机械工程学报

作者：康娅娟, 刘少军

单位：1. 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院 佛山 528000;2. 深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室 长沙 410083;3. 中南大学深圳研究院 深圳 518000

关键词：深海采矿装备,采矿船,深海采矿车,水下提升；

基金：国家自然科学基金(52201314)和深圳市科技创新战略研究和技术转移促进中心战略研究合作课题(SZVUPZLYJ—202201)资助项目。

深海底蕴藏着丰富的矿产资源，但因其赋存环境特殊，必须依赖专门的技术和装备才能开发利用。近年来新能源电池等对关键金属需求的迅猛增长，推动了深海采矿技术与装备的研究向商业化发展。回顾深海采矿技术和装备的研究进展，介绍近年来几次大型深海采矿系统海试的情况。从深海矿产资源商业开采的视角，梳理对深海采矿技术和装备的功能要求和性能指标。以深海多金属结核商业开采为对象，分析商业生产要求下可能选择的采矿系统基本技术方案，梳理采矿船需具备的基本功能并估计其排水量及主要尺度参数，推荐采矿车采集装置和行走装置的结构形式并测算其尺度规模，分析大产能指标下气力提升方式可能遇到的问题，提出水力提升系统的初步设计及主要零部件的选用方案。通过对深海采矿技术与装备研究进展和商业开采系统基本方案的综合分析指出，管道水力提升已成为当前深海采矿系统的主流方案，海底采矿车的行走及定位导航技术研究取得了很大进展，水下提升系统等可以借鉴海洋油气工程的相关技术和装备，深海采矿技术与装备研究已达到开展商业采矿系统装备开发的水平，而尽量减小采矿作业对海洋环境的扰动成为了又一个重要的方向。

来源：2023年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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