深海履带式集矿机设计的研究

集矿机是深海流体提升式采矿系统的核心设备。基于太平洋Ｃ－Ｃ区锰结核的赋存条件，介绍集矿机的采集原理、类型及其设计要求，并着重讨论了履带式集矿机在集矿头与行走机构设计方面必须考虑的问题，对我国现阶段的集矿机研制工作具有参考意义。     

深海采矿集矿机的设计

集矿机是用于水深５０００ｍ左右，环境条件复杂恶劣的海底集其表层多金属结核矿石的设备。文章以深海采矿最新研究成果为依据，结合科学技术进步可能实现的目标，对工业开采使用的集矿机设计进行了探讨。     

基于CFD方法的海底集矿机模型外形优化

为了减少深海集矿机在工作中所受到的水阻力、提高能量利用率, 利用流体力学软件, 通过求解RANS方程, 选择realizable k-ε湍流模型, 对集矿机模型在海底不同速度下行走进行了流场数值模拟, 得出了模型水阻力随速度变化的一般规律。根据计算结果对集矿机外形进行了优化设计, 得到了几种减小水阻力的优化模型, 数值计算结果表明, 优化模型的外形设计能有效减小集矿机水阻力, 可为今后集矿机外形设计提供参考。     

履带式集矿机的拉格朗日运动方程

对履带式集矿机在海底运行的情形及其串联的软管进行了简化与假定，据此建立了集矿机系统的数学模型，得出了履带式集矿机在深海底作直线运行时的拉格朗日运动方程，该方程对研究集矿机的运动状态有理论指导意义。     

海底集矿机的绕障行走控制

用集矿机进行海底采矿时，会遇到障碍物，若利用测障声纳，可得到与障碍物有关的标准信号，从而确定集矿机的转弯路径，实现绕障控制。文章介绍了测障声纳的工作原理，行走控制步骤以及模型集矿机绕障行走试验过程中测得的数据。试验研究表明，测过声纳测障，可使集矿机按规划路径进行绕障行走。     

深海集矿机的模糊控制系统

深海集矿机在采矿工作中,多因素扰动使集矿机偏离预定的行走线路。这些扰动量对于集矿机来讲具有非线性、时变随机性,传统的控制方式无法建立精确的数学函数来真实地描述集矿机的变化过程。利用模糊控制系统无须建立被控对象的数学模型,只需解被控对象的输入量对输出量产生什么样的影响,模仿人的思维和经验,用人的语言(模糊控制规了则)建立了深海集矿机模糊控制系统,最终使集矿机始终保持正确的采矿路线。     

大洋采矿集矿机的现状与展望

介绍中国大洋矿区开来环境，流体提升采矿法及集矿机研究的现状，同时对我国工业开采集矿机进行预测     

SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统的研究

集矿机在数千米以下的深海底进行采矿作业时,如何掌握集矿机所在确切位置,实时跟踪集矿机的运行轨迹,并控制集矿机在特定的矿区按照规划的采集路线进行行走和采矿,是集矿机导航定位系统研究亟待解决的问题。由于深海工作环境的特殊性,目前国内外应用的深海导航定位大多采用应答式的基线水声系统,但在深海应用中暴露出精度不够、干扰严重、滞后严重等问题,无法满足集矿机定位要求。SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统以萨格奈克效应作为理论基础,利用激光陀螺捷联惯性测量技术,首次将该项新技术成功应用于深海水下移动设备,有效地解决了水声定位存在的问题,使深海水下移动设备的导航定位有了突破性进展,最大误差降至1 m以内,满足了集矿机水下定位要求,并使我国在这一研究领域迈进世界先进行列。     

深海采矿水力式集矿模型机

介绍了一种用于深海采矿的全水力集矿机, 该机由ＣＲＩＭＭ型水力集矿机构和大高度近似渐开线环形橡胶履带行走底盘组成, 具有结构紧凑、参数合理、工作可靠、运行平稳、性能指标高等特点。     

深海采矿集矿机定位系统的研究

为了采集海底资源,世界有关国家研制了不同结构的集矿机。但确定集矿机与采矿船的行走路线是深海采矿的难题。介绍了利用短基线声学原理进行集矿机定位,并阐述了定位系统的工作原理、系统组成、水下集矿机的运行轨迹,以及抗干扰的对策和延时的修正。     

