СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ РАЗВЕДКИ И ДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ И КОБАЛЬТОНОСНЫХ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОРОК МИРОВОГО ОКЕАНА

  • В. М. Юбко ГНЦ АО «Южморгеология»
  • И. Н. Пономарева ГНЦ АО «Южморгеология»
  • Т. И. Лыгина ГНЦ АО «Южморгеология»
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2023.51(4).8
Ключевые слова: Мировой океан, железомарганцевые конкреции, кобальтоносные железомарганцевые корки, месторождения, геологоразведочные работы, добычные работы, подводно-технические средства

Аннотация

В статье дан обзор отечественных и зарубежных достижений в области развития технологий разведки и добычи железомарганцевых конкреций и кобальтоносных железомарганцевых корок на дне Мирового океана. Охарактеризованы задачи, которые решаются на основе использования современных глубоководных технических комплексов, в том числе автономных необитаемых, телеуправляемых и обитаемых. Отмечена отчетливая тенденция внедрения в практику геологоразведочных работ новых типов технических средств с высоким уровнем роботизации. Приведены конкретные примеры технических разработок в этой области. Отмечается, что основной тенденцией в развитии техники разведки глубоководных месторождений океанских руд и их добычи является оснащение подводных необитаемых и обитаемых подводных аппаратов комплексом оборудования, которое позволит решить широкий круг задач, связанных с этими процессами.

Литература


  1. Автономные необитаемые подводные аппараты Китая. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://oosif.ru/anpa-kitaya – свободный. Загл. с экрана. Яз. рус.

  2. ГИКО – глубоководная добыча полезных ископаемых на океанических шельфах не нарушающими экосистему методами. 2023. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ocean-minerals.ru/page/dobycha-morskih-mineralov.php; https://ocean-minerals.ru/page/roi-glubokovodnyh-robotov.php – свободный. Загл. с экрана. Яз. рус.

  3. Комплекс многоцелевого глубоководного ТПА рабочего класса ROSUB-6000. [Электронный ресурс]. http://www.edboe.ru/products/rosub.htm – свободный. Загл. c экрана. Яз. рус.

  4. Коноплин А. Ю., Денисов В. А., Даутова Т. Н., Кузнецов А. Л., Московцева А. В. Технология использования ТНПА для выполнения глубоководных исследовательских операций // Труды 31-й Международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». Санкт-Петербург. 2020. С. 246–251 [Электронный ресурс]. https://www.elibrary.ru/download/elibrary_44406807_42148415.pdf – свободный. Загл. с экрана. Яз. рус.

  5. Патент № 2788227 РФ. Комплекс для добычи рассредоточенных по морскому дну полезных ископаемых / Д. А. Юнгмейстер, В. А. Шпенст, А. В. Григорчук, А. И. Исаев, М. П. Смоленский. Заявка № 2022123385 от 01.09.2022; опубл. 17.01.2023. Бюллетень № 2.

  6. Патент 203596 Рос. Федерация: МПК E21C 50/00 (2006.01) E02F 3/413 (2006.01) Устройство для сбора кобальтомарганцевых корок со дна морей / Юнгмейстер Д. А., Королёв Р. И., Сержан С. Л., Уразбахтин Р. Ю.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет». Заявка № 2021103823 от 16.02.2021; опубл. 13.04.2021, Бюл. № 11.

  7. Подводная робототехника. [Электронный ресурс]. http://www.imtp.febras.ru/podvodnaya-robototexnika.html?start=13 – свободный. Загл. с экрана. Яз. рус.

  8. Судариков С. М., Юнгмейстер Д. А., Королёв Р. И., Петров В. А. О возможности уменьшения техногенной нагрузки на придонные биоценозы при добыче твердых полезных ископаемых с использованием технических средств различной модификации // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 82–96. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.14.

  9. Технологический комплекс «Абиссаль 3» для морских глубоководных геологоразве­доч­ных работ: пат. 106965 Рос. Федерация: МПК7 G01V 11/00(2006.01) G05D 27/00(2006.01) / Тарасенко А. А., Логойда И. Р., Амелин В. В., Мусатова М. М., Котов И. Н., Губанов Ю. Н. Родичев А. П.; заявитель и патентообладатель Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик – Федеральное агентство по недропользованию. № 2011101171/28, заявл. 13.01.2011; опубл. 27.07.2011.

