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大洋锰结核深海开采扬矿技术.docx
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大洋锰结核深海开采扬矿技术.doc
大洋锰结核深海开采扬矿技术
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海洋矿产资源分布及深海扬矿研究进展.docx
1．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室 热能工程系，北京100084 2．中国矿业大学( 北京) 电与信息工程学院，北京100083) 海洋矿产资源分布及深海扬矿研究进展［J］．排灌机械工程
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深海采矿作业过程扬矿管线系统空间构形与动态特性研究.pdf
陆地上矿物资源的逐渐枯竭成为进行强有力海洋采矿研究的重要动机。在复
杂海洋环境因素影响下将深海多金属结核连续、高效地采集并输送到海面采矿船
上，同时要求开采系统具有高度可靠性和商业应用价值，是目前深海采矿面临的
主要研究课题之一。管道提升式深海采矿系统是目前被国际广泛认可的典型深海
多金属结核开采系统。自20世纪70年代，国际上各研究机构对这种采矿系统
开展了大量的研究与海洋试验。中国深海多金属结核开采1000m海试系统亦采用
集矿机与管道提升相结合的采矿方式，其扬矿系统是由扬矿硬管、扬矿泵、中间
仓、柔性软管等多体组合的复杂长管线系统。
在海洋采矿作业过程中，扬矿管线系统既受到包括海洋环境载荷在内的各种
复杂外部载荷作用，又受到海面采矿船和海底集矿机作业运动的影响，因此无论
是在布放回收还是在拖航作业过程中，其运动学和动力学特性都十分复杂。作者
结合国家深海技术发展项目相关课题，采用有限元法对深海采矿扬矿管线系统作
业过程进行数值模拟，研究管线空间构形和动态特性。主要研究内容如下：
1．多体组合的深海采矿扬矿管线系统各部分主体结构之间力学耦合，根据
中国深海采矿1000m海试系统总体方案和作业规划，针对扬矿系统各部分的结构
特点、联接方式和作业条件，研究多体组合的扬矿管线系统在复杂外部载荷和作
业联动作用下的力学建模。柔性复合软管作为扬矿管线系统的重要组成部分，其
建模方法对整体扬矿系统作业联动分析的计算效率和精度影响很大。针对柔性复
合软管抗拉刚度大，抗弯刚度小的宏观特性，提出了基于空间管梁有限元模型的
单元耦合建模方法，建立了包括扬矿硬管、柔性软管、中间仓及扬矿泵等多体组
合的扬矿管线系统有限元模型，为整体扬矿管线系统布放回收和拖航作业过程动
力学分析提供了一种较精确的力学分析模型。
2．扬矿管线有限元模型的外部载荷包括重力
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深海采矿扬矿硬管和组合缆同步下放控制系统研究.pdf
在深海采矿系统中，扬矿硬管系统和基于光纤动力组合缆的供电及信息传输是其中两个非常重要的组成部分。扬矿硬管系统的主要作用是将集矿机采集的多金属结核从中继仓提升到海面采矿船上；组合缆的作用主要是提供进行水上水下信号和动力电源的传输通道。由于组合缆是捆绑在硬管上进行分段下放，组合缆下放的过快会引起膨起或扭曲；组合缆下放过慢，则易于拉断，因此保证组合缆下放与硬管下放的同步，对于采矿系统下放和回收作业安全、可靠、高效、连续、经济的运行有极为重要的意义。 本文针对深海采矿过程中硬管系统和组合缆系统的下放控制问题进行研究。首先，分别介绍了硬管下放系统和组合缆下放系统工艺及主要设备，分析出硬管组合缆下放过程存在的主要问题；接着，在分别分析硬管下放过程和组合缆下放过程中电机频繁起停、低速运行和负载不断变化等特性的基础上，依据硬管和组合缆系统的数学模型，对两子系统采用速度环和电流环双闭环控制方案，电流环采用PI控制，速度环采用模糊PI控制；最后，在设计完成硬管下放调速子系统和组合缆下放调速子系统的基础上，采用基于补偿器原理并联运行的同步控制方法，实现硬管组合缆同步准确下放。仿真结果表明硬管组合缆下放系统加入速度补偿后，起停过程跟随性能和抗干扰性能都得到提高。
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深海采矿系统不同构形扬矿软管的流固耦合动力学分析.pdf
深海采矿系统不同构形扬矿软管的流固耦合动力学分析深海采矿系统不同构形扬矿软管的流固耦合动力学分析深海采矿系统不同构形扬矿软管的流固耦合动力学分析
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深海扬矿软管作业过程动力学行为的几何相关性研究.pdf
深海扬矿软管作业过程动力学行为的几何相关性研究深海扬矿软管作业过程动力学行为的几何相关性研究深海扬矿软管作业过程动力学行为的几何相关性研究
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一种深海采矿扬矿泵回流保护装置.pdf
一种深海采矿扬矿泵回流保护装置一种深海采矿扬矿泵回流保护装置一种深海采矿扬矿泵回流保护装置
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一种用于提高深海扬矿管稳定性的稳定性装置.pdf
一种用于提高深海扬矿管稳定性的稳定性装置一种用于提高深海扬矿管稳定性的稳定性装置一种用于提高深海扬矿管稳定性的稳定性装置
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一种深海扬矿泵的断电后回流控制方法.pdf
一种深海扬矿泵的断电后回流控制方法一种深海扬矿泵的断电后回流控制方法一种深海扬矿泵的断电后回流控制方法
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