当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

横采模式下深海采矿系统500米海试动力学行为研究

发布时间:2019-02-28 09:44
【摘要】:经过多年实践和论证,我国进行深海采矿的现行技术方案是采用水力式集矿方法,该深海采矿系统主要由水面平台、水下扬矿系统和履带式集矿机三部分组成。而扬矿管道联系着水面平台与集矿机,三者共同构成一个联动系统,扬矿管道的空间形态对系统的安全性、稳定性和集矿机的自主行走及其轨迹的有效控制,有至关重要的影响。根据中国大洋协会国际海域资源调查与开发“十二五”课题的要求,本文在三维多刚体离散元的理论基础上,考虑了深海采矿系统处于波流联合作用且运动方向和波流方向相同的环境,根据光电复合缆和浮力桶的具体参数,结合马鞍形线缆的布置要求,建立了用于海试的深海采矿系统虚拟样机模型。分别讨论了顺流下单拱和双拱马鞍形形态的线缆在不同横向开采宽度、集矿机不同开采速度、集矿机与采矿船的不同相对距离等因素对深海采矿系统的动力学行为的影响。研究结果表明:集矿机逐渐离开水面平台纵向轴线竖直平面进行横向集矿时,集矿机、线缆和水面平台的受力均会逐渐增大,单拱和双拱马鞍形态的线缆构形通过拱构形的伸长对系统的受力起缓冲作用;横向开采宽度越大,系统受力越大,其动力学行为特性也越不稳定;开采速度越小,系统的动力学行为特性越稳定,但速度过小影响作业效率;集矿机与采矿船相对距离越小,系统的受力相对越小,动力学行为特性越稳定,但距离过小不利于马鞍形形态的保持,甚至可能出现线缆与海底接触、缠绕和局部构形不稳定等现象。
[Abstract]:After many years of practice and demonstration, the current technical scheme of deep-sea mining in China is to adopt hydraulic collecting method. The deep-sea mining system is mainly composed of three parts: surface platform, underwater lifting system and caterpillar collector. The lifting pipeline is connected with the water platform and the collecting machine, and the three together constitute a linkage system. The spatial shape of the lifting pipeline affects the safety and stability of the system, and the independent walking of the collector and the effective control of its trajectory. Has a vital impact. According to the requirements of Comra's international marine resources investigation and development during the 12th five-year Plan, this paper is based on the theory of three-dimensional multi-rigid discrete element. Considering the environment in which the deep-sea mining system is in wave-current joint action and the direction of motion and wave-current are the same, according to the specific parameters of photoelectric composite cable and buoyancy bucket, combined with the arrangement requirement of saddle-shaped cable, A virtual prototype model of deep-sea mining system for sea test is established. The influence of different horizontal mining width, different mining speed and different relative distance between collector and mining vessel on the dynamic behavior of deep-sea mining system is discussed under the conditions of single-arch and double-arch saddle-shaped cable. The results show that when the collector gradually moves away from the vertical axis of the water platform to carry out the horizontal gathering, the force of the collector, cable and water platform will gradually increase. The cable configuration in saddle form of single arch and double arch acts as a buffer to the system through the elongation of arch configuration. The larger the width of lateral mining is, the greater the force of the system is, the more unstable the dynamic behavior of the system is, the smaller the mining speed is, the more stable the dynamic behavior of the system is, but the smaller the speed is, the more unstable the operating efficiency is. The smaller the relative distance between the collector and the mining vessel, the smaller the force on the system and the more stable the dynamic behavior, but the smaller the distance is not conducive to the maintenance of saddle shape, and even the contact between cable and sea floor may occur. Winding and local configuration instability, etc.
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD857

