【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采矿领域，具体涉及一种海底采矿方法。
技术介绍
1、富钴结壳是一种富含钴、镍等元素的海底壳层状矿物，以不同的厚度粘附在海山基岩上，结壳的抗剪、压强度类似于中等硬度的煤，而基岩的强度与花岗岩类似。富钴结壳的开采是要将结壳从基岩上剥离并采集到海底采矿车上，且为了保证回采率，要求尽可能不将结核余留在基岩上，同时为了降低矿物贫化率，又要求尽可能不将基岩也破碎剥离掉并夹杂在矿物中一同采集到采矿车上。因为结壳的厚度在4-20厘米间变化，且矿床表面也存在不平整的情况，采用传统的截齿螺旋滚筒、切削刀盘等机械切削破碎的采矿方法很难同时满足上述两方面的要求。
2、电水锤技术又称液电效应，近年来电水锤技术也在逐步实验性地应用于海中勘探领域和矿石破碎，其原理是脉冲发生器将电能变成应力冲击波,它通过液体介质传播到海底矿石上，造成矿床岩石的分裂或破碎。申请号为202010026448.6的专利技术专利公开了一种深海采矿方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1，将深海采矿设备下沉至海底采矿区域，步骤s2，将脉冲爆丝组的爆丝单元的窗口至对准爆破区域；步骤s3，强脉冲电源对爆丝单元的爆丝通以强脉冲电流，爆丝单元的爆丝以及爆丝区域的海水瞬间气化掉，产生冲击波，通过海水的冲击破碎岩石。该专利技术通过产生瞬间高压，产生冲击波压碎矿层，可以通过控制脉冲电压和电流以控制金属丝爆炸所产生冲击波的压强，以此控制破碎头来破碎不同厚度的岩石，解决了对于深海复杂海况，矿层分布不均匀的采矿环境的矿层采集和开发。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种海底采矿方法，该采矿方法能够在提高采矿车在海山富钴结壳地形不平整的采矿环境中的回采率的同时降低贫化率。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
3、一种海底采矿方法，包括：
4、步骤1：将处于收拢状态的采矿车从海面下放至海底的采矿区域；
5、步骤2：将采矿车由收拢状态变为展开状态；
6、步骤3：通过采矿车上的破岩单元对矿层进行间歇式破岩操作，使得矿层破碎；
7、步骤4：通过采矿车上的采掘单元对破碎后的矿层进行挖掘，并通过吸矿管将挖起的矿物进行吸取采集。
8、作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤3中包括：
9、步骤3.1：将破岩单元的金属丝阵单元输送至破岩操作的矿层区域的正上方并打开金属丝阵单元，使得金属丝阵单元上的金属丝外露；
10、步骤3.2：通过强脉冲电源对金属丝阵单元通以强脉冲电流，使得金属丝爆炸并瞬间气化掉，产生冲击波使得海水冲击并破碎矿层。
11、作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤3.1中包括：
12、步骤3.11：通过第一输送机构将收纳腔内的金属丝阵单元转运至输送通道内；
13、步骤3.12：通过第二输送机构推动金属丝阵单元沿输送通道输送至丝爆腔内；
14、步骤3.13：位于丝爆腔内的两个电极夹持金属丝阵单元的两端；
15、步骤3.14：通过第二输送机构抽出金属丝阵单元上的主体件，使得金属丝外露在丝爆腔内；
16、步骤3.15：回收从金属丝阵单元上抽出的主体件。
17、作为上述技术方案的进一步改进，所述收纳腔内的金属丝阵单元随采矿车的行进间歇输送至输送通道内。
18、作为上述技术方案的进一步改进，在金属丝阵单元沿输送通道进行输送时，输送通道处于打开状态；在金属丝阵单元通以强脉冲电流时，输送通道处于关闭状态。
