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長沙礦山研究院有限責任公司海洋采礦研究所不久前傳來喜訊——“一種海底富鈷結殼礦區(qū)采礦實驗車”獲得國家發(fā)明專利。該專利為“十二五”國家大洋重大專項“富鈷結殼資源評價”的重點專項“富鈷結殼開采可行性及規(guī)模取樣裝置研究”前期研究的階段成果。該成果計劃今年在西太平洋我國富鈷結殼合同區(qū)內應用。

此項發(fā)明專利的獲批意義重大。該海底富鈷結殼礦區(qū)采礦實驗車采用船載萬米光纖纜吊放、供電和通信，可在4000米水深工作。

據了解，海底礦藏豐富，除油氣資源和海濱礦砂外，還有多金屬結核、富鈷結殼和多金屬硫化物等金屬礦產資源。2014年，我國通過與國際海底管理局簽訂勘探合同在西北太平洋海山區(qū)獲得一塊面積為3000平方千米的富鈷結殼礦區(qū)；勘探時間為15年，我國需在第8年、第10年分別完成勘探區(qū)面積1/3的區(qū)域放棄，最終保留1000平方千米作為享有優(yōu)先開采權的礦區(qū)。

根據《大洋富鈷結殼資源勘查規(guī)范》，我國富鈷結殼資源勘查分為資源調查、一般勘探和詳細勘探三個階段。通過近3年海上加密試驗、室內理論總結探索，目前我國富鈷結殼資源勘查建立了一般勘探階段和詳細勘探階段的工作網度，已從資源調查階段邁向一般勘探階段。

但海底采礦難度比陸地大得多，不僅要面對深海底的巨大水壓力、海水中電磁波傳播的嚴重衰減等因素，還要面對海底資源賦存狀態(tài)、環(huán)境保護等特殊要求。

據了解，富鈷結殼礦床多分布于400~4000米水深的海山、中脊和海臺的斜坡和頂部表面，以2~20厘米的結殼黏附在基石上，問題是如何將結殼從基石上有效剝離。對此，業(yè)內人士將深海富鈷結殼的采集視為富鈷結殼商業(yè)開采的關鍵。

在這方面，德國、韓國以及我國的中南大學、長沙礦山研究院等單位的研究團隊做了大量的理論分析和試驗研究。海底采礦車行走技術便是其一。

此次獲得發(fā)明專利的試驗車，主要包括履帶車架、中柱、推進器、壓力補償器、電子倉、吸礦頭推進油缸、吸礦頭固定架、履帶輪、液壓泵吸礦頭、水下逆變器、履帶輪液壓馬達、銑挖頭、水下電池、銑挖頭滑架、銑挖頭推進油缸、閥箱、聲學測厚探頭、水下攝像頭、聲學探頭架、鋼纜、滑輪組、機械臂、折臂油缸、液壓馬達等。利用該發(fā)明，能對富鈷結殼礦體的分布特征實時在線測試，獲得探測礦體厚度，進而調整采礦頭的截割破碎深度，提高工作效率，降低貧化率。

長沙礦山研究院海洋采礦所基于深海富鈷結殼規(guī)模取樣測試裝置的技術成果，計劃于今年首次在位于西太平洋的我國富鈷結殼合同區(qū)進行現場聲學測厚、行走、破碎和采集，以獲取噸級規(guī)模的富鈷結殼礦樣，從而驗證深海富鈷結殼礦開采技術可行性，獲取相關關鍵參數，為合同區(qū)內富鈷結殼礦產資源評價和合同期限內履行75%合同區(qū)面積的放棄提供依據。