什么是海洋采矿方法
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深海采矿技术嘿,朋友们!今天咱来聊聊深海采矿技术这神奇的玩意儿!你想想看啊,那深深的海底,藏着多少宝贝啊!就好像一个巨大的宝库,等着我们去挖掘。
深海采矿技术呢,就像是一把打开宝库大门的钥匙。
咱先说说这深海采矿的难度。
那海底可不是咱随便能下去溜达的地方,水压大得吓人,就跟无数只大手拼命挤压你似的。
这可咋办呢?嘿嘿,科学家们就想出了各种妙招。
他们研发出了超级厉害的采矿设备,就像一个个勇敢的小战士,不怕水压,勇往直前地冲向海底去寻宝。
这些设备有的能在海底自由行走,就跟小机器人似的,东找找西看看,一发现有矿,立马就开始工作。
有的呢,就像大力士,能把那些大块的矿石给轻松地抓起来。
你说神不神?再说说这深海采矿对我们的好处。
哇,那可多了去了!那些从海底挖出来的矿石,能做成各种各样的东西呢。
咱平时用的手机、电脑,说不定里面就有从深海挖出来的材料呢!这不是给我们的生活带来了很多便利嘛。
而且啊,深海采矿还能带动好多行业的发展呢。
制造那些采矿设备的工厂得忙起来吧,操作这些设备的人得培训吧,这得创造多少就业机会呀!这就跟蝴蝶效应似的,一个小小的深海采矿,能引发一连串的好事儿。
不过呢,咱也不能光顾着高兴。
深海采矿也不是一点问题都没有。
比如说,会不会对海底的生态环境造成破坏呀?那些可爱的小鱼小虾小螃蟹们,它们的家要是被破坏了可咋办呢?这就需要我们在采矿的时候特别小心,要像爱护自己家一样爱护海底。
还有啊,深海采矿技术还在不断发展呢,就跟小孩子学走路似的,得一步一步来。
说不定以后会有更厉害的设备出现,能采到更多更好的矿,还能更好地保护海底环境呢。
反正我觉得吧,深海采矿技术真的是太有意思啦!它就像一个神秘的魔法,能把海底的宝藏变到我们面前来。
虽然现在还有些问题需要解决,但我相信,随着科技的不断进步,这些问题都能迎刃而解。
让我们一起期待深海采矿技术带给我们更多的惊喜吧!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
海洋开发利用方式海洋开发利用方式海洋是人类赖以生存的重要资源之一,也是经济社会发展的重要支撑。
随着科技的不断进步和人类对海洋资源的需求不断增加,海洋开发利用方式也在不断改变和完善。
目前,主要的海洋开发利用方式包括渔业、油气勘探开发、海底矿产资源开发、海洋能源利用等。
一、渔业渔业是最早被人类认识和利用的一种海洋资源。
渔业可以分为传统捕捞和现代养殖两种方式。
传统捕捞主要包括各种捕鱼工具的使用,如网具、钓具等。
现代养殖则是指通过人工培育来提高鱼类产量和质量。
渔业是世界上最重要的食品来源之一,同时也为经济社会带来了巨大贡献。
但是,随着全球人口不断增长和环境污染问题日益严重,渔业面临着许多挑战。
因此,在未来的发展中,应该采取可持续性开发策略来保护和管理这一宝贵的资源。
二、油气勘探开发油气勘探开发是一种利用海洋资源的重要方式。
它主要是通过在海底进行勘探和开采来获取石油和天然气等能源资源。
这种方式可以为国家提供大量的能源,同时也为经济社会带来巨大的贡献。
但是,油气勘探开发也存在一些问题。
首先,它会对海洋环境造成一定的影响,如污染和生态破坏等。
其次,油气资源是有限的,如果不加以管理和保护,将会对未来的可持续发展造成威胁。
三、海底矿产资源开发海底矿产资源开发是指在海底进行勘探和开采来获取金属、非金属等矿产资源。
这种方式可以为国家提供大量的原材料,同时也为经济社会带来巨大贡献。
但是,海底矿产资源开发也存在着许多挑战。
首先,它需要高昂的投资成本。
其次,在深海环境下进行勘探和开采也具有很高的技术难度。
最后,在进行这种活动时需要保护海洋环境,防止对生态系统造成破坏。
