富钴结壳采矿车微地形行走技术的研究现状

富钴结壳采矿车需要在复杂的海底矿区微地形上采集钴结壳,前提是解决微地形行走技术问题。针对富钴结壳微地形特点和物理特性,提出了富钴结壳采矿车的基本性能要求,总结了国内外富钴结壳采矿车的发展历程、结构型式设计并进行了综合评述,提出了富钴结壳采矿车亟待解决的关键技术问题和主要发展方向。     

深海浮游式采矿车性能的影响因素研究

游式采矿车（ROV采矿车）是切削头和集矿头作业的载体,是采矿系统的行走平台,该平台的性能直接关系到切削头和集矿头作业。因此根据钴结壳矿床赋存区矿岩的物理力学特性和微地形地貌特点,研究浮游式采矿车在钴结壳富存地面上的行驶特性,分析牵引性、稳定性。分析其部件受力情况,找出对浮游式采矿车作业性能有重要影响的因素,并进行尺寸预测,对于论证浮游式缆控水下机器人用于钴结壳开采的可行性具有重要的参考价值,对于钻结壳开采具有指导意义。     

富钴结壳微地形建模及分析

简述了海底富钴结壳的分布特征,把富钴结壳微地形简化为一系列圆锥表面,从数学的角度及采矿车采矿头的角度对富钴结壳的微地形进行了分析。认为以采矿头开采富钴结壳,其实就是再现富钴结壳层的下表面或基岩表面,因此可将其看作是数学上的曲面拟合问题。其次,从采矿头的角度提出了“伪突起”的概念,且找出了“伪突起”的大小与结壳厚度及要求的矿石贫化率之间的关系。本文的微地形建模及其分析对海底采矿车行走机构、采矿头的设计及富钴结壳厚度的检测等有一定的参考价值。     

海底采矿车获得国家发明专利

2017年12月,长沙矿山研究院有限责任公司院海洋采矿研究所传来喜讯：“一种海底富钴结壳矿区采矿实验车”荻批国家发明专利。该专利为“十二五”国家大洋重大专项“富钴结壳资源评价”的重点专项“富钴结壳开采可行性及规模取样装置研究”前期研究的阶段成果。     

基于航位推算的深海采矿车定位系统研究

针对深海钴结壳矿区地形不平坦, 采矿车作业环境恶劣, 车体打滑严重等复杂情况, 设计了一种基于从动轮测速的航位推算定位方法。用不同时刻、不同斜面复合三维地形的方法, 建立非平坦地形上作业采矿车的航迹推算模型, 采用电子罗盘、角位移传感器等测量采矿车的动态参数, 实现采矿车连续、实时定位。试验结果表明, 该定位系统能适应复杂的工作环境, 具有较高的定位精度。     

海底取样对富钴结壳力学性能影响的模型

富钴结壳宏观力学性能参数是富钴结壳采矿车设计的关键参数之一。针对深海取样，建立了海水压力变化对钴结壳作用的数学模型，计算了取样时由于海水深度的变化而引起的作用于钴结壳上的附加压力，并利用SEM和OM研究了结壳微细观形态。结果表明，在取样速度不大时此种附加压力很小，结壳样品中未观察到由于附加力的作用而形成的微观裂纹，取样对富钴结壳力学性能影响不大。     

洋底富钴结壳矿床微地形和物理特性

在收集了大量洋底富钴结壳开发资料的基础上，详细介绍了洋底富钴结壳矿区的微地形和矿床赋存特征，介绍了结壳层、基底层以及海洋沉积物的物理特性；这些特性对采矿机的工作原理选择与工作机构设计和具体组织开采作业具有重要意义。     

富钴结壳开采技术研究现状

富钴结壳因富含丰富的战略金属钴,已成为国际上竞相研究的热点。主要介绍了德国、美国、日本、中国、韩国等国家对钴结壳进行的调查情况,并简要分析了目前钴结壳开采的3种主要方法。     

大洋多金属结核及富钴结壳矿物材料的研究述评(Ⅰ)

介绍了国内外对大洋多金属结核及富钴结壳在吸附、催化和电化学性能等方面的研究开发成果,全面展示了大洋多金属结核及富钴结壳作为新型矿物材料所取得的进展.     

