多功能采矿船的制作方法

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种多功能采矿船。

背景技术：

海底蕴含丰富的矿产资源，随着装备能力的提升，人类能采掘得到深埋在海底的各类矿产，并对这些资源加以利用。海底采矿分为滨海采矿和深海采矿，滨海矿藏主要为钛铁矿、锆石、金红石、金刚石等，分布100米以上的浅海海底；深海矿藏主要为锰结核、煤、铜、锡、钾盐。西方国家早在上世纪六七十年代就积极发展海底采矿。目前，美国、法国、日本等国的深海挖矿设备，能挖掘2000米以下的海底矿藏。伴随技术比拼的是各国对海底资源的瓜分。

目前我国深海矿产资源开发能力严重不足。一是深海采矿技术发展滞后；二是深海采矿技术发展机制不顺。长期以来我国深海采矿技术装备缺乏明确的国家重大任务的专项支持，也没获得相关企业的重视和投入。

深海采矿技术在全球范围内都是难题，中国正在建造的全球第一艘深海采矿船，最大的设计作业水深能够达到2500米，这艘船上采用完整的矿物开采、深海矿石提升系统、脱水和装卸等配套系统，水下机器人及布放回收系统、起重机和直升机平台等。

现阶段的采矿的核心技术体现在两个方面：一是海底矿体的采掘，二是矿石的水下提升运输。目前技术走在前沿的国家主要是澳大利亚、加拿大、美国和日本，比较主流的采矿装置是链斗式、气压式和水泵式。

现有的主流采矿船是开采海底表层的矿产资源，杂质含量高，很难突破深海开采技术的壁垒。另外，国外的采矿设备大多采用单独的探测、采矿运输和装卸处理系统，矿石运输也是通过结构软管进行，整体采矿效率低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种多功能采矿船。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种多功能采矿船，其包括船本体，船本体外部设有可绕着船本体旋转的采矿作业运输管；采矿作业运输管的内腔连通于船本体的内腔；采矿作业运输管上设有用于使采矿作业运输管绕着船本体旋转并使采矿作业运输管定位于指定位置的全回转推进系统；采矿作业运输管上还设有用于对采矿作业运输管的动力定位进行辅助控制的侧推装置；采矿作业运输管内设有用于海底作业的海底采矿机器人；采矿作业运输管内还设有用于控制采矿作业运输管的浮态的压载水系统。

侧推装置的数量为两个；两个侧推装置分别设于采矿作业运输管的两侧。

全回转推进系统的数量为四个。

采矿作业运输管外壁设有两个环形部，每个环形部上各设有两个全回转推进系统。

采矿作业运输管可绕着船本体旋转的角度为180°。

船本体内设有用于对矿物进行收集、过滤、冲洗、脱水、分类存储等作业的采矿作业线。

采矿作业运输管内具有供海底采矿机器人将采集到的矿物运输到采矿作业线的运输通道。

采矿作业运输管和船本体之间为水密连接。

船本体为圆台状。

船本体上设有起重设备和直升机平台；船本体顶部设有信号接收设备。

本发明的有益效果在于：本发明的采矿船，集多种功能为一体，能够实现深海开采，能够提高采矿作业的自动化程度、提升效率。本发明的采矿船，推进效率高，提高了稳性，避免恶劣工况作业难的问题。本发明的采矿船，采矿作业运输管可以在水平状态和竖直状态之间的任意位置停留，从而适用于各种水深的作业工况。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的船本体的俯视示意图。

图3为本发明较佳实施例的一种工作状态的示意图。

图4为本发明较佳实施例的另一种工作状态的示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种多功能采矿船，其包括船本体10。本实施例中，船本体10为圆台状。船本体上设有圆台状的上层建筑。船本体上设有起重设备11和直升机平台12，船本体顶部设有信号接收设备13。

船本体10外部设有可绕着船本体旋转的采矿作业运输管20；采矿作业运输管20的内腔连通于船本体10的内腔。采矿作业运输管20和船本体10之间为水密连接。

采矿作业运输管20上设有用于使采矿作业运输管绕着船本体旋转并使采矿作业运输管定位于指定位置的全回转推进系统21。本实施例中，全回转推进系统的数量为四个。采矿作业运输管20外壁设有两个环形部24，每个环形部上各设有两个全回转推进系统。

