[0001] 本发明涉及海底矿物采集设备，尤其涉及一种海底固体矿物颗粒机械水力复合式破碎集矿装置及方法。

[0002] 广袤的深海蕴藏着丰富的矿产资源，其种类多、储量大、品位高，具有巨大的开发利用前景，被认为是21世纪陆地矿产最重要的可接替资源，已经成为各国的重要战略目标。深海矿产资源所富含的铜、钴、镍、稀土等金属可补充我国十分短缺的战略性金属资源，若对其实现开发利用，可有效保障我国经济发展所需资源的供给安全。已探明的开发潜力较大的海底矿物主要有多金属结核、多金属硫化物和富钴结壳三种，分布于几百至几千米的海底。针对颗粒状分布的多金属结核矿粒，可以利用本发明对其直接采集；针对多金属硫化物和富钴结壳，需利用其他技术先对其切削成矿物碎块，再利用本发明进行采集。采集这些海底矿石时，沉积物或粉尘容易在外力作用下悬浮扩散，对海底环境造成污染。

[0003] 现有技术的不足及原因：现有专利技术一是多采用单一方式采集，如单独采用机械法或水力法。仅采用机械式采集，易破坏已板结的海床表层沉积物，引起严重的海底沉积物悬浮；仅采用水力式采集，有能耗高、沉积物扩散严重等不足；二是机械水力复合式集矿方法存在难以有效采集矿粒大小不匀的海底矿物颗粒、效率低、能耗高等问题。

[0004] 2、现有专利技术大多不具备切割破碎大粒径矿粒的功能，仅能收集和提升小粒径矿粒，易造成大粒径对收集管道的堵塞，使得无法采集较大尺寸的矿物颗粒，导致采集效率低，设备可靠性差，作业经济性低。

[0005] 3、现有水力集矿方面的专利技术大多采用恒定射流，导致集矿效率低、能耗高、环境扰动大。

[0006] 4、现有专利技术难以适应海底矿区的复杂地形，尤其是缺乏对集矿装置离底高度的精确调控措施，集矿装置的采集效率容易受到海底微地形的影响，导致集矿作业效率低、经济性差。

[0007] 5、现有专利技术不具备环境感知能力，缺乏对海底矿物颗粒的识别能力，无法实现精准采集。