采矿

在海底数千米深处，蕴藏着数万亿吨富含锰、铜、钴、镍等关键金属的多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物和深海稀土资源。以多金属结核为例，仅东太平洋CC区储量就高达210亿吨，太平洋沉积物中稀土资源量相当于陆地储量的800至1000倍。随着全球高端装备制造、新能源等产业对稀有金属需求激增——国际能源机构预测2050年铜、镍、钴需求将分别增长40%、168%、372%——深海采矿正从科学探索走向工程实践，成为各国科技与战略竞争的新领域。

深海采矿系统的三大核心装备

深海采矿是集海底作业、水下输送、动力输配、中央控制和水面支持于一体的超大型系统工程。目前主流的“管道提升式”采矿方案由三大核心装备构成：

• 深海采矿车：负责在数千米深的海底行走、采集并初步处理矿物。行走系统多采用履带式设计，以应对稀软底质环境；采集技术则包括水力式、机械式和复合式等。2024年，上海交通大学自主研制的“开拓二号”采矿车成功完成海试，实现水深4102.8米的突破，在国内首创复杂海底地形高机动行进、多矿类复合钻采等多项技术。

• 矿物提升系统（扬矿系统） ：负责将采矿车采集并输送至中继仓的矿物颗粒与海水混合物，通过数千米长的垂直管道提升至海面采矿船。核心技术包括水力提升与气力提升，面临多相流动力学、管道冲蚀与堵塞、可靠性等复杂挑战。

• 水面支持平台（采矿船） ：是整个采矿系统的控制中枢与保障基地，搭载A型架及吊放设施、收放系统（月池区域）、扬矿管道储架及升沉补偿装置等关键子系统，负责设备布放回收与作业稳定性控制。

面临的多重挑战

尽管前景广阔，深海采矿距离商业化仍有距离，目前全球尚无大规模商业开采案例，主要面临三大挑战：

• 技术与成本：一套完整的深海采矿系统造价至少50亿元人民币，后续维护成本高昂。采矿车在稀软底质上的打滑与沉陷、采集效率偏低等问题仍未根本解决，停机损失可达百万美元/小时。

• 环境保护：深海生态系统极为脆弱，采矿活动可能引发沉积物羽流（“海底雾霾”）、重金属释放及噪声污染等问题。一项长达26年的研究显示，秘鲁外海4000米深采矿模拟区的开采痕迹依然清晰可见，群落结构发生显著变化。

• 国际法规：国际海底管理局（ISA）的《开发规章》仍在审议中，环境保护、收益分配等近2000项争议点待讨论。已有37个国家宣布支持暂停或预防性暂停深海采矿。

上海精卫的贡献

上海精卫电子有限公司（Rock-firm）自2006年成立以来，始终定位于提供高科技和高可靠性海洋解决方案，深度服务于我国深海采矿装备的研发与工程实践。我们的产品广泛应用于深海资源开采领域，核心技术产品包括：

• 深海作业装备核心部件：提供水下机器人（ROV/AUV）、水下推进器、水下连接器、水下缆、水下摄像系统、水下声呐与水声通讯系统等，是采矿车与水下系统作业的关键配套产品。

• 特种线缆与连接系统：提供深海探测缆、ROV缆、脐带缆、海洋平台缆及船舰电缆，以及水下插拔连接器、多芯信号连接器等，确保深海极端环境下电力与信号的可靠传输。

• 工程服务：承接海底测量和定位服务，为客户订制开发海底扫描和测量方案，已在国内外完成多项水下产品系统整体解决方案。

在我国推动新一轮找矿突破战略行动、超前布局深海资源开发能力的背景下，上海精卫电子有限公司致力于以可靠的连接技术、智能的探测装备和专业的工程服务，为深海矿产资源的绿色、安全、高效开发贡献关键力量。