[发明专利]用于海底采矿的系统

权利要求书

1.一种用于海底采矿的系统，所述系统包括：

海底辅助采矿工具，用于作业于海底位点以准备梯段，以及用于将切割后的矿石堆积在收集区域；

海底混合采矿工具，用于制造梯段的碎块并且将切割后的矿石堆积在收集区域；

海底收集机器，用于收集堆积在所述收集区域的切割后的矿石，并且将收集的矿石以料浆形式泵送至立管底部；

立管和升降系统，用于从所述收集机器接收料浆，并且将所述料浆提升至地面；以及

地面船只，用于从所述立管和升降系统接收料浆。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述海底辅助采矿工具配置为将其自己的碎块清理至倾卸位点，从而使所述海底辅助采矿工具前进通过其作业的地层。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述海底混合采矿工具配置为在相对平坦和相对水平的梯段表面上作业，并且在往返移动穿过所述梯段表面的同时切削所述表面至切割深度，从而使得所述海底混合采矿工具可通过沿一个或多个路径往返移动于所述梯段的表面而基本上切割整个梯段。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述海底混合采矿工具配置为将碎块留在原位以用于后续通过所述海底收集工具进行收集。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述海底收集工具包括活动料浆入口，所述活动料浆入口能够被可控地置于待收集的材料的附近，由此所述料浆入口处的吸力使得水和附近的固体以料浆的形式被吸至所述入口中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述海底收集工具包括远程附接和断开连接系统，用于连接立式输送管道以将所述料浆输送至所述立管底部。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述料浆入口处的吸力由所述收集工具的泵产生。

8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述料浆入口处的吸力由所述立管底部处的海底输送泵产生。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述立管和升降系统包括海底料浆升降泵，用于通过立式管道将料浆泵送至所述表面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，进一步包括用于保留切割后的矿石的海底储存设备，所述海底辅助采矿工具和/或海底混合采矿工具产生的碎块以料浆形式被泵送至所述海底储存设备，且所述收集机器从所述海底储存设备收集切割后的矿石。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述海底辅助采矿工具能够往返移动于角度不超过10度的不平整的场地或斜坡。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述海底辅助采矿工具能够往返移动于角度不超过20度的不平整的场地或斜坡。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述海底辅助采矿工具能够往返移动于角度不超过25度的不平整的场地或斜坡。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述系统能够在大于约400米的深度下操作。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述系统能够在大于1000米的深度下操作。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述系统能够在大于1500米的深度下操作。

17.一种用于海底采矿的方法，所述方法包括：

使用海底辅助采矿工具准备海底位点的梯段；

利用海底混合采矿工具对所述梯段进行混合采矿，并将切割后的矿石堆积在收集区域；

使用海底收集机器从所述收集区域收集切割后的矿石，并以料浆形式将收集的矿石从所述收集机器泵送至立管底部；并且

使用立管和升降系统将所述料浆提升至地面船只。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述海底辅助采矿工具将切割后的矿石堆积在收集区域，以用于由所述海底收集机器进行收集。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，待获取的材料的厚度大于梯段的高度，所述梯段的高度由所述海底混合采矿工具的切割深度限定，所述方法进一步包括通过顺序的混合采矿步骤和收集步骤，除去所述材料的多层梯段。