深海采矿技术70页PPT
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海底采矿
海底采矿技术 haidi caikuang jishu 海底采矿技术 undersea mining technology 开采海底矿产资源所使用的方法、装备和设施。海底矿产资源种类繁多、状态各异、分布广阔、埋深悬殊，开采的方法和使用的装备也不尽相同。 海底采矿技术一般分表层矿开采和基岩矿开采两大类。表层矿大都呈散粒状或结核状存在于海底各类松散沉积层中，例如分布在海滨的磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、锡砂、锆石、金红石、独居石、金、铂、金刚石等重砂矿和砂、砾石等；分布在近海底的磷灰石、海绿石、硫酸钡结核、钙质贝壳和砂、砾石等；分布在深海底的锰结核、多金属软泥、钙质软泥、硅质软泥、红粘土等。基岩矿是指存在于海底岩层和Байду номын сангаас岩中的矿产，如非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡、重晶石等。 在开采海底矿产之前，须查明所采矿床的分布范围、面积、埋深、储量、品位以及当地自然条件和海陆运输能力等。在此基础上，根据矿产的形态选择合适的开采方法、装备和设施。 海底表层矿开采 由于深海与浅海采矿技术的难度不同，因而分为两种。 海滩、近海底矿的开采 露出水面的海滨砂矿，通常采用露天开采方法。陆地上使用的挖掘机械，如拉杆电铲、钢索电铲、推土机等都可用于海滨砂矿的开采作业。水面以下砂矿床的开采，目前作业水深大多在30～40米范围内,使用的采矿工具有4种：链斗式采矿船、吸扬式采矿船、抓斗式采矿船和空气提升式采矿船(图1[开采近海海底沉积矿的采矿船])。前3种的构造和工作原理与挖泥船类似（见海上疏浚）。空气提升式采矿装置由气管、气泵和吸砂管等部分组成，气管与吸砂管的中部或下端相连通，作业时将吸砂管下端靠近砂矿床，启动气泵，压缩空气使吸砂管内产生向上流动的掺气水柱，从而带进砂矿固体颗粒，连续压气就可达到采矿的目的。这种装置的缺点是作业水深增加时，压缩空气的成本费呈指数倍增长。 此外，70年代以来还发展了一种海底爬行式采掘机，可以载人潜到海底作业，所需空气和动力由海面船只供应。如意大利制造的C-23型潜水挖砂机的作业水深达70米,能在海底挖掘宽5米、深2.5米的沟，每小时前进140米，挖砂230立方米。 深海矿开采 目前最有开采前景的深海底表层矿，是深海锰结核和多金属软泥。 深海锰结核已被公认为是一种具有商业开采价值的矿产资源，近20年来主要在研制低成本、高效率的采矿装置。由于锰结核松散地分布于深海大洋底表层，关键问题是需要找到一种合适的垂直提升装置。目前公认最有希望的有 3种：链斗式采矿装置、水泵式采矿装置和气压式采矿装置。链斗式采矿装置是在高强度的聚丙二醇脂绳上每隔25～50米安装一个采矿戽斗，开采时船首的牵引机带动绳索，使戽斗不断在海底拖过，挖取锰结核并提升到船上。1970年 8月日本已在太平洋水深4000米处成功地进行了试验。气压式采矿装置，是将集矿头置于洋底，开动船上的高压气泵，高压空气沿输气管道向下,从输矿管的深、中、浅三个部分注入,在输矿管中产生高速上升的固、液、气三相混合流，将经过筛滤系统选择过的结核提升至采矿船内，提升效率约30～35％。水泵式采矿装置，是将高效的离心泵放在输送管道中间的浮筒内，浮筒内充以高压空气，支撑离心泵和管道浮在水中。由于高效离心泵的作用而产生高速上升的水流，使锰结核和水一起沿管道提升至采矿船内。 多金属软泥也是一种具有开采价值的深海底矿产资源。联邦德国已研制成功一种开采红海多金属软泥的装备，即在采矿船下拖曳一根2000米长的钢管柱，柱的末端有一个抽吸装置。