谢梦琪 , 杨高胜 , 陈丹东 余 倩 , 杨 光 , 施 威

(1. 中国舰船研究设计中心, 湖北 武汉 430064; 2. 武汉船舶设计研究院有限公司, 湖北 武汉 430064)

随着多年来陆地资源的过度开发, 内陆的矿产资源已日渐枯竭, 世界各国将焦点转移到了还有待更多探索与认知的大洋深处, 深海中的矿产资源储量丰富, 深海矿产资源开发具有重要战略意义和国家公共利益属性[1]。早在20世纪70年代, 美国已经多次完成5 000 m级深海采矿工程试验, 日本、韩国、印度等国家也相继在深海采矿领域开展了研究与实践[2]。

中国从“八五”开始深海采矿方面的技术研究,通过“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”的时间, 已完成大量的深海采矿系统关键装备的试验研究、样机研制和湖试验证等工作, 为深海采矿系统的整体联动提供了技术储备[2-3]。但是, 中国并没有真正意义上地开展过深海采矿全系统的联动试验, 各阶段在过程中可能存在的风险不明确, 国际上关于深海采矿系统的研究也很少有对整体系统的联动特性进行分析。

本文根据深海采矿系统整体联动模型与海洋油气工程平台作业模型的对比总结了两者区别所在,以采矿作业特点为基础进行了重点风险点分析, 以提升硬管为重点风险部件进行了悬挂模式及力学模型分析, 提出了深海采矿系统整体联动模型应急撤离时可根据实际情况选择的策略方案, 为深海采矿系统的研制和试验的联动控制提供理论依据和技术参考。

1 深海采矿系统整体联动模型

深海采矿作业需要将分散于海底表面上的多金属矿物等不断地进行采集, 然后将采集到的矿物传送至水面方便后续处理。……