15什么是海洋采矿方法 视频

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关于海洋的一些知识
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关于海洋的一些知识
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3秒自动关闭窗口【图文】第十五章 中国海洋资源的可持续开发与利用_百度文库
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第十五章 中国海洋资源的可持续开发与利用
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随着社会经济的发展,海洋的价值也越来越被人类重视,人们从不同的角度对其进行开发和利用。而在此过程中,所产生的废弃物也越来越多,这些废弃物绝大部分最终直接或间接地进人海洋。当这些废物和污水的排放量达到一定的限度.海洋便受到了污染。诸如海洋石油污染、海洋重金属污染、海洋热污染、海洋放射性污染等。受到污染的海域,会损害海洋生物,危害人类健康,妨碍人类的海洋生产活动.损害海水使用质量,造成优美环境被破坏等。[1]
海洋开发开发的历史
人类利用海洋已有几千年的历史。由于受到生产条件和技术水平的限制,早期的开发活动主要是用简单的工具在海岸和近海中捕鱼虾、晒,以及,逐渐形成了海洋渔业、和海洋运输业等传统的海洋开发产业。
17世纪20年代至20世纪50年代,一些沿海国家开始开采、和。
20世纪60年代以来,人类对矿物资源、能源的需求量不断增加,开始大规模地向海洋索取财富。随着科学技术的进步,对及其环境的认识有了进一步的提高,海洋工程技术也有了很大发展,海洋开发进入到新的发展阶段;大规模开发海底石油、和其他固体矿藏,开始建立和海水淡化厂,从单纯的捕捞海洋生物向增养殖方向发展,利用海洋空间兴建、海底隧道、、等,形成了一些新兴的海洋开发产业。
海洋开发开发的现状
现代海洋开发活动中,、的开发、、以及制海盐规模和产值巨大,属于
海洋石油天然气的开发
已成熟的产业,正在进行技术改造和进一步扩大生产;海水增养殖业、、和镁、、、海底隧道等正在迅速发展;深海采矿、、、、等正在研究和试验之中海底矿产资源开发
海洋开发海底矿产资源开发
  海底矿产资源种类繁多,石油和天然气的开发产值占首位,其次是煤矿,另外还有砂、砾石和矿等。
海洋开发石油和天然气
海底有5000万平方公里(约占海洋面积的14%)潜在的含油,其中石油的估计为1350亿吨。勘探表明,水深大于200米的、和小很可能是未来的远景区。
中国1959年开始在勘探,以后逐渐扩大到南黄海、和北部,包括台湾方面在内,已发现了7个大型含油气沉积盆地。
20世纪80年代初从事的国家已达100多个。1983年水深已达1965米。到1984年5月,全世界共有活动式钻井平台715座,其中自升式436座,半潜式 164座,坐底式29座,钻井浮船和驳船86艘。世界海洋石油产量从1950年的0.3亿吨,占世界石油总产量的5.5%,增长到1983年的6.9亿吨,占世界石油总产量的26%。其中以英国、、墨西哥、美国和等国产量最多。海洋1983年的产量为2960亿立方米,占世界天然气总产量的19%。其中美国、英国和挪威的产量占总产量的71.8%。海洋石油和天然气开发的产值已占海洋开发总产值的70%左右。
海洋开发煤矿
开采的国家有、英国、加拿大、土耳其、、中国等。日本海底煤矿的开采量占其全国煤
日本海底煤矿
总产量的50%左右。智利海底煤矿的开采量达全国煤总产量的84%。英国的位于诺森伯兰离岸14公里海底的煤矿是世界最大的海底煤矿。
海洋开发重砂矿和砂砾
的开采方法很多。世界80%的、90%的都是由澳大利亚的。世界90%的锡石来自海滨砂矿,泰国是最大的产锡国。美国在的好消息湾开采的铂砂矿占美国铂总产量的90%以上。中国开采的海滨砂矿有、锆石、和等。世界上正在开采海洋砂砾的国家有日本、英国、美国、、、中国和等。