采矿作业运输管20上还设有用于对采矿作业运输管的动力定位进行辅助控制的侧推装置22。本实施例中，侧推装置22的数量为两个；两个侧推装置分别设于采矿作业运输管的两侧。图1中仅显示一个侧推装置22，另一个在相对面，未显示出。

采矿作业运输管内还设有用于控制采矿作业运输管的浮态的压载水系统(图上未示出)。

在全回转推进系统21和侧推装置22的作用下，采矿作业运输管可绕着船本体旋转的角度为180°。采矿作业运输管可以从水平状态旋转到竖直状态，也可以从竖直状态旋转到水平状态。

在全回转推进系统21和侧推装置22的作用下，通过控制压载水系统，采矿作业运输管可以在水平状态和竖直状态之间的任意位置停留。

采矿作业运输管20内设有用于海底作业的海底采矿机器人23。

船本体10内设有用于对矿物进行收集、过滤、冲洗、脱水、分类存储等作业的采矿作业线(图上未示出)。

采矿作业运输管20内具有供海底采矿机器人将采集到的矿物运输到采矿作业线的运输通道(图上未示出)。

本实施例中，海底采矿机器人为两个，采矿作业线为两个。

本实施例的多功能采矿船，作业水深达到400米。如图4所示，采矿作业运输管处于竖直状态时，海底采矿机器人可以在水深达400米的海底作业。

本实施例的多功能采矿船，也可以在水深小于400米的海底作业。当作业水深小于400米时，通过控制全回转推进系统和侧推装置，使采矿作业运输管旋转，以使采矿作业运输管的底部处于海底采矿机器人可以工作的位置。在全回转推进系统和侧推装置的作用下，通过控制压载水系统，可以使采矿作业运输管定位于该位置，如图3所示，此时采矿作业运输管和水平面夹角为锐角。

本发明的多功能采矿船中，全回转推进系统和侧推装置还可以用于采矿船整体推进的推进系统，推进系统利用率高。

全回转推进系统和侧推装置提高了采矿船的稳性，即使恶劣工况时，仍能保持采矿船的稳性，使得采矿船在恶劣工况下仍能工作，提高了采矿船的安全性，也提高了采矿船的经济价值。

本发明包括船本体和集合了采矿作业和运输以及全回转推进于一体的采矿作业运输管，另外还配有直升机平台、信号接收设备、起重设备等附件。

本发明多功能采矿船主要功能如下：

1、勘探

采矿船达到矿区后，现场对海底矿区进行勘测，依靠自身功能强大的海底采矿机器人(rov)对海底矿区的矿物种类，矿物分布和海底作业环境系统分析，做出合理优化的采矿作业计划，大大提高作业效率。

2、海底采矿

对海底矿区勘测完毕，做出采矿作业计划后，采矿船就会按照制定的采矿计划进行全自动无人操作作业。

采矿作业时，采矿船可根据不同的作业水深，通过调整船体的压载和重量分布，船体上的三维全回转推进器同时工作，使船体的浮态发生变化并达到一个最佳作业状态，然后rov开始采矿工作，可以完成开掘、盾构、采矿、转运等一系列动作；运输到船体后，船体内的采矿作业线完成收集、过滤、冲洗、脱水、分类存储等一系列工作。

3、挖泥

多功能rov可进行小范围挖泥作业。

本发明具有以下特点：

1、全自动化操作

主船体采矿作业线实现全自动无人化操作，包括从采矿作业计划制定，通过海底采矿机器人(rov)实现开掘、盾构、采矿、转运等动作；采矿作业线对矿物进行收集、过滤、冲洗、脱水、分类存储等动作。

2、可采多种矿藏

海底采矿机器人(rov)，仅需替换采矿刀头，就可满足不同种类矿藏的开采。

3、高效率采矿作业

海底采矿机器人(rov)模块化集成功能，船舶能够边采矿边前进，垂潜作业，作业效率高

4、全回转推进环

采矿作业运输管上有4个全回转推进系统，解决推进器三维方向运动的问题。

本发明的采矿船，集多种功能为一体，能够实现深海开采，能够提高采矿作业的自动化程度、提升效率。

本发明的采矿船，推进效率高，提高了稳性，避免恶劣工况作业难的问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。