  10. Юнгмейстер Д. А., Исаев А. И., Королёв Р. И., Ефимов Ф. А., Смоленский М. П. Анализ параметров машин комплекса для добычи рассредоточенных по морскому дну полезных ископаемых // Сборник тезисов 10-й Международной конференции «Полезные ископаемые Мирового океана», 20–22 июня 2023 года. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2023. С. 133–136.

  11. Юнгмейстер Д. А. Обоснование типов глубоководной техники для добычи морских железомарганцевых конкреций / Д. А. Юнгмейстер, С. М. Судариков, К. А. Киреев // Записки Горного института. 2019. Т. 235. С. 88–95. https://doi.org/10.31897/PMI.2019.1.88.

  12. Armada launches to sea. 09.05.2022. [Электронный ресурс]. https://oceaninfinity.com/armada-launches-to-sea/ – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  13. Assessing the Impacts of Nodule Mining on the Deep-Sea Environment. [Электронный ресурс]. https://www.geomar.de/en/news/article/assessing-the-impacts-of-nodule-mining-on-the-deep-sea-environment#gallery-1 – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  14. Atmanand M. A., Kathiroli S. The Status of India’s Mining Programme // Proceedings of the Workshop jointly organized by the International SeabeadAuthority and the Ministry of Earth Sciences, Government of India, National Institute of Ocean Technology, Chennai, India 18–22 February 2008. P. 130–142. [Электронный ресурс]. https://www.isa.org.jm/files/documents/EN/Pubs/Chennai.pdf – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  15. AUV Qianlong-1 Finished First Scientific Expedition and Back Home. http://english.cas.cn/newsroom/archive/news_archive/nu2013/201502/t20150216_140565.shtml – свободный. Загл. с экрана. Яз. Англ.

  16. Chinese deep-sea mining system. 2021. [Электронный ресурс]. https://im-mining.com/2021/01/25/american-bureau-shipping-gives-design-approval-chinese-deep-sea-mining-system/ – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  17. CRD 100 Seafloor Drill. [Электронный ресурс]. https://static1.squarespace.com/static/591b4a93725e254bd9bea803/t
    /59ea72db1f318d9008cd7ba9/1508537068056/CRD100+Datasheet+%28New%29.pdf     – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  18. Cui W. C. Development of the Jiaolong deep manned submersible // Marine Technology Society Journal. 2013. 47 (3). P. 37–54. https://doi.org/10.4031/MTSJ.47.3. [Электронный ресурс]. https://www.researchgate.net/publication/
    272204383_Development_of_the_Jiaolong_Deep_Manned_Submersible     – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  19. De Bruyne K. GSR’s PROCAT-Project: Technical derisking of deep sea mining equipment. 29.10.2018. [Электронный ресурс]. http://www.lbeg.niedersachsen.de/download/137704 – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  20. Du D., Yan S., Yang G., Shi F., Zhu Z., Song O., Yang F., Cui Y., Shi X. Depositional patterns constrained by slope topography changes on seamounts // Sci Rep. 2020. Nov 25. Vol. 10 (1). P. 20534. https://doi.org/10.1038/s41598-020-77573-2. [Электронный ресурс]. https://www.nature.com/articles/s41598-020-77573-2.pdf – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  21. Edgetech FS 2200-M ГЛБО. [Электронный ресурс]. http://svarog.ru/wp-content/uploads/2017/01/EdgeTech-2200-m_brochure.pdf – свободный. Загл. c экрана. Яз. рус.

  22. Gazis I. Z., Schoening T., Alevizos E., Greinert J. Quantitative mapping and predictive mode­ling of Mn nodules’ distribution from hydroacoustic and optical AUV data linked by random forests machine learning // Biogeosciences. 2018. Vol. 15. P. 7347–7377. [Электронный ресурс]. https://bg.copernicus.org/articles/15/7347/2018/bg-15-7347-2018.pdf – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  23. GSR presents Patania. [Электронный ресурс]. https://www.deme-gsr.com/news/article/gsr-presents-patania-i-to-the-flemish-minister-of-innovation/ – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  24. Haixing 6000 ROV. [Электронный ресурс]. https://steemit.com/botbod/@infocomm/kitayskiy-podvodnyiy-robot-morskaya-zvezda-ustanovil-rekord-rabotyi-na-glubine – свободный. Загл. c экрана. Яз. рус.