海洋开发海水化学资源
海水中存在着丰富的资源。人类直接从海水中大量提取或利用的物质只有食盐、溴、镁和淡水等。食盐是提取量最大的海水化学物质,世界年产量已超过5000万吨。中国的产量一直居首位,1983年的生产量为1194万吨。和提镁发展都较快,世界溴产量的70%、镁产量的34%都来源于海水。的方法很多,发展很快。1975年世界日产95吨以上的有1036个,日产淡水量约200万吨;到1980年规模同等的淡水装置已达2204个,日产淡水量达727万吨。
海洋开发锰结核和热液矿床
这两种矿目前尚未正式开采。的试验性开采已经开始,1978年3月“塞德科445”号采矿船在东南1700公里、水深5000米处试采,日产300吨;1980年6月和1981年3月“格洛玛·勘探者”号船两次进行试采,日产锰结核500吨。联邦德国的普罗公司1979年已从2200米深的海底采出15000立方米的矿泥。一些国家正在研究提炼中的金属的技术。
海洋开发海洋生物资源开发
海水增养殖发展很快,日本1960年为30万吨,到1982年已达118万吨;美国的海水产量居世界首位,1982年产24590吨牡蛎(净肉);中国的产量1983年已达54.5万吨,比1954年增加了5倍多,养殖品种有、、、、、、、、、等。
包括捕捞和养殖两个方面。在20世纪60年代以前,海产捕获量直线上升,但70年代以后,虽然捕渔船队和吨位数比过去成倍增加,产量却徘徊在6000万吨左右。1982年世界海洋渔获量6820万吨,其中日本居首位,苏联次之,中国居第三位。由于捕捞量的90%以上集中在水域,造成捕捞过度。近十多年来,遭到破坏,不少国家的捕捞区已向深海远洋发展,并寻找新的。据联合国粮农组织初步估计,蕴藏量约10~50亿吨。在不破坏生态平衡的前提下,每年可捕捞万吨,几乎相当于世界的总渔获量,受到世界各国重视。
海洋开发海洋能利用
包括、和等。世界上第一座具有商业规模的是1966年法国建成的发电站,总装机容量24万千瓦,年发电量5.44亿度。1968年,苏联也在洛亚湾建成800千瓦的潮汐发电站。1984年4月加拿大在建成的安纳波利斯潮汐发电站,装机容量19900千瓦。中国1980年建成的江厦试验电站,设计总装机容量3000千瓦,年发电量1070万度。小型的波浪发电装置已达到商品化、实用化,在导航浮标和灯塔上广泛使用。日本等国建造“海明”号波浪发电船,开始使波浪发电装置向大型化发展,已经过两次发电试验。第二次试验于年,共装8台机组,1000千瓦,年发电量19万度。从70年代以来发展较快,1979年美国在近海建成一艘试验性的温差发电船,输出功率50千瓦。1982年在的建设岸式和海上试验电站各一座,功率均为4万千瓦。日本于1981年在岛上建成的一座岸式试验性温差发电站,发电机额定功率100千瓦,试验时最大功率120千瓦。
海洋开发海洋空间利用
人类为了满足生产和生活的需要,把海上、海中和海底空间当作交通、生产、军事活动和居住、娱乐的场所。
海洋开发海上运输
历史悠, 早在公元前1000年时,地中海沿岸国家已开始航海。公元年中国7次率船队下“西洋”,曾到达非洲的附近,与、印度、30多国进行交往。到19世纪末,世界大洋的主要航道都已开辟。20世纪前期,又开辟了通往南极的航道,开凿了连接和的,开始了的定期航行。第二次世界大战以来,海上货运量已由1938年的4.7亿吨,增长为40亿吨;海上运输船队由1935年的29071艘,6372万总吨,增长为1982年的7.5万艘,4.3亿总吨。
海洋开发海上城市
是指在海上建立的具有机能、新交通体系的大型居住区,可容纳几万人。目前世界上已建成的最大海上城市是日本(见)。
海洋开发海上机场
是把飞机的起降跑道建筑在海上固定式建筑物或漂浮式构筑物上的机场。如日本的机场、的第三机场建在人工岛上;美国是用钢桩打入海底建立的桩基式海上机场;日本正在建筑的机场则是漂浮式海上机场,位于东南离5公里的海面上,它是将巨大钢箱焊接在许多钢制浮体上,浮体半潜于水中,钢箱高出海面作为机场,用系泊于海上,机场面积设计为1100公顷。
