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深海矿物输运技术研究

主要研究自海底将矿石安全、高效提升输送至海面采矿船的方法、技术和设备,研究管线形态、受力、尾矿、废水排放技术以及对环境影响,设备、管线布放回收技术和升沉补偿技术,探索深海矿物输运新方法新技术等。 

成果: 

开展粗颗粒在管流中滑移行为和输送浆体的柱塞流形成演变机理的研究,完成了深海矿物水力提升管系的构型、浓度、受力及颗粒级配等参数的设计与优化,解决了管道输送通畅性的难题。 

开展复杂海洋环境下深海矿物输送中长距离提升管道内多相流响应和水动力学响应机理的研究,提升了长距离提升管道系统空间构型的结构稳定性,解决了管道输送安全性的难题。 

试验条件: 

矿物输送实验室占地面积为360m2,建筑面积1300m2,高30m、内径200mm,可提供最大管网阻力2.5MPa的深海采矿提升试验系统,试验系统具备较为完善的控制、测量和快速数据处理功能。适用于多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物和其他海底固体物料提升参数试验、泵工作性能试验,以及中间仓的给料实验。试验系统包括:闭环提升试验系统、开环提升试验系统、两座扬矿塔架、五个工作平台和测控系统控制室。 

2016年起,实验室启动了试验管道改建工作,将采集行走试验场与矿物输送实验室连接起来,使得输送试验管道总长达400m,高差近70m,最大管网阻力提升至4MPa,可用于测试6000m深海采矿系统大型提升泵和扬矿管道,且改变了以往采集和输送试验的分离状况,形成了从海底矿物行走采集到矿物提升输送的整体模拟试验系统。 

 扬矿模拟试验系统

 扬矿试验装置

 扬矿楼外景

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