《海底矿产资源开发.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海底矿产资源开发.ppt（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、海洋资源濒海的煤，铁，石油等矿砂资源深海的热液硫化物深海中海床上的锰结核海底深处的可燃冰矿产分布示意一、滨海矿砂一、滨海矿砂1、含义：、含义：海岸带及水下海岸带及水下2、形成：、形成：3、特点：分布广，矿种多，储量大，开采方便，易、特点：分布广，矿种多，储量大，开采方便，易于选矿，开发投资小于选矿，开发投资小4、种类及其分布：、种类及其分布：砂矿种类砂矿种类主要分布区主要分布区石英砂矿石英砂矿普遍普遍金红石矿金红石矿澳大利亚澳大利亚金刚石砂矿金刚石砂矿南非大西洋沿岸南非大西洋沿岸锡砂矿锡砂矿泰国，马来西亚，印泰国，马来西亚，印尼等东南亚国家尼等东南亚国家石油石油分布：分布：海底位置：大陆架，大
2、陆坡，大陆隆海底位置：大陆架，大陆坡，大陆隆全球分布：波斯湾，墨西哥湾，北海，全球分布：波斯湾，墨西哥湾，北海，马拉开波湖，东南亚及中国沿海地区马拉开波湖，东南亚及中国沿海地区开发趋势：开发趋势：近海近海远海远海浅海浅海深海深海大陆架大陆架大陆坡、大陆隆大陆坡、大陆隆海底热液海底热液硫化物硫化物1、种类：、种类：有有块状块状和和软泥状软泥状两种。两种。定义：定义：热液硫化物热液硫化物(Volcanogenic massive sulphide ore deposits,VMS）是种由海底火山活动）是种由海底火山活动与热液循环产生之金属硫化物矿，以铜与锌化物矿为与热液循环产生之金属硫化物矿，以铜
3、与锌化物矿为主。主。它们多为古今各地质环境中它们多为古今各地质环境中 海底或其下的热液海底或其下的热液所带硫化矿物沉淀而成之分层沉积物。它们出现于火所带硫化矿物沉淀而成之分层沉积物。它们出现于火山沉积地层层序山沉积地层层序,且与火山岩同年代。热液硫化物是且与火山岩同年代。热液硫化物是以下矿物一大来源：以下矿物一大来源：铜、锌、铅、金铜、锌、铅、金 与与 银银 矿矿.3、分布：、分布：多分布于多分布于大洋板块边界大洋板块边界以及板块内部的火山活动中以及板块内部的火山活动中心。其中尤以心。其中尤以海底中央裂谷处最多海底中央裂谷处最多。环太平洋构造成矿带分布着多种海底热液矿床，环太平洋构造成矿带分布
4、着多种海底热液矿床，被称为环太平洋的被称为环太平洋的“大铜环大铜环”或或“大金环大金环”。三、多金属结核三、多金属结核（一）、多金属结核（一）、多金属结核1、物理性质：、物理性质：又称又称“锰结核锰结核”或或“铁锰结核铁锰结核”，含铁、锰、，含铁、锰、铜等几十种元素，一般为褐色，呈核状。直径铜等几十种元素，一般为褐色，呈核状。直径几微米到几十厘米不等。几微米到几十厘米不等。2、属性：属深海自生性矿产资源、属性：属深海自生性矿产资源3、分布、分布：海底位置：海底位置：35006000m的洋底的洋底全球分布：夏威夷群岛东南海区全球分布：夏威夷群岛东南海区它来自于哪？一是来自陆地、大陆或岛屿中的铁、
5、锰等元素，被海流带到大洋沉淀；二是来自火山，岩浆喷发，从熔岩中 带出三是来自生物，浮游生物体内的微量金属四是来自宇宙尘埃，有关资料表明，宇宙中每年要向地球降落20005000吨宇宙尘埃，它们富含金属元素，分解后进入海洋。如何开采？一，连续绳斗法一，连续绳斗法(CLB)开采法开采法是最早提出的扬矿方式和开采方法是最早提出的扬矿方式和开采方法(见图见图 1)。在一根缆索上每隔在一根缆索上每隔 2550 m吊挂一个链斗吊挂一个链斗,通过采矿船船首和船尾通过采矿船船首和船尾(单船式单船式)或或 2条船上条船上(双船式双船式)安装的缆索导引轮形成无极循环运安装的缆索导引轮形成无极循环运转转,从海底将结核