装置内的电控摆筛能搅动象牙膏状的软泥，通过真空抽吸装置、吸矿管，把含有海水的金属软泥吸到采矿船上来，然后经过处理并除去水分，最后即可获得含有32％锌、5％铜和0.074％银的浓缩金属混合物。 海底基岩矿开采 非固态的石油和天然气开采 使用的开采工程设施主要为固定式平台，在平台上钻井采集到油（气）后，通过输运系统送往岸上；水深较浅处也有用填筑人工岛进行钻井采油（气）的（见彩图[北冰洋波弗特海人工岛上的钻井平台]）；而在水深较大的海域，多应用浮式平台或海底采油（气）装置进行开采（见海上石油（气）勘探及开发工程）。 固态的煤、铁、锡等基岩矿开采 一般都从岸上打竖井，通过海底巷道开采；也有利用天然岛屿和人工岛凿井开采的（图2[ 海底固态基岩矿开采方法]）。使作业巷道与海水隔绝，从而与开采陆地同类矿藏的方法基本相似，所用机械设备也完全一样。不同之处是海底硐、坑采掘多采用非爆破掘进法，因此影响采矿速度。但自20世纪70年代后,非爆破掘进速度已提高到每小时4.6米，这些采矿业有可能向远离海岸的海区发展。 海底硫磺矿开采 通常采用井下加热熔融提取法，先把加热到350F的海水用泵从边导管注入硫磺矿层,使融化的硫磺液从内套管上升至一定高度，然后用空气提升法采收。 海底钾盐矿和岩盐矿开采 由于钾盐和岩盐也是可溶性矿物，也可用溶解采矿法。其技术原理与开采硫磺矿相同，但一般都采取竖井开采。 海底重晶石矿开采 正在开采的美国阿拉斯加卡斯尔海滨矿离海岸1.6公里,矿脉在海底表土下15.2米。由于覆盖层较薄，所以采取了水下裸露开采法，进行水下爆破，然后用采矿船采集炸碎的岩石。 发展概况 海底采矿已有一段历史，如英国从1620年起就开始了海底采煤，但在20世纪60年代以前，海底采矿的规模小、范围窄、离岸近。60年代以后，受到了人们的重视，特别是海底石油和天然气的开发有了较快发展，深海锰结核和热液矿床的开发也有迅速发展的趋势。目前，全世界从海底开采出来的矿物产值以石油和天然气占首位，达总产值的90％以上；其次是煤,占3～5％，砂砾和重砂矿占2％左右。中国目前正在开采的海底矿物有建筑用的砂砾和钛铁矿、锆石、独居石、磷钇矿等重砂矿以及石油和天然气等，也已从太平洋底取得了一定数量的锰结核。
深海采矿技术
深海采矿技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊深海采矿技术这神奇的玩意儿！你想想看啊，那深深的海底，藏着多少宝贝啊！就好像一个巨大的宝库，等着我们去挖掘。
深海采矿技术呢，就像是一把打开宝库大门的钥匙。
咱先说说这深海采矿的难度。
那海底可不是咱随便能下去溜达的地方，水压大得吓人，就跟无数只大手拼命挤压你似的。
这可咋办呢？嘿嘿，科学家们就想出了各种妙招。
他们研发出了超级厉害的采矿设备，就像一个个勇敢的小战士，不怕水压，勇往直前地冲向海底去寻宝。
这些设备有的能在海底自由行走，就跟小机器人似的，东找找西看看，一发现有矿，立马就开始工作。
有的呢，就像大力士，能把那些大块的矿石给轻松地抓起来。
你说神不神？再说说这深海采矿对我们的好处。
哇，那可多了去了！那些从海底挖出来的矿石，能做成各种各样的东西呢。
咱平时用的手机、电脑，说不定里面就有从深海挖出来的材料呢！这不是给我们的生活带来了很多便利嘛。
而且啊，深海采矿还能带动好多行业的发展呢。
制造那些采矿设备的工厂得忙起来吧，操作这些设备的人得培训吧，这得创造多少就业机会呀！这就跟蝴蝶效应似的，一个小小的深海采矿，能引发一连串的好事儿。
不过呢，咱也不能光顾着高兴。
深海采矿也不是一点问题都没有。
比如说，会不会对海底的生态环境造成破坏呀？那些可爱的小鱼小虾小螃蟹们，它们的家要是被破坏了可咋办呢？这就需要我们在采矿的时候特别小心，要像爱护自己家一样爱护海底。
还有啊，深海采矿技术还在不断发展呢，就跟小孩子学走路似的，得一步一步来。
说不定以后会有更厉害的设备出现，能采到更多更好的矿，还能更好地保护海底环境呢。