四、海洋能源利用海洋能源利用是指利用海洋的各种能量形式来发电和供热。
这种方式可以为国家提供清洁的能源,同时也为经济社会带来巨大贡献。
目前,主要的海洋能源利用方式包括潮汐能、波浪能、海流能和温差能等。
这些能源可以通过各种不同的设备进行捕捉和转换,然后输送到陆地上进行使用。
海底采矿技术海底采矿,这听起来就像是一场超级酷炫又有点疯狂的冒险。
你可以把海底想象成一个巨大无比的宝藏库,那些矿石就像是被大海这个超级土豪藏起来的金银珠宝。
我们的采矿船就像一个个勇敢的探险家,雄赳赳气昂昂地驶向那神秘的深海。
这些船啊,就像是漂浮在蓝色绸缎上的钢铁巨兽,它们的使命就是去挖掘海底的财富。
而那些采矿设备呢,就像是深海里的怪手,张牙舞爪地准备把矿石都抓进自己的口袋。
先说说开采锰结核吧。
锰结核在海底就像一个个小土豆,不过是金属做成的小土豆。
采矿设备要把它们从海底捞上来,就像是海底捞针之后,还要把针都串起来一样不容易。
这些小土豆可调皮了,散落在海底的各个角落,采矿设备得像个超级侦探,到处寻找它们的踪迹。
热液硫化物矿床就更有趣了。
它在海底就像一座由矿物质组成的小城堡,里面充满了各种宝贝。
我们的采矿技术要去攻克这个小城堡,就像是童话里的勇士去攻打恶龙的巢穴一样。
只不过恶龙变成了深海的压力、黑暗和复杂的地质环境。
还有海底的钴结壳,这东西在海底的岩石上就像一层厚厚的、闪闪发光的铠甲。
要把这铠甲剥下来可不容易,就像是要从一个脾气很倔的巨人身上扒下他心爱的衣服一样。
不过海底采矿也不是一帆风顺的,有时候就像在和大海玩一场捉迷藏。
大海稍微不高兴了,来个风暴或者洋流捣乱,采矿设备就像小蚂蚁在大风暴里一样无助。
但是科学家和工程师们可不会轻易放弃。
他们就像一群超级魔法师,不断地改进采矿技术。
今天发明个新的探测仪,就像给采矿船装上了一个超级透视眼;明天改进个开采工具,就像给深海怪手装上了更锋利的爪子。
海底采矿要是成功了,那可不得了。
就像打开了一个通往财富星球的大门。
我们可以得到无数的资源,把我们的世界建设得更加美好。
到时候,那些从海底采上来的矿石就像是从魔法世界带来的魔法材料,能够创造出各种神奇的东西。
虽然海底采矿充满了挑战,但这也是人类探索未知、追求资源的伟大征程。
就像一场充满惊喜与惊险的大冒险,而我们都在期待着它最终能给我们带来巨大的宝藏。
海底采矿方法范文海底采矿是指利用水下机器和设备在海底地壳中寻找、开采和提取金属矿产资源的过程。
近年来,由于陆地上的矿藏逐渐枯竭,人们开始关注海底的资源潜力。
然而,由于深海环境的极端条件和技术难题,海底采矿依然处于发展的初级阶段。
本文将简单介绍现有的海底采矿方法。
首先,目前存在的海底采矿方法主要包括深层采矿和浅层采矿。
深层采矿主要指位于水深3000米以上的海域,其采矿原理是利用水下机器和设备在海底地壳中开采和提取金属矿石。
浅层采矿则指位于水深3000米以下的海域,其采矿原理相对简单,主要是通过吸着工具将海底沉积的矿砂吸上水面,并进行分离和精炼。
深层采矿的主要挑战是深海环境的极端条件,如高压、低温和强烈的水流等。
为了应对这些挑战,科学家和工程师们开发了一系列的技术和设备。
例如,水下机械臂可以替代人工操作,在深海环境中进行精确的采矿作业。
此外,由于水下照明条件有限,研究人员还研发了一种名为“发光有机化合物”的物质,可以发出强光,为深海采矿提供足够的照明。
浅层采矿的主要挑战是如何有效分离和提取海底沉积物中的矿砂。
传统的方法是使用水力排沙船,通过高压水流将矿砂吹到水面,然后利用筛子等设备进行精炼。
然而,这种方法通常效率低下,并且对海底生态环境有一定的破坏。
为了解决这个问题,科学家们研发了一种名为“区域探测器”的设备,可以精确识别和分离矿砂,提高采矿效率,并减少环境破坏。
