什么是海洋采矿方法..doc

什么是海洋采矿方法 在浩瀚辽阔的海洋中蕴藏着极其丰富的海洋生物资源、取之不尽用之不竭的海洋动力资源，以及储量巨大、可重复再生的矿产资源和种类繁多、数量惊人的海水化学资源。依据海洋资源的可再生性分为海洋可再生资源与不可再生资源，如图1所示。显然，海底资源均属于不可再生资源。依据不同的海水深度，海底资源可分为大陆架资源、大陆坡大陆裙底资源与深海底资源。 .1 浅海底资源开采 浅海底资源包括海水深度0~2000m内的大陆架、大陆坡、大陆裙内的海底资源，主要有：石油与天然气、金刚石、磁铁矿、金红石、独居石、锡石等砂矿床及海底基岩矿床煤、铁、硫磺、石膏等矿床。 1）石油与天然气开采 海底中储藏着丰富的石油和天然气，石油量约1350亿t，天然气约140万亿m3，约占世界可开采油气总量的45%。据估计，可能含有油气资源的大陆架面积约2000万km2，可能找到油气的深海面积有5000~8000万km2。 我国海洋石油与天然气十分丰富，经过近三十年的勘察与研究，我国海域共发现有16个中新生代沉积盆地有石油与天然气，油气面积达到130万km2，海洋石油储量达到450亿t，天然气储量达到14万亿m3，分别占全国油气资源量的57%和33%。 海上油气开采的主要设施与方法有： （1）人工岛法：多用于近岸浅水中，较经济； （2） 固定式油气平台法：其形式有桩式平台、拉索塔平台、重力式平台； （3） 浮式油气平台法：其形式分为可迁移平台法与不可迁移式平台法，可迁移式平台法包括座底式平台、自升式平台、半潜式平台和船式平台等；不可迁移式平台包括张力式平台、铰接式平台等； （4） 海底采油装置法：采用钻潜水井的办法，将井口安装在海底，开采出的油气用管线直接送往陆上或输入海底集油气设施。 2）砂矿开采 海滨砂矿开采的矿物种类多达20多种，主要有金刚石、砂金矿、砂铂、铬砂、铑砂、铁砂矿、锡石、钛铁矿、锆石、金红石、重晶石、海绿石、独居石、磷钙石、石榴石等。 我国海滨砂矿床，除绝大部分用于建筑材料外，还有许多具有工业开采价值的矿床，比较有名并具开采潜力的矿带有海南岛东岸带、广东海滨、山东半岛南部海滨、辽东半岛海滨及我国台湾西南海滨一带。 对于海滨砂矿，大多是采用采砂船进行开采。采矿船舶通常是用大型退役油轮、军舰加以改装。目前有效的开采方法仍然是一种集采矿、提升、选矿和定位为一体的采矿船开采法。 海滨砂矿开采的发展方向是大型化和多功能化，即研制大功率多功能的链斗式采矿船，使链斗斗容接近或超过1m3，开采深度接近或超过100m。此外，建立全自动具有采选功能的海底机器人也是海滨砂矿开采的发展方向之一，海滨砂矿机械人开采系统具有采选一体化，生产效率高，环境破坏少等优点。 3）岩基矿床开采 浅海岩基固体矿床资源有煤、铁、硫、盐、石膏等。 海底岩基矿床有两类，一类是陆成矿床，即在陆地时形成，陆海交替变更沉入海底的矿床；另一类是海成矿床，它是由海底岩浆运动与火山爆发生成的矿床，这类矿床多为多金属热液矿床。海底岩基矿床在世界许多地方都可以找到，特别是在沿海大陆架位置，许多陆成矿床清淅可见，日本、英国的煤矿及我国的三山岛金矿都属于陆成矿床。 海底岩基矿床的开采方法与陆地金属或非金属矿床的开采方式基本相同，对于海底出露矿床，同样可采用海底露天矿的方法进行开采；对于有一定覆盖层的深埋矿床，为满足与陆地开采相同的技术要求，其开拓方法有海岸立井开拓法、人工岛竖井开拓法、密闭井筒-海底隧道开拓法等。这类海底岩基矿床开采的关键技术是以最低的成本设置满足工业开采与安全要求的行人、通风、运输通道，以及防止海水渗入矿床内部及采空区，淹没井筒与井下设施。 对于海底露天矿，可供选择的方法有潜水单斗挖掘机-管道提升开采法、潜水斗轮铲-管道提升开采法与核爆破-化学开采法等。其开采工艺与地表露天矿的开采方法基本相同，但所有设备均在水下不同深度的海底进行，需要有可靠的定位系统、监控系统、机械自行与遥控系统、防水防腐系统等，此外，还需要有能替代人操作的机器人。 对于海底陆成基岩矿的采矿方法有空场法与充填采矿法，其中最为可靠的是胶结充填采矿法，它能有效控制岩层变形与位移，防止海水渗入采空区与井巷，我国三山岛金矿就是采用上向分层充填法。 对于海底岩基矿床的开采，其发展方向是密封空间内的核爆破-化学法开采，即对海底矿床预先密闭，然后采用核爆方法进行破碎，再采用化学浸出，提取有用金属。 2 深海资源开采 1）深海底资源赋存特征 深海底矿藏大致上可分为三大类：锰团块、热液矿床、钴壳。 （1）锰团块 锰团块又叫锰结核、锰矿球，是以锰为主的多金属结核。它广泛分布在世界各大洋水深2000m~6000m处的洋底表层，以太平洋蕴藏量最多，估计为1.7万亿t，占全世界蕴藏量约3万亿t的一半多。结核形态千变万化，多为球状、椭圆状、扁平状