海洋开发海上工厂
是把生产装置安放在海上漂浮的设施上,就地开发利用的工厂。日本等国建的“海明”号发电厂、美国建的温差发电厂都是建在船上的海上发电厂。美国在岸外大西洋东北11英里处建立的海上安置在两只漂浮的大平底船上,周围环有马蹄形,发电能力为115万千瓦。巴西在口建的海上纸浆厂,安置在一艘钢制大平底船上,可日产纸浆750吨。另外,日本还建有日处理垃圾达10000吨的海上废弃物处理厂以及日产5000立方米淡水的浮式海上淡化厂。
海洋开发海底隧道
世界上已建成数条海底隧道。日本正在修建的“”是世界上最长的,它穿过,全长53.85公里。其中海底部分长23.3公里;最深部分在海底100米以下,隧道顶部离水面的距离为240米。工程于1964年5月正式动工,先导坑道已于1983年 1月全部打通;可并行两列火车的主坑道也于1985年3月打通,整个隧道要到1987年才能正式通车。目前正在建设的还有长51公里的“英吉利海底隧道”和47公里的“”等。
海洋开发海底军事基地
是指建在海底的导弹和卫星发射基地、水下指挥控制中心、潜艇水下补给基地、海底、水下武器试验场等用于军事目的的基地。它们大体上可分为两类:一类是设在海底表面的基地,由沉放海底或在海底现场安装的金属构筑物组成;另一类是在海底下面开凿隧道和岩洞做为基地。美国、苏联修建得最多。
海洋开发海洋开发技术
海洋开发海水淡化技术
向海洋要淡水已成定势。淡水资源奇缺的,数十年前就把作为获取淡水资源的有效途径。美国正在积极建造,以满足人们与将来对淡水的需求。全世界共有近8000座海水淡化厂,每天生产的淡水超过60亿米,俄罗斯海洋学家探测查明,世界各大洋底部也拥有极为丰富的,其蕴藏量约占海水总量的20%。这为人类解决展示了光明的前景。
海洋开发深海探测与深潜技术
深海是指深度超过6000米的海域。世界上深度超过6000米的海沟有30多处,其中的20多处位于洋底,的深度达11000米,是迄今为止发现的最深的海域。深海探测,对于的研究和利用、深海矿物的开采以及深海地质结构的研究,均具有非常重要的意义。
美国是世界上最早进行深海研究和开发的国家,“”号曾在水下4000米处发现了海洋生物,“杰逊”号机器人潜入到了6000米深处。1960年,美国的“迪里雅斯特”号首次潜入世界大洋中最深的海沟――马里亚纳海沟,最大潜水深度为10916米。
1997年,中国利用自制的无缆水下深潜机器人,进行深潜6000米深度的科学试验并取得成功,这标志着中国的深海开发已步入正轨。
海洋开发大洋钻探技术
在漫长的地球历史中,沧海桑田、、、、地震等都是的表现形式。洋底是最薄的部位,且有硅铝缺失现象,没有花岗岩那样坚硬的岩层。因此,洋底地壳是人类将认识的触角伸向的最佳通道,“”是研究地球系统演化的最佳途径。
为了得到整个洋壳6000米的剖面结构,从而获取地壳、地幔之间的第一手资料,美国自然科学基金会从1966年开始筹备“深海钻探”计划,即“大洋钻探”的前身。1968年8月,“格罗玛·挑战者”号深海钻探船,第一次驶进墨西哥湾,开始了长达15年的深海钻探,该船所收集的达百万卷的资料已成为地球科学的宝库,其研究成果证实了,建立了“板块学说”,为地球科学带来了一场革命。
1985年1月,美、英、法、德等国拉开了“”的序幕。“大洋钻探”计划主要从两方面展开研究:一是研究与的成分、结构和动态;二是研究,即、冰圈、气圈和的演化。
海洋开发海洋遥感技术
海洋,主要包括以光、电等信息载体和以为信息载体的两大遥感技术。
遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术,可以探测、进行现象的观测、进行海底探测,以及为提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。
海洋遥感技术是的重要手段。的突飞猛进,为人类提供了从空间观测大范围海洋现象的可能性。,为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台。
