[发明专利]多金属结核非连续链斗式深海采矿系统

说明书

多金属结核非连续链斗式深海采矿系统，所述采矿系统包括：水上作业单元，所述水上作业单元包括相配合设置的作业母船、动力平台和带多个链轮的运输船；水下提升链斗单元，所述水下提升链斗单元包括设置在运输船链轮上的链式绳缆，在链式绳缆上设有链斗和传感器，以监测链式绳缆的受力情况，在链式绳缆的底部还设有海底支撑；海底操作单元，所述海底操作单元包括设置在海底的多个采矿车；电气控制单元，所述电气控制单元包括充电桩和控制器，在控制器内设有监测单元和通信单元，所述监测单元集成于充电桩，所述通信单元集成于充电桩，所述通信单元包括水声通信和光电复合缆，所述充电桩与采矿车电气连接。

技术领域：

本发明涉及多金属结核非连续链斗式深海采矿系统。

背景技术：

矿物资源，又名矿产资源，是指经过地质成矿作用而形成的，天然赋存于地壳内部或地表，埋藏于地下或出露于地表，呈固态、液态或气态的，并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体。

近年来，随着经济的发展，陆地矿产资源已难以满足人类对矿产资源的需求，因此人类需要探索新的矿产资源供给方式。海底蕴含着丰富的矿产资源，合理的开采海洋矿产资源有助于解决陆地矿产资源供给不足的问题；多金属结核富含锰、铁、镍等几十种元素，是一种极具经济价值的矿产资源，多处在四千米至六千米的深海区域。海洋环境复杂、海底生态环境脆弱，海底矿物的采集，采集后的矿物的运输等都对深海采矿技术提出了很大的挑战。

目前，世界各国采矿提升方式大多采用管道进行提升，管道结构固定难度大，不方便安装、运输与回收，也对管道及输送泵的设计提出了巨大的挑战；深海采矿环境复杂，过长的管道会承受复杂的风、浪、流等海洋环境载荷，对安全作业提出巨大挑战；海面作业船与海底采矿车拖曳运动引起复杂的升沉作用，结合过长的提升管道，难以实现多采矿车的协同作业；管道提升系统造价昂贵，极端海洋环境下，难以实现提升管道的快速回收，废弃会照成极大经济损失，影响开采效率。

已有的连续绳斗提升式深海采矿系统，依赖于绳斗自重与绳缆的拖曳将多金属结核从海底铲起，采集效率和资源回收效率低，且对海底环境的影响大；并且缺乏张紧装置，面对复杂的风、浪、流等海洋载荷以及海面作业船的升沉、拖曳，易引起绳缆的缠连，从而造成采矿系统性能不稳定、经济性较差。

发明内容：

本发明实施例提供了多金属结核非连续链斗式深海采矿系统，结构设计合理，基于电气控制和机械组件相结合的具体结构，能够避免多金属结核的破碎过程，保证水上作业单元及水下提升链斗单元的安全，成本低廉、能耗较小，设置有张紧装置，可以很好的适应复杂的风、浪、流等海洋载荷以及海面作业船的升沉、拖曳，避免出现绳缆缠连的现象，环保性好，同时还提升了系统整体的采集效率和资源回收效率，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

多金属结核非连续链斗式深海采矿系统，所述采矿系统包括：

水上作业单元，所述水上作业单元用于提供动力和进行控制信息的交互，所述水上作业单元包括相配合设置的作业母船、动力平台和带多个链轮的运输船；

水下提升链斗单元，所述水下提升链斗单元用于将深海矿物提升至运输船，所述水下提升链斗单元包括设置在运输船链轮上的链式绳缆，在链式绳缆上设有链斗和传感器，以监测链式绳缆的受力情况，在链式绳缆的底部还设有海底支撑；

海底操作单元，所述海底操作单元用于在海底进行采矿作用，所述海底操作单元包括设置在海底的多个采矿车；