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本发明公开了一种用于深海采矿水力提升试验的分离标定装置和方法，涉及固液两相流试验领域，分离标定装置包括装置本体、混合物入口管道、过滤部件和回收装置；过滤部件设置于装置本体内，装置本体下端与回收装置连接，还提供了一种分离标定方法，颗粒随着水流通过混合物入口管道下落至分离标定装置本体中，通过过滤板过滤，根据实际试验需要选择循环分离或标定功能，通过控制设备计算机端控制液体回收管道阀门、第一固体回收管道阀门和第二固体回收管道阀门开关。本发明将分离标定一体化，可根据试验需要进行控制和选择，适用于模拟深海采矿水力提升试验装置，实现了固液的高效循环分离，简单易控，方便试验观察。
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本发明公开的一种提升视线清晰度的采矿设备，包括采矿机，所述采矿机内设有动力腔，所述动力腔前后壁转动连接有齿轮轴，所述动力腔左壁转动连接有动力轴，所述动力腔左侧设有启闭腔，所述动力腔左壁与所述启闭腔右壁顶端连通设有连通腔，所述启闭腔下侧设有开口向右的风扇腔，所述风扇腔前后壁右端固定连接有罩板，所述启闭腔下壁与所述风扇腔上壁之间连通设有封闭腔，所述封闭腔左壁连通设有移动腔，所述移动腔上壁连通设有开口向上的导滑腔，本发明通过开采破碎轮的转动同时带动风扇旋转，从而对开采时产生的灰尘进行抽吸，并能够通过过滤板的连通性来对灰尘的浓度进行检测。
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本发明公开了一种用于深海采矿的走行式水下中继站，包括走行机构、框架和设于框架上的料仓、进料管路、出料管路；料仓用于存储矿石，进料管路分别连通料仓和从外部采矿车过来的输送软管，进料管路上设有进料驱动装置，用于驱动采矿车上的矿石通过进料管路进入料仓；出料管路的第一端同时连通料仓的出料口和进水管，第二端设有出料管接口，出料管接口用于连接从外部采矿船上下来的提升管道；走行机构与框架连接，用于驱动框架移动。走行式水下中继站通过走行机构能够实现在水下的自主移动，根据采矿系统的需要实时调整走行式水下中继站在水下的位置，实现采矿系统在一片矿区真正意义上的连续化作业，大大节省了时间和经济成本。
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本实用新型揭示了一种基于浮力重力差垂直提升装置的节能深海采矿系统，包括水面采矿辅助船、浮力重力差垂直提升装置、矿石装载作业区、矿石卸载作业区、压载物装载作业区、压载物卸载作业区和海底支撑基础；水面采矿辅助船搭载浮力重力差垂直提升装置，在水面采矿辅助船内包括设有矿石卸载作业区、压载物装载作业区、矿石初筛装置工作区和压载物储备舱，在海床的上方设有矿石装载作业区和压载物卸载作业区。本实用新型中所采用的垂直提升系统成本低，结构简单，布放流程方便，矿物输运效率高，对海洋环境污染小，且适用于各种水深海底矿物的提升作业，且不依赖于高能动力设备，节能环保。
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本发明涉及一种采矿机机身长螺杆组件的松动检测方法和检修方法，是针对每一组用于连接紧固采矿机机身的长螺杆组件，在其首次安装到采矿机机身上后、采矿机进行开采前测定其固有频率作为初始固有频率；在采矿机进行一段时间矿料开采后，再次测定其固有频率作为变动固有频率；当初始固有频率和变动固有频率相差超出允许范围时，认定为相应组长螺杆组件发生了松动，从而实现松动检测；仅对被认定为发生了松动的长螺杆组件，采用超高压手动泵打压液压螺母进行紧固，而对其他长螺杆组件无需进行紧固，从而减小检修工作量。采用本发明的方法能够有针对性地只对松动的长螺杆组件进行检修维护，减少紧固长螺杆组件的工作量，提高工作效率和检修质量。
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本发明为一种采矿管理系统及其工作方法,运用GPS定位技术,通过GSM/GPRS无线数据传输网络及计算机软件平台进行数据处理,其特征在于:所述的系统是由车载终端、中心机房和调度监控中心组成;所述的车载终端包括车载GPS接收器、通信电话手柄、终端显示器、摄像头、通信控制器、GPS信号天线和GSM/GPRS信号天线;所述的中心机房包括服务器、辅助调制解调器、GPS信号天线和GSM/GPRS信号天线;所述的调度监控中心包括PC电脑、系统客户端及监控用大型LED液晶显示屏。本发明实现了24小时连续监控和跟踪,提高运矿设备和采矿设备的安全性及工作效率。