反正我觉得吧，深海采矿技术真的是太有意思啦！它就像一个神秘的魔法，能把海底的宝藏变到我们面前来。
虽然现在还有些问题需要解决，但我相信，随着科技的不断进步，这些问题都能迎刃而解。
让我们一起期待深海采矿技术带给我们更多的惊喜吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
深海矿产资源开发与利用技术
深海矿产资源开发与利用技术随着人口的增长，气候变化等问题的出现，对于矿产资源的需求也越来越大。
然而，陆地上的许多矿产资源已经逐渐枯竭，所以开始有了对深海矿产资源的开发与利用。
深海中的矿产资源被认为是未来的宝藏，但这一过程并不简单。
它需要先进的技术和精密的设备来获取和加工这些资源，才能以高效和可持续的方式将其应用于生产和建设中。
目前，深海中已经有许多矿产资源被人们所关注，如锰，铜，铝等。
这些资源的开发与利用需要高度精密的设备和技术，没有实力雄厚的企业和科技人员是无法完成这一任务的。
在深海工作是一项非常具有挑战性的任务，因为无论是水压还是海洋中的气体和盐度都会造成各种影响和障碍。
因此，必须开发先进的设备和技术来填补深海开采和加工的技术空白。
在深海矿产资源开发和利用方面，必须使用多种技术和设备。
例如，将资源采集设备安装在半潜式或全潜式钻井平台上，然后进行地质勘测，找到矿床的位置和规模，并使用深海地球化学技术来盘点资源。
在勘探之后，必须使用其他设备和技术将资源开采出来，然后使用精密的船舶和设备将矿物运输到适当的位置以进行进一步处理。
这涉及到物流计划和采矿设备的设计和制造，也需要考虑环境和人力等因素。
当然，深海矿床的开采并非完全没有风险。
这也是所有企业或研究所必须面对的问题之一。
特别是。
“裸露的”深海矿藏既昂贵又危险。
因此，深海矿物资源必须在技术、环境和安全方面获得充分的保护。
在这一领域投资，必须谨慎考虑，并充分了解相关技术和设备的性能、价值和风险。
目前，许多企业和国家已经开始着手利用深海矿产资源。
中国、美国、日本等国家都为深海矿业开发提供了许多资金和技术支持。
尽管这项工作仍处于探索和开发初期，但已经取得了一定的成果，并取得了一些技术突破。
比如，中国、日本等国家已经完成了第一批深海可采用金属矿物的试采。
在未来，深态资源的研究投入会继续增加，技术会继续完善，深海开采将会变得更加安全、高效和可持续。
总之，深海矿产资源的开发与利用涉及到诸多技术、设备和资金的支持。
第五章 海底矿产资源开发技术
资源勘探方法
深海勘探：对象主要是锰结核矿、热液流。
浅海勘探：对象有石油、煤、铁和各种金属 矿砂。
直接勘探：主要有观测和取样； 间接勘探：主要有声学探测技术、地球物理 方法和地球化学方法。
一、直接勘探方法
(一）观测
既观测海底矿床在海底中的位置，在浅 的水域主要依靠潜水员进行观测，而在 深水区域主要靠载人潜水器进行观测。 用的直接观测方法是利用水下照相机和 水下电视。
2、柱状取样
常见有重力取样管、水压取 样管、活塞取样管(接触海底 时，活塞的下面通常要紧紧 地粘在海底泥土的表面不动， 而只让管子完全插入泥土中)； 需船只停止航行后用钢缆吊 着取样管到达海底取样。
柱状取样
3、自动返回沉积物取样器
又称‚无缆取样器管‛：用漂浮材料制成（例 如玻璃球），携带重物和采泥器或照相机，自 由降落到海底，在到达海底并采集样品或对海 底照相以后，携带的重物自行脱落，漂浮材料 使采泥器或照相机浮出水面，发射无线电信号， 使船上的工作人员很容易发现它而取回样品。
七、海底矿产
海洋中所储各种矿物约 500 亿吨，若铺于地面， 则厚达200米；若装火车，其长度可从地球到太 阳。
1、镁：制造飞机和快艇的主要材料是铝镁合金。 镁比铝还轻，世界上金属镁和化合物的来源， 很大一部分直接和间接来自海水。 2、铁：世界各大洋底的铁矿总储量，可能达到 3000亿吨左右。
3、钾