除了传统的机械采矿方法,一些新兴的海底采矿技术也开始受到关注。
例如,溶液采矿技术利用水下钻机将溶剂注入海底矿层,使金属矿石溶解在溶剂中,然后将溶液抽到水面进行提取。
这种方法具有高效、环保的特点。
此外,生物采矿技术也在逐渐发展,利用特定的微生物可以水解矿石,提取金属成分。
尽管海底采矿面临着种种挑战和困难,但随着技术的不断进步和海底资源需求的增长,海底采矿必将成为未来的发展方向。
科学家和工程师们将继续努力,探索更加高效、环保的采矿方法,并确保对海洋生态环境的保护。
海底采矿技术海底采矿,听起来就像是从大海这个超级大宝藏里挖宝呢。
咱先得知道,海底可不是一般的地方,那是一个神秘又复杂的世界。
就好比是一个巨大无比的迷宫,里面到处都是未知的东西。
海底采矿技术要在这个迷宫里找到宝贝,那可不容易。
这就像在黑夜里,在一个堆满杂物的大仓库里找一颗特别的小珠子一样困难。
那海底有啥好采的呢?有好多好多好东西呢。
像锰结核这种东西,就像是海底的黑色小馒头,不过这馒头可值钱啦。
还有热液硫化物,这就像是海底的小宝藏堆,里面有各种各样的金属。
这些东西在陆地上可不好找,所以大家就把目光投向了海底。
要开采这些海底的宝藏,得有特殊的工具和技术。
那些采矿船啊,就像是海上的移动城堡。
它们又大又结实,上面装着各种各样奇怪又厉害的设备。
这些设备就像是采矿工人的手和眼睛,要在深深的海底找到矿石,然后把它们捞上来。
有一种采矿机,它的样子有点像大螃蟹的钳子,能把矿石紧紧抓住,然后把它们从海底带上来。
这就像大螃蟹在海底夹着食物往回带一样有趣。
不过呢,海底采矿可不是光有个大采矿船和大钳子就行的。
海底的水压可大啦,大到什么程度呢?就好像有无数个大力士在压着你一样。
这么大的水压,一般的设备下去就被压扁啦。
所以开采设备得特别结实,就像超级英雄一样能顶住巨大的压力。
而且海底那么黑,设备得有自己的眼睛,就像蝙蝠在黑夜里能找到路一样,靠声呐等设备来探测矿石在哪里。
还有啊,开采海底的东西,可不能像在陆地上那样随便挖挖就行。
海底是很多海洋生物的家,要是把它们的家破坏了,那可就不好了。
这就好比是有人突然闯进我们的房子,把房子拆了一样,那些海洋生物会很可怜的。
所以海底采矿技术得是一种很温柔的技术,就像妈妈照顾孩子一样,在采到矿石的同时,尽量不打扰那些海洋生物。
这就需要很精细的规划和操作,不能莽撞行事。
再说这开采出来的矿石怎么运上来呢?这也是个大问题。
就像爬山的时候,背着很重的包一样困难。
从海底把矿石运到海面上,要克服重重困难。
要有特殊的管道或者运输设备,就像给矿石搭了个特殊的电梯,让它们能安全地到达海面。
海底采矿法-正文链斗采砂船这种设备抗风浪性能差,通常用于开采水深小于50m的砂矿。
目前东南亚国家用它开采浅海锡砂(图1a)。
水力采砂船利用砂泵或水射流将海底砂矿以砂浆形式通过管道吸至采砂船的洗选设备中。
水浅时砂泵装在船上;水深时砂泵置于水中或与水射流联合使用。
胶结砂层用高压水射流器或装有旋转刀具的挖头预先松散。
泵吸式水力采砂船的作业深度一般为9~27m;与水射流联合使用时作业深度可达 68m。
常用于开采建筑用砂和砾石(图1b)。
压气升液采砂船将压气送入吸砂管下部,使气泡与管内砂浆混合,降低砂浆比重,利用管内外压差举升砂浆(图1c)。
它不仅用于浅海,还可用于深海开采。
对胶结砂层须预先松散。
抓斗采砂船这种采砂船受海水深度影响小,灵活性高,可采海底不平的和粒度不匀的砂矿,但生产能力低。
也常用于海底取样(图1d)。
近年开始用潜艇在海底取样捞砂,观察海底情况,并用无人推土机在海底集砂,以提高采砂船生产能力和回采率。
浅海海底基岩中固体矿床的开采在浅海大陆架基岩中,与陆地一样,也赋存各类固体矿床。
目前主要开采岸边矿床延伸至海底的部分。
常用的开拓方法是自陆地开掘井巷通至海底。