19、作为上述技术方案的进一步改进，所述破岩单元包括第一座体，第一座体的顶端固定于采矿车的采矿座上，第一座体的底端设有双履带式的履带行进装置，第一座体上开设有用于容纳金属丝阵单元的收纳腔，第一座体的底面上开设有丝爆腔，收纳腔和丝爆腔之间通过输送通道实现连通，丝爆腔内设有用于分别夹持金属丝阵单元的两端的两个夹具，第一座体上设有用于控制夹具开合的第一驱动装置，两个夹具上分别设有第一电极和第二电极。
20、作为上述技术方案的进一步改进，所述采掘单元包括第二座体，第二座体的顶端固定于采矿车的采矿座上，第二座体的底端上呈左右对称设置有采掘轮，第二座体上设有用于驱动两个采掘轮同步反向转动的驱动机构，采矿车上吸矿管的外端穿设并固定于第二座体上且吸矿管的吸矿口位于两个采掘轮之间。
21、作为上述技术方案的进一步改进，所述金属丝阵单元包括主体件、第一金属盘以及第二金属盘，主体件上设有插片，第一金属盘上沿其边沿贯穿开设有用于供插片穿过的穿孔，穿孔呈圆弧线状，第二金属盘上开设有用于供插片插接的插槽，第一金属盘和第二金属盘均与主体件可拆卸式安装，第一金属盘的直径大于主体件的直径且第二金属盘的直径与第一金属盘的直径相同，第一金属盘和第二金属盘之间通过若干金属丝实现连接，金属丝之间相平行设置。
22、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一输送机构包括转运座，转运座呈圆柱状且其转动设置于第一座体上，转运座和履带行进装置的电机之间依次通过齿轮传动机构、锥齿轮传动机构、槽轮传动机构以及同步带传动机构实现传动连接，转运座的顶端穿过收纳腔的底面并位于收纳腔内，转运座的侧面上沿其周向等间距贯穿开设有用于收纳金属丝阵单元的容纳槽，输送通道位于转运座的正下方且其能够与容纳槽相连通。
23、作为上述技术方案的进一步改进，所述第二输送机构包括推动座，推动座滑动设置于输送通道内，第一座体上安装有用于驱动推动座沿输送通道滑动的第二驱动装置，推动座上设有用于夹住主体件的第一夹块和第二夹块，第一夹块一体式连接于推动座上，第二夹块滑动设置于推动座上，推动座上设有用于驱动第二夹块相对推动座直线移动的第三驱动装置，输送通道的底面上开设有用于供主体件穿过的通孔，第一座体上开设有回收腔，通孔与回收腔相连通。
24、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：
25、(1)本专利技术通过破岩单元和采掘单元的设置，使得采矿车能够根据矿层的厚度选择不同的采矿方式进行采矿操作，提高了采矿方式的灵活性和装置的利用率，同时利用结壳与基岩间抗剪、压强度的差异，以先对矿层进行破岩操作再进行挖掘操作的方式，在提高回采率的同时也降低了贫化率，并能够降低采掘单元由于矿层硬度过高而受到的损伤，从而保证采矿车的采矿效率。
26、(2)本专利技术通过在将采矿车下放至海底时以及从海底收回时能够进行收拢状态和展开状态之间的切换，从而以减小在采矿车下放和回收过程中的体积来降低海流冲击造成的影响，从而保障了采矿车下放和收回操作的流畅性。
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1.一种海底采矿方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海底采矿方法，其特征在于，所述步骤3中包括：
3.根据权利要求2所述的海底采矿方法，其特征在于，所述步骤3.1中包括：
4.根据权利要求3所述的海底采矿方法，其特征在于：所述收纳腔内的金属丝阵单元随采矿车的行进间歇输送至输送通道内。
5.根据权利要求3所述的海底采矿方法，其特征在于：在金属丝阵单元沿输送通道进行输送时，输送通道处于打开状态；在金属丝阵单元通以强脉冲电流时，输送通道处于关闭状态。