  25. Hein J. R. Cobalt-rich ferromanganese crusts: Global distribution, composition, origin and research activities. In Minerals Other than Polymetallic Nodules of the International Seabed Area; International Seabed Authority: Kingston, Jamaica. 2004. Chapter 5. P. 188–256. [Электронный ресурс]. https://www.researchgate.net/publication/264382918 – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  26. Hong F., Feng H., Huang M., Wang B., Xia J. China’s First Demonstration of Cobalt-rich Manganese Crust Thickness Measurement in the Western Pacific with a Parametric Acoustic Probe. Sensors 2019. Vol. 19. 4300. https://doi.org/10.3390/s19194300. [Электронный ресурс]. https://www.mdpi.com/1424-8220/19/19/4300/htm – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  27. Hong S. A. Way to Acomplish the Mining Technology for Polimetallic Nodules // Proceedings of the Workshop jointly organized by the International SeabeadAuthority and the Ministry of Earth Sciences, Government of India, National Institute of Ocean Technology, Chennai, India, 18–22 February 2008. P. 185–201. [Электронный ресурс]. https://www.isa.org.jm/files/documents/EN/Pubs/Chennai.pdf – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  28. HUGIN Autonomous Underwater Vehicles. [Электронный ресурс]. https://www.kongsberg.com/ru/maritime/products/marine-robotics/autonomous-underwater-vehicles/AUV-hugin/ – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  29. iXblue – поставщик технологического оборудования Ulyx AUV. [Электронный ресурс]. https://www.ixblue.com/news/ifremer-chooses-ixblues-technology-equip-its-new-6000-meter-auv – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  30. JOGMEC Conducts World’s First Successful Excavation of Cobalt-Rich Seabed in the Deep Ocean. 2020. [Электронный ресурс]. http://www.jogmec.go.jp/english/news/release/content/300368332.pdf – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  31. KAIKO 7000 ROV_JAMSTEC. [Электронный ресурс]. https://www.jamstec.go.jp/e/about/equipment/ships/kaiko7000.html – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  32. Klein SSS_UUV-3500-Deep.pdf. [Электронный ресурс]. Режим доступа: hhttp://kleinmarinesystems.com/wp-content/uploads/MIND_Klein_UUV_3500-Deep.pdf – свобод­ный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  33. Klein Specification_UUV-3500-Deep. [Электронный ресурс]. http://www.teledynemarine.com/klein-side-scan-sonar-module – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  34. Kongsberg AUV Systems. [Электронный ресурс].https://www.kongsberg.com/globalassets/maritime/km-products/product-documents/naval-auv-product-range – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  35. Li S., Liu J., Xu H., Zhao H., Wang Y. Research status of autonomous underwater vehicles in China. SCIENTIA SINICA Informationis. 2018. Vol. 48. Iss. 9. P. 1152–1164. https://doi.org/10.1360/N112017-00264. [Электронный ресурс]. https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SSI/48/9/10.1360/N112017-00264?slug=fulltext – свободный. Загл. с экрана. Яз. кит.

  36. Linke P., Lackschewitz K. Autonomous Underwater Vehicle ABYSS // Journal of large-scale research facilities JLSRF. 2016. Vol. 2. No. 79. [Электронный ресурс]. https://jlsrf.org/index.php/lsf/article/view/149/pdf – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  37. Marsh L., Huvenne V. A. I., Jones D. O. B. Geomorphological evidence of large vertebrates interacting with the seafloor at abyssal depths in a region designated for deep-sea mining // Royal Society Open Science. 2018. No. 5 (8). [180286]. https://doi.org/10.1098/rsos.180286. [Электронный ресурс]. https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsos.180286 – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  38. Martínez Arbizu P., Haeckel M. RV SONNE Fahrtbericht / Cruise Report SO239: EcoResponse assessing the ecology, connectivity and resilience of polymetallic nodule field systems, Balboa (Panama) – Manzanillo (Mexico) 11.03.2015–30.04.2015 // GEOMAR Report (N. Ser.). 2015. Vol. 25. 204 p. [Электронный ресурс]. Режим доступа: свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  39. Mayer L., Jakobsson M., Allen G., Dorschel B., Falconer R., Ferrini V., Lamarche G., Snaith H., Weatherall P. The Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030 Project: The Quest to See the World’s Oceans Completely Mapped by 2030 // Geosciences. 2018. No. 8 (2). P. 63. https://doi.org/10.3390/geosciences8020063. [Электронный ресурс]. https://www.mdpi.com/2076-3263/8/2/63/html – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  40. McPhail S., Furlong M., Pebody M. Lowaltitude terrain following and collision avoidance in a flight-class autonomous underwater vehicle // J. Eng. Marit. Environ. 2010. No. 224. P. 279–292. https://doi.org/10.1130/G39091.. [Электронный ресурс]. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1243/14750902jeme196 – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  41. Neettiyath U., Thornton B., Sangekar M., Nishida Y., Ishii K., Bodenmann A., Sato T., Ura T., Akira Asada A. Deep-Sea Robotic Survey and Data Processing Methods for Regional-Scale Estimation of Manganese Crust Distribution. IEEE // Journal of Oceanic Engineering. 2021. Vol. 46. Iss. 1. P. 102–114. https://doi.org/10.1109/JOE.2020.2978967. [Электронный ресурс]. https://ieeexplore.ieee.org/document/9094038 – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  42. Ning Y. Research and Development of Polymetallic Nodule Mining Technology in China. Nodules // Proceedings of the Workshop jointly organized by the International Seabead Au­tho­rity and the Ministry of Earth Sciences, Government of India, National Institute of Ocean Technology, Chennai, India, 18–22 February. 2008. P. 214–226. [Электронный ресурс]. https://www.isa.org.jm/files/documents/EN/Pubs/Chennai.pdf – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  43. NT10-11 R/V Natsushima cruise report, 25th June–7th July, 2010, #5 Takuyo Seamount. http://www.godac.jamstec.go.jp/catalog/data/doc_catalog/media/NT10-11_all.pdf – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  44. Ocean Infinity’s Armada To Aid Ambitious Seabed Mapping Project / Industry Europe. 2020.02.13. https://industryeurope.com/sectors/transportation/ocean-infinitys-armada-to-aid-ambitious-seabed-mapping-project/.

