作者：伟德官网 日期：2025-12-23 浏览： 来源：伟德APP下载

摘要

深海底部蕴藏着丰富矿产资源，对其进行高效、可持续开发对国家资源安全与高质量海洋经济具有重要意义。发展应遵循绿色环保、安全可靠、智能高效的原则，推进深海采矿顶层设计、突破核心装备与关键技术瓶颈，同时提升环境监测与修复能力，增强自主创新能力，推动国际合作，构建可持续利用的新兴产业链，支撑海洋强国建设。

1 国外研究进展

1.1 技术方案与海试验证

深海采矿方案在初期以多金属结核为重点，研发并验证多种开发模式，当前主流路径为管道提升式，将矿石从海底通过水力或气力提升泵送到水面平台，再由陆地或海面平台进行后续处理。核心装备包括海底采矿车、提升管系、以及水面支持平台。不同矿种的采集方式各异：结核通常通过机械或水力方式收集；富钴结壳依赖剥离、破碎与收集等工艺；多金属硫化物在崎岖海底拓展作业台阶后进行采集。水面平台负责矿石预处理、脱水、暂存、供能与通信，同时承担系统控制中心及装备布放回收等职责。若干国家在过去阶段开展了大规模海试，验证了系统各环节的协同作业与可行性，但受政治、经济等因素影响，商业化进程尚未全面展开。

1.2 深海采矿环境影响评估

深海采矿对环境的潜在影响集中在矿区附近海底生物群落与尾矿排放区域，沉积物羽流可能改变水体浊度、光照、初级生产及生物表面附着物的健康状况，且可能引发长期生态功能改变。为应对这些影响，相关研究聚焦底栖生物的扰动与恢复、羽流扩散机制、以及环境监测与评估方法的改进。国际上开展了若干重要实验与长期监测项目，推动了区域环境管理规范的建立与完善。

2 国内研究进展

2.1 技术方案与原理试验

国内技术路线以管道水力输送的深海采矿系统为核心，形成“水面支持船—管道水力输送—中继站—软管—履带采矿车”的整体方案，并开展了多级离心泵、海况适应性布放与回收等关键技术的验证。逐步实现从陆地试验向海上单元试验、再到系统联合海试的演进。若干国产深海采矿车在不同深度进行海试，具备更高的定位精度与路径控制能力，证明了海上布放回收与海底自主作业的可行性。随着综合系统试验的推进，深海多金属结核开采整体联动能力持续提升。

2.2 深海采矿环境影响评估

国内关注环境基线与变化的研究历史悠久，建立了环境监测与基线调查的制度框架，并推动了区域环境管理计划的开展。法规层面，明确要求对深海采矿项目进行环境监测、基线建立、应急预案与环境修复等工作。目前在羽状流动力学、环境监测方法与生态修复技术方面仍需加强原位扰动测试与长期监测能力建设，以实现对环境影响的定量评估与有效治理。

2.3 技术状态与差距分析

国内在深海矿产资源勘探与开发方面取得显著进展，已具备较完整的技术储备，且在南海等区域完成多次单体与系统级海上试验，标志着海上工程化能力的提升。然而，大量试验仍处于前沿原理或样机阶段，稳定性、可靠性、监测预警和应急处置能力尚需提升。相较国际先进水平，核心装备自主化程度、环境影响评估方法与长期运行可靠性仍存在差距，需在技术方案、关键设备、系统集成与环境修复方面持续深入研究与验证。

3 关键技术与环境挑战

3.1 技术装备挑战

- 系统规模庞大且复杂，涵盖勘探、采矿、预处理、运输、环境保护与修复等环节，需提升理论支撑、体系结构与运维能力。

- 深水环境条件极端，风浪流、内波等因素对水面平台、海底设备的安装、运行与回收构成挑战，地质与地形的复杂性也增加作业难度。

- 提升泵和管道系统的可靠性仍是瓶颈，长距离传输对耐腐蚀、耐磨损、抗冲击提出更高要求，物料与多相流的堵塞风险需有效控制。

- 信息融合与协同作业难度大，需实现多传感器融合与水下定位的高精度协同控制；国产关键元器件在稳定性、可靠性方面还有提升空间，核心部件对进口依赖度较高。

3.2 环境影响挑战

- 环境基线与生态系统认知仍有限，需加强对深海功能、恢复能力及物种连通性的系统性研究，以区分自然波动与人为扰动。

- 环境影响监测与评估方法尚不统一，商业化规模的不确定性使扰动强度难以量化，羽流的时空特征仍存在不确定性。

- 环境修复技术明显不足，深海生态系统的自我恢复能力有限，系统性的理论、技术与工程实践仍在探索阶段，成本与技术门槛较高。

4 发展趋势与建议

4.1 发展趋势

- 绿色环保：推行全过程清洁生产，减少排放与废弃物产生，提升绿色冶炼与海洋能源支撑的应用，强调环境保护与修复的双向耦合。

- 安全可靠：在极端海况和复杂作业环境下确保人员与装备的生存与运行安全，建立高效的应急与救援体系，以及稳定的数据传输和监控网络。

- 智能高效：以大数据、智能算法与跨域协同为驱动，推进全链条智能调度、自主协同、健康监测与智能预警，提升决策支持能力。

4.2 发展建议

- 强化顶层设计：制定面向国家资源安全的深海开发战略，完善相关政策与法规，建立决策支持与评估体系，推动科技链与产业链协同发展。

- 加大研发投入：聚焦基础性、前沿性与贯穿性技术，提升核心竞争力，推动国内外协同创新与资源整合，形成自主可控的技术体系。

- 强化自主创新与装备国产化：建设国内深海装备产业链，提升传感、材料与工艺等关键技术水平，充分发挥北斗、5G、大数据等信息技术优势，降低对外部依赖。伟德APP

- 加强国际合作与标准制定：参与国际海底事务、环境管理与技术标准的制定，提升国际话语权与行业信任度，推动区域环境管理与资源开发协同发展。

- 推动科教产融合与人才培养：以国家重点项目为引导，促进科研院所、高校与企业协同攻关，建设高水平海洋科技人才队伍与创新生态。

5 结束语

我国在深海资源开发领域正由探索走向渐进开发，取得了显著进展，但仍面临关键技术瓶颈与环境保护挑战。坚持绿色、安全、智能的发展取向，强化顶层设计与自主创新，充分利用信息技术与新型交通通信手段，促进装备与环境保护并举的发展，推动深海矿产资源商业化开发走向可持续性与高质量发展。

致谢

对参与深海矿产资源开发技术研发与评估的专家与团队表示衷心感谢。

返回