动力定位采矿船高海情下的运动响应分析

本文对具有动力定位深海采矿船高海情下的运动响应及运动特性开展研究。针对具有6个推进器构成的动力定位系统,考虑高海情及空载和满载两种典型工况,基于推力最小和运动最小条件,应用卡尔曼滤波器结合线性二次型最优控制理论的控制算法优化推力,进行动力定位系统的参数整定,实时优化调整推力的方向和大小,计算采矿船高海情下的运动和推力的时间历程响应和分析运动特性。经计算,得到了深海采矿船空载和满载工况在高海情下实施海上定位的浪向及需要的推力大小,确定了采矿船动力定位系统在高海情下的适应性,评估了高海情下深海采矿船的定位能力。     

深海多金属结核水力集矿头流场结构数值模拟研究

深海蕴藏着丰富的多金属结核资源,受海水深度等限制,结核采集目前仍存在巨大挑战。水力式采矿具有结构简单、可靠性高的优势,是目前最具发展前景的采集方式之一。水力式采矿通过水流动力进行结核采集,喷射形成的复杂流场结构直接影响海床上结核颗粒剥离、起动、采集效率和海洋环境扰动强度,采集器离地高度、喷嘴射流角度和速度等具有较大优化空间。基于计算流体力学数值模拟研究了集矿头附近三维水流结构,分析了喷嘴射流速度和结核粒径对局部流场、床面剪切力以及结核采集能效的影响。结果表明：集矿头周围流场存在典型分区结构,包括淹没射流区、冲击区、壁面射流区、汇合区和上升区;随着喷射流速增大,最大床面剪切力近似线性增长,结核有效起动面积指数增长;随着结核粒径增大,有效起动面积减小,结核采集能效降低;综合考虑结核采集强度和采集能效,建议采集器喷射流速取8～9 m/s。     

基于竖轴漩涡水动力特性的海底矿粒采集方法试验研究

随着新能源等新兴产业的高速发展,金属矿产资源需求激增,国内外争相发展深海采矿技术。基于竖轴漩涡的水动力特性,设计了一种带有4个切向射流喷嘴的吸盘式水力集矿装置,提出应用切向射流在集矿装置内诱导生成竖轴漩涡的新集矿方法。开展水力集矿模型试验,研究竖轴漩涡集矿流场流速分布特征;分析低、中、高3种旋流度流态下,集矿流量对矿粒运动轨迹和采集率的影响。结果表明：矿粒起动轨迹随着旋流度的增加,逐渐从混乱无序转向明显的圆周运动;在特定集矿流态下,矿粒采集率随集矿流量的增加不断提高;当矿粒采集率超过90%时,集矿流量需求随着旋流度的增加而减小。通过采矿车原理样机水池测试,初步验证了集矿装置的集矿性能,可为集矿装备的设计研发与论证提供借鉴。     

海底金属矿产资源的开发--回顾与未来展望

占地球面积70％的海洋蕴藏着巨量的矿产资源。文章简要回顾了铁锰结核、富钴结壳及热液硫化物等海底金属矿产资源开发研究的进展、经验和挫折,并通过综合分析指出,海洋矿产资源的开发是新世纪的必然趋势,而新近在西南太平洋发现的浅成低温热液金矿可能成为海洋金属矿产开发研究的热点。     

基于时空秩序视角的人地关系教学研究

时空秩序蕴含着丰富的时空观、区域观和人地协调观等地理学科核心素养内涵,是人地关系教学价值的集中体现。聚焦于人与自然的相互作用、相互协调,基于时空秩序思想的人地关系教学,重点关注人与自然在时空上的地理流的因果关联、区域联系和失衡问题,主要包括"过程-格局""差异-关联""约束-共生"三个相互有关联但各有侧重的内容。文章通过剖析人教版普通高中地理教科书(2019年第1版)的案例,具体阐明了相关教学指向。     

自治水下机器人在深海采矿系统湖试中的应用

以大洋采矿前期的湖试为例,介绍了AUV在矿产资源调查和深海采矿中的应用。在深海采矿系统作业前期,利用AUV调查湖底的地形地貌、结核的分布与覆盖率,确定集矿机作业地点的大地坐标。在深海采矿系统作业后期,利用AUV调查集矿机在湖底的行走轨迹和压陷深度,估算回采率。     

海洋工程发展趋势与技术挑战

海洋是生命的摇篮、资源的宝库、交通的命脉和战略的要地,海洋工程是高质量、可持续开发与利用海洋的重要基础和关键支撑。在海洋强国建设及“双碳”目标等政策驱动下,我国海洋工程在全球发展格局中的核心支撑作用日益凸显,也面临着重要发展机遇与技术挑战。本文以我国海洋资源开发重大需求为导向,分析全球发展趋势,明确我国海洋工程发展的现状与短板;在此基础上,重点围绕海洋油气、海上风电、海上光伏、海底采矿及海洋养殖工程五大关键领域,深入分析关键领域所面临的新形势、新趋势及发展机遇。通过梳理其中关键科学问题、优势方向及不足,阐明瓶颈问题及技术挑战,指出重点突破方向,以期为今后的海洋资源开发利用以及海洋工程的发展提供科学指导和参考依据。     

地下采矿试验模型变形监测研究

结合某矿区地下采矿引起岩层移动建立的试验模型,讨论了通过近景摄影测量手段对模型开挖中的变形情况进行监测的方法,并通过分析得出了一些有益的结论。     

从严整治优化服务促使矿产资源开采秩序的根本好转——常宁市整顿仙人岩矿区矿业秩序的基本作法

仙人岩矿区位于常宁市东北部,在方圆114平方公里范围内分布着丰富的黄金资源。长期以来,仙人岩矿区都未进行过规模开采,但是民间“淘金者”却络绎不绝,尤其是近20年来,随着工业技术的发展,个人非法采矿现象较为严重,形成了“山山点火、处处冒烟”的局面。简单的设备、落后的工艺,导致资源不断浪费,环境逐渐恶化,水土大量流失;掠夺性开采、无序的竞争,致使打架斗殴事件与安全事故时有发生,非法采矿带来了一系列严重的生态和社会问题。面对满目疮痍的矿山,整顿矿业秩序已刻不容缓。为维护仙人岩矿区开发秩序,2004年以来,常宁市委、市政府组织国土资源、公安、法院、检察、监察、安全、环保、电力等相关职能部门和松柏镇、烟洲镇、蓬塘乡等单位对非法小金矿进行了全面取缔和彻底捣毁,实现了仙人岩矿区矿业秩序的根本好转。我们的做法是。     

岳阳市国土资源局加强矿产资源管理建立长效机制

岳阳市是一个以非金属矿产开发为主的地区,该市在整顿和规范矿产资源开发秩序方面做了大量工作,并从摸清底子、重拳整治、资源整合、长效机制等方面作了一些新的探索.