复合软管的应用范围及选型特点

在大洋深处的海底平原五赋存着数量庞大的多金属结核矿床。多金属结核矿石含有镍、钻、铜、锌、锰、金、银、铂等金属。1994年《联合国海洋法公约生效，多金属结核与其他在公海范围内的矿产资源一样纳入联合国   海底管理局的管理，成为全人类的共同财产。我国作为海底采矿先驱投资者，1991年在东太平洋海盆获得15万k㎡的开辟区，到1998年在放弃7.5万k㎡后，拥有7.5万k㎡矿区的商业开采权。

1、多金属结核的开采方法

在充分总结大洋采矿技术   经验和存在问题的基础上，我国工作者确定了水力提升的大洋多金属结核采矿方法，进行了海上中试采矿系统的总体设计，   确定采矿系统由集矿机、输送软管、软管输送泵、中间仓、输送硬管、硬管输送泵、水面船等子系统组成。

集矿机由履带式行走机构、水力复合式集矿机构等组成，能够在较复杂的海底稀软底质的条件下行走，具备爬坡、越障等功能，用水力吸取的方法采集赋存在海底表面和半埋的多金属结核。采集到的结核经破碎机破碎后进入到输送软管的入口，在软管输送泵的抽吸作用下经输送软管进入中间仓料斗。在集矿机到中间仓之间用软管联接既能够进行结核水力输送，又能够满足集矿机在   范围内的自由行驶。软管输送泵布置在中间仓内。料斗里的结核在硬管输送泵的抽吸作用下进入输送硬管，通过输送硬管将结核输送至水面船料仓。

2、输送软管的   

复合软管作为联接集矿机和中间仓的输送通道，具有以下功能：

(1)输送多金属结核；

(2)集矿机在   的区域内能自由行驶；

(3)   隔离来自采矿船的扰动；

(4)在集矿机下放及回收过程中充当起重缆索和挂钩；

(5)悬挂水下电缆。

针对输送软管系统所应具备的功能，   了输送方式、输送泵的选择、软管的结构、输送软管长度、输送软管空间形态及输送参数。

2.1输送方式的   

复合输油软管在5000m水下作业，可以采用压送或吸送的方式输送结核矿浆。采用压送方式，输送泵安装在集矿机上。输送时管内压力高于管外海水静压，管壁承受向外的张力，受力状态比较合理。软管容易被制得，柔性好。采用吸送方式，输送泵安装在洋底中间仓上。输送时管内压力低于管外海水静压，管壁承受压力，软管须具有抗外压能力。在这样的条件，要使软管、柔性好，就   采用方式进行制造。就输送而论，吸送和压送较根本的区别就在于对软管的要求不同。单纯从输送的角度出发，宜采用压送方式。但是，从采矿系统整体布局考虑，采用压送方式，输送泵组安装在集矿机上，必然会增加集矿机的重量，而整个集矿机系统重量增加，迎水阻力就会增大，运行作业的难度增加，这对总体布局大为不利。而采用吸送方式，虽然软管的加工成本大，制造工艺复杂，可是因为输送泵安装在中间仓上而不是在集矿机上，可减少集矿机的设计难度和制造费用，并且泵安装在中间仓上还能起到   的配重作用，泵的选型也不受限制。因此，从采矿系统全局考虑，应采用吸送式软管输送方式。

2.2输送泵的选型   

软管输送的特点是：

(1)开采过程中软管的空间形态是变化的；

(2)随着结核丰度和集矿机产量的变化，软管输送浓度是变化的。

以上特点带来的后果是输送参数不稳定，当软管变形或是引起输送阻力加大时，泵的流量，亦即管内流速就会下降，导致输送困难甚至堵管。为解决这一问题，输油软管输送泵应具有硬工作特性，也就是管网阻力(输送压力)变化时，流量保持不变或变化很小。容积泵是具有硬特性的输送泵，离心式矿浆泵也具有较好的硬特性。容积泵的特点是体积大，输送速度有脉动，间歇输送，需要加稳压稳速装置，离心泵的特点是体积小，输送速度稳定。综合考虑，软管输送泵宜选用离心泵。