深海采矿水力提升微机自动测控系统试验研究

本文介绍了“八五”期间对深海采矿水力提升过程微机自动测控系统进行的试验研究，开发了一套以ＣＯＭＰＡＱ８０４８６微机为主控机的自动测控系统的硬件和软件。该自动测控系统对水力提升系统的各种输送参数进行监测、监控，可实现水力提升过程的实时控制。使用结果表明：该系统性能稳定可靠、抗干扰能力强，软件操作界面极友好，容错性、数据处理功能极强。     

深海采矿专用提升泵的设计与研究

深海采矿专用提升泵是大洋多金属结核水力开采系统的关键设备之一。对这种泵的要求是耐高压、耐磨、抗腐蚀、效率高、可靠性好、寿命长。因此，它的研制难度很大。本文介绍了该泵在国外应用状况，指出了设计中应考虑的基因素与准则；并在综合分析最新研究成果的基础上，提出了深海采矿专用多级离心式提升泵的设计构想。     

深海粗颗粒矿石垂直管道水力提升技术

全面论述了近30年来国内外深海采矿垂直管道水力提升技术的发展和研究现状, 对十几个国家深海采矿垂直管道水力提升系统进行了描述和分析, 重点介绍了我国深海采矿垂直管道水力提升技术的研究成果。从管道输送安全角度考虑, 论述了垂直管道堵塞的关键问题和解决措施, 可为我国深海多金属结核、富钴结壳和热液硫化物等金属矿产资源垂直管道水力提升技术的研究提供参考。     

深海采矿水力提升管路系统紧急泄料过程参数分析

在现有的深海采矿工艺中,以水力提升最具有前景,但水力提升系统投资巨大,存在诸多风险,其中紧急情况下为避险可能需要快速将管道中物料泄空,确保管道不被堵塞。分析提升管路中浆体的受力情况,建立了深海采矿水力提升管路中浆体的运动方程,探讨了提升管路中的浆体的下泄速度与提升浓度和管路直径之间的相互关系。在此基础上,提出了4种快速泄料的方案,并进行了比较。结果可为深海采矿中试系统设计提供依据。     

深海水力提升式采矿系统的研究

介绍深海水力提升式采矿系统所拟用的采矿船、提升系统、集矿机和监控系统，并就其结构、设备配置、设计要点和半工业试验结果等方面进行探讨，给出了本研究结果。     

深海采矿系统软管段输送阻力损失研究

基于深海采矿软管输送模拟试验系统, 分析了不同混合物流速、不同颗粒粒径、不同颗粒体积浓度、不同软管形态条件下软管阻力损失变化特征, 为深海采矿系统软管设计提供参考。结果表明, 水力坡度随物料体积浓度增大而增大, 随粗颗粒粒径增加而呈下降趋势, 随软管弯曲度增大而增加。复杂形态软管中粗颗粒输送水力坡度变化与水平管道、垂直管道和倾斜管道具有一定的相似性, 对比分析了倾斜直管和软管的水力坡度, 拟合了复杂形态软管输送的水力坡度计算公式, 误差范围控制在1.6%以内。     

深海采矿系统研究

本文对目前研究的两种深海采矿系统进行了比较研究，论证了软管采矿系统更具备应用前景；根据海洋采矿的特点和要求，研究出密闭容器与水泵组合的水力输送设备，因此，软管采矿系统的关键技术取得突破，从而使软管采矿系统更加具备商业应用前景。     

垂直管水力提升临界淤堵流速的实验

通过试验分析研究垂直管水力提升临界淤堵流速。推导垂直管水力提升临界淤堵流速的半理论半经验公式。颗粒向上运动主要受颗粒周围水流流速影响，当管壁处的流速与此位置的颗粒沉速基本一致时，垂直管处于临界淤堵状态。垂直管水力提升临界淤堵流速不仅随粒径增大而增大。而且随提升浓度增加而增大。所推公式反映了影响临界淤堵流速的主要因素。能够较好的璜测临界淤堵流速，对于管路系统设计和运行有较大实际意义。     

深海硬岩岩芯保真取样技术的研究

介绍了一种采用水力方式输送转移硬岩岩芯的深海硬岩保真取样技术。利用该技术,可在深海钻取硬岩岩芯后,将岩芯从取芯钻具中释放,然后采用水力输送方式将裸岩芯转移送入取芯钻机附带的深海保真装置中;并且当岩芯从深海底回收后,可在保真状态下将裸岩样转移送入实验室中的后续长期保真实验设备中。从理论上分析了水力输送转移岩芯的原理及影响因素,并通过实验进行了验证。简要介绍了一种采用该技术设计的深海硬岩保真取芯器的结构和工作原理。     

矿业简讯

我国深海采矿试验研究取得生大进展一个为国家长远发展项目──深海采矿技术研究服务购大型多功能海洋采矿实验室最近在长沙矿山研究院建成，并通过中国有色总公司验收．该实验室占地面各400Om2，由集矿机试验大水池、集矿头试验小水池、场矿试验塔、维修间和露天试验场等五部分组成。可进行深海采矿的某矿方法、设备性能、管道提升方法及其工艺参数的试验，是目前世界上唯一的一个实现某矿、扬矿、测控一体化的实验室。它的建成为我国开展深海多全月结核采矿技术的研究开发温供了条件用证，同时标志③我国深海采矿技术的试验研究条件进入…     