  45. Ocean Infinity to Expand Armada Fleet with ‘World’s Largest’ Robotic Vessels / Offshore Ingineer. 2020.11.23. [Электронный ресурс]. https://www.oedigital.com/news/483415-ocean-infinity-to-expand-armada-fleet-with-world-s-largest-robotic-vessels – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  46. Patania II successfully reconnected 29.04.2021. [Электронный ресурс]. https://www.deme-gsr.com/news/article/deep-seabed-mining-robot-patania-ii-successfully-reconnected-mission-continues – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  47. Ren Z., Zhou F., Zhu H., Zhang P., Chen J., Zhou P., Tian L., Liu C., Zhang X. The Research on the Mobile Drilling Rig for Deep Seabed Shallow Strata. Preprints. 2020. 2020120345. https://doi.org/10.20944/preprints202012.0345.v1). [Электронный ресурс]. https://www.preprints.org/manuscript/202012.0345/v1 – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  48. Report from a Workshop “Requirements for Robotic Underwater Drills in U.S. Marine Geologic Research” 3–4 November. 2000. Texas A&M University College Station, TX, http://www.odplegacy.org/pdf/admin/workshops/2000_11_robotic_drills.pdf. – Загл. с экрана. Яз. англ.

  49. ROSUB 6000 ROV_NIOT. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.niot.res.in/niot1/dst_intro.php – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  50. ROV KIEL 6000. [Электронный ресурс]. https://wikichi.ru/wiki/ROV_KIEL_6000 – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  51. Rumson A. Mapping the Deep Ocean with Multiple AUVs. Hydro international, 2018.04.21. [Электронный ресурс]. https://www.hydro-international.com/content/article/mapping-the-deep-ocean-with-multiple-auvs – свободный. Загл. с экрана. Яз. Англ.

  52. SAMS-150 SSS – iXBlue. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ixblue.com/products/sams-series – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  53. Sentry AUV. [Электронный ресурс]. https://www.whoi.edu/what-we-do/explore/underwater-vehicles/sentry/ – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  54. Simeoni P., Sarrazin J., Nouze H., Sarradin P. M., Ondreas H., Scalabrin C., Sinquin J. M. Victor 6000: New high resolution tools for deep-sea research. Oceans 2007 – Europe. 2007. Vol. 1–3. IEEE, New York. 133–138 p. [Электронный ресурс]. http://www.ifremer.fr/momarsat2010/biblio/Simeoni_2007_publication-3596.pdf – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  55. Smith S. Update on the Patania II Trial and Monitoring Plans. 2021. https://miningimpact.geomar.de/documents/1082101/1433168/
    Smith_StakeholderID_2021.pdf/392bba75-469e-41ea-af34-3f41ad1fa021     – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  56. SPC-EU EDF10 Deep Sea Minerals (DSM) Project. 2012. Information Brochure 12. Republic of the Marshall Islands Deep-sea Minerals Potential. [Электронный ресурс]. http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=spc-eu%20edf10%20brochure%2012&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CEsQFjAA&url=
    http%3A%