海水不深时可堆造人工岛构筑立井。
中国和英、日、加、美、智利等很多国家都在开采海岸附近的海底矿床。
所用采矿方法应保证顶底板岩层不产生通至海底的裂隙,以防止海水涌入。
此外,还须加强顶底板监测和水质化验工作,以便及时采取安全措施。
美国在墨西哥湾成功地用弗拉施采矿法在平台上开采海底的自然硫矿。
深海海底矿产的开采 1873年英国首先在大西洋发现锰结核。
20世纪60年代,一些工业发达国家开始调查深海海底矿产资源,并研究开采技术。
已知的深海海底矿产资源主要是锰结核,有些海域发现含金、银、铜、铅、锌等的多金属软泥。
近年已建立起八个跨国财团,约有一百多家公司在从事勘探与试采工作。
中国近几年展开调查研究工作,多次在太平洋采集到锰结核。
锰结核是含有锰、铁、铜、镍、钴和其他20多种稀有元素的球形结核,广泛分布在世界各大洋2000~6000m深的洋底表层。
海洋矿产资源开采技术发展概况海洋矿产资源开采技术是指利用现代科技手段,开发和利用海洋中的各种矿产资源。
随着人类对资源需求的不断增长和陆地矿产资源的日益枯竭,开发海洋矿产资源已成为当今社会重要的发展方向之一。
下面将概述海洋矿产资源开采技术的发展概况。
首先,海底勘查技术是开展海洋矿产资源开采的基础。
早期,人们主要通过潜水员进行获取海洋矿产资源的勘查数据。
然而,潜水员受到深海环境恶劣的限制,无法覆盖大面积的勘查区域。
随着科技的进步,人们发展了遥感技术、声纳技术等勘查手段,可以通过遥感卫星、声纳仪等设备获取大范围的海底地理、地质信息,提高了勘查效果。
其次,海洋矿产资源开采的关键技术是深海开采技术。
在深海环境下,水压大、温度低、光线弱,给开采工作造成了巨大困难。
为此,科学家们研发了深海潜水器、遥控机器人等设备,替代人工进行矿产开采作业。
这些设备具有抗压能力强、适应性高、操作便捷等特点,极大地提高了海洋矿产资源的开采效率。
此外,环境保护技术也是开展海洋矿产资源开采的重要方面。
海洋生态系统脆弱,因此在开发过程中需要采取一系列措施来保护海洋环境。
一些新技术也应用于海洋矿产资源开采,如沉积物溶解技术、环境监测技术、资源保护技术等。
这些技术的应用,使得开采过程中能够减少对海洋生态系统的干扰,保护好海洋环境。
最后,经济可行性也是推动海洋矿产资源开采技术发展的重要因素。
在开发过程中,需要对矿产资源进行评估,并确定资源的开采价值。
为此,发展了一系列经济评估、成本控制技术,以提高开采的经济性。
综上所述,海洋矿产资源开采技术发展迅速,从海底勘查到深海开采,再到环境保护和经济可行性,每个环节都取得了显著进展。
未来,在科技的推动下,海洋矿产资源开采技术将不断提高,为满足人类对资源的需求做出更大贡献。
深海开采技术是什么他们的特点和应用领域是什么一、深海开采技术概述随着地球上海洋资源的逐步耗尽,人们开始开启深海资源的开采之路。
深海开采技术就是一套开采、运输、处理深海资源的技术流程。
目前,深海开采技术已经应用于深海油气开采、深海矿产资源开采、深海生物资源开发等领域。
二、深海开采技术特点1. 高技术含量。
深海开采对设备和技术的要求极高,需要高端设备和技术的支持。
2. 复杂环境。
深海环境中水压大、温度低、海底地形复杂,增加了操作难度和风险。
3. 安全难度大。
深海开采存在着较高的风险和成本,因此安全问题至关重要,需要各种安全措施来保证作业人员的安全。
三、深海开采技术的应用领域1. 深海油气开采。
由于陆地油气资源逐渐耗尽,深海油气成为备受关注的领域。
深海油井、海底管道、海洋平台、深水钻井平台等设备的相关技术被广泛应用。
2. 深海矿产资源开采。
深海矿产资源包括深海磷、深海钴、深海铜等,对于国家和企业而言具有不可替代的资源价值。
深海开采技术为深海矿产资源的开发和利用提供了重要的技术保障。
3. 深海生物资源开发。