6.根据权利要求1所述的海底采矿方法，其特征在于：所述破岩单元包括第一座体，第一座体的顶端固定于采矿车的采矿座上，第一座体的底端设有双履带式的履带行进装置，第一座体上开设有用于容纳金属丝阵单元的收纳腔，第一座体的底面上开设有丝爆腔，收纳腔和丝爆腔之间通过输送通道实现连通，丝爆腔内设有用于分别夹持金属丝阵单元的两端的两个夹具，第一座体上设有用于控制夹具开合的第一驱动装置，两个夹具上分别设有第一电极和第二电极。
7.根据权利要求1所述的海底采矿方法，其特征在
8.根据权利要求2所述的海底采矿方法，其特征在于：所述金属丝阵单元包括主体件、第一金属盘以及第二金属盘，主体件上设有插片，第一金属盘上沿其边沿贯穿开设有用于供插片穿过的穿孔，穿孔呈圆弧线状，第二金属盘上开设有用于供插片插接的插槽，第一金属盘和第二金属盘均与主体件可拆卸式安装，第一金属盘的直径大于主体件的直径且第二金属盘的直径与第一金属盘的直径相同，第一金属盘和第二金属盘之间通过若干金属丝实现连接，金属丝之间相平行设置。
9.根据权利要求3所述的海底采矿方法，其特征在于：所述第一输送机构包括转运座，转运座呈圆柱状且其转动设置于第一座体上，转运座和履带行进装置的电机之间依次通过齿轮传动机构、锥齿轮传动机构、槽轮传动机构以及同步带传动机构实现传动连接，转运座的顶端穿过收纳腔的底面并位于收纳腔内，转运座的侧面上沿其周向等间距贯穿开设有用于收纳金属丝阵单元的容纳槽，输送通道位于转运座的正下方且其能够与容纳槽相连通。
10.根据权利要求3所述的海底采矿方法，其特征在于：所述第二输送机构包括推动座，推动座滑动设置于输送通道内，第一座体上安装有用于驱动推动座沿输送通道滑动的第二驱动装置，推动座上设有用于夹住主体件的第一夹块和第二夹块，第一夹块一体式连接于推动座上，第二夹块滑动设置于推动座上，推动座上设有用于驱动第二夹块相对推动座直线移动的第三驱动装置，输送通道的底面上开设有用于供主体件穿过的通孔，第一座体上开设有回收腔，通孔与回收腔相连通。
...【技术特征摘要】
1.一种海底采矿方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海底采矿方法，其特征在于，所述步骤3中包括：
3.根据权利要求2所述的海底采矿方法，其特征在于，所述步骤3.1中包括：
4.根据权利要求3所述的海底采矿方法，其特征在于：所述收纳腔内的金属丝阵单元随采矿车的行进间歇输送至输送通道内。
5.根据权利要求3所述的海底采矿方法，其特征在于：在金属丝阵单元沿输送通道进行输送时，输送通道处于打开状态；在金属丝阵单元通以强脉冲电流时，输送通道处于关闭状态。
6.根据权利要求1所述的海底采矿方法，其特征在于：所述破岩单元包括第一座体，第一座体的顶端固定于采矿车的采矿座上，第一座体的底端设有双履带式的履带行进装置，第一座体上开设有用于容纳金属丝阵单元的收纳腔，第一座体的底面上开设有丝爆腔，收纳腔和丝爆腔之间通过输送通道实现连通，丝爆腔内设有用于分别夹持金属丝阵单元的两端的两个夹具，第一座体上设有用于控制夹具开合的第一驱动装置，两个夹具上分别设有第一电极和第二电极。
7.根据权利要求1所述的海底采矿方法，其特征在于：所述采掘单元包括第二座体，第二座体的顶端固定于采矿车的采矿座上，第二座体的底端上呈左右对称设置有采掘轮，第二座体上设有用于驱动两个采掘轮同步反向转动的驱动机构，采矿车上吸矿管的外端穿设并固定于第二座体上且吸矿管的吸矿口位于两个采掘轮之间。
8.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐新孝，潘化若，
申请(专利权)人：深圳市大康环保创新发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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