应用SolidWorks软件对海底钴结壳微地形仿真

本文运用易学易用的三维设计软件SolidWorks2003对深海富钴结壳的微地形进行仿真,仿真的微地形比成本昂贵的海底照片更具直观性,且我们还可以在仿真微地形上进行操作。如计算钴结壳的体积含量与模拟切削实验等。     

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。     

海底采矿车车架的设计计算

海底采矿车是海洋矿产开发的重要设备,车架是采矿车的基体。介绍了海底采矿车的概况,阐述了海底工作环境和海水特性,研究了车架箱形截面组合梁的设计方法和设计理论,按采矿车的功能和性能要求,设计完成了车架纵梁和横梁的结构,并用Pro/E软件建立车架实体模型,对其进行基本分析。     

承德市典型责任主体灭失矿山迹地地质环境治理方案与对策

承德市是河北省矿业大市,由于历史上的无序开采或盗采,形成了数量较多的以铁矿、石灰岩矿、白云岩矿为主的责任主体灭失矿山迹地,严重破坏了矿区及其周边的生态环境,阻碍了美丽河北的实现进程。基于此,本文在对承德市8县3区59个典型责任主体灭失矿山迹地地质环境调查分析的基础上,根据各县区责任主体灭失矿山迹地类型、破坏规模、气候特点等影响因素,在每一县区选一有代表性的矿山迹地进行矿山地质环境治理方案设计,为县区内其他迹地地质环境治理方案设计提供参考。为深入贯彻习近平总书记生态文明思想,牢固树立绿水青山就是金山银山的理念,依据承德市责任主体灭失矿山迹地综合治理方案,提出强化责任、加强组织领导,科学引导、强化顶层设计,持续推进、抓好专项治理和综合施策、破解治理难题等责任主体灭失矿山迹地地质环境治理对策。     

深海集矿车速度控制与轨迹跟踪设计及实现

对履带式集矿车进行了速度控制与轨迹跟踪系统设计,针对左右两边履带在相同输出情况下速度不一致现象,运用模糊控制调整左右履带速度差。根据长基线水声定位系统的原理设计实验室水池定位系统,在进行水下试验时实现对集矿车的精确定位与轨迹跟踪。实车水下试验结果证实,速度测量精确且稳定,加入模糊控制后左右履带速度达到平衡;水池定位系统可实现对集矿车的轨迹跟踪,行走轨迹表明集矿车可在水底自动直线行走,为集矿系统进行海试提供了基础保障。     

复合缆长度对采矿系统空间形态与动力学行为的影响

以50 m浅海海试为工程背景,基于多刚体离散元法,根据海洋环境、作业要求等建立采矿系统模型,给出了复合缆线缆构形设计方案和采矿系统动力学分析过程。分别对复合缆长度为80 m和100 m的2种采矿模型进行横向联动折返作业分析,验证了线缆构形设计方案的可行性。仿真结果表明,复合缆长度以及水下构形对集矿机在海底的作业有至关重要的影响。     

基于MATLAB的深海行走机构液压系统建模及仿真研究

在研究深海行走机构液压系统工作原理的基础上,设计了行走机构液压控制系统,采用变量泵-变量马达容积调速回路,对液压控制系统进行建模仿真分析,为行星轮式海底行走机构整机设计的合理性提供依据。     

龙口矿区海下采煤导水通道类型及防水措施

为确保海下采煤安全,防止海水溃入井下,研究了龙口矿区海下采煤的导水通道类型,主要有构造裂隙类导水通道、采动导水裂隙带通道、封闭不良钻孔造成的通道、海域煤层露头带安全煤(岩)柱留击穿形成的导水通道4种类型。这些潜在的导水通道在采矿活动及动水压力等因素作用下,成为诱发海水溃入的主要途径。分析了不同导水通道结构特征和影响因素,提出了相应的探测方法及防治水技术措施。     

HPC－11型混凝土喷射车的研制

混凝土喷射支护由于具有快速、及时、方便、低成本的优点,在地下矿山和隧道工程中得到了广泛应用。ＨＰＣ－１１型混凝土喷射车是集机电液为一体的新型混凝土喷射设备,该设备采用多种先进技术,具有自动变速行驶、湿式喷射、有线遥控操纵等特点。实际应用表明：该机具有喷射能力大、工作效率高、操作简单方便、粉尘小、回弹率低等优点,受到施工人员的欢迎。     

基于多要素视角的矿产资源节约集约利用水平评估

根据2016～2018年度对浙江省内53座典型露天开采矿山的跟踪调研,分析矿产资源节约集约利用水平现状,经多批次的专家咨询、研讨,确定了矿产资源节约集约利用水平评价指标项和评价标准值计算方法,结合专家打分方式确定各项指标权重,构建了评价指标体系。通过对选取的典型矿山试点评估,探讨评价指标体系的科学合理性。结果显示,由评价体系得出的评估值与矿山企业的开发利用实际情况较为吻合,能够客观地反映出矿山企业的资源节约集约利用水平。以此可建立矿产资源节约集约利用水平评价机制,定期开展系统性评价工作,为建立矿政管理考核和监管提供依据。     

HPC—11型混凝土喷射车的研制

混凝土喷射支护由于具有快速、及时、方便、低成本的优点,在地下矿山和隧道工程中得到了广泛应用。ＨＰＣ－１１型混凝土喷射车是集机电液为一体的新型混凝土喷射设备,该设备采用多种先进技术,具有自动变速行驶、湿式喷射、有线遥控操纵等特点。实际应用表明：该机具有喷射能力大、工作效率高、操作简单方便、粉尘小、回弹率低等优点,受到施工人员的欢迎。