钾在海水中居第6位，共有600万亿吨。溴99%以 上都在海里，总储量100万亿吨。
4、碘
海洋中的碘总储量为930亿吨左右，比陆地储量 多得多。
深海勘探：对象主要是锰结核矿、热液流。
浅海勘探：对象有石油、煤、铁和各种金属 矿砂。
直接勘探：主要有观测和取样； 间接勘探：主要有声学探测技术、地球物理 方法和地球化学方法。
一、直接勘探方法
(一）观测
既观测海底矿床在海底中的位置，在浅 的水域主要依靠潜水员进行观测，而在 深水区域主要靠载人潜水器进行观测。 用的直接观测方法是利用水下照相机和 水下电视。
2、柱状取样
常见有重力取样管、水压取 样管、活塞取样管(接触海底 时，活塞的下面通常要紧紧 地粘在海底泥土的表面不动， 而只让管子完全插入泥土中)； 需船只停止航行后用钢缆吊 着取样管到达海底取样。
柱状取样
3、自动返回沉积物取样器
又称‚无缆取样器管‛：用漂浮材料制成（例 如玻璃球），携带重物和采泥器或照相机，自 由降落到海底，在到达海底并采集样品或对海 底照相以后，携带的重物自行脱落，漂浮材料 使采泥器或照相机浮出水面，发射无线电信号， 使船上的工作人员很容易发现它而取回样品。
七、海底矿产
海洋中所储各种矿物约 500 亿吨，若铺于地面， 则厚达200米；若装火车，其长度可从地球到太 阳。
1、镁：制造飞机和快艇的主要材料是铝镁合金。 镁比铝还轻，世界上金属镁和化合物的来源， 很大一部分直接和间接来自海水。 2、铁：世界各大洋底的铁矿总储量，可能达到 3000亿吨左右。
3、钾
钾在海水中居第6位，共有600万亿吨。溴99%以 上都在海里，总储量100万亿吨。
4、碘
海洋中的碘总储量为930亿吨左右，比陆地储量 多得多。
海底矿产资源开发.ppt
中国主要油田
• 大庆油田 位于黑龙江省西部，松嫩平原中部，地处哈尔 滨、齐齐哈尔市之间。 • 胜利油田 地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带，主 要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、 淄博、聊城、烟台等8个地市的28个县(区) 境内，主要工作范围约4.4万平方公里。 • 辽河油田 油田主要分布在辽河中下游平原以及内蒙古东 部和辽东湾滩海地区。
(如油制气)则含有一氧化碳等有毒气体，一旦发生泄漏将对人造 成直接伤害。另外，天然气的燃点也比液化石油气要高，相对不 易起火燃烧。天然气比空气轻，而液化气则要比空气重，一旦发 生泄漏，前者极易随风飘散，不容易造成隐患；而后者则容易积 聚在低洼处，形成重大隐患；此外，引发天然气的爆炸极限也比
液化石油气的爆炸极限要窄得多。
如何开采？
• 一，连续绳斗法 (CLB)开采法 是最早提出的扬矿方式和开采方法 (见图 1)。 在一根缆索上每隔 25～50 m吊挂一个链斗 , 通过采矿船船首和船尾 (单船式 )或 2条船上 (双船式 )安装的缆索导引轮形成无极循环运 转 ,从海底将结核铲起并提升到海面。该系统 于 20世纪 70年代曾多次在海上成功地进行试 验 ,其优点是系统设备简单、维修方便、投资 小 ,但存在采矿效率和资源回收率低 ,要求海底 地形平坦、缆绳容易缠绕等问题 ,已基本被淘 汰。
中国锰结核开发步伐
• 1978年，“向阳红05号”海洋调查船在太平洋 4000米水深海底——首次捞获锰结核。 • 在夏威夷西南，北纬7度至13度，西经138度至 157度的太平洋中部海区，探明—可采储量为20 亿吨的富矿区，圈出了有足够的商业价值的30万 平方千米的申请区。其中15万平方千米的区域作 为国际海底管理局的保留区，另15万平方千米的 区域为我国的开辟区，相当于一个海南岛的面积。 1991年3月，“联合国海底管理局”正式批准了 这一申请。
海洋矿产资源 ppt课件
第二步：生油