中国的海洋遥感技术始于70年代,开始是借助国外和的资料,开展空间海洋的应用研究,解决中国海洋开发、科学研究等实际问题。同时,中国积极研究发展本国的卫星遥感技术。1990年9月,中国发射“风云-1乙”卫星,该卫星上有两个波段为专用的海洋窗口,用于探测。
海洋开发海洋导航技术
海洋导航技术,主要包括、、卫星导航、和综合导航等。
定位系统,包括近程高精度定位系统和中远程导航定位系统。最早的无线电导航定位系统是20世纪初发明的系统。20世纪40年代起,人们研制了一系列,如美国的“”和“欧米加”,英国的“”等。
是发展潜力最大的导航系统。1964年,美国推出了世界上第一个卫星导航系统――海军卫星导航系统,又称。该系统已成为使用最为广泛的船舶导航系统。
中国的海洋导航定位技术起步较晚。1984年,中国从美国引进一套标准“罗兰-C”台链,在建设了一套远程无线电导航系统,即“长河二号”台链,填补了中国中远程无线电导航领域的空白。在卫星导航方面,中国注重发展陆地、海洋卫星导航定位,已成为世界上卫星定位点最多的国家之一。
汪慧主编;卫甜甜,张波,周轶副主编.蓝色生态
青少年海洋环保知识读本:浙江工商大学出版社 ,2015
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西南大学资源环境学院
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海洋采矿是一项涉及诸多学科的高技术密集型产业,是一项极为复杂的系统工程。海洋采矿涉及海洋资源的勘探、采矿、选矿与冶炼方面的一系列复杂的技术问题。海洋资源的勘探必须使用最先进的勘察手段,查明海底资源的分布及品位、资源数量、资源环境,显然这绝非易事。深达五六千米的海底,水的静压可达五六百个大气压。如果要算海底最深的马利亚纳海沟(深达11036 m),压力将达到1100 多个大气压,因此,海洋采矿技术难度大,必须借助仿生学研究潜人深海底的耐高压的采掘设备和机器人。制造这种水下设备和机器人的技术难度完全可与进入宇宙空间的技术相比拟。就水下机器人来说,它是载体系统、电控系统、声学系统、水声通信、图像压缩与处理、计算机体系结构、人工智能、高效能源、流体力学、深潜技术、水面收放技术等多项高技术的集成。目前美、日等国虽有可潜入 m深的海底潜水器,我国也已研究出可潜入6000 m 深处的水下机器人,但要达到采掘生产的实用阶段,还要走很长一段路。目前,美国、日本、德国、法国、俄罗斯、印度等国都在研究深海底锰结核的采集与扬升技术。至于深海钴壳矿床与热液矿床,因为是坚硬的固体矿床,比锰结核的开采难度要大,还需研究深海的水下破碎技术。[1]
海洋采矿简介
海洋采矿是从海水、海底表层沉积物和海底基岩下获取有用矿物的过程。海洋采矿一般分为三个方面:一是海水化学元素中含有大量的有用金属和非金属元素,如钠、镁、铜、金、铀和重水等,可以从海水中提取食盐、镁、溴、钾、碘和重水等多种有用元素。二是海底表层矿床开采,即海底基岩以上的沉积矿层或砂矿床。目前已经进行开采的有海滨砂矿、砂、砾石和贝壳等。三是海底基岩矿开采,指那些存在于海底岩层中和基岩中的矿产。目前已经开采的有海洋石油和天然气,海底煤、铁、硫、岩盐和钾盐等。
海洋采矿矿产资源
海洋占整个地球面积的71%,约3.6亿平方公里。调查结果表明,陆地上的许多金属和非金属矿在海洋中都已发现,而且有些矿藏的储量巨大。海底矿产资源主要分为海水中溶解的矿物、海底表层矿床和海底基岩矿床。
海水中溶解的矿物。世界海洋中约有13.7亿立方公里海水,其中含有80多种元素,目前人们较为熟悉的有60多种。
海底表层矿床。海底表层矿床大都呈散粒状或结核状,存在于海底各类松散沉积层中,可以用采矿船进行开采。这种矿床根据所处位置又分为大陆架资源、大陆坡大陆裙底资源和深海底资源三种。在大陆架上的海底表层矿床中,非金属矿物如贝壳或砂砾的数量占矿床总体积的50%以上。重矿物如钛铁矿和锡石数量仅占矿床总体积的10%以下。稀有和贵重金属如金刚石或金只占矿床体积的百万分之几。在深度范围为200~3500m的大陆斜坡上有两种重要的自生矿物资源,呈砂粒状、结壳状或结核状的磷钙土以及呈软泥状或块状的热液矿床。在m的深海,最重要的矿物资源是遍布各处的锰结核,在洋底呈不连续分布,有的密集,有的稀疏,北太平洋被认为是密集区。其它深海的软泥中含有不同数量的二氧化硅、碳酸钙、铜和锌。
