人类深海采矿时代即将到来

21世纪是人类开发利用海洋的世纪。深海海域作为人类最后一片未开发区域,蕴藏着丰富的资源,成为世界各国争取海洋权益、发展高新技术、开展国际合作及展示自身实力的重要场所。在海底矿床研究方面处于世界领先地位的加拿大多伦多大学地质学家史蒂文·斯考特认为,人类正在迎     

模拟深海采矿混响环境实验装置研究

针对真实深海采矿环境下实时微地形超声探测声信号获取难的问题,设计并建立了一套能模拟真实深海采矿混响环境的超声探测实验系统.在对螺旋采掘头结构简化的基础上,利用Fluent模拟了螺旋采掘头与多组叶轮模型对水下流场的影响,对二者所得的水下流场进行比较后,确定所选叶轮模型能较好地反映真实采矿环境.随后针对叶轮模型,实验测量了泥沙垂向浓度分布,验证了设计模型的正确性.最后进行超声探测实验,结果表明,悬浮泥沙不仅对声波产生黏滞和吸收,而且会产生严重的混响干扰,通过该超声探测系统的时间增益补偿,可有效抑制混响干扰,增加目标检测概率.本项研究为深海采矿混响环境下的超声微地形探测提供了研究基础.     

深海采矿矿浆泵的设计方法研究

针对深海采矿矿浆泵尚无成熟的设计方法,基于垂直管道水力输送理论,文章提出了矿浆泵设计参数的理论公式,并对不同工作水深及矿石体积分数下的输送系统进行了分析;采用数值模拟方法分析了几何参数对泵性能的影响。分析结果表明:将体积分数为5%~10%的多金属结核从1 000m和6 000m海底提升至海面所需泵的扬程分别为78.04~130.05m和440.63~735.17m,考虑装备制造的技术能力,矿石体积分数宜控制在8%以下;叶轮叶片数推荐值为4~5,以满足扬程和效率的要求;适当增大叶片进口角可改善泵的抗气蚀性能。最后,通过试验验证了数值分析方法的准确性。     

深海采矿输送系统的运动和载荷分析

根据深海采矿软管输送系统大变形的特点,针对输送软管两端在采矿船和采矿车的牵引下运动,同时受到浮力、重力、海浪、海流、海水阻力和管内流体等复杂载荷耦合作用的情况,运用海浪和海流理论、流体力学和Morsion阻力方程,对输送系统的运动和外部载荷进行了分析,得出了海水对管道运动阻力计算公式和管内流体运动对管道作用力计算公式,并对上述公式进行了合理简化,为深海采矿输送系统的静态分析提供了理论依据.图3,参12.     

海浪和海流作用下的深海采矿输送系统参数分析

根据深海采矿输送管道在采矿船牵引下运动,同时受到管道和管内流体重力、浮力和海水阻力作用的情况,采用有限元对输送软管进行了计算分析.从计算结果的比较分析可知:在输送管道下端安装浮体,得到了一种十分理想的采矿系统;海流和海浪对管道上端的结点反力有较大的影响,对管道下端的结点反力和管道的形状影响较小;采矿船运动对管道产生很大的阻力,对管道两端的结点反力和管道形状影响都很大.图8,表1,参9.     

深海采矿机行星轮式行走机构越障行为

为了适应深海富钴结壳和热液硫化调查区复杂地形多变底质,提出了深海采矿行星轮式行走机构.利用虚功原理建立了行星轮式行走机构越障动力学模型,分析了越障高度的影响因素,按1∶2.25传动比确定行星轮系结构尺寸,利用ADAMS进行双边越障性能分析(垂直障碍高度900mm).行星轮系的结构尺寸、车体质心位置及附着系数对越障高度影响较大;各轮系越障时出现驱动力矩、速度和正压力急增的现象,前轮系的前轮越上障碍后,各参数值趋于平稳,后轮越障时又出现瞬时脉动,但脉动较小,后轮系也有相同的变化趋势,各轮的阻力矩和输出功率与正压力变化趋势相同.行星轮式行走机构可根据地变化在定轴轮系和行星轮系间演变,具有较好的自主越障性能.     

深海采矿长管线系统布放过程的数值仿真

运用非线性有限元方法,将深海多金属结核开采系统的扬矿硬管、扬矿泵、中间仓和扬矿软管等部分等效为不同属性的管单元,建立了1000 m水深海洋试验系统扬矿子系统的有限元分析模型;采用Morison公式计算了水下管线的液动力载荷.基于该模型,进行了长管线系统布放过程的动力学数值模拟,得出了在不同布放操作模式下扬矿子系统的各种动态响应,尤其是软管初始构形的动态形成过程;仿真显示了在某些布放操作模式下,软管缠绕现象发生的全过程.研究结果表明:集矿机着底后,在下放硬管的同时,应通过集矿机的运动使软管尽早地形成马鞍形,以有效地消除缠绕现象.     

