中投網(wǎng)2025-07-01 09:40 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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從20世紀(jì)80年代的蹣跚起步，到如今全海深裝備的自主突破，中國深海礦產(chǎn)資源開發(fā)裝備走過了從跟跑到并跑的跨越式發(fā)展之路。當(dāng)"奮斗者號"在馬里亞納海溝萬米深淵留下中國印記，當(dāng)"鯤龍?zhí)?quot;采礦車在南海完成500米海試，我國已構(gòu)建起覆蓋勘探、開采、輸送的完整技術(shù)鏈條，正在藍(lán)色礦脈的開發(fā)競賽中搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
一、勘探裝備：從千米級到全海深的跨越
(一)載人深潛器的里程碑突破
2012年"蛟龍?zhí)?quot;創(chuàng)造7062米下潛紀(jì)錄，搭載的熱液溫度探測儀可精準(zhǔn)測量350℃熱泉口溫度，液壓取樣器能采集直徑20厘米的結(jié)核樣品。2020年"奮斗者號"更是以10909米的深度，實(shí)現(xiàn)了萬米深淵的礦物直觀探查，其搭載的4K攝像系統(tǒng)可清晰分辨1厘米大小的礦物顆粒，鉆芯取樣設(shè)備能獲取5米深的鈷結(jié)殼巖芯。
(二)無人裝備的體系化發(fā)展
我國已形成"潛龍""海龍""海馬"系列無人裝備矩陣：
潛龍一號：6000米級AUV，配備多波束聲吶，繪制出分辨率達(dá)5米的海底地形圖
海馬號：4500米級ROV，通過12功能機(jī)械臂完成硫化物樣品采集
海翼水下滑翔機(jī)：續(xù)航1.2萬公里，在南海完成連續(xù)90天的資源普查
長沙礦山研究院研制的深海巖芯取樣鉆機(jī)，已完成300余次取樣作業(yè)，其中20米規(guī)格鉆機(jī)可在硬巖條件下獲取完整巖芯，技術(shù)指標(biāo)達(dá)國際先進(jìn)水平。
(三)勘探技術(shù)的瓶頸挑戰(zhàn)
盡管取得突破，但核心傳感器仍存短板：我國CTD設(shè)備的鹽度測量精度為±0.003PSU，與挪威Nortek的±0.0003PSU存在代際差距;多參數(shù)水質(zhì)儀的監(jiān)測指標(biāo)數(shù)量僅為國外設(shè)備的60%，且在防生物附著涂層壽命上短3-5年。
二、開采系統(tǒng)：從技術(shù)驗(yàn)證到商業(yè)化前夜
(一)采礦系統(tǒng)的技術(shù)路線選擇
我國確定了"履帶自行+水力提升"的技術(shù)方案，建成多金屬結(jié)核中試采礦系統(tǒng)。2016年長沙礦冶研究院完成300米揚(yáng)礦泵管試驗(yàn)，2018年實(shí)現(xiàn)500米海底結(jié)核采集，2021年在1306米水深完成全系統(tǒng)試驗(yàn)，采集結(jié)核1166公斤，標(biāo)志著我國采礦系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)入海試階段。
(二)富鈷結(jié)殼采礦的突破
我國最接近商業(yè)化的富鈷結(jié)殼采礦系統(tǒng)，由10大子系統(tǒng)組成，其中7000米級液壓取芯器通過耐壓試驗(yàn)，可獲取Φ50×200mm的結(jié)殼樣品，總體性能達(dá)國際先進(jìn)。湖南科技大學(xué)研制的60米多用途鉆機(jī)，在3500米水深實(shí)現(xiàn)硬巖鉆取與沉積物探測一體化作業(yè)。
(三)商業(yè)化面臨的三大障礙
系統(tǒng)可靠性：全流程聯(lián)動(dòng)海試不足，某型揚(yáng)礦泵在試驗(yàn)中出現(xiàn)粗粒礦物回流堵塞
環(huán)境評估：生態(tài)影響監(jiān)測技術(shù)落后，無法全面評估采礦對熱泉生態(tài)的影響
成本控制：當(dāng)前開采成本是陸地采礦的4倍，亟需技術(shù)降本
三、關(guān)鍵裝備：核心技術(shù)的突圍之戰(zhàn)
(一)海底采礦車：從跟跑到并跑
我國已研制三代采礦車：
首臺自行式采礦車：采用水力機(jī)械復(fù)合集礦，填補(bǔ)國內(nèi)空白
400米級富鈷礦車：實(shí)時(shí)監(jiān)測礦層厚度，調(diào)節(jié)切割量，貧化率降低15%
"鯤龍?zhí)?quot;采礦車：500米海試中定位精度0.72米，2021年深海重載采礦車完成南海路徑跟蹤試驗(yàn)，具備3000米作業(yè)能力
與國外相比，我國采礦車在復(fù)雜地形的自主導(dǎo)航精度(國外0.3米vs我國0.72米)和低擾動(dòng)行走技術(shù)上仍有差距，但在水力集礦效率上已實(shí)現(xiàn)超越，某型采礦車的采集效率達(dá)3噸/小時(shí)，接近加拿大鸚鵡螺公司水平。
(二)深海舉升泵：從實(shí)驗(yàn)室到海試
我國泵技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷四個(gè)階段：
"八五"時(shí)期：30米垂直提升系統(tǒng)，渦流式礦漿泵
"十五"期間：兩級舉升泵，揚(yáng)程80米
2016年：五級泥漿泵，300米海試
2021年：六級舉升泵，1306米深度采集1166kg結(jié)核
當(dāng)前面臨兩大技術(shù)瓶頸：泵葉輪磨損壽命僅為國外的1/2，某型泵在試驗(yàn)中運(yùn)行50小時(shí)后效率下降20%;粗粒礦物回流控制技術(shù)不足，需要30分鐘才能恢復(fù)正常輸送，而國外同類泵僅需10分鐘。
四、未來展望：從技術(shù)追隨者到規(guī)則制定者
我國深海礦產(chǎn)開發(fā)裝備已實(shí)現(xiàn)從"國產(chǎn)化"到"國產(chǎn)創(chuàng)"的轉(zhuǎn)變，但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化突破，仍需在三方面發(fā)力：
全鏈條技術(shù)攻關(guān)：突破傳感器芯片、超導(dǎo)磁力泵等"卡脖子"技術(shù)
系統(tǒng)化海試驗(yàn)證：建設(shè)全海深采礦試驗(yàn)場，開展1000米級聯(lián)動(dòng)測試
國際規(guī)則參與：以技術(shù)實(shí)力參與國際海底管理局采礦規(guī)章制定
當(dāng)"奮斗者號"的燈光照亮萬米深淵，當(dāng)"鯤龍?zhí)?quot;的履帶碾過海底礦脈，中國深海裝備正在書寫新的海洋傳奇。從跟跑者到并跑者，再到未來的領(lǐng)跑者，這片藍(lán)色疆土終將成為保障國家資源安全的戰(zhàn)略要地。
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