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本发明公开了一种海底采矿系统布放回收装置及其海试方法，包括：浮体的上表面开设有一U型槽口；U型槽口靠近于浮体的中部的一端向下开设有月池；龙门架机构设置在浮体的艉部；塔架机构安装在浮体的中部；管子处理机构设置在浮体上，管子处理机构位于塔架机构靠近于浮体的艏部的一侧；两甲板台车轨道分别固定在U型槽口的两侧，甲板台车设置在两甲板台车轨道上。一种海底采矿系统布放回收装置的海试方法，海试方法包括：设备单体海试方法、第一种系统整体联调方法和第二种系统联调方法。本发明的海底采矿系统布放回收装置能够实现海底采矿系统设备单体海试和系统整体联调，为系统设备的各种工况海试提供了多样性与灵活性。
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本发明涉及一种深海采矿尾水排放羽流抑制装置，包含矿物尾水排水管、羽流抑制管路罩、阻尼片，所述羽流抑制管路罩的尾水入口固定连接矿物尾水排水管，所述羽流抑制管路罩内固定连接多个所述阻尼片，且从尾水的入口到出口方向，阻尼片尺寸逐渐增大。本发明的深海采矿尾水排放羽流抑制装置通过其独特的阻尼结构来有效的降低排放尾水的流动速度(因抑制装置的有效排放截面积超尾水排水管路截面积至少30％，尾水排放的效率不会受影响)，显著降低羽状流沉积物扩散的速度，从而将尾水排放颗粒物对海底生物及海洋环境的影响控制在最小程度内。
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本发明涉及一种地下采矿技术，特别涉及一种大 间距无底柱分段崩落采矿法。解决了目前采用小结构参数采矿 造成的劳动生产率低下，生产成本高的缺陷。技术解决方案是： 大间距无底柱分段崩落采矿法，根据分段高、进路间距、崩矿 步距制定采矿参数的关系式，放出体为椭球状，其长半轴为a， 短半轴为b，其特征是：以四个放出体为一基本组合，四个放 出体在空间五点相切，采 矿参数分段高H和进路间距L的比值满足：H/L=/6× a/b。本发明主要用于地下矿山的开采。
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本发明提供一种应用于深海采矿车的履带土壤相互作用试验装置，包括：试验台架、模拟沉积物单元、模拟履带装置、水平运动机构、竖直运动机构和旋转运动机构；模拟沉积物单元放置于试验台架的底部，模拟履带装置设置于试验台架下部并与水平运动机构、竖直运动机构和旋转运动机构传动连接。本发明的一种应用于深海采矿车的履带土壤相互作用试验装置，可以实现深海采矿车与海底沉积物相互作用的实验研究，可以获取不同工况下深海采矿车履带板的运动响应、对流场的扰动和羽状流的产生扩散和沉降等关键技术研究，为深海采矿车的研制提供技术基础。
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本发明涉及一种地下铝土中厚矿层双采矿机中部与端头斜切开采方法，具体为：布设工作面时将高品位矿料层留设于矿壁高度方向的中部，高品位矿料层的上、下方均为中等品位矿料层，以高品位矿料层和中等品位矿料层为目标矿料层实施一次采全高的混采作业，上方和下方的中等品位矿料层开采后分别形成顶板和底板，同一工作面上同时设置两台采矿机，以工作面中部一点分界，将工作面划分为左右两个开采段，两台采矿机分别负责一个开采段的开采，两台采矿机各自在一个开采段内经过一次往返行走进行连续两刀开采作业，两台采矿机的单次往返行走的起点分别在工作面的中部和一个端部，如此循环往复，且两采矿机并行。本发明能明显提高开采效率，降低开采成本。
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一种用于金属结核开采的扬矿系统及采矿系统，其中扬矿系统包括吸矿软管、扬矿软管以及连通在吸矿软管和扬矿软管之间的扬矿驱动组件，该扬矿驱动组件包括位于海面下的潜污泵和分离器，分离器通过吸矿控制阀与吸矿软管连通，位于分离器顶部的分离水出水口与潜污泵进水口之间通过抽水控制阀连通，位于分离器底部的结核排出口分别通过排水控制阀和扬矿控制阀与潜污泵的出水口和扬矿软管连通；该采矿系统包括上述结构的用于金属结核采矿的扬矿系统，所述扬矿软管的顶端设置开采船，吸矿软管的底端连接采矿机器人。本实用新型满足开采结核粒径大、耐用可靠、连续开采的技术要求，实现集矿、吸矿、分离和扬矿的连续作业，提高了采矿效率。