深海采矿扬矿管几何非线性静力分析

针对深海采矿输送系统中阶梯扬矿管承受轴向力过高容易断裂和连接部位容易出现应力集中的问题,提出一种低密度和高强度的碳纤维复合管应用于深海采矿输送系统.根据扬矿管在采矿船静止和等速拖航运动时,受到管道和管内流体重力、浮力和海水阻力作用的情况,采用有限元对碳纤维复合管和阶梯钢管进行计算分析.研究结果表明:当采矿船静止时,碳纤维复合管的弯矩和弯曲应力与阶梯钢管的差别很小,但碳纤维复合管的轴向力不到阶梯钢管的1/4,相比阶梯钢管,碳纤维复合管能承受更大的轴向载荷;当采矿船以0.5 m/s等速拖航时,2种扬矿管的轴向力、弯矩相比采矿船静止时变化不大,但碳纤维复合管的弯曲应力比阶梯钢管小一半,可克服阶梯管刚性连接时弯曲应力过大的缺点.     

深海采矿开采系统运动状态和动态特性影响因素分析研究

布局合理、设备安全、运行经济、控制简便，是深海采矿开采系统研究开发的主要目标。开采系统的运动状态和动态特性对上述目标产生直接的、重要的影响。文章根据现有研究成果，对开采系统运动状态和动态特性的主要影响因素进行分析研究,相应结论可为系统及其设备的设计、布局、运行和控制提供参考.     

深海采矿钢结构塔架及底座平台的稳定性分析

深海采矿布放回收作业的负载大、重复性高、作业速度快、易受波浪和风力影响,可能造成钢结构塔架和底座平台的失稳.根据其工作特点,选取钢结构塔架和底座平台的三个典型截面,参照GB50017-2003《钢结构设计规范》,分别进行整体稳定性理论折算计算、特征值(线性)屈曲和非线性屈曲有限元分析.结果 表明,钢结构塔架和底座平台的...     

我国实施教师资格制度的程序与方式研究

教师资格制度是国家实行的法定的教师职业许可制度,确立公正合理的程序与方式是教师资格制度得以顺利实施的关键。结合国外先进经验,针对我国教育实际及教师现状,本文提出:教师资格制度的实施只有贯穿教师职业发展的全过程,才能真正使之成为不断提高教师素质的重要制度保障。鉴于此,我国教师资格制度的实施主要应分为两大步骤:教师资格考试与教师资格认证,每一步骤又可分为许多小的环节,它们共同组成教师资格制度实施的完整体系。     

浅谈西山矿区的生态安全

通过对西山矿区生态环境现状的简析,揭示了矿区生态安全正面临前所未有的挑战。并提出几点建议。     

晋城矿区发展循环经济的若干思考

论述了晋城矿区发展循环经济的重要意义，介绍了晋城矿区发展循环经济的模式，阐述了晋城矿区发展循环经济的实践。     

西山矿区提高单产水平的途径探讨

针对西山矿区地质条件、技术装备等实际情况,分析了影响西山矿区单产水平提高的各个因素,提出了提高单产水平的几点建议。     

大宁矿区开采沉陷规律研究

通过对大宁煤矿一个正在开采的工作面进行地面沉陷监测,结合该矿的实际资料,对大宁矿区开采沉降规律进行实测研究,得到了开采沉陷基本参数和典型的山区地表移动分布特征,为以后的矿区开采及地表开采沉陷治理提供理论依据.     

浅谈滇东恩洪矿区沉煤环境及聚煤规律

恩洪矿区处于滇东晚二叠世聚煤区中部偏南的海陆过渡地带,总体上属上三角洲平原沉积环境,沉积构造地貌单元属玄武岩斜坡区与浅陆表海区过渡带。从沉积环境、沉积相、煤层迁移规律及聚煤控制因素等方面,阐述了滇东恩洪矿区沉煤环境及聚煤规律。     

神华新街矿区智能供排水系统建设的思路

在介绍神华新街矿区井水概况及利用要求的基础上,详细阐述了智能供排水系统的设计。     

潞安矿区屯留井田水源地最佳方案的选择

介绍了潞安矿区的水文地质条件,根据井田范围内煤田精查地质报告和潞安矿区供水水源勘探资料,结合区域及井田内水文地质构造条件,确定了经济适用的供水水源地。     

东乌旗滚呼都根沟矿区成矿地质条件和成矿有利地带分析

通过地质填图、剖面测量及综合分析等工作,查明了矿区内的主要岩石类型、地层分布、构造形态,并在此基础上分析了区内成矿的地质条件和成矿有利地带。     

当代中国史研究中的口述史问题：学科与方法

在当代中国史研究中，口述史是一个二重概念。它既是一套学术体系或日学科，又是一种方法论。作为学科的口述史与作为方法的口述史在运用方式上有同构性，但在研究理念上则有质的不同。有关回忆录、访谈录等是否算作口述史以及国史研究中的口述史是否可信等问题的争论，实质上是没有区分作为学科的口述史与作为方法的口述史的差别。口述史学是“记忆中的历史”，口述史料是文献资料的补充。