被埋藏的生物在高压（上覆巨厚岩石的压 力），高温（地热或火山强烈活动区域） 及细菌作用开始分解。再经过长期的地质 时期，这些生物遗体逐渐变成了分散的石 油。 第三步：储存
在浅海，特别是在岛屿岬角阻隔的海湾中， 水域处于平静的半封闭状态，既有利于有 机物的堆积，随着大量泥沙的沉积，又为 石油的储集创造了良好的条件。
ppt课件 10
目前我国石油资源量约为1040亿吨，通过对不同类型盆地油 气勘查，新增储量规律和各种方法的分析，测算出我国石油 可采资源量为150亿～160亿吨， 。按照 国际上（油气富集程 度）通常的分类标准，我国在世界103个产油国中，属于油气 资源“比较丰富”的国家。 根据石油可采资源量的分析，陆上石油资源主要分布在松辽、 渤海湾、塔里木、准噶尔和鄂 尔多斯五大盆地，共有石油可 采资源114.4亿吨，占陆上总资源量的87.3%。海上石油 资 源 分布在渤海为9.2亿吨，占海域的48.7%。
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主要含油气盆地介绍
我国传统上将海洋沉积盆地划分为六大
主要含油气盆地：渤海、南黄海、东海、 珠江口、莺歌海和北部湾海区。
渤海含油气盆地：面积约7.3万平方千米，
是辽河油田、大港油田和胜利油田向渤 海的延伸，是华北盆地新生代沉积中心， 沉积厚度达10000米以上。在辽东湾发现 了石油地质储量达2亿吨的绥中36-1等油 田。
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自然环境和成矿条件的差异，造成 滨海砂矿的分布很不平衡，我国总的 趋势是南多北少，海南、广东、广西、 福建(台湾未统计在内)4省区几乎占矿 床数的90％，储量更在90％以上。滨 海砂矿在北方主要分布在山东、辽宁2 省。
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深海采矿
外 ，银 、金 、钴 、镍 、铂 等 也 在 一些 地 区达 到 工业 品
位。
采
深 海 采 矿 作 业
从事海底采 矿 ，最大 的问题 是如何运送海底 矿石 。
使 用深海 型的 自动采煤 机器人 ，将矿石 通过管道传 送到
采矿船 或海上采 油使用 的半下潜 式平 台 ，就能够解 决矿
的到来 。
海 底 热 液 矿 床 是 近年 来 颇 为 引人 注 目的深海 的资 源 之
一Байду номын сангаас
，
在世界大洋水深数 百米 至３０ 米处 均有 分布。它主要 出现 ５０
在２ ０ 米深处的大洋 中脊 和地层 断裂 活动带 ，是具 有远景 意义 ００
的海底 多 金属矿 产 资源 ，主要 元素 为铜 、锌 、铁 、锰 等 ，另
随着科学 技术 的进一步 发展 ，无 边无际 的大海还有许
多 的资 源等着 我们 去探 索 。２ 世 纪是人 类开 发利用 海洋 的 １
世纪 ！
深 海 采 矿 起 重 机
一 责任 编辑 ：李 小勇
【 名人 名言 】弱 者坐待 时机 强者 制造 时机 。 一 一玛 丽 ・ 居里
６ ９
科 志 者Ｊｅ ｕｉｏｏｔｓ 普 愿 ｎＰ ｌａ ｕｅ Ｓ ｃｏａ ｔＶｎｒ ｃ ｅｐｒｉ ｌｅ ｉ ｚｎ
大学科普 《 蓦
冻 凋 深 海
深海海 域作 为人类 最后 一片未 开发 区域 ，蕴 藏着 丰富 的
资源 ，成 为世界各 国争 取海洋权益 、发展高新技术 、开展 国际
合作及展示 自身实力 的重要 场所 。人类正在迎接深海采矿时代
石 的运 送 问题 。 由于上 世纪七 、八 十年代 ，国际上 投入
海底矿产资源及其开发资料课件
我国海底矿产资源开 发产业政策
我国政府通过制定产业政策，鼓 励和支持海底矿产资源开发产业 的发展。产业政策包括产业结构 调整、产业组织优化、产业技术 进步等方面的规定，旨在提高产 业的竞争力。
我国海底矿产资源开 发科技政策
