欢迎国内外从事开发海洋矿产资源科研单位合作应用史无前例的海洋洋底无动力真空自动抽吸矿产资源大型系统！

能为中国GDP增长1%—3%的重大科研项目

海洋洋底无动力真空自动抽吸矿产大型系统

    浩瀚的大洋洋底蕴藏着丰富的矿产资源，其中包括多金属结核、富钴结壳、热液硫化矿等。我国自上世纪80年代末开始对深海矿产资源进行勘探。上世纪90年代末起，勘探重点从原来的多金属结核转向深海富钴结壳，开发海洋已经成为世界主要大国的重要战略目标。金属锰结核是一种具有很大开采价值的深海矿物资源，直径一般为1mm～200mm，广泛地分布于大洋4000米～6000米深的海底沉积物上。不久前联合国宣布我国为开采海底矿藏的先驱国家，并划定夏威夷东南海域为我国的开采地区。为了开发这种贵重的多金属结核，国内外已开发出几种可能的采矿系统。深海金属矿产资源的开发，由于技术难度特别大，加之各方面的制约，到21世纪，随着陆地金属矿产资源逐渐枯竭和我国国民经济发展对这些矿产资源需求的日益增加，随着科学技术的进一步发展及国际关系的逐步缓和，深海金属矿产资源开发必将成为一项高产出、高效益的产业。

    从海底向水面输送采集到的矿物技术，各国研究了水力提升技术，气力提升技术、轻介质提升、重介质提升、管道容器提升，以及将收集和运输结合在一起的连续绳斗法，穿梭艇法等近十种方法。以美国为首的几个财团的七十年代末的海上试验中进行过输送方法有，OMCO的气力提升，OMI的水力和气力提升，OMA的气力提升，证明了水力提升和气力提升对开采多金属结核的技术可行性和工业应用前景。研究能从深海底向海面输送多种固体矿物的输送技术（包括适合不同水深和开采条件的机械提升、管道提升和机械管道联合提升技术），研究固体矿物制备装载技术，研制适用于深海矿物提升的管道和设备定位、及提升设备作业控制的测控技术；研制大功率高扬程粗颗粒深水输送泵及电机，研制功率1000千瓦，扬程1000米以上的多级深水粗颗粒潜水输送泵；研究水下大功率高压输配电及大型设备的控制与保护技术；

    经过我公司科研人员近18年的刻苦攻关，打破常规，最具有实用前途、科学合理的海洋洋底无动力真空自动采吸矿产（热液）大型系统终于问世。它由海上平台（船）、大直径虹吸管（可匹配直径2米至4米钢管）、储料罐、动力排水管等组成 (参见下图)。海上平台（船）底部匀布悬挂至少两对浮筒式储料罐，浮筒式储料罐直径在几米至十几米、深度15—20米，底部可灵活开关。无动力真空自动采吸矿产系统的作业过程为：将海上平台（船）底部匀布悬挂至少两对浮筒式储料罐、浮筒式储料罐的罐底开启后可在海上自由行驶到目的地后，关闭浮筒式储料罐的罐底，用动力排水管将罐内海水抽干，巨大的浮力将海上平台（船）托起，在远距离自动扫描系统的探测下，自行式集矿机将露存在大面积洋底沉积物上的结核采集后，由虹吸软管连接的虹吸装置吸矿口，依靠海平面与深度15—20米储料罐之间形成的巨大落差作为强大的动力，其吸矿口压强每平方厘米可达2kg，直接提升的锰结核直径能在5mm～100mm之间，锰结核沿主管道上升进入各个储料罐内。由于虹吸管主管道潜入海水部分是敞开式管道，不管海洋洋底深度有六千米，其某一标高、虹吸管内外的压强是相互平衡的，不必担心管道承受压力问题。储料罐内安装的动力排水管在大型虹吸管提升矿物的同时不间断排除进入罐内的海水，待储料罐内矿石达到一定高度，与海平面之间形成的落差渐小，虹吸流量也逐渐趋小，这时，预先放进储料罐内的钢丝网将矿石起吊到平台（船）上；落差恢复变大，虹吸采矿又继续工作。

    地球的表面71%被海水覆盖，而海洋的平均水深是3800米，其中超过2000米的深海区占海洋面积的84%。巨厚的海水，使人类认识深海底部非常困难，以至于在人类早就踏上月球的今天，仍然无法在深海洋底留下足迹。一般潜水装置进不了洋底区域，若发现该区域蕴藏石油或其它矿产（锰结核），可将无动力真空虹吸矿产大型系统配置到海上平台上，平台下部均匀分布几对直径数米、深度数十米的储料罐作为浮力支撑，不必配备平台支撑架，即可使平台在海上自由移动，大口径（直径2米至6米的虹吸管制造技术已相当成熟）钢（硬软结合）管直插到洋底深处，虹吸管顶端露出海平面，虹吸管出口安装在深度20米储料罐内，在大气压及强大落差的作用下形成虹吸，无须任何动力，依靠大气压及数十米的压差势能的作用，直径在5mm至150mm的金属结核矿石或热液将从数百米或数千米深被自动抽吸（无须任何外来动力）到离洋面20米深的空蓄罐里，再利用动力机械将其提升到采矿平台，可节省常规抽吸动力90%以上。

    该大型系统为国内外首创，结构简单、效率高，故障少、节省能源、可不间断工作。硬件（指虹吸管的直径与长度）需要多大多长，均能满足客户的需求，其尖端制造技术已相当成熟，2003年，我公司已在浙江省杭州市成功实施直径1530毫米虹吸管，并申报吉尼斯世界纪录。希望国家海洋勘探开采有关部门起用具有中国知识产权的高科技产品，使中国的海洋开采技术跃升为世界最前列，为国家创造巨大的财富，初步估计创造产值可达到中国一年GDP产值的1%—3%，并向其他工业先进国家输送技术。

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中国研制并成功运行

             世界最大直径虹吸管                  

    虹吸是大自然赐予人类利用大气压这永不消逝的能量与真空之间存在的压差，加上落差势能合二为一、特殊的、无须任何其它动力的水流现象。一般情况下，大气压的压水高度为10.336米，这个数值告诉我们，从理论上，虹吸管能跨越10.336米的高度向外引流，虹吸管的最大直径可达10米。

    自从水的虹吸现象为人类所发现及利用，年代已相当久远。可人们对虹吸现象的研究，到目前还仅是表面的，实际工程中也只能实施直径在600毫米以下的虹吸管，并笼统地将它归纳在“重力流”范畴内。深入的研究与实施难度极大，其原因是，继续加大虹吸管实施直径及提高其真空度相当困难，导致管内水充盈度难以达到正常的运行状态。人们无法实际观察到超大直径的虹吸管在水充盈度很高的情况的运行流态，也就无法对虹吸做出正确的分析与描述。

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