6、铲起并提升到海面。该系统从海底将结核铲起并提升到海面。该系统于于 20世纪世纪 70年代曾多次在海上成功地进行试年代曾多次在海上成功地进行试验验,其优点是系统设备简单、维修方便、投资其优点是系统设备简单、维修方便、投资小小,但存在采矿效率和资源回收率低但存在采矿效率和资源回收率低,要求海底要求海底地形平坦、缆绳容易缠绕等问题地形平坦、缆绳容易缠绕等问题,已基本被淘已基本被淘汰。汰。如何开采？二，自动潜浮穿梭式采矿车开采系统二，自动潜浮穿梭式采矿车开采系统 此种方法是利用采矿车一边排出压舱物一边此种方法是利用采矿车一边排出压舱物一边采集等效重量的结核采集等效重量的结核,以保持采矿车的接地以保持采
7、矿车的接地比压。然后装载完毕后浮出水面卸载比压。然后装载完毕后浮出水面卸载 不过缺点也很明显，采矿过程间断性作业、不过缺点也很明显，采矿过程间断性作业、潜浮时间长，采矿车制造工艺和遥控技术潜浮时间长，采矿车制造工艺和遥控技术要求高，造价很高。目前已搁置要求高，造价很高。目前已搁置如何开采？三：管道提升扬矿开采法三：管道提升扬矿开采法 它是通过扬矿管道将结核从海底它是通过扬矿管道将结核从海底提升至海面的方法。水力、气力、提升至海面的方法。水力、气力、轻介质、重介质、管道戽斗提升轻介质、重介质、管道戽斗提升都属于管道提升范畴。都属于管道提升范畴。集矿机采集的结核经软管输送至集矿机采集的结核经软管输
8、送至海底作业平台的中间矿仓海底作业平台的中间矿仓,矿仓矿仓底部的给料机将结核定量给入扬底部的给料机将结核定量给入扬矿管道并提升至海面矿船上。泵矿管道并提升至海面矿船上。泵入口以下为吸入管入口以下为吸入管,管内压力低管内压力低于管外压力于管外压力,借助海水的位能进借助海水的位能进行提升。行提升。矿浆泵提升将会成为深海矿产资源矿浆泵提升将会成为深海矿产资源商业开采的第一代扬矿方法。商业开采的第一代扬矿方法。中国锰结核开发步伐1978年，年，“向阳红向阳红05号号”海洋调查船在太平洋海洋调查船在太平洋4000米水深海底米水深海底首次捞获锰结核。首次捞获锰结核。在夏威夷西南，北纬在夏威夷西南，北纬7度
9、至度至13度，西经度，西经138度至度至157度的太平洋中部海区，探明度的太平洋中部海区，探明可采储量为可采储量为20亿吨的富矿区，圈出了有足够的商业价值的亿吨的富矿区，圈出了有足够的商业价值的30万万平方千米的申请区。其中平方千米的申请区。其中15万平方千米的区域作万平方千米的区域作为国际海底管理局的保留区，另为国际海底管理局的保留区，另15万平方千米的万平方千米的区域为我国的开辟区，相当于一个海南岛的面积。区域为我国的开辟区，相当于一个海南岛的面积。1991年年3月，月，“联合国海底管理局联合国海底管理局”正式批准了这正式批准了这一申请。一申请。蛟龙号拍摄图片，5000米海底石油石油主要由
10、碳氢化合物组成。在岩层孔隙内，常以液体或气态（天然气）存在；有时部份凝结成固态。石油是古代生物遗骸，堆积在湖里、海里，或是陆地上，经高温、高压的作用，由复杂的生物及化学作用转化而成的。石油在地层中一点一滴地生成，并浮游于地层中。由于浮力的关系，油点在每年缓慢地沿着地层或断层向上移动，直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的油点越聚越多，便形成了油田。中国主要油田大庆油田 位于黑龙江省西部，松嫩平原中部，地处哈尔滨、齐齐哈尔市之间。胜利油田 地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带，主要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、淄博、聊城、烟台等8个地市的28个县(区)境内，主要工作范围约4.4