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本发明涉及一种地下采矿技术，特别涉及一种大 间距无底柱分段崩落采矿模型。解决受传统放矿理论中无底柱 分段崩落采矿法结构参数的确定方法只能是靠生产经验和工 程类比的技术缺陷，实现了无底柱分段崩落采矿法采场结构参 数由建立的数学模型精确计算，提高了矿山的生产效率和技术 经济指标。具体技术方案如下：一种大间距无底柱分段崩落采 矿模型，选定分段高度后，确定放矿高度 Hf，关系式[2]C＝ 0.000819Hf2－ 0.025Hf+2.578确定C，再根据H ＝( /6)×C×L的方法确定进路间距L。本发明主要适 用于地下矿山的开采，技术方案简单、确定的采场结构参数准 确性高；本发明技术方案确定的采场结构参数所获的技术经济 指标明显优于传统技术方案确定的结构参数所获得的技术经 济指标。
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本发明涉及一种深海采矿综合控制系统资源调度优化方法，针对不同作业需求(作业时间、作业能耗、作业完成度)最优化深海采矿作业资源调度策略，设计适应性函数，构建采矿车作业调度模型，并给出模型切换策略。针对传统遗传算法中存在的易陷入局部最优解和后期收敛速度慢的问题，将粒子群算法与遗传算法融合，用粒子群算法的进化公式来代替传统遗传算法中的变异算子，增强了局部搜索能力与收敛速度，实现了采矿作业资源的合理调度与分配并实现三种调度模型的自由切换，合理调度与分配了采矿作业资源，这对于优化深海采矿作业资源分配策略、提高深海采矿作业系统综合控制及调度指挥技术具有极高的价值和意义。
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本发明提供了一种采样切割海底智能采矿车，包括：采矿车工作平台，正中央开有一个小孔；设置于所述采矿车工作平台的四个顶角的槽型开口；安置于所述槽型开口内的杵型切割机和打桩机，其中，所述杵型切割机和打桩机纵向伸缩和且在所述槽型开口内作水平直线滑动；向下镶嵌于所述小孔内的环形吸矿罩；设置于所述吸矿罩的下端环形边缘内的可旋转的环形水射流喷嘴；贯穿所述采矿车工作平台和环形吸矿罩插入海底地面下的柱型升降机；安置于所述环形吸矿罩内的矿浆泵。本发明的采样切割海底智能采矿车由水下高压电机驱动，集采样、切割、集矿等功能为一体，具有工作配合流畅、安全可靠、定位精准，智能高效，节能环保等一系列优点。
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本发明涉及一种地下铝土中厚矿层双采矿机中部斜切开采方法，具体为：布设工作面时将高品位矿料层留设于矿壁高度方向的中部，矿壁的高品位矿料层的上方和下方均为中等品位矿料层，以所述高品位矿料层和中等品位矿料层为目标矿料层实施一次采全高的混采作业，上方和下方的中等品位矿料层开采后分别形成顶板和底板，顶板形成后，通过向矿壁侧拉移支架对裸露的顶板进行随机支护，同一工作面上同时设置两台采矿机，两台采矿机从工作面的中部斜切进刀，分别向工作面的两端行走并开采，再分别从工作面的两端斜切进刀，向工作面的中部行走并开采，如此循环往复，且两采矿机并行。本发明能明显提高开采效率，降低开采成本。
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本发明涉及一种地下采矿技术，特别涉及一种高 分段无底柱分段崩落采矿模型，解决受传统放矿理论中无底柱 分段崩落采矿法结构参数的确定方法只能是靠生产经验和工 程类比的技术缺陷，实现了无底柱分段崩落采矿法采场结构参 数由建立的数学模型精确计算，提高了矿山的生产效率和技术 经济指标。具体技术方案如下：一种高分段无底柱分段崩落采 矿模型，选定分段高度后，确定放矿高度 Hf，根据关系式[2]C＝0.000819Hf2－0.025Hf+2.578确定C，再根据H ＝(/2)×C×L的方法确定进路间距L。本发明主要适 用于地下矿山的开采，技术方案简单、确定的采场结构参数准 确性高；本发明技术方案确定的采场结构参数所获的技术经济 指标明显优于传统技术方案确定的结构参数所获得的技术经 济指标。