深海生物资源包括海洋细菌、海洋传统药物、深海鱼类等,价值十分巨大。
深海开采技术非常适用于深海生态系统的开发和利用。
四、深海开采存在的问题和挑战1. 成本高昂。
深海开采存在着较高的风险和成本,且各个环节技术要求较高,因此成本比较高。
2. 生态环境影响大。
深海生物资源是生态系统中的重要组成部分,使用深海开采技术对深海生态系统的影响需要被认真考虑。
3. 法律和规范制定不足。
目前深海开采的规范和法律尚不完善,因此需要加强制定深海开采相关规范和法律制度。
五、结论深海开采技术在能源、地质、生物等领域具有重要意义,有力地支持了国家经济建设。
但是,深海开采在成本、生态环境和法律规范制定等方面存在着问题和挑战。
因此,我们需要不断推进深海开采技术的创新,建立健全的管理制度,以更好地保障人类对深海资源进行合理、可持续利用。
海底煤矿概括
海底煤矿是指位于海底的煤矿,它们通常位于水深超过200米的地方。
海底煤矿的开采需要使用先进的技术和设备,例如远程操作和自主导航设备。
这些技术和设备的使用可以减少人员在作业中的风险,提高生产效率。
海底煤矿的开采方式主要有两种:钻井开采和切割开采。
钻井开采是指通过钻孔在煤层下方钻出煤矸石,再通过管道将其送至海面上的加工厂进行处理。
切割开采是指通过在煤层下方使用机械设备将煤层切割下来,再通过管道将其送至海面上的加工厂进行处理。
海底煤矿的优点是可以避免对地球表面的破坏,同时可以提供更加安全的工作环境,减少对环境的影响。
但是,海底煤矿的开采也面临一些挑战,例如需要投入大量的资金和技术,并且需要克服海水压力、温度和海底地质等方面的困难。
总的来说,海底煤矿是一种新型的煤炭开采方式,它具有一定的优点和挑战,但是随着技术的不断进步,海底煤矿的开采前景仍然十分广阔。
采矿方法及安全技术采矿是指从地下或地表提取自然资源的过程。
不同的矿藏和矿石种类需要不同的采矿方法和安全技术。
以下是一些常见的采矿方法和安全技术。
采矿方法:1.露天开采:适用于矿石位于地表的情况,通过爆破、挖掘和装载等手段将矿石暴露在地表,然后进行运输和处理。
2.坑道开采:适用于矿石位于地下的情况,通过挖掘坑道、辅助通道和提升设备等手段,将矿石从地下运出。
3.石油、天然气采收:适用于石油和天然气的开采,包括水平钻井、斜井和垂直钻井等方式。
4.深海采矿:适用于海底沉积物中的矿产资源的开采,包括海底钻井和潜水器采掘等方式。
安全技术:1.矿山通风:矿山通风系统可以保持空气流动,排除有害气体和粉尘,提供良好的工作环境。
通风系统通常包括通风风扇、通风管道和通风出口等。
2.瓦斯抽放:煤矿中会产生可燃的瓦斯,通过设立通风管道和瓦斯抽放装置,将瓦斯排出,以减少火灾和爆炸的风险。
3.安全支撑:地下开采过程中,使用安全支撑设备,如支架和钢撑,来防止地面塌方和岩石崩落。
4.防尘措施:采矿过程中会产生大量粉尘,容易引起工人呼吸道疾病。
采取适当的防尘措施,如湿法喷水、罩棚和面具等,可以减少粉尘的产生和扩散。
5.防火措施:煤矿开采过程中存在火灾和爆炸的风险,采取防火措施如检测和监控系统、灭火器和安全逃生设备等,可以预防和控制火灾事故。
6.培训和教育:为矿工提供必要的安全培训和教育,使其了解和掌握采矿过程中的安全操作规程和技巧,提高安全意识和风险意识。
总之,采矿方法和安全技术的选择与采矿类型、矿产资源的地理条件和采矿环境有关。
科学合理的采矿方法和有效的安全技术能够提高矿产资源的开发利用效率,保障工人的生命安全和健康,减少对环境的影响。
海洋工程中的深海采矿技术资料深海采矿技术资料随着人类对海洋资源利用需求的增加,深海采矿技术逐渐成为海洋工程领域的热点话题。
在这篇文章中,我们将探讨深海采矿技术的概念、发展和应用。
一、深海采矿技术的概念深海采矿技术是指利用各种技术手段在深海水域进行矿产资源的开采。