11、万平方公里。辽河油田 油田主要分布在辽河中下游平原以及内蒙古东部和辽东湾滩海地区。天然气天然气是一种无色无味的气体，成分主要是甲烷。由于含碳量极高，所以 极易燃烧，放出大量热量。天然气的价值在海洋中仅次于石油，位居第二。天然气四大优势天然气四大优势环保：环保：天然气是矿物燃料中最清洁的能源，而且是一次能源，其天然气是矿物燃料中最清洁的能源，而且是一次能源，其杂质含量极少，理论上，它燃烧后没有污染，具有显著的环保性。杂质含量极少，理论上，它燃烧后没有污染，具有显著的环保性。安全：安全：天然气的成分主要是氢气和甲烷，没有毒性；而人工煤气天然气的成分主要是氢气和甲烷，没有毒性；而人工煤气(如油制气如
12、油制气)则含有一氧化碳等有毒气体，一旦发生泄漏将对人造成则含有一氧化碳等有毒气体，一旦发生泄漏将对人造成直接伤害。另外，天然气的燃点也比液化石油气要高，相对不易直接伤害。另外，天然气的燃点也比液化石油气要高，相对不易起火燃烧。天然气比空气轻，而液化气则要比空气重，一旦发生起火燃烧。天然气比空气轻，而液化气则要比空气重，一旦发生泄漏，前者极易随风飘散，不容易造成隐患；而后者则容易积聚泄漏，前者极易随风飘散，不容易造成隐患；而后者则容易积聚在低洼处，形成重大隐患；此外，引发天然气的爆炸极限也比液在低洼处，形成重大隐患；此外，引发天然气的爆炸极限也比液化石油气的爆炸极限要窄得多。化石油气的爆炸极限要
13、窄得多。经济：经济：按照目前燃气市场价格，使用天然气将比使用液化石油气、按照目前燃气市场价格，使用天然气将比使用液化石油气、管道油制气的实际支出都要少。管道油制气的实际支出都要少。可燃冰天然气水合物（天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简，简称称Gas Hydrate）因其外观象冰一样而且遇）因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰可燃冰”或者或者“固体瓦斯固体瓦斯”和和“气冰气冰”。分子式。分子式mCH4nH2O 在标准状况下，一单位体积的气水合物分在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生解最多可产生164单位体积的甲烷气体单位
14、体积的甲烷气体 2007年年5月月1日凌晨，中国在南海北部的首日凌晨，中国在南海北部的首次采样成功，证实了中国南海北部蕴藏丰次采样成功，证实了中国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源富的天然气水合物资源 固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。天然气水合物使用方便，燃烧值高，清洁无污染。据了解，全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍。中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量，约相当中国目前陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。海底可燃冰的储量够人类使用1000年，因而被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。第三种是注入剂法，就是往可燃冰中加第三种是注入剂法，
15、就是往可燃冰中加一些化学试剂，将一些化学试剂，将“冰冰”转化成气。转化成气。怎样开采可燃冰？怎样开采可燃冰？可燃冰开采的最大难点是保证井底稳定，可燃冰开采的最大难点是保证井底稳定，使甲烷气不泄漏、不致引发温室效应。使甲烷气不泄漏、不致引发温室效应。“可燃冰可燃冰”的开采方法主要有以下三种：的开采方法主要有以下三种：一种是热激化法，就是通过一些方法将可一种是热激化法，就是通过一些方法将可燃冰加热，使其温度升高，从而使水合物燃冰加热，使其温度升高，从而使水合物分解而开采；分解而开采；第二种是减压法，即采用物理方法给可燃第二种是减压法，即采用物理方法给可燃冰减压，达到使之分解的目的；冰减压，达到使之分解的目的；海洋矿产资源开发海洋生物资源