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一种水下工程技术领域的分散式深海局部试采矿系统。本发明包括:水面母船、采矿潜水器和提升系统,提升系统由多个提升潜水器组成,提升潜水器为无人无缆潜水器,采矿潜水器为无人有缆潜水器,通过脐带缆和母船相连,脐带缆中有电力和信息传送通道,提升潜水器、采矿潜水器和水面母船通过水声通信和定位,作业时,采矿潜水器在海底运动采矿,提升潜水器穿梭于采矿潜水器和母船之间输送采集的矿样,满载的提升潜水器由采矿潜水器处被引导向母船运动,空载的提升潜水器由母船处被引导向采矿潜水器附近运动。本发明灵活、成本低、实用性强,可有效支持深海多金属结核、富钴结壳和金属硫化物矿床等多种深海矿产资源的局部试开采。
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本发明提供一种针对海底采矿引起的沉积物扩散问题的动态阻挡装置及方法，ROV水下机器人将折叠状态的所述薄膜装置携带至海底采矿作业区，并通过所述拉线以及洋流作用将所述薄膜装置牵拉展开，围绕并跟随水下采矿车，对采矿作业引起的沉积物扩散进行阻挡；同时，洋流对所述薄膜装置施加周期性作用力，并通过所述拉线的收缩传递做功至所述拉线发电模块，所述拉线发电模块将机械能转化为电能，为所述ROV水下机器人提供动力能源。将薄膜布置在湍流区大涡量的位置，使其在遮挡沉积物扩散的同时能够破环海底湍流区的漩涡发展，从而降低采矿区域流场的紊乱程度；薄膜表面呈多孔形态，这种多孔结构能够提高漩涡抑制的效率。
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本发明涉及一种地下采矿技术,特别涉及一种进路间距大于分段高度的无底柱分段崩落采矿法。解决受传统放矿理论、设计规范所形成的无底柱分段崩落采矿法的进路间距不大于分段高度的技术偏见,提高矿山的生产效率和技术经济指标。具体技术方案如下:进路间距大于分段高度的无底柱分段崩落采矿法,在选定分段高度后,进路间距L按下述方法确定:进路间距L大于分段高度H,进路间距L=(1.0～1.5)·分段高度H。本发明主要用于地下矿山的开采,采用本发明的技术方案确定采场结构参数,可以大幅增加各进路的控制范围,节省采准工程量,降低无底柱矿山的掘采比,提高采矿强度高,显著降低采矿成本。
一种用于金属结核开采的扬矿系统、扬矿控制方法及采矿系统，其中扬矿系统包括吸矿软管、扬矿软管以及连通在吸矿软管和扬矿软管之间的扬矿驱动组件，该扬矿驱动组件包括位于海面下的潜污泵和分离器，分离器通过吸矿控制阀与吸矿软管连通，位于分离器顶部的分离水出水口与潜污泵进水口之间通过抽水控制阀连通，位于分离器底部的结核排出口分别通过排水控制阀和扬矿控制阀与潜污泵的出水口和扬矿软管连通；该采矿系统包括上述结构的用于金属结核采矿的扬矿系统，所述扬矿软管的顶端设置开采船，吸矿软管的底端连接采矿机器人。本发明满足开采结核粒径大、耐用可靠、连续开采的技术要求，实现集矿、吸矿、分离和扬矿的连续作业，提高了采矿效率。
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本发明涉及一种不同采场结构参数过渡的采矿方法,所述的采矿方法采用并段开采的方法,将过渡分段和与之相邻的一个分段合在一起进行采矿。本发明还提供了采矿方法在采用无底柱分段崩落法的矿山中应用。本发明优点在于:当矿山改变采场结构参数后,采用本发明将上分段、过渡分段(或过渡分段、下分段)合并在一起进行回采,与传统的做法相比减少了矿石与岩石接触的机会,可改善采矿过程中的损失贫化指标。在两种不同的采场结构参数过渡期间,将上分段、过渡分段(或过渡分段、下分段)合并在一起进行回采,大幅度增加了回采进路所控制范围内的矿量,有利于提高出矿设备效率。
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本发明提供了一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机，包括安装支架、漂浮结构、驱动结构、控制系统、动力系统、地形底高测量系统、集矿输矿结构；所述集矿输矿结构包括集矿头。所述地形底高测量系统用于测量所述海底采矿机距离海底的高度，所述控制系统能够根据地形底高测量系统测量的数值通过调节动力系统控制所述驱动结构使所述海底采矿机运动；所述控制系统能够根据地形底高测量系统测量的数值控制所述集矿输矿结构运动。本发明采用采矿机整体与采矿机中的集矿头同时进行调高的设计，在采矿机整体初步调节高度以后，利用质量轻的集矿头精准调节高度，避免了由于集矿机整体质量大，难以快速精确调整距底高度的问题。