中国大洋多金属结核集矿技术研究综述

我国大洋多金属结核开采的集矿技术研究始于20世纪90年代，是大洋多金属结核资源开发项目的重点研究课题之一。“八五”期间，在理论研究的基础上，研制出了2台试验集矿模型机，模型机的各项技术指标均达到了设计要求；建成了一座占地4000m^2的深海采矿综合实验室。“九五”期间，进行了扩大实验研究，研制出了中试集矿机，并在150m水深的湖中进行了综合湖试，取得了满意的结果。对我国十年来深海采矿集矿机技术的发展作了回顾，总结了攻关解决的一系列关键技术。     

深海采矿集矿机的研究与开发

介绍了我国深海采矿集矿机的研制背景和研究开发历程,对我国现有深海采矿集矿机的组成与结构特点、关键技术问题及其解决情况进行了总结。对集矿机在我国深海采矿研究中的应用,及其在深海底栖工程装备方面的移植和拓展前景进行了展望。     

模型集矿机测控系统过程级与测控回路的研究

水力式模型集矿机测控系统的过程级与测控回路是整个遥测遥控系统的主体部分。介绍了测控系统过程级与测控回路的设计思想，系统结构，工作原理，程序流程，实验结果以及由此而引出的结论。     

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。     

波流联合作用下深海扬矿管的水平液动力载荷

深海多金属结核采矿系统由集矿机、输送软管、中间矿仓、扬矿管及采矿船等组成,如图1所示。其基本工作原理是：采矿船在海面按设计的线路行走,同时集矿机在海底运行并采取半埋入海底表面的多金属结核。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扬矿管下端的中间矿仓,并经扬矿管扬送到海面的采矿船上。串接于扬矿管道中间的潜水矿浆泵作为动力装置,将中间矿仓内的结核矿浆吸入管道并泵送到采矿船上。     

海底堆积层采挖性能测定装置的研制

日本工业技术院从1981年开始,制定了开采4000～6000米深海底锰结核的大型科研计划。采矿系统中的集矿系统的研究是最复杂的,因为研制集矿机械,必须试验集矿机对深海底堆积层的力学作用,只有了解了堆积层的承载力、沉降特性、集矿机行走时受堆积层粘着阻力的影响等问题,才能研制出     

大洋采矿集矿技术和集矿模型机研究

集矿机是把赋存于5000m左右水深复杂环境下的海底表层多金属结核矿石采集起来，经初处理后输送至海面采矿船上的采矿设备。它是大洋采矿系统中难度最大、最关键的部分。研制成功的集矿机模型机经陆地性能和水厂模拟采集结核试验表明，研究方向是正确的，为确定我国集矿技术和设备发展方向提供了可靠依据。     

深海集矿机测控系统的研究开发

采用基于Compact PCI 接口的工业控制计算机组成网络, 利用自行开发测控软件和监控软件, 综合利用DGPS、水声定位技 术等, 实现对深海自行式水力集矿机的智能控制, 成功地进行了130 m 水深的采矿系统综合湖试。试验表明深海集矿机测控系统稳定、可靠, 满足集矿机测控要求, 为采矿系统1 000 m 浅海试验奠定了坚实的基础。     

深海多金属结核集矿技术研究概况

1前言在过去的30年间，国际上已开发和试验了多种采矿系统。目前国际上公认最有实用价值的是流体提升采矿系统。其原理是通过一根垂直提升管道借助流体上升动力将海底集矿机采集的结核矿石提升到海面采矿船上。该系统可配用自行式遥控集矿机，它具有较好的灵活性，能达到较高的采集效率，且有避开海底障碍物与不利地形的能力，开采规模大、技术难度小，更容易应用勘探船、浆体管道输送、浅海采矿挖掘设备等方面的技术特点。流体提升采矿系统由五个子系统组成。1、集矿机：在海底采集结核矿石，并进行初处理，向扬矿系统供矿。2、扬矿系统：…     

新型海底沉积物剪切强度原位测试原理

准确测得海底沉积物的力学性质参数是保证海洋工程设计、施工更科学和更经济合理的基础。集矿机的结构和有关参数的设计,在很大程度上取决于海底沉积物的力学性质参数。