由于深海的环境条件复杂且压力巨大,深海采矿技术相较于陆地采矿具有更高的技术难度和风险。
二、深海采矿技术的发展历程1. 早期阶段早期的深海采矿技术主要集中在海底油气田的勘探和开发,如利用钻井平台进行油气开采。
这一阶段的深海采矿技术还相对简单,对于深海矿产资源的开发还没有形成系统性的技术体系。
2. 中期阶段随着科技的发展,深海采矿技术逐渐进入中期阶段。
这一阶段的深海采矿技术包括遥感技术、海底勘探技术以及海底工程建设。
通过遥感技术,可以对深海地形进行测绘,获取矿产资源分布的初步信息。
海底勘探技术则可以对深海矿产资源进行详细的勘探和评估。
3. 现代阶段随着科技的进步,深海采矿技术进入现代阶段。
现代深海采矿技术主要包括智能化设备的应用、深水开采技术以及环境保护技术。
智能化设备可以实现高效、精准的采矿操作,提高资源利用率和安全性。
深水开采技术使得采矿活动能够在更深的海域进行。
同时,环境保护技术也成为深海采矿技术发展不可或缺的组成部分。
三、深海采矿技术的应用领域深海采矿技术的应用领域主要包括海底能源开发、海底矿产资源开采和海底工程建设。
海底能源开发主要指油气田的勘探、开发和生产;海底矿产资源开采则包括多种矿产资源的开采,如锰结核、多金属硫化物等;海底工程建设主要指海底管道敷设、海底隧道建设等。
四、深海采矿技术面临的挑战和未来发展趋势1. 挑战深海采矿技术面临着诸多挑战,包括环境保护、技术难题和法律监管等。
深海环境的复杂性和脆弱性对采矿活动提出了很高的环境要求。
技术难题如深水作业、高压高温条件下的开采等也是深海采矿技术发展的障碍。
此外,对深海采矿活动的合规性和法律监管也需要进一步加强。
深海采矿环境影响评价研究深海采矿是指在海洋底部进行矿产资源开采的一种方式。
随着陆地矿产资源的逐渐枯竭和人类对矿产资源的需求日益增加,深海矿产资源开始受到关注。
然而,深海采矿活动对环境的影响是一个亟需研究的问题。
首先,深海采矿活动对海洋生态系统造成的冲击是最为关键的环境影响之一、深海生态系统中有大量的生物多样性和独特的生物群落,这些生物对于海洋生态系统的稳定起着重要作用。
深海采矿活动往往需要进行底部扰动、爆破和物理隔离等操作,这些操作可能对生物栖息地产生破坏性影响。
同时,采矿活动还可能产生废水和废渣,其中可能含有有害物质,对周围海洋生物产生毒害作用。
其次,深海采矿活动还可能对水质和水体质量产生负面影响。
采矿活动会产生大量的废水和废渣,其中可能含有金属离子、沉积物和有机物等污染物,这些污染物可能对周围海域的水体质量造成污染。
一旦污染物进入水体,可能对水生生物产生有毒或致死的影响,并且它们可能随着食物链向上累积,对更高级别的食物链动物造成潜在的生态风险。
第三,深海采矿活动还可能对海洋生物的迁徙和繁殖产生负面影响。
许多海洋生物在生命周期中需要进行长距离迁徙,采矿活动可能会阻碍它们的迁徙过程,影响它们的繁殖和种群动态。
特别是一些洄游鱼类和底层动物,它们的迁徙和繁殖对于海洋生态系统的功能和稳定性至关重要。
最后,深海采矿活动还可能对海洋景观和生态美学价值产生负面影响。
深海生态系统中存在着许多独特的景观和生态文化遗产,这些景观和遗产对于有限影响人类的心理和精神健康起着重要作用。
而深海采矿活动可能对这些海洋景观和生态文化遗产进行破坏,影响社会公众对海洋的审美和文化价值的认知。
因此,深海采矿环境影响评价研究是十分重要的。
通过对深海采矿活动的影响进行系统评估和定量分析,可以更好地认识深海采矿活动对环境的潜在影响,为管理者和相关利益相关者提供科学依据,优化和减少深海采矿活动对环境的负面影响,促进可持续发展。
深海采矿环境影响评价研究可以包括现场监测、实验室试验和模型模拟等多种方法,结合生态风险评估和可持续性评价,为深海采矿活动的环境管理和决策提供科学依据。