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本发明涉及采矿领域，具体是一种升沉补偿系统、方法及采矿系统，所述升沉补偿系统包括：补偿液压缸，所述补偿液压缸包括缸体和与所述缸体可活动连接的活塞，其中，所述缸体刚性连接所述采矿船，所述活塞刚性连接所述中继仓；第一位移传感器，所述第一位移传感器设置在所述采矿船上，以检测所述采矿船的第一位移；模糊控制器，所述模糊控制器连接所述补偿液压缸和所述第一位移传感器，以根据所述第一传感器获取的所述第一位移，控制所述活塞向所述采矿船移动的相反方向移动第二位移，以使得所述中继仓相对海底的距离不变。根据本发明的升沉补偿系统，精准调节补偿液压缸，能够使得中继仓相对海底的距离不变，保证采矿作业的安全性。
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本发明涉及一种采矿中深孔布置方法。所述深孔布置方法是在分段平面回采进路内按照一定的排间距、炮孔密集系数布置采矿中深孔,采用风动或液压凿岩台车进行采矿中深孔的施工,其中:根据凿岩设备的工作机构和工作参数,采用2～3个凿岩中心的采矿中深孔布置,以这2～3个凿岩中心布置扇形炮孔时,相邻炮孔中至少有一个不垂直于水平面。本发明采用上述的方法,可使炮孔在深度方向上密集程度相差较小,即炮孔在孔口与孔底的疏密程度相差不大。在崩矿范围一定的情况下,有利于减少炮孔数量、节省采矿凿岩爆破费用,因此提高了单位长度炮孔崩矿量。
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本发明涉及一种分采集输送水下分布式全天候海底采矿系统，由自主式采矿车、海底矿舱与转运装置、坐底式矿物提升装置、海底配电与控制中心、悬浮软管、立管、水下浮式装置、采矿作业支持船组成，多辆所述自主式采矿车，在各自区域同时采集作业将采集的矿物通过悬浮管输送至各自作业区内的矿舱存储；海底矿物存储与转运装置用于各作业区矿舱存储存满后通过管道同时输送至坐底式矿物提升装置，由坐底式矿物提升装置集中通过立管输送至水下浮式装置；悬浮软管连接水下浮式装置及采矿作业支持船将矿物从水下浮式装置输送至采矿作业支持船；矿作业支持船将矿物采输送到定期到位的水面矿砂运输船上；海底配电与控制中心为所有水下系统提供动力供应。
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本实用新型涉及一种采矿机用减振型长拉紧装置和采矿机机身三段拉紧结构，长拉紧装置中第一、二长螺杆通过螺纹套同轴固定连接，减振器一端固定在螺纹套上，另一端为自由端，减振器的设计主减振方向沿着螺纹套的径向；机身三段拉紧结构包括从左向右依次贴邻布置组成机身的左牵引部、中间电控箱和右牵引部，机身上设有槽口向下、左右延伸的安装槽，安装槽的左、右槽壁分别由左、右牵引部充当，安装状态下第一、二长螺杆分别贯穿左槽壁和右槽壁上的左、右通孔，并通过液压螺母和圆螺母紧固在机身上，减振器的自由端相对机身固定连接。本实用新型的长拉紧装置不会早期疲劳失效，有利于减少检修维护次数，降低使用成本，提高采矿机机身的联接可靠性。
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本说明书一个或多个实施例提供的一种采矿装置及采矿方法，包括：主体，设置有一矿石存储空间；机械腿，设置有两组且分别位于主体相对的两侧，被配置为实现采矿装置的行走；采集臂，设置于主体，被配置为通过抓取或负压的方式采集矿石；主管道，连接采集臂和矿石存储空间，被配置为将采集臂采集的矿石输送至矿石存储空间。本说明书一个或多个实施例利用机械腿代替履带式的移动方式，可以解决履带式移动在海底压过后造成海底结核矿区环境破坏严重，扬起的泥沙重新覆盖海底微生物群落，导致海底生态链紊乱，最终影响海洋环境和气候。利用采集臂代替推土铲可以仅针对矿石进行采集，而非将矿石和泥沙一起采集之后再做分拣，提高了工作效率。
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电子雷管一般是通过收到起爆器的起爆信号后进行爆破，电子雷管与起爆器之间的信号传输一般都是通过有线传输，但是当在小断面、金属矿山、井下和隧道等复杂工作环境使用时，电子雷管与起爆器之间的信号传输经常受到干扰，从而导致电子雷管出现拒爆的问题，不利于电子雷管的安全性。本发明为了解决上述问题，从而提供提高抗干扰性能的电子雷管爆破控制系统。
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