海底基岩矿床。海底基岩矿包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等。海底石油和天然气分布范围最广,石油可采储量估计为1350亿吨。海底煤矿分布广储量丰富。
海洋采矿现状
我国大陆海岸线总长18000多公里,海域面积约有300万平方公里。从海底地貌上看,我国的四个海区中,不仅有大陆架区,而且有大陆坡和大洋底区,地貌类型齐全,但绝大部分海域是在大陆架范围内。我国大陆架是世界上面积最大、最宽的地区之一。我国大陆及海洋岛屿的海岸线总长约32000多公里,海岸线迂回曲折,为砂矿的富集提供了有利的条件。勘探表明,我国的海洋矿资源蕴藏丰富,海洋石油和天然气初步勘探已发现面积100万平方公里的七个大型含油气沉积盆地,已探明的储量构造400多个,原油储量90~140亿吨之间,海滨砂矿探明储量达数亿吨,矿种60多种。
我国深海采矿技术的研究开发起步较晚,但已于1991年启动了为期15年的研究开发规划,经过,“八五”期间的攻关,已在开采技术与设备的研究开发方面取得了一批阶段成果,缩短了与国际先进水平的差距。
“八五”期间,在中国大洋协会、冶金部和有色总公司的组织和支持下,长沙矿冶研究院和长沙矿山研究院作为深海采矿技术研究开发的两个主要承担单位,已研制出水力式和复合式两种模型集矿机,在剪切强度≤5 kPa的模拟沉积物上进行水下集矿,采集率达到85 %~95%;在30 m高的实验系统上完成了矿浆泵、清水泵、射流泵的水力提升和气力提升试验[2]
海洋采矿特点
由于海洋是一个独立的自然地理单元,决定了海洋矿产开发具有与陆地资源开发所不同的特点。
(1)海洋环境条件恶劣,矿产开采必然拌有狂风、巨浪、海冰、高压、腐蚀等恶劣条件,开采难度大、技术要求高,属于“三高”(高投资、高风险、高技术)工程。但是,为了在开发和占有海洋的竞争中取得主动,一些发达的国家不断进行技术创新,投入了大量的人力、财力用于海洋高技术的开发研究,并已获得了许多技术上的成就和经济上的利益,即使是人均占有资源居世界第一的俄罗斯,尽管国内经济一直低迷,也从没有放弃过对海洋高技术的研究。
(2)海洋采矿是涉及诸多行业和学科的高技术密集型的系统工程,如地学、机械、电子、通讯、冶金、化工、物理、化学、流体力学等学科和造船业、远洋运输业等行业支持海洋矿产的开发。同样,海洋采矿的发展势必促进这些行业和学科的进一步发展,这就具有重要的战略意义。
(3)海洋采矿中应注意与其它海洋资源开发之间的关系。它们之间相互促进、相互制约。此外在开采中还要注意保护海洋环境,避免污染和破坏海洋生态平衡,即注意开发和保护之间的矛盾,所以需要精细的管理,以求获得最佳的经济、环境和社会效益的统一。
(4)国外实践表明,海洋(深海)矿产开采新技术,从开始研制到投入实际应用,通常需要10~20年的时间,周期较长。如日本从年投资10亿美元,研究锰结核的勘探和技术开发,进入试采阶段;美国与日本几乎同期开始进行大洋矿区的勘探和采矿技术的研究,累计投资15亿美元;印度、英国、意大利等国也经过了长期的研究。可见各发达国家这种长期的投入研究不仅仅是解决国内经济发展的需求,主要是面向未来,是对未来的研究和投资。
(5)海洋矿产开发具有国际性的特点。海底矿产资源可能是跨国界或共享的,涉及各有关国家之间的利益,需要国际之间的协调和合作。
张世雄 .固体矿物资源开发工程:
武汉理工大学出版社, 2013年
.万方[引用日期]
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29-2海洋采矿方法
&&非煤矿床开采
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