目前全球海洋矿产资源尚未实现商业开采，无成熟开发模式可以借鉴。其中一个重要难题就是，深海矿藏开采后，怎么从数千米的海底扬送到水面？中国五矿主导的这次海试，成功验证了我国现有扬矿泵管输送系统技术的稳定性和可靠性，深海采矿由实验室转向海洋的工程实践正吹响号角。专家透露，此次300多米的布放水深只是开始，项目的下一个目标是1000米，未来5年或将能看到成果。
“深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏，但要得到这些宝藏，就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。”5月30日习*平近**总书记在全国科技创新大会上讲话时提出的“深海三部曲”，为中国深海产业的未来展开了一张壮丽的蓝图。
有人把“三部曲”理解为“三步曲”。对此，多位海洋专家、深海装备专家向《国资报告》记者指出，实现“三部曲”关键在深海装备，它们之间不是阶段性的迭代关系，不是先进入、后探测、再开发，而是必须齐头并进，共同研发。
如今，“蛟龙号”家族入海，我们已经掌握深海进入、深海探测的钥匙。而日前，从南海传来消息，中国五矿集团已经叩开了深海宝藏的大门，中国企业向深海开发迈进了一大步。
深海开发再难也要上
随着我国进入工业化快速发展阶段，矿产资源的消耗正以惊人速度增长。我国已经成为世界上最大的矿产进口国，铜、铁、铅、镍、铝、钴等主要矿产的对外依存度均已超过50%。中国已进入以重工业快速发展为特征的工业化中期阶段，未来20年将是我国矿产资源生产和消费的高峰，对国外资源的依赖度将会越来越大。
为推动经济持续健康发展，维护国家主权、安全、发展利益，我们不得不将目光投向海洋。
海洋，是陆地、地下、太空之外的第四大资源宝库。目前地球上发现的百余种元素，有80余中存在于海洋中。目前认为有商业开发前景价值的矿产资源主要包括多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等，这些矿产资源是未来人类开发利用有价金属（铜、锰、镍、钴、稀有金属等）的重要来源。
到目前为止，中国大洋协会已代表国家获得三块国际海底矿区，2015年，中国五矿集团公司又首次以企业主体形式为我国申请了第4块国际海底矿区。
然而，深海矿产资源只有被开发利用才能实现其价值。海洋矿产资源开发是一项复杂的系统工程，涉及众多学科，是海洋资源开发技术的最前沿，也标志着一个国家开发海洋资源的综合能力和技术水平。深海底的巨大水压力、海水中电磁波传播的严重衰减、深海的风浪流复杂流场等，使深海矿产资源开发面临极为严峻恶劣的超常极端环境。目前全球海洋矿产资源尚未实现商业开采，无成熟开发模式可以借鉴。
此时的中国，只有拥有先进的深海资源开发能力，才能拥有国际海域资源争夺的主动权，才能真正占有和利用深海资源。
五矿叩开深海宝藏大门
在海底采集多金属结核，要求数百吨重的采矿车能在极稀软的海底沉积物按预定轨迹行走，并将颗粒状的结核采集至集矿车上；富钴结壳和多金属硫化物的采集，则要求采矿车能在崎岖不平的海山矿区上稳定行走，并将结壳从基岩上剥离，或将大块状硫化物矿切削后采集到采矿车上。不论哪种资源的采集，都要求较高的回采率和较低的能耗，同时对海底的环境扰动小。
上世纪90年代，我国的深海采矿技术研究便已开始。在中国大洋矿产资源开发协会的牵头下，先后研发设计了多金属结核采矿中试（1:10）系统技术方案，研制了履带式行走、水力复合式集矿的海底采矿车、两级高比转速深潜模型泵。2001年，中国大洋协会组织有关单位在云南抚仙湖开展了部分采矿中试系统关键部件的135m水深湖试，实现了从湖底采集并输送模拟结核到水面船的整体流程。
然而，在利用水力将粗颗粒从数千米的海底扬送到水面的技术难题方面，我们却始终没能突破。利用管道提升是目前主流的解决方案。与成熟的陆地矿物管道输送相比，深海矿物的粒径粗大，提升距离长，且经过空间形态复杂的泵管系统，系统研发难度极大。需要研发高扬程和通过粗颗粒性能的输送泵、开发能耗低、防堵塞的高效安全粗颗粒管道输送技术。
2012年，由中国五矿集团公司所属长沙矿冶研究院有限责任公司牵头承担的“十二五”国家“863”计划海洋技术领域重点项目——“深海多金属结核和富钴结壳采掘与输运关键技术及装备”开始实施。该项目针对我国深海采矿系统中的关键技术，研制出无堵塞多级离心泵工程样机，搭建实验室扬矿泵管试验系统，开展了数百次陆地试验，并于2016年3月27日在长沙组织完成第三方专家验证。2016年5月起在浙江温岭进行扬矿泵管系统码头调试和近海演练。在完成前期准备后，项目团队于6月6日起搭乘“长和海洋”号船驶离浙江温岭，赴南海执行海试。
2016年6月16—20日，“深海多金属结核和富钴结壳采掘与输运关键技术及装备”在中国南海某海域成功进行了“深海扬矿泵管输送系统”海上试验，顺利通过国家863计划项目海试验收专家组验收。这是我国首次开展深海采矿单体工程技术的海试，标志着我国深海矿物输送技术从此跻身世界一流。据了解，目前全球只有美国、日本、韩国等国家成功进行过此类实验。
本次海试由长沙矿冶研究院负责，参与单位包括在“蛟龙号”上有突出贡献的中船重工第七〇一研究所、上海利策科技股份有限公司、国家海洋局南海分局，海试船舶“长和海洋”号由泰和海洋科技集团有限公司提供。
海试系统包括扬矿泵管布放回收子系统和矿物泵管输送子系统，全部由上述单位自行研发设计，具有完整的知识产权。本次海试突破了风浪流条件下的安全布放技术，保证了水下设备的安全，实现了海洋复杂海况下管道与泵的安全高效布放回收；突破了悬挂条件下的多级离心泵输送技术，保证了粗颗粒的畅通与管道受力的稳定性，实现了粗颗粒、高浓度的模拟多金属结核的长距离大流量下的稳定输送。
本次海试管道布放水深304米，管道总长638米，输送矿浆体积流量500m3/h，结核输送量50t/h，完成了国家863课题任务书规定的指标，一举突破了我国深海采矿系统研究多年来尚未解决的关键技术。
项目海试验收专家组组长、湖南大学深海装备研发中心主任徐道临表示，本次海试验证了我国现有扬矿泵管输送系统技术的稳定性和可靠性，以及实施方案的可行性，实现了我国深海采矿技术试验从湖试向海试的转变，是我国走向深海迈出的关键一步。据他透露，300多米的布放水深只是开始，项目的下一个目标是1000米，未来5年或将能看到成果。
中国五矿是国家金属矿产资源安全的保障者，也是国家海洋战略的积极践行者,是中国首个国际海底矿区的企业承包者。本次海试成功标志着中国深海采矿技术由湖试转入海试，是一次里程碑事件。中国五矿长沙矿冶研究院的海洋采矿技术由实验室转向海洋的工程实践吹响了深海采矿的号角，缩小了中国与美国在深海多金属结核采矿技术方面的差距，随着水面技术、扬矿技术、采集技术、导航定位技术的逐一解决，中国将有能力在深海金属矿产资源的开发利用方面走在世界的前列，为谋求国家金属矿产资源的安全作出巨大的贡献。
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