深海采矿输送管道内流体对管道的作用力分析

根据深海采矿系统工作时其输送管道的运动规律和管道内流体的流动情况，采用牛顿第二定理和冲量定理对管中流体流动时对管道的作用力进行了分析。通过理论分析．得出了采矿系统在一般工作情况下管内流体流动对管道作用力的表达式，并分析了表达式中各项的物理意义及计算方法。所推导出的表达式可直接应用于深海采矿系统的受力分析，当系统在特殊的工作条件下，也可以根据具体情况对表达方式进行合理简化而应用于输送系统受力的分析计算。     

基于AMESim的深海采矿车液压执行系统建模与仿真

以深海采矿车液压执行系统为研究对象,利用AMESim软件建立仿真模型,模拟深海环境下采矿车越障的典型工况,通过设置主要系统参数,实现深海采矿车液压执行系统的动力学仿真。仿真结果表明,液压执行系统及各液压元件在深海采矿各种越障工况下安全可靠,系统稳定性好。模拟结果可以为深海采矿车液压系统的优化设计及控制提供理论依据。     

锰结核开采射流泵提升方式研究

射流泵被广泛用于输送或提升松散颗粒状物料。结合深海采矿的特点,对射流泵的工作性能、结构参数、提升体积浓度及提升效率进行研究,获得了被引射流流量与射流流量之比、泵进出口体积浓度差异、提升效率变化规律等结果,指出了射流泵在深海采矿系统中的应用前景。     

深海采矿船设计的研究

就流体提升式采矿法所拟用的深海采矿船的设计问题做一探讨。提出了对深海采矿船的设计要求、采矿船特性参数和基本结构以及采矿设备配置等问题。同时，还介绍两种采矿船设计方案，并对重点设计问题作了技术说明。     

气举反循环钻探工艺应用于钻孔水力采矿的研究

气举反循环钻探工艺水力采矿系统是气举反循环钻探工艺与钻孔水力采矿技术相结合而形成的一种新的钻孔水力采矿系统。气举反循环钻探工艺可以作为输运手段,将饱含矿物质的溶液或浆液从3500 m以深的孔底提升至地表。该采矿系统可应用于原地浸出采矿、采砂等。     

水力采煤矿井煤浆管道输送参数的研究

现有浆体管道输送水力参数（摩阻损失和临界流速）的计算公式，多为以实验室环管试验数据为基础的经验公式，因此用于工程设计不能很好的与实际相符。本文根据对五座典型水采矿井煤浆水力运输提升现场实测的５４１０组数据的分析研究，导出了适用于原煤浆管道输送参数的计算公式。并以水采矿井的煤水泵工况点计算作为实例，验证了该计算公式的可靠性。     

坐底式深海采矿系统力学分析

为了隔离中继站与软管及采矿车的相对运动,提出了一种坐底式深海采矿系统,建立了考虑波浪、海流等因素影响的采矿船、张紧器和输送管的全系统耦合分析模型,对各设计工况下张紧器张力、输送管等效应力以及挠性接头转角等参数进行了计算分析,结果均满足相关规范要求,验证了坐底式深海采矿系统的可行性和作业的安全性。     

鞍钢矿山选矿全尾砂浆絮凝沉降试验与优化控制研究

选矿全尾砂浆浓密是全尾砂充填采矿中的重要环节,直接关系到充填生产能力和充填体质量。为了揭示砂浆浓度、絮凝剂选型与单耗、絮凝剂溶液浓度对砂浆沉降速度及底流矿浆浓度的影响规律,针对鞍钢矿山全尾砂浆开展了全尾砂浆絮凝沉淀对比试验研究。初选结果表明,添加絮凝剂对全尾砂浆溶液沉降速度影响显著,2~3 min内即可达到沉降临界点;针对鞍钢张家湾铁矿碱性全尾砂浆,阴离子型的聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂效果最好。为了定量评价絮凝沉降速度,提出了从开始到沉降高度达到总沉降量80%时的平均速度来度量,并通过正交试验、极差分析和回归分析,建立底流矿浆浓度、沉降速度与影响因素的函数关系,并采用遗传算法进行多目标参数优化。研究结果表明,当给料浓度为19.21%、絮凝剂单耗为43.54 g/t、絮凝剂溶液的浓度为0.4%时,全尾砂浆的沉降速度最大,达到21.77 cm/min,底流矿浆浓度达到67.04%。该研究为鞍钢矿山全尾砂浆浓密设备选型与参数设计以及优化控制提供理论依据。     

深海流体提升式采矿系统监控技术

介绍了深海流体提升采矿系统的采矿船动力定位，光纤遥测和集矿机控制三项技术以及目前国际海洋采矿财团为这种采矿系统所配置的监控设备，指出了今后研究工作的方向。     

深海采矿系统浮力配置对集矿车受力状态的影响

基于1 000 m深海采矿试验系统设计参数, 分析了不同工况条件下软管的受力状态和空间形态的特征规律, 研究集矿车接地比压和水平拖曳力的变化规律, 并模拟软管浮力配置的选取, 结果表明:当浮力配置大小及位置固定时, 随着软管内流颗粒体积浓度增高, 集矿车受到的水平拖曳力减小且接地比压增大; 集矿车与中间仓之间水平距离增大时, 软管对集矿车水平方向上的分力增大, 集矿车受到的水平拖曳力增大, 反之减小。通过研究软管形态和集矿车受力状态的变化规律及内在机理, 可为深海采矿系统软管输送参数的优化提供依据。