[发明专利]一种深海海底富钴结壳采矿装备

说明书

本发明公开了一种深海海底富钴结壳采矿装备，包括行走装置、破碎机、支撑装置、液压与控制装置、传送装置与剥离装置；所述液压与控制装置和破碎机固定地安装在行走装置上，破碎机的出料口与母船通过集矿软管连接，支撑装置安装在行走装置前端，传送装置与剥离装置安装在支撑装置上，剥离装置设置在支撑装置前端；传送装置的后端与破碎机的进料口衔接。本发明集矿石破碎收集于一体，结构简单，矿石采集率高。

技术领域

本发明属于海底采矿装备技术领域，特别涉及一种海底富钴结壳矿物的开采装备。

背景技术

随着航空航天、电池电子等相关技术的高速发展，人们对于各种稀有元素的需求日益变大，而在浩瀚的海洋底部具有丰富的矿产资源亟待开采。富钴结壳是目前已探明的具有商业开发前景的海底矿产资源之一，其在海底储量大，又因所含稀有元素量较高，导致海底富钴结壳矿物有较高的经济价值和战略意义。

富钴结壳主要分布大洋海山和海脊之上，赋存深度在800-2500米左右，其主要是由铁锰氧化物经过物理与化学作用沉积在基岩表面的一种壳状矿床。国内学者杨燕子等在论文《大洋富钴结壳研究进展及展望》中详细阐述了富钴结壳的形成机制及其物理化学特征，指出富钴结壳分布范围广泛，富含锰、钴、镍、稀土元素和铂族元素，主要附着在海底基岩之上。

国内现有技术已经提出了利用脉冲技术（如公开号CN103551231B的发明授权和公开号CN107178369B的发明授权）和切削破岩（如公开号CN110454166A的发明申请）的采矿手段，而后续的集矿装置都是利用机械或者水力式机构，上述技术存在着采矿头设计复杂以及采集率低的问题。国内学者颜健提出了一种海底结壳矿体破碎装备（专利公开号CN214062951U），先利用机械式刀盘对矿床进行切割，然后经过液压冲击装置对已经分块的矿床进行破碎，该技术提出了一种结构较为简单的矿体破碎装备，但是对于海底作业装备而言，其集成化程度不高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种结构简单、集成度和采集率高的海底富钴结壳采矿装备。

本发明采用的技术方案是：一种深海海底富钴结壳采矿装备，包括行走装置、破碎机、支撑装置、液压与控制装置、传送装置与剥离装置；所述液压与控制装置和破碎机固定地安装在行走装置上，破碎机的出料口与母船通过集矿软管连接，支撑装置安装在行走装置前端，传送装置与剥离装置安装在支撑装置上，剥离装置设置在支撑装置前端；传送装置的后端与破碎机的进料口衔接。

上述的深海海底富钴结壳采矿装备中，所述行走装置包括履带底盘与车体，履带底盘固定安装有液压马达Ⅰ，液压马达Ⅰ的输出轴与车体固定连接，液压马达Ⅰ能驱动车体在履带底盘上转动。

上述的深海海底富钴结壳采矿装备中，破碎机固定地安装在车体的前端，破碎机的进料口设置在破碎机的前部，破碎机的出料口设置在破碎机的一侧壁上。

上述的深海海底富钴结壳采矿装备中，所述支撑装置包括液压油缸Ⅰ、支撑机架和支撑梁；液压油缸Ⅰ一端与车体进行铰接连接，另一端与支撑机架上部铰接；支撑梁一端与车体固定连接，另一端与支撑架中部铰接。

上述的深海海底富钴结壳采矿装备中，所述的支撑机架包括机架、滚筒和保护罩；所述的机架包括两个平行设置的方管制成的V形梁，V形梁夹角为135°，两个V形梁之间通过横梁刚性连接；机架后部之间设有多个滚筒，滚筒的轴线平行于机架的横梁，滚筒能够转动；机架的V形梁的底面上设有分别与液压油缸Ⅰ和支撑梁进行铰接的耳片Ⅰ、耳片Ⅱ，机架的V形梁的上表面上设有多个与传送装置进行固定连接的耳片Ⅲ；保护罩固定地安装在机架前端，保护罩为楔形，楔形的小端朝前。

上述的深海海底富钴结壳采矿装备中，所述的传送装置包括输送架及传送带，输送架的前端和后端分别设有一个带轮，两个带轮中的一个与液压马达连接，传送带包绕在两个带轮上，传送带采用的钢制履带，每节履带上固定安装有一矩形挡板。