海洋采矿的方法海洋采矿是从海水、海底表层沉积物和海底基岩下获取有用矿物的过程。
海洋采矿一般分为三个方面:一是海水化学元素中含有大量的有用金属和非金属元素,如钠、镁、铜、金、铀和重水等,可以从海水中提取食盐、镁、溴、钾、碘和重水等多种有用元素。
二是海底表层矿床开采,即海底基岩以上的沉积矿层或砂矿床。
目前已经进行开采的有海滨砂矿、砂、砾石和贝壳等。
三是海底基岩矿开采,指那些存在于海底岩层中和基岩中的矿产。
目前已经开采的有海洋石油和天然气,海底煤、铁、硫、岩盐和钾盐等。
海洋中有哪些矿产资源?海洋占整个地球面积的71%,约3.6亿平方公里。
调查结果表明,陆地上的许多金属和非金属矿在海洋中都已发现,而且有些矿藏的储量巨大。
海底矿产资源主要分为海水中溶解的矿物、海底表层矿床和海底基岩矿床。
海水中溶解的矿物。
世界海洋中约有13.7亿立方公里海水,其中含有80多种元素,目前人们较为熟悉的有60多种。
海底表层矿床。
海底表层矿床大都呈散粒状或结核状,存在于海底各类松散沉积层中,可以用采矿船进行开采。
这种矿床根据所处位置又分为大陆架资源、大陆坡大陆裙底资源和深海底资源三种。
在大陆架上的海底表层矿床中,非金属矿物如贝壳或砂砾的数量占矿床总体积的50%以上。
重矿物如钛铁矿和锡石数量仅占矿床总体积的10%以下。
稀有和贵重金属如金刚石或金只占矿床体积的百万分之几。
在深度范围为200~3500m的大陆斜坡上有两种重要的自生矿物资源,呈砂粒状、结壳状或结核状的磷钙土以及呈软泥状或块状的热液矿床。
在3500~6000m的深海,最重要的矿物资源是遍布各处的锰结核,在洋底呈不连续分布,有的密集,有的稀疏,北太平洋被认为是密集区。
其它深海的软泥中含有不同数量的二氧化硅、碳酸钙、铜和锌。
海底基岩矿床。
海底基岩矿包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等。
海底石油和天然气分布范围最广,石油可采储量估计为1350亿吨。
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、扁平状及各种连生体。
结核大小不一,绝大部分为30mm~70mm,平均直径为80mm,最大的可达1000mm。
锰结核一般赋存于0°~5°的洋底平原中。
(2)热液矿床热水矿床含有丰富的金、银、铜、锡、铁、铅、锌等,由于它是火山性的金属硫化物,故又被称为“重金属泥”。
它的形成是由于地下岩浆沿海底地壳裂缝渗到地层深处,把岩浆中的盐类和金属溶解,变成含矿溶液,然后受地层深处高温高压作用喷到海底,使得深海处泥土含有丰富的多种金属。
通常深海处温度较低,由于岩浆的高温,使得这些地方温度达到50℃,故称为热水矿床。
热水矿床和锰团块不一样,系堆积在2000~3000m中等深度的海底,所以开采比较容易。
(3)钴壳钴壳是覆盖在海岭中部厚几厘米的一层壳,钴壳中含钴约为1.0%,为锰团块中的几倍。
它分布在1000m~2000m水深处,因此更加容易开采。
据调查,仅在夏威夷各岛的经济水域内,便蕴藏着近1000万t的钴壳。
钴壳中除含钴外,还有约0.5%的镍、0.06%的铜和24.7%的锰,另外还含有大量的铁,其经济价值约为锰团块的3倍多。
2)深海锰结核开采方法传统的水底采矿法已经不能适应水深超过1000m海底锰结核的开采。
深海锰结核的采矿方法按结核提升方式不同分为连续式采矿方法和间断式采矿方法;按集矿头与运输母体船的联系方式不同可分为有绳式采矿法与无绳式采矿法。
具体开采方式众多,如图2所示。
(1)单斗式采矿法单斗式采矿法如图3所示。
由于锰结核矿层很薄,只需从洋底刮起薄层锰结核就可以,因此可采用拖斗采集并贮运结核。
