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深海礦物輸運技術研究

主要研究自海底將礦石安全、高效提升輸送至海面采礦船的方法、技術和設備,研究管線形態、受力、尾礦、廢水排放技術以及對環境影響,設備、管線布放回收技術和升沈補償技術,探索深海礦物輸運新方法新技術等。 

成果: 

開展粗顆粒在管流中滑移行爲和輸送漿體的柱塞流形成演變機理的研究,完成了深海礦物水力提升管系的構型、濃度、受力及顆粒級配等參數的設計與優化,解決了管道輸送通暢性的難題。 

開展複雜海洋環境下深海礦物輸送中長距離提升管道內多相流響應和水動力學響應機理的研究,提升了長距離提升管道系統空間構型的結構穩定性,解決了管道輸送安全性的難題。 

試驗條件: 

礦物輸送實驗室占地面積爲360m2,建築面積1300m2,高30m、內徑200mm,可提供最大管網阻力2.5MPa的深海采礦提升試驗系統,試驗系統具備較爲完善的控制、測量和快速數據處理功能。適用于多金屬結核、富钴結殼、多金屬硫化物和其他海底固體物料提升參數試驗、泵工作性能試驗,以及中間倉的給料實驗。試驗系統包括:閉環提升試驗系統、開環提升試驗系統、兩座揚礦塔架、五個工作平台和測控系統控制室。 

2016年起,實驗室啓動了試驗管道改建工作,將采集行走試驗場與礦物輸送實驗室連接起來,使得輸送試驗管道總長達400m,高差近70m,最大管網阻力提升至4MPa,可用于測試6000m深海采礦系統大型提升泵和揚礦管道,且改變了以往采集和輸送試驗的分離狀況,形成了從海底礦物行走采集到礦物提升輸送的整體模擬試驗系統。 

 揚礦模擬試驗系統

 揚礦試驗裝置

 揚礦樓外景

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