深海多金属结核采矿车与底质相互作用机制及其环境影响研究进展_中国煤炭行业知识服务平台

深海多金属结核采矿车与底质相互作用机制及其环境影响研究进展

作者

陈旭光栾鲁宝张宁沙飞刘金忠
单位

中国海洋大学工程学院华北电力大学水利与水电工程学院山东科技大学土木工程与建筑学院
摘要

深海蕴藏有丰富的固体矿产资源，对其合理开发利用可满足我国新能源、高新技术产业发展对战略性金属资源的需求，是保障我国经济高质量发展的具体举措.本文首先回顾了国内外深海采矿系统的发展历程，然后针对当前最具商业前景的深海履带式采矿车系统，分别围绕深海稀软底质土-动态装备耦合作用、深海稀软底质的射流侵蚀机制和深海多金属采矿环境效应这3个方面展开综述，分析了当前深海履带式采矿车系统所涉及的关键力学问题和研究进展，提出如下发展建议：亟需进一步完善动态牵引力模型，结合深海稀软底质力学特性，建立采矿车牵引性能与行驶稳定性分析方法；厘清射流参数对结核的起动、内外流场以及对稀软底质的侵蚀作用；明晰深海采矿沉积物羽流生成和发展机制，评估羽流的环境影响效应，并研发羽流监测与抑制方法.
关键词

深海采矿沉积物采矿车行进射流采集羽状流
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金联合基金项目(U1906234)；国家杰出青年基金项目(52225107)；国家重点研发计划项目(2021YFC2801500)；中央高校基本科研业务费专项项目(202041004)；
文章目录

1 国内外深海采矿系统概述
2 深海稀软底质土-动态装备耦合作用
2.1 稀软土的动态特性
2.1.1 稀软土的变形特性
2.1.2 稀软土的流变特性
2.2 DSMV的行驶特性
3 深海稀软底质的射流侵蚀机制
3.1 射流对稀软底质的冲蚀作用
3.2 水力扰动触发、羽流萌生
4 深海多金属采矿环境效应
4.1 深海采矿沉积物羽流的形成及发展机制
4.2 深海采矿沉积物羽流的环境影响
4.3 深海采矿环境监测与羽流抑制技术
4.3.1 深海采矿环境监测技术
4.3.2 深海多金属结核开采沉积物羽流抑制技术
5 结语