【技术实现步骤摘要】
一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置及其使用方法
本专利技术涉及海底采矿作业设备，尤其涉及一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置及其使用方法。
技术介绍
深海海底蕴含丰富的多金属结核以及钴结壳等固体矿石资源，已探明的储量达数百亿吨，开发深海矿产资源是解决全球资源、能源紧缺问题的重要方向。深海洋底多金属结核资源赋存环境恶劣，多金属结核资源呈面式分布，面富集程度约6～10kg/m2，赋存分散，且仅赋存于海底0～25cm表层稀软土中，赋存土体抗剪强度低(0～6kPa)，承载能力差。集矿车前方射流破土采矿，海底稀软底质土受到较大扰动，其承载能力大幅度下降。而集矿车一般在下潜时需要依赖自身装配的大量配重物，其本身质量又较大，因此，集矿车行走过程中极易发生沉陷。承载土体沉陷破坏类型与陆地整体剪切破坏不同，类似冲剪破坏，将会导致沉陷发生突然，使集矿车停止工作，严重影响采矿效率。并且，深海矿车自身能源有限，为保证矿车的正常、持久运行，降低脱困过程中的能耗是十分必要的。申请号为201710695314.1的中国专利申请公布了一种...
【技术保护点】
1.一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置，包括装配支架、抛载系统、抛射系统、控制系统，其特征在于：/n装配支架呈箱体状，固定在海底集矿车上，并具有若干封闭空腔；抛载系统、抛射系统、控制系统均设置在装配支架上；/n抛载系统包括配重物、配重物线缆、配重物固定支架、配重物回收腔；配重物回收腔有四个，设置在装配支架四个角部；配重物回收腔内设置有配重物绕线转轴、配重物固定支架，配重物绕线转轴通过配重物线缆连接配重物；配重物可收纳于配重物回收腔中；/n抛射系统包括抛射锚、抛射腔、抛射锚线缆、抛射锚回收转轴、滑轮、弹簧、助推装置；所述抛射锚包括两块内置电磁铁的锚板、抛射锚控制器，两块锚板...
【技术特征摘要】
1.一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置，包括装配支架、抛载系统、抛射系统、控制系统，其特征在于：
装配支架呈箱体状，固定在海底集矿车上，并具有若干封闭空腔；抛载系统、抛射系统、控制系统均设置在装配支架上；
抛载系统包括配重物、配重物线缆、配重物固定支架、配重物回收腔；配重物回收腔有四个，设置在装配支架四个角部；配重物回收腔内设置有配重物绕线转轴、配重物固定支架，配重物绕线转轴通过配重物线缆连接配重物；配重物可收纳于配重物回收腔中；
抛射系统包括抛射锚、抛射腔、抛射锚线缆、抛射锚回收转轴、滑轮、弹簧、助推装置；所述抛射锚包括两块内置电磁铁的锚板、抛射锚控制器，两块锚板一端通过抛射锚轴活动连接，通过抛射锚控制器开闭内置电磁铁使得两块锚板绕抛射锚轴旋转开合；两块锚板另一端边缘设有倒刺；抛射腔设置为三个，分别设于装配支架前端、左侧及右侧；抛射腔内设置有抛射锚回收转轴、弹簧、助推装置，抛射锚回收转轴通过抛射锚线缆与抛射锚上的抛射锚轴连接；抛射锚可收纳于抛射腔内；
控制系统控制抛载系统、抛射系统的工作。
2.根据权利要求1所述的一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置，其特征在于，配重物线缆通过挂钩连接配重物。
3.根据权利要求1所述的一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置，其特征在于，配重物为高质量耐压实体，为大底圆锥型。
4.根据权利要求1所述的一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置，其特征在于，配重物固定支架由两个半环状支架组成。
5.根据权利要求1-4所述的一种海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置，其特征在于，抛射腔边缘设有滑轮。
6.一种如权利要求1-5之一所述的海底集矿车抛载式沉陷脱困自救装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)抛载：通过控制系统发出指令，配重腔内的配重物绕线转轴转动，同时，配重物固定支架打开；配重物线缆在配重物的重力作用及配重物绕线转轴的带动下向下延伸，由于沉陷区土体强度较弱，配重物沉入泥面以下，直至平衡状态；所述配重物线缆继续放出一段距离，保证配重物高强度线缆处于松弛状态，预留出集矿车上浮距离长度；此时，根据设计，由于配重物的下抛，装配有本装置的集矿车的重力减小，其所受浮力大于重力，集矿车向上运动脱离沉陷区；当集矿车上升一定高度后，配重物线缆变为拉伸状态，集矿车在浮力、重力及线缆拉力下处于一个新的平衡状态；
(2)抛射：待探测系统确定数据后，确定集矿车的待位移方向，选择抛射不同位置的抛射锚；控制系统发出指令，相应抛射腔释放抛射锚线缆，抛射锚弹力推动作用下向待位移方向弹出，插入待位移方向土体，完成抛射过程，抛射锚仍处于闭合状态；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭光，牛小东，王立振，卢光坤，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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