螺旋切削式深海鈷結(jié)殼采礦頭最小工作能耗設計研究.pdf

1、隨著陸地礦產(chǎn)資源的日趨枯竭和人類對海洋的認識日益深化，大洋鈷結(jié)殼資源已成為世界各國矚目的21世紀具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源。根據(jù)專家預測，本世紀中葉就有可能進入鈷結(jié)殼商業(yè)開采的階段。 為正確把握國際海底區(qū)域資源研究開發(fā)形勢，穩(wěn)步推進我國國際海底資源開發(fā)事業(yè)，中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會在其制定的《國際海底區(qū)域研究開發(fā)“十五”計劃》和《國際海底區(qū)域研究開發(fā)“十五”立項指南》中均將“鈷結(jié)殼資源評價與研究”(DYl05-01)和“鈷結(jié)

2、殼采集模型機關鍵技術及裝備研究”(DY105-03-02)確立為開發(fā)研究的重點項目。 由于我國海洋整體開發(fā)能力遠遠落后于國際水平，投入的資金相對有限，進行耗資巨大的實物模型試驗的次數(shù)也十分有限，我們必須充分利用現(xiàn)代虛擬仿真技術，對深海資源開發(fā)技術的各種過程、關鍵設備進行虛擬設計，以提高深海資源開發(fā)技術研究的進度和效率，降低設備能耗，節(jié)約深海資源開發(fā)投資。 本論文就是在這種背景和形勢下，從理論上對鈷結(jié)殼深海采礦的螺旋滾筒式

3、采礦頭設計進行技術論證，尋求其參數(shù)設計較好的技術路線。作者通過對采礦頭運動特性的研究，建立了其截齒運動的運動學方程；然后根據(jù)深海開采鈷結(jié)殼的特殊的工作條件，分析了滾筒式采礦頭在設計過程中參數(shù)的選擇依據(jù)，建立了采礦頭平均能量消耗的數(shù)學模型。 最后作者按照能耗最小為目標，采用實值編碼遺傳算法優(yōu)化，進行了鉆結(jié)殼采礦頭的參數(shù)優(yōu)化設計，并且編制了專門優(yōu)化采礦頭參數(shù)的計算機程序，為優(yōu)化和校驗設計螺旋滾筒式采礦頭提供了方便。 雖然本論