[发明专利]海底浅表层块状水合物采矿机及吞吐式开采方法

权利要求书

1.一种海底浅表层块状水合物采矿机，其特征在于，包括吞吐工作箱，吞吐工作箱的底部设置行走装置，吞吐工作箱的前端设置水合物入口，水合物入口上连接吸入管，吸入管内设置超声波碎冰器，吸入管的前端具有喇叭形开口，喇叭形开口处设置双螺旋齿轮掘冰器，双螺旋齿轮掘冰器与掘冰头旋转及方向控制器相连；吞吐工作箱内水合物入口的下方设置旋转杆，旋转杆的上下两侧对称设置水合物收集分解箱；吞吐工作箱的顶部设置排水口，排水口处设置涡轮排水器，吞吐工作箱的内壁上水合物入口的上方设置隔板，隔板的后端与吞吐工作箱的后端之间留有水流通道，水流通道处设置过滤网；吞吐工作箱的底部设置微波磁控管和排污阀，吞吐工作箱侧面旋转杆的下方连接输气管道。

2.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，所述吞吐工作箱的底部的行走装置为履带。

3.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，所述超声波碎冰器为若干个，在吸入管的管壁上交错设置。

4.一种海底浅表层块状水合物吞吐式开采方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的海底浅表层块状水合物采矿机，具体步骤如下：

1)掘冰阶段：通过掘冰头旋转及方向控制器控制的双螺旋齿轮掘冰器对海底浅层或裸露的天然气水合物块体进行挖掘破碎；

2)管道运输及碎冰阶段：涡轮排水器将海水通过排水口排出，通过涡轮排水器旋转所产生的吸力和双螺旋齿轮掘冰器对水流的影响，破碎的水合物块体被吸入到吸入管中，较大的水合物碎块将被排列在管道内的超声波碎冰器破碎成小块水合物；

3)水合物收集阶段：被破碎的水合物将被水流搬运到吞吐工作箱中，因为空间的扩大，水流减慢，水合物碎块将因为重力沉降在旋转杆上部的水合物收集分解箱中；

4)水合物分解阶段：当水合物收集分解箱中的水合物将收集满时，水合物收集分解箱将通过旋转杆旋转至吞吐工作箱的下部，下部的水合物收集分解箱旋转至上部继续收集水合物，微波磁控管将下部的水合物收集分解箱中的水合物加热分解成天然气与水，天然气将通过输气管道运移到海面上的工作船中储存；

5)泥沙排出阶段：当水合物分解完和天然气完全排出后，分解箱中存在的泥沙及碎石块，通过排污阀回填到原位海底当中。