7月初,由上海交通大学自主研制的深海重载作业采矿车工程样机“开拓二号”,在我国海南海域成功完成海试。
“开拓二号”搭乘着我国海洋局系统最大、最先进的科考船之一“向阳红03”号科考船,于6月19日启航,6月28日返航,航程1840多公里,在海试海域6级风、4级海况条件下,连续完成5次着底采矿作业,其中4000米级深度1次,2000米级深度4次。
这是我国首次实现深海重载作业采矿车作业水深突破4000米大关,也是首次在4000米以深海底开展深海矿产资源试开采试验。
此次“开拓二号”海试着底最深达4102.8米,并且成功完成了多次、连续深海布放、海底作业与提升回收任务,成功在4100米水深崎岖复杂的海底获得了200多公斤的多金属结壳、多金属结核、海底基岩等各类深海矿产样品。
要知道,大洋海底蕴藏着丰富的多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等矿产资源,富含铜、钴、镍、锰等重要关键材料。然而这些应用价值极高的深海矿产资源一般赋存在2000米至6000米的深海海底,其中多金属结壳与硫化物主要分布在4000米水深以内。
海试首席科学家、上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院教授杨建民介绍说,长期以来,深海采矿在国际上存在三大技术难题:一是矿区海底地形异常复杂,装备安全行进困难;二是深海矿产赋存形式与物理特性复杂多样,高效开采收集困难;三是深海重载作业装备在海上风浪条件下,安全布放回收困难。
同时,海底地形崎岖,海况条件比较复杂,海底采矿装备不仅需要在这样的环境中来去自如,还要具备开采和收集能力,并且能有效地回收,这其中的每一个环节,都要经过海试的考验。
然而,这次海试的成功,意味着“开拓二号”基本可以达到海底采矿需要的深度要求。
具上海交通大学“开拓二号”长 6.0 米、宽 3.0 米、高 2.5 米,空气中重量约 14.0 吨,设计作业水深 6000 米,在国内率先突破复杂海底地形自适应四履带行进、多金属硫化物一体化截割钻采、深海环境声学、光学综合感知等关键技术,并搭载深海羽状流、水下噪声等环境综合监测设备。
在本次海试中,“开拓二号”除了作业水深突破外,还达成了5项深海采矿领域创新突破技术的试验目标:包括了深海复杂海底地形高机动行进、深海多矿类复合钻采、深水重载作业智能精细控制、非金属缆深海重载布放回收、深海环境扰动监测评估。
在全面检测了“开拓二号”的装备安全性和可靠性后,经项目专家组中期技术鉴定,“开拓二号”技术性能达到国内领先、国际先进水平。
目前,我国拥有面积相当于3个渤海的5块国际海底矿区专属勘探权和开采优先权。而此次“开拓二号”深海采矿车海试,可谓是我国深海采矿装备试验中的里程碑实践,无疑为我们的深海勘探事业打了一剂强心针,这意味着我国将在深海科学研究、资源开发、环保等方面将拥有更强的技术支撑和装备保障。