科技政策是推动海底矿产资源开 发的重要手段。我国政府通过制 定科技政策，加强海底矿产资源 开发领域的科技创新和人才培养 ，提高产业的科技水平。
随着科技的不断发展，深海矿产资源开发的技术和装备将不断进步，为未来的海底矿产资源开发提供了更多可能 性。
国际合作与协调成为重要趋势
由于海底矿产资源的全球性特征，国际合作与协调将成为未来海底矿产资源开发的重要趋势，以保障资源的可持 续利用和公平分配。
谢谢聆听
底资源勘探项目。
05
02
项目概述
我国在南海北部进行了大规模的锰结核矿开 发，该项目是我国深海矿产资源开发的重要 实践之一。
04
案例二
东海海底资源勘探项目
06
实施情况
经过多年的勘探和研究，该项目已经探明了东 海海底的多种矿产资源，为后续的开发工作提 供了重要的科学依据。
பைடு நூலகம்
未来海底矿产资源开发趋势
技术进步推动深海矿产资源开发
地球化学勘探技术
通过采集和分析海底沉积物、海水、生物等样品，检测其中的微量元素、同位素等化学成分，来间接推断海底矿产资 源的分布和丰度。包括多金属结核调查、海底岩心钻探等。
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥感设备，通过接收和解析电磁波信号，获取海底地形地貌、水动力条件、矿产 分布等信息。包括高光谱遥感、合成孔径雷达等。
海底矿产资源开发标准
为了提高海底矿产资源开发的效率和安全性，各国政府和 国际组织制定了一系列的海底矿产资源开发标准，包括勘 探、开采、加工、运输、销售等方面的技术标准和安全标 准。这些标准为海底矿产资源开发提供了指导和规范。
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集矿机与扬矿管 道结合的流体提
升采矿系统
分类 水力提升 气力提升 轻介质提升
履带式集矿机
水下采矿航行器
多金属结核开采系统基本参数
系统生产能力 年产量：干结核3×106t 年限：20年连续开采 富矿面积：2×104 km2区域
系统日、小时生产能力 每年有效工作日：250d/a 每天效作业时间：20h 日额定产量：6000t/d 小时额定产量：300t/h
集矿机与扬矿管道 结合的流体提升采
矿系统
组成：集矿机 输送软管 中间矿仓 刚性扬矿管 采矿船
组成：集矿机 输送软管 中间矿仓 刚性扬矿管 采矿船
集矿机与扬矿管道结合的流体提升 采矿系统
作业过程 集矿机在海底采集结核(能自动行走
或由采矿船经刚性管道拖拽行走)，采集 的结核在集矿机内清洗脱泥和破碎后， 经软管输送到连接于刚性扬矿管下端的 中间矿仓，然后结核在刚性管道中以浆 体形式被扬送到海面采矿船上。
集矿机
行走装置类型
集矿机
集矿技术的试验研究
国外集矿技术的试验研究主要包括如下几个阶段： (1)室内水槽试验； (2浅海试验； (3)深海试验； (4)中间试验。 室内水槽试验最为关键，满足主要工作要求的集
矿机模型在此阶段产生，其它各阶段试验主要起到 检验和修正的作用。
集矿机
集矿机一般需进行以下试验
A.集矿性能
①集矿性能 ②破碎、供给性能
B. 运动性能
①水中稳定性能 ②着底、离底性能 ③海底拖航性能
集矿机
长沙矿山院设计制造的集矿机
集矿机
长沙矿冶院设计制造的集矿机
扬矿子系统
环境基础数据
平均风速：8m/s 海浪：6级海况，浪高5m，周期10s
4级海况，浪高2.5m，周期10s 海面洋流速度：1.7m/s；海底最大：0.15m/s 海面水温：22~30.2 ℃，平均28.2 ℃；海底 ：1~4 ℃ 海水密度：表层1022kg/m3 ，5000m深 1052kg /m3 ，平均1037kg /m3
结核开采技术方案
用拖网型的集矿机收集，用管道提升； 用铲斗状集矿机收集，用绳子或钢缆 将铲斗拉上来； 用拖网型的集矿机收集，用集矿机自 身的浮力将之运至海面 。
海底拖撬系统
海底拖撬采矿系统