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陶德宁;中国的深海采矿[J];铀矿冶;2000年01期

2 谢龙水;深海采矿经济模式的研究[J];金属矿山;1995年06期

3 朱洪前,桂卫华,王随平,阳春华;深海采矿车控制技术研究[J];金属矿山;2005年09期

4 丁六怀;高宇清;;深海采矿集矿机的研究与开发[J];矿业研究与开发;2006年S1期

5 谢龙水;深海采矿船设计的研究[J];有色金属(矿山部分);1995年03期

6 简曲,王明和;深海采矿集矿机的设计[J];矿业研究与开发;1998年01期

7 徐海良;龙国键;梁武;;深海采矿矿石输送软管的力学实验分析[J];矿业研究与开发;2006年01期

8 万步炎,高泉;深海采矿研究的技术政策探讨[J];长沙矿山研究院季刊;1992年03期

9 谢龙水;;中国深海采矿[J];有色矿山;1993年05期

10 简曲,王明和;深海采矿系统的设计与研究[J];世界采矿快报;1996年19期

相关会议论文 前4条

1 邹伟生;黄家桢;;深海采矿扬矿研究现状与展望[A];1997中国钢铁年会论文集(上)[C];1997年

2 肖体兵;吴百海;;深海采矿扬矿管重载被动型升沉补偿系统的研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年

3 吴百海;邹大鹏;冶占武;陈飞燕;肖奇军;;深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年

4 杨显成;孙伯起;益其乐;;深海采矿系统运动和动力学分析计算[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年

相关重要报纸文章 前10条

1 中国科学院教授 高峰;深海采矿时代已经来临?[N];企业家日报;2014年

2 记者 薛严;韩机器人深海采矿试验获成功[N];科技日报;2013年

3 本报记者 李响;攀登深海采矿制高点[N];中国国土资源报;2013年

4 晓苛;深海采矿时代悄然走近[N];中国石油报;2006年

5 涵默;日本计划开采近海海底稀土资源[N];中国电力报;2011年

6 王英杰 阳宁;深海采矿时代还有多远?[N];中国冶金报;2012年

7 记者 罗沙;“蛟龙”将冲击5000米深度[N];新华每日电讯;2011年

8 记者 黄冉;“蛟龙”号完成海试任务载誉凯旋[N];中国海洋报;2011年

9 记者 张斌键;全国政协副主席、科技部部长万钢听取“蛟龙”号海试领导小组汇报[N];中国海洋报;2011年

10 本报记者 张斌键;刘峰:海试最大的收获是这支团队[N];中国海洋报;2011年

相关博士学位论文 前6条

1 胡小舟;深海采矿1000米海试系统主要部件布放中的水动力学问题研究[D];中南大学;2011年

2 王志;深海采矿扬矿管道工作特性的流固耦合分析与综合评价研究[D];中南大学;2010年

3 胡琼;深海采矿扬矿管道系统力学行为模拟试验系统研究[D];中南大学;2011年

4 王刚;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[D];中南大学;2009年

5 李艳;基于三维离散元管线模型的深海采矿1000m海试系统整体联动动力学研究[D];中南大学;2009年

6 陈勇;深海采矿移动机器人的鲁棒控制研究[D];中南大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 蔡亮;横采模式下深海采矿系统500米海试动力学行为研究[D];湘潭大学;2017年

2 彭芸;粗颗粒矿石在深海采矿系统软管中输送特性试验研究[D];中央民族大学;2016年

3 涂书柏;深海采矿车速度控制研究[D];中南大学;2008年

4 杜斌;深海采矿系统布放回收过程中水动力计算及仿真研究[D];中南大学;2009年

5 刘金书;6000m深海采矿系统扬矿管线的拖曳特性研究[D];中南大学;2008年

6 戴圣伟;深海采矿车行走控制技术研究[D];中南大学;2008年

7 刘建浩;深海采矿系统的运动响应研究[D];上海交通大学;2012年

8 李辉;深海采矿扬矿硬管流固耦合力学行为及快速分析方 法研究[D];中南大学;2012年

9 王明峰;深海采矿船运动模拟平台系统控制方法研究[D];中南大学;2012年

10 肖芳其;深海采矿扬矿软管空间构形和流固耦合力学分析[D];中南大学;2012年



本文编号:2431706

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/2431706.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户506df***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com