[发明专利]一种间断式深海矿产资源开采系统及开采方法

权利要求书

1.一种间断式深海矿产资源开采系统，包括水面作业母船（1）、具有储料仓（21）的水下作业平台（2）以及与水下作业平台（2）相连的集矿车（3），其特征在于：还包括一个以上提升舱（4），所述提升舱（4）包括用于储存物料的舱体（41）、设于舱体（41）上的第一浮力调节装置（42）和设于舱体（41）上的水下移动装置（43），所述储料仓（21）设有第一进出料接口，所述舱体（41）设有可开闭的排料口（411）和用于与第一进出料接口以可拆卸方式匹配对接的第二进出料接口（412）。

2.根据权利要求1所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述第一浮力调节装置（42）包括设于舱体（41）上的第一气水腔、用于向第一气水腔中加水或将第一气水腔中的水排出的第一海水泵以及用于给第一海水泵供电的第一可充电电池组（421）。

3.根据权利要求1所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述水下移动装置（43）为安装在舱体（41）上的螺旋桨式推动器。

4.根据权利要求1所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述水面作业母船（1）通过第一电力和信息传输线缆（5）与水下作业平台（2）相连，所述第一电力和信息传输线缆（5）包括分别与水面作业母船（1）和水下作业平台（2）相连的两段，两段第一电力和信息传输线缆（5）之间通过可拆卸式水密接头（51）相连，与水下作业平台（2）相连的一段第一电力和信息传输线缆（5）设有能使可拆卸式水密接头（51）一端悬浮在水中的浮力部件。

5.根据权利要求1所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述水下作业平台（2）包括履带行走机构（22）和安装在履带行走机构（22）上的储料仓（21），所述履带行走机构（22）上安装有第二浮力调节装置（23）和接地压力传感器（24），接地压力传感器（24）检测履带行走机构（22）的接地压力，水下作业平台（2）的控制单元根据接地压力大小控制第二浮力调节装置（23）的浮力，使履带行走机构（22）的接地压力至设定大小。

6.根据权利要求5所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述第二浮力调节装置（23）包括设于履带行走机构（22）上的第二气水腔、用于向第二气水腔中加水或将第二气水腔中的水排出的第二海水泵以及用于给第二海水泵供电的第二可充电电池组。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述储料仓（21）设有第三进出料接口，所述集矿车（3）设有用于与第三进出料接口以可拆卸方式匹配对接的第四进出料接口。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述间断式深海矿产资源开采系统设有一台以上集矿车（3），各台集矿车（3）通过第二电力和信息传输线缆（6）与水下作业平台（2）相连，所述第二电力和信息传输线缆（6）具有可拆卸的连接接头。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的间断式深海矿产资源开采系统，其特征在于：所述水下作业平台（2）还设有用于辅助提升舱（4）与储料仓（21）匹配对接的机械手（25）。

10.一种采用权利要求1所述间断式深海矿产资源开采系统进行矿产资源开采的开采方法，其特征在于：包括以下步骤：

（A）在适合采矿的良好气候工况下，安放并连接好水面作业母船（1）、水下作业平台（2）和集矿车（3）；

（B）控制集矿车（3）采集海底矿物，当集矿车（3）的料仓装满矿物后，将矿物输送至水下作业平台（2）的储料仓（21）中；

（C）采用多个提升舱（4）交替将储料仓（21）中的物料输送到水面作业母船（1）上；各提升舱（4）将储料仓（21）的物料输送到水面作业母船（1）上的过程是：先控制提升舱（4）的浮力降低以使提升舱（4）下沉到水中，使提升舱（4）的第二进出料接口（412）与储料仓（21）的第一进出料接口对接，将储料仓（21）中的矿物转运至提升舱（4）的舱体（41）中，再控制提升舱（4）的浮力增大以使提升舱（4）上浮到水面，回收提升舱（4）并将矿物卸放到水面作业母船（1）上。