《瞄准前沿,推动深海矿产开发步入“快车道”》

  • 来源专题:关键矿产
  • 编译者: 欧冬智
  • 发布时间:2023-07-13
  • 深海是人类发展的战略资源宝库、科学发展的重要领域、维护国家海洋权益的主战场,关系到国家命运和大国地位。今年的政府工作报告提出,制定和实施国家海洋战略,维护国家海洋权益,保护海洋生态环境,拓展蓝色经济空间,建设海洋强国。面临新战略机遇期,该如何瞄准深海前沿领域,推动海洋技术实现高水平自立自强?记者近日就相关问题采访了中国船舶科学研究中心副主任叶聪、中国船舶科学研究中心研究员胡震。我国矿产资源安全形势严峻 “我国关键矿产资源对外依存度高,资源安全形势严峻。新能源产业已经成为引导我国国民经济高质量发展的战略高地和提高我国产业国际竞争力的重要支撑,关键金属的自给力不足,使矿产资源安全形势更为严峻。”叶聪说。
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    • 来源专题:关键矿产
    • 编译者:欧冬智
    • 发布时间:2023-07-13
    • 关键技术和环境影响挑战 1、技术装备挑战 (1) 深海采矿系统极其庞大 深海矿产资源开发是一项庞大且极其复杂的系统工程,涉及矿区资源勘探、采矿作业、矿物预处理以及全过程中的环境保护与恢复,开发过程受严格的环保要求及复杂海洋环境等方面的约束,技术体系极为复杂,其理论支撑、体系结构、作业模式、可靠性及运维技术等环节亟待提高。 (2) 深水环境条件极端恶劣 深海采矿通常是在水深可达 6000 m的海域进行,海洋环境下的风、浪、流以及内波等条件,将对于水面支持船、提升管道、海底采矿车在其安装、生产、维护、风险规避以及回收等各个阶段的正常运作和安全有着重要影响。 此外,深海地质、地形、水深、矿石赋存形式的复杂性,对于采矿车海底作业有着巨大挑战。 (3) 泵管关键设备可靠性不足 长距离输送中,单台提升泵难以满足水深要求,多级提升泵串联则需要实现功率扬程匹配,系统可靠性面临较大挑战。提升泵的耐腐蚀、耐磨损、耐冲击等技术难题仍未解决。矿石提升系统中大颗粒固液两相流存在堵塞风险,在复杂海洋环境中超长管系的动力响应机理还不明确,对于管道系统的可靠性设计研究不够深入。 (4) 多元信息融合和协同作业困难 海底采矿车定位导航困难, 需设计以惯性导航为主,多普勒测速仪、深度计、高度计、声呐、水下摄像装置等传感器为辅的综合导航系统,基于多传感器信息融合技术,实现水下采矿车的精准定位、协同控制和精确跟踪。目前国产组合导航定位装备和算法的深水定位精度不够;国产大功率深水电缆和光纤技术的稳定性与可靠性有待提高;深海传感器、水密接插件、中央控制系统等关键元器件较多依赖进口,自有产品的稳定性和可靠性仍需进一步提高。
  • 《深海沉积矿产成矿机制研究:进展与展望》

    • 编译者:欧冬智
    • 发布时间:2024-12-10
    • 深海沉积矿产,包括富钴结壳、多金属结核和富稀土沉积物,富含锰、钴、镍、铜和稀土等关键金属元素,是可开发的战略性资源。三者的成矿过程相互关联,海水在其中发挥重要作用。以往的研究多聚焦于单一矿产,限制了对深海成矿过程的整体理解。本文建议采用地球系统科学思想,集中研究多圈层相互作用下的成矿元素源-运-聚过程及三者的时空耦合机制,以为深海成矿预测提供理论指导,从而应对新能源等新兴产业对矿产资源的需求。