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。     

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。     

适应富钴结壳微地形的采矿头失控故障分析

富钴结壳富含战略金属钴等元素,其表面一般有微地形起伏。介绍了深海集矿机滚筒式采矿头的控制系统原理及相应的控制器。分析了滚筒式采矿头易出现的故障、故障原因,提出了若干切实可行的解决办法,并在实验中加以验证。     

深海集矿机行走的视景仿真系统设计与实现

针对深海采矿系统在海底黑暗地带工作无法直观、便捷地监测这一问题,设计和实现了一种基于Visual C++和Vega Prime软件联合开发的深海采矿视景仿真系统。利用Terra Vista软件和Multigen Creator软件构建了三维虚拟场景,包括采矿系统三维实体模型的创建和海底地形的生成,并在Vega Prime软件中实现了视景仿真。介绍了利用Visual C++二次开发Vega Prime视景仿真系统的方法,根据加载的实时数据驱动集矿机模型,控制其运动路径。阐述了Vega Prime与OpenGL联合开发的关键技术及方法,并绘制了集矿机的行走轨迹图。仿真结果表明:此方案能逼真、准确、实时地模拟集矿机在海底的动态运动,对深海采矿作业的顺利进行具有一定的参考意义。     

深海集矿技术的评价

国外在深海多金属结核开采技术研究这一领域中开展研究工作历时20余年,取得了许多成果。本文简要评价了国外在深海采矿系中的集矿技术的研究成果,分析集矿技术研究及集矿机研制所面临的问题。在此基础上,结合我国国情,提出了采用自行装置的复合式集矿机研制方案。     

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、炎型及其设计要求，并着重了履带要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。     

德国深海采矿技术的研究

介绍了所考察的德国深海采矿关键技术和设备－集矿机．扬矿系统和环境保护的研究近况。     

深海采矿车行走速度控制器设计

为了确定最适用于深海采矿车履带速度控制的控制算 法,基于已知的深海采矿车液压控制模型,建立了速度闭环 控制的控制系统流程.研究了伯德图校正法、最优控制法、 PID控制法以及自适应模糊 PID 的控制效果.仿真结果表 明,自适应模糊 PID法最适用于深海采矿车的速度控制.     

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。     

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。     

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。     

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…     

深海采矿车控制技术研究

深海采矿对人类具有重要的意义,目前尚处于原理性研究阶段,面临着很多技术难题和科学问题。由于试验的困难、技术瓶颈的存在,我们迫切需要对深海采矿技术进行广泛全面的探讨,有利于对必需技术进行提前储备。文中对深海采矿国内外研究现状进行了综述,对深海未知极限环境下采矿车建模与仿真、深海强作业条件下采矿车导航、采矿车下放姿态控制、稀软底强扰动采矿车高精度轨迹跟踪、集矿头位姿跟随控制、集矿系统故障诊断与容错技术等关键技术进行了探讨,指出了它们的困难所在与研究方向。     

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。     

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。     

深海多金属结核集矿机铝合金履齿结构设计与分析

集矿机是深海多金属结核采矿系统中的重要装备和核心技术单元。由于多金属结核矿区表层稀软底质具有抗剪性能差、承载能力弱等特性,并且深海作业环境差、腐蚀性极强,集矿机的履齿设计显得尤为重要。履齿结构采用铝合金铸造具有更轻的重量、更高的强度、更好的耐腐蚀性、更利于拆装维护等优点。针对履齿进行了选材和结构设计,并对其强度进行了有限元分析,其结果表明:应力及变形均符合各工况下的作业要求。