海底採礦法是指開採賦存於海洋底部和海底岩層中的固體、液體和氣體礦床。
基本介紹
- 中文名：海底採礦法
- 1：開採賦存於海洋底部
- 2：固體、液體和氣體礦床
- 3：3000年前
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發展歷史及前景
3000年前希臘人已自岸邊礦井開採延伸至海底部分的礦體。20世紀初開始以工業規模開採濱海砂礦。20世紀50年代起，隨著科學技術的進步和陸地高品位易採礦產資源逐漸減少，海底採礦日益引起重視。
分類
海底採礦法淺海海底砂礦開採
開採的主要砂礦見表1。其中開採規模較大的是建築用砂和礫石、錫石、金剛石、鐵礦砂和金礦砂等。主要用鏈斗式、水力式、壓氣升液式和抓鬥式采砂船開採。前兩者較常用。
鏈斗采砂船 見采砂船開採。這種設備抗風浪性能差,通常用於開採水深小於50m的砂礦。東南亞國家用它開採淺海錫砂（圖1a）。
水力采砂船 利用砂泵或水射流將海底砂礦以砂漿形式通過管道吸至采砂船的洗選設備中。水淺時砂泵裝在船上；水深時砂泵置於水中或與水射流聯合使用。膠結砂層用高壓水射流器或裝有旋轉刀具的挖頭預先鬆散。泵吸式水力采砂船的作業深度一般為9～27m；與水射流聯合使用時作業深度可達 68m。常用於開採建築用砂和礫石（圖1b）。
壓氣升液采砂船 將壓氣送入吸砂管下部，使氣泡與管內砂漿混合,降低砂漿比重,利用管內外壓差舉升砂漿（圖1c）。 它不僅用於淺海，還可用於深海開採。對膠結砂層須預先鬆散。
抓鬥采砂船 這種采砂船受海水深度影響小，靈活性高，可采海底不平的和粒度不勻的砂礦，但生產能力低。也常用於海底取樣（圖1d）。
這幾年開始用潛艇在海底取樣撈砂,觀察海底情況,並用無人推土機在海底集砂，以提高采砂船生產能力和回採率。
淺海海底基岩中固體礦床的開採
在淺海大陸架基岩中，與陸地一樣，也賦存各類固體礦床。主要開採岸邊礦床延伸至海底的部分。常用的開拓方法是自陸地開掘井巷通至海底。海水不深時可堆造人工島構築立井。中國和英、日、加、美、智利等很多國家都在開採海岸附近的海底礦床。所用採礦方法應保證頂底板岩層不產生通至海底的裂隙，以防止海水湧入。此外，還須加強頂底板監測和水質化驗工作，以便及時採取安全措施。美國在墨西哥灣成功地用弗拉施採礦法在平台上開採海底的自然硫礦。
歷年來的成果
1873年英國首先在大西洋發現錳結核。20世紀60年代，一些工業已開發國家開始調查深海海底礦產資源，並研究開採技術。已知的深海海底礦產資源主要是錳結核，有些海域發現含金、銀、銅、鉛、鋅等的多金屬軟泥。這些年已建立起八個跨國財團，約有一百多家公司在從事勘探與試采工作。中國近幾年展開調查研究工作，多次在太平洋採集到錳結核。錳結核是含有錳、鐵、銅、鎳、鈷和其他20多種稀有元素的球形結核,廣泛分布在世界各大洋2000～6000m深的洋底表層。太平洋中部的結核品位最高（表2），儲量最大。有些海域的錳結核中鎳、鈷、銅的品位高於陸地開採的礦床。已發現世界各大洋底錳結核的總儲量約三萬億噸，僅太平洋就有17000億噸左右，它的儲量在不斷增長，在太平洋底,每年約可增長一千萬噸左右。70年代末在連續索斗采砂船上，由帶有很多拖斗的無極繩連續轉動，將錳結核自海底撈出（圖2）。采砂船橫向慢速移動，能使若干拖斗同時在一定寬度上連續作業。70年代曾用壓氣升液采砂船試采深5000m洋底的錳結核。壓氣在不大於 1000m深處進入吸砂管。也曾用水力采砂船在1800m洋底進行了試采。深海采砂船都配有水深控測、海底攝影和電視等設備和勘測儀器。都未投入工業生產。 1963年英國“發現者”號調查船在紅海發現多金屬軟泥，70年代末在東太平洋發現含銅、鋅、銀等元素的多金屬硫化物，都未進行工業開採。
海底採礦法
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