12月18日,中国船舶集团公司第七〇二研究所自主研发的国内首台多金属硫化物采矿试验车“驶入”海州湾连岛海域并成功采集到模拟矿石,在广袤大海上轧下第一道“中国印”。这是国内首台多金属硫化物采矿试验车整车首次浅海试验。中国船舶集团公司第七〇二研究所实船试验与船型研究部副主任杜新光介绍,目前,该车已完成“池—湖—浅海”相关试验,并积累相关数据资料,为明年开展深远海海试做好充足准备。
深海采矿是我国深海战略的重要组成部分。占地球表面积70%的海底蕴藏着丰富矿产资源,多金属硫化物由于矿石价值高、赋存深度小,意义更重大。市科技局副局长范亚松表示,作为我市与太湖实验室共建连云港中心最新的科研进展,多金属硫化物采矿试验车在连海试必将为深海采矿贡献连云港力量。
“常规的金属硫化物矿所在的海下环境岩石比较多,海底比较坚硬。连云港浅海淤泥比较多,海底松软,需要我们更加小心地调整各种参数。”中国船舶集团公司第七〇二研究所实船试验与船型研究部采矿科副科长陈垦介绍。
多金属硫化物采矿试验车长8.2米、宽3.9米、高3.6米,重达21吨。上面配备了4条履带、2组阀箱,并配备液压缸、电子仓、集料箱以及切削臂、物料输送管等采—输—运全系统试验平台。从远处看,它像一辆履带工程车,但是却可以通过导航及路径规划,完成自主行走。
杜新光说,在海底采矿技术上有“三难”。一是怕缠绕。洋流会牵引采矿车的光电缆在布放过程中发生缠绕,并导致断裂等问题,采矿车就会失去动力;二是怕水下高压力。切削矿石需要压力达到350个大气压,不然采矿作业难以进行;三是怕乱走。海洋作业时,采矿车一旦不能按照既定的路径行走,就会出现风险。针对以上问题,项目组突破了水下布放回收姿态自动定向控制、深水大功率液压驱动、信号传输与智能控制、三维数字孪生可视化等关键技术,开发了摆动铣削式挖掘头、四履带悬挂车架和具有自主行走功能的集成控制系统,解决了硬矿挖掘、陡坡行走和远程集控的难题。
在杜新光介绍之际,采矿车已稳稳入水,在声学的引导下快速锁定模拟矿石,借助镶嵌硬质合金的钻头快速将矿石切削,并通过高压水力技术将矿石采集到集料箱内,顺利采矿归来。“通过浅海海试专家评审后,我们将对设备进行维护和优化,为明年前往南海开展深远海海试做准备。”杜新光说。