连续链斗采矿系统(CLB)
单船式连续绳斗式采矿 双船式连续绳斗式采矿系统
连续链斗采矿系统(CLB)
优点：系统设备简单、易于操作、维 修方便、投资小、投产快等。
集矿机采集路线
集矿机与扬矿管道结合 的流体提升采矿系统
采矿船
集矿机
组成
实验用集矿机外观图
集矿机
组成
行进装置：具有支持和行进功能，集矿机在海底的运动，必须考虑 沉积物的承载力或剪切力。集矿机应能处理一定的斜坡以及小的障 碍物； 集矿装置：在海底拾收锰结核或吸取锰结核-沉积物混合物，集矿 装置是集矿机的核心； 分选装置：洗去沉积物和结核细小微粒，有的还可拒绝大颗粒结核 或异物； 碎矿装置：将结核粉碎到适于提升的粒径； 稳定装置：又称稳定片，当集矿机受到翻转、颠簸等作用力时，起 到稳定作用； 漂浮装置：减小集矿机与海底之间的相互作用力，防止集矿机深陷 入沉积物；
采矿系统的组成
采矿体系的组成及功能
集矿机：在海底采集结核矿石，并进行初处理， 向扬矿子系统供矿；
扬矿子系统：将采集的结核矿石经管道提升到 海面采矿船； 监控子系统：定位、作业控制和管理；
采矿船：深海采矿作业平台，为海下设备提供 支承、动力、设备存放和维修，同时完成结核 矿石贮存和向运输船转运；
运输支持子系统：将结核矿石运输到口岸，向 采矿船供应补给品及人员轮班。
海洋采矿的技术难度
工艺过程
集矿机将赋存在大面积洋底的结核采 集起来，经过脱泥、破碎、经软管输送到 水下中间平台的中继料仓里，然后由给料 机将结核给入扬矿主管道，由提升泵将其 提升到洋面采矿船上。
技术难度
结核赋存在4000～6000米深的洋底，开采过程 必须全部实现遥测遥控； 洋底地形地貌相当复杂，洋底表层为剪切强度 仅0~3Kpa的软泥层，并有海底洋流的影响； 整个采矿系统是在复杂的海洋气象和海洋环境 下作业，必须进行准确系统的导航定位和保持 整个系统的动态稳定；
集矿机
集矿方法类型
集矿机
集矿机的分类
水利式采集器
机械式采集器
混合式采集器
集矿机
海底行走车
• 滑板型(Stcd Type) • 车轮型(Wheel Type) • 挂链式驱动型(Hanging Chain Type) • 履带式无轨道型(Caterpiller Type) • 螺旋推进叶轮型(Archimedean Screw Type) • 机械行走型(Mechanical Leg Type助提升，收集仓暂存结核。 机架：一方面支承装在集矿机上的机器，同时缓和着底、离底 时的冲击。另外当集矿机入库、操作和海底拖航时，机架具有 承载这些负荷的能力。 电力、检测控制装置：电力装置由潜水马达、水中变压器、水 中分电箱、电动机操作柜组成，体积小、重量轻并可靠，检测 控制装置由船上控制台和各种水中传感器组成，监视集矿机各 装置的工作性能； 液压装置：在集矿机内装有一阀门，当发生堵塞时以迅速排除 堵塞，另外还有一阀门用于调整集矿量，液压装置主要控制这 两个阀门工作。
缺点：采矿效率和资源回收率低、作 业受地形条件影响大、绳索易 缠结等。
自动穿梭式采矿车采矿系统
20世纪80年 代，法国对自动 穿梭式采矿车系 统进行了研究尝 试。
自动穿梭式采矿车采矿系统
优点：设备独立、灵活性好，采集效 率较高，回采损失小，能大幅 度提高结核产量。
缺点：要求非常先进的设备制作技术 和遥控技术，造价很高，开发 难度较大。
技术难度
在高压条件下的密封、绝缘技术难度很大； 整个系统各组成单元的联接装置必须保证可靠 而快速的联接和拆卸； 保证软管内矿石输送通畅是一个非常重要而复 杂的问题 ； 整个系统的可靠性要求极高，能及时诊断和自 处理 ； 环境保护问题 。
深海多金属结核的 开采系统
结核开采的基本任务
按产业生产规模，从5000-6000米的深 海底，将多金属结核连续、高效地采集 并输送到海面采矿船上； 开采系统和设备不但技术上可行，而 且具有高度的可靠性、先进性和经济 性。