４４ 積込ロボット
Claims (6)
- 【請求項１】 海底を移動して海底に散在する鉱物資源
を採鉱収集する採鉱機と、 この採鉱機が採鉱した鉱物資源を貯蔵する海底貯蔵所
と、 前記採鉱機の動作を制御する採鉱制御装置と、 前記採鉱機と採鉱制御装置に動力を供給する原子炉と、 前記海底貯蔵所に貯蔵された鉱物資源を揚鉱する揚鉱装
置と、を具備することを特徴とする海底鉱物資源採鉱シ
ステム。 - 【請求項２】 請求項１において、前記採鉱制御装置と
原子炉は自走式の台車に載置され、海上の船舶または最
寄りの陸地からのリモートケーブルを介した遠隔制御に
より海底を移動可能であることを特徴とする海底鉱物資
源採鉱システム。 - 【請求項３】 請求項１において、さらに、海中を遊泳
して前記採鉱制御装置と海上の船舶との間を指令用リモ
ートケーブルで接続する潜水機を設けたことを特徴とす
る海底鉱物資源採鉱システム。 - 【請求項４】 請求項１において、前記原子炉は耐圧殻
内に収容されていることを特徴とする海底鉱物資源採鉱
システム。 - 【請求項５】 請求項１において、前記揚鉱装置は、パ
イプを用いた固液二相流方式または気固液三相流方式に
より前記海底貯蔵所に貯蔵された鉱物資源を海上の船舶
に揚鉱するものであることを特徴とする海底鉱物資源採
鉱システム。 - 【請求項６】 請求項１において、前記揚鉱装置は、鉱
物資源を収容するバケットとこれを引き上げるためのワ
イヤーとを含むクレーン、及び前記海底貯蔵所の鉱物資
源をバケットに積載するためのロボットで構成されるこ
とを特徴とする海底鉱物資源採鉱システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4323230A JP2779298B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 海底鉱物資源採鉱システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4323230A JP2779298B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 海底鉱物資源採鉱システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173570A true JPH06173570A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2779298B2 JP2779298B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=18152464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4323230A Expired - Fee Related JP2779298B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 海底鉱物資源採鉱システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779298B2 (ja) |
Cited By (11)
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1992
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