(2)双斗式采矿法由于单斗式采矿法仅采用一只拖斗,拖斗工作周期长,从生产效率与作业成本考虑均不利于深海锰结核的开采,为此提出采用双拖斗取代单拖斗开采。
双拖斗采矿法其采矿系统构成与单拖斗系统基本相同,由采矿船、拖缆和两只拖斗构成。
(3)飞艇式潜水遥控车采矿法这种采矿车是利用廉价的压舱物,借助自重沉入海底采集锰结核,装满结核后抛弃压舱物浮出海面(图4)。
其采矿车上附着有两个浮力罐,车体下装有贮矿舱,利用操纵视窗可直接观察到海底锰结核赋存与采集情况,待贮矿舱装满结核后,利用浮力罐内的压缩空气的膨胀排出舱内压舱物而产生浮力,使采矿车浮出水面。
(4)梭车形潜水遥控车采矿法该车靠自重下沉,靠畜电池作动力。
压舱物贮存在结核仓内,当采矿车快到达海底时,放出一部分压仓物以便采矿车徐徐降落,减小落地时的振动。
采矿车借助阿基米德螺旋推进器在海底行走,一边采集锰结核,一边排出等效的压舱物。
因采矿车由浮性材料制成,所以采矿车在水中的视在重量接近零。
当所有压舱物排出时,结核仓装满,在阿基米德螺旋推进器作用下返回海面,采矿车在锰结核采集过程中均采用遥控和程序进行控制,可潜深度在6000m以上,并可以从海上平台遥控多台采矿车工作(图5)。
(5)单船式CLB采矿法CLB采矿法,又称连续绳斗采矿船法,是日本益田善雄于1967年提出的。
单船式CLB采矿系统如图6所示,由采矿船、无极绳斗、绞车、万向支架及牵引机组成。
采矿船及其船上装置与拖斗式采矿法中的采矿船相同,但绳索则为一条首尾相接的无极绳缆,在绳索上每隔一定距离固结着一系列类同于拖斗的铲斗;无极绳斗是锰结核收集和提升的装置;万向架是绳索与铲斗的联结器,能有效防止铲斗与绳索的緾绕;牵引机是提升无极绳的驱动机械。
开采锰结核时,采矿船前行,置于大海中无极绳斗在牵引机的拖动下做下行、采集、上行运动,无极绳的循环运动使索斗不断达到船体,实现锰结核矿的连续采集。
(6)双船式CLB采矿法双船式CLB采矿系统统构成与单船基本相同。
双船作业时,绳索间距由两船的相对位置确定,因而绳斗间距不受影响,不管多大的绳斗间距均可以通过调节船体的相对位置来确定。
(7)泵升式采矿法水泵提升式采矿法是深海锰结核开采中较具发展前景的采矿方法,该方法用各类水泵(目前比较成功的是砂泵)将海底集矿机采集的锰结核通过管道抽取到采矿船上(图7)。
提升管道中的流体是锰结核固液两相流,当固液两相流流速大于锰结核在静水中的沉降速度时,锰结核就可能达到海表采矿船上,显然其水力提升问题属于垂直管道的固料水力输送问题,可借鉴固液两相流理论及其研究成果。
(8)气升式采矿法压气提升式采矿法是流体提升式采矿法的主要方法之一。
它与水力提升式采矿系统的区别是多设一条注气管道,用压力将空气注入提升管。
压气由安装在船上的压缩空气机产生,通过供气管道3注入充满海水的提升管道1中,在注气口5以上管段形成气水混合流,当空气量比较少时,压气产生小汽泡,逐渐聚集成大气泡,最终充满管道整个断面,使海水只沿管道内壁形成一圈环状薄膜,从而使气体和流体形成断续状态,这种状态称为活塞流(图8)。
由于气水混合流的密度小于管外海水密度,从而使管内外存在静压差,其静压差随空气注入量的增加而加大,当压力差大到足以克服提升管道阻力时,管中海水便会向上流动并排出海面。
若将继续增大注气量,则管内海水流速增加,当流速大于锰结核沉降速度时,就可将集矿机所采集的锰结核提升到采矿船上。
由于气升法是依赖管道内三相流实现锰结核提运的,因此也可以称为三相流提升法。
(9)轻介质采矿法其提升原理与气升法提升原理完全相同,不过是用煤油等密度低于海水的轻介质取代了压缩空气。
在可用的密度低于海水比重的提升媒介中有煤油、塑料小球、氮气等,该类采矿船上具有轻介质与海水、锰结核的分离能力,船下有轻介质压送管及垂直运输管道,以及注入轻介质的混合管。
海底集矿头利用铰链接头与管道相连,能随海底起伏进行作业。