一种海底履带行驶时对环境低扰动的方法与流程

本发明属于深海矿产资源开发，涉及一种海底履带行驶时对环境低扰动的方法。

背景技术：

1、目前国内外开展海上多金属结核开采试验所用的履带式采矿车，均通过马达驱动履带运转、履齿剪切海底沉积物底质产生的剪切力，提供稳态行驶所需的牵引力。因为海底沉积物粒径极小，经履齿剪切扰动并被履齿平动运移至采矿车尾部、并继续跟随履齿向上运动脱离海底面后，将产生泥-水混合状的羽状流。羽状流在海底流作用下扩散，将对周边水体的生物产生影响；而羽状流中沉积物颗粒随在扩散过程中逐步沉降，将影响海底表生生物。因此，在采矿活动中需要进行环境影响监测评估与环境扰动控制。

2、目前，业内对采矿车行驶过程造成环境影响的研究尚处于起步阶段，主要采用浊度计等监测仪器监测相关数据，尝试进行环境影响评价。

3、针对现有履带式采矿车易造成较大海底环境扰动的问题，缺乏一种具有抑制羽状流形成初始高度和扩散幅度，并降低羽状流中沉积物颗粒浓度功能的行驶平台，无法实现履带行驶过程中低环境扰动的目标，因此难以进行履带式采矿车的海底环境扰动研究。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海底履带行驶时对环境低扰动的方法。

2、本发明提供的这种海底履带行驶时对环境低扰动的方法，采用的履带行驶平台包括平台车架、履带行驶机构、羽流抑制罩体、水射流装置和羽流处理装置；平台车架为长方体形框架，其两侧独立设置有履带行驶机构；履带行驶机构包括履带架、驱动轮、引导轮和履带，履带架后端设置有驱动轮，履带架前端设置引导轮；履带行驶机构外罩有通过平台车架安装固定的羽流抑制罩体；水射流装置安装于羽流抑制罩体内，其射流喷嘴对准履带尾部，高度位置靠近履带与沉积物分离界面；通过海底环境下的成组扇形射流，将附着在履带板齿之间的沉积物冲刷剥离，并通过扇形交错射流形成的水幕屏障，将履带履齿脱离沉积物表面时产生的羽状流和冲洗后形成羽状流压制在水幕之下，控制其产生的初始高度，并降低羽状流浓度；羽流处理装置包括过滤舱、矿浆泵和抽吸管道，抽吸管道进入羽流抑制罩体内，矿浆泵通过抽吸管道将产生的羽状流抽吸至过滤舱中，以此实现降低行驶中产生羽状流浓度。

3、上述方法的一种实施方式中，所述履带行驶机构还包括支重轮和托体；履带架的底端均匀设置有七个支重轮，履带架的顶端中央位置设置有托体。

4、上述方法的一种实施方式中，所述履带架及其前后的驱动轮、引导轮围绕有履带，履带包括链条和链条上的履带板齿；支重轮压在下半段的履带上，托体将上半段的履带托起。

5、上述方法的一种实施方式中，所述羽流抑制罩体的内侧通过紧固件与履带架的内侧面连接。

6、上述方法的一种实施方式中，所述履带架、所述羽流抑制罩体与所述平台车架间通过紧固件固定；两羽流抑制罩体的顶端和平台车架的顶端通过紧固件均匀连接有三根固定杆。

7、上述方法的一种实施方式中，所述水射流装置包括射流水泵和射流喷嘴；射流水泵固定于所述平台车架上；多个射流喷嘴均匀安装于所述羽流抑制罩体内腔的后侧面，高度靠近履带与沉积物分离界面；射流水泵和各射流喷嘴间通过管路连通；射流喷嘴的射流为扇形。

8、上述方法的一种实施方式中，所述羽流处理装置包括过滤舱、马达、矿浆泵和抽吸管路；过滤舱为一矩形舱，其内斜放有两张过滤网；过滤舱设置于平台车架的后端上；矿浆泵设置于过滤舱后端，马达设置于矿浆泵上；抽吸管路将矿浆泵和过滤舱接通；同时另一段抽吸管路与矿浆泵连接后，经过两侧羽流抑制罩体后端的外侧表面孔洞进入罩体内部。

9、上述方法的一种实施方式中，所述过滤舱的底端开有向下的舱门，所述平台车架后端设置启闭油缸与舱门连接。

10、本发明的有益效果为：

11、通过降低履带式采矿车行驶过程中羽状流产生及对外扩散的初始高度，以此降低在海底流作用下的扩散幅度；通过射流和抽吸后过滤处理等手段，降低羽状流浓度，以抑制其对海底的影响程度；实现低扰动海底行走采集的目标。

技术特征：

1.一种海底履带行驶时对环境低扰动的方法，其特征在于：该方法采用的履带行驶平台包括平台车架、履带行驶机构、羽流抑制罩体、水射流装置和羽流处理装置；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述履带行驶机构还包括支重轮和托体；履带架的底端均匀设置有七个支重轮，履带架的顶端中央位置设置有托体。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述履带架及其前后的驱动轮、引导轮围绕有履带，履带包括链条和链条上的履带板齿；支重轮压在下半段的履带上，托体将上半段的履带托起。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述羽流抑制罩体的内侧通过紧固件与履带架的内侧面连接。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述履带架、所述羽流抑制罩体与所述平台车架间通过紧固件固定；两羽流抑制罩体的顶端和平台车架的顶端通过紧固件均匀连接有三根固定杆。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水射流装置包括射流水泵和射流喷嘴；

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述羽流处理装置包括过滤舱、马达、矿浆泵和抽吸管路；

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述过滤舱的底端开有向下的舱门，所述平台车架后端设置启闭油缸与舱门连接。

技术总结
本发明公开了一种海底履带行驶时对环境低扰动的方法，该方法采用的履带行驶平台包括平台车架、履带行驶机构、羽流抑制罩体、水射流装置和羽流处理装置；平台车架为长方体形框架，其两侧独立设置有履带行驶机构；履带行驶机构包括履带架、驱动轮、引导轮和履带，履带架后端设置有驱动轮，履带架前端设置引导轮；履带行驶机构外罩有通过平台车架安装固定的羽流抑制罩体；本发明通过降低履带式采矿车行驶过程中羽状流产生及对外扩散的初始高度，以此降低在海底流作用下的扩散幅度；通过射流和抽吸后过滤处理等手段，降低羽状流浓度，以抑制其对海底的影响程度；实现低扰动海底行走采集的目标。

技术研发人员：陈秉正,陈争,江敏,李江明,艾杨,臧龙,宋其新,朱炜
受保护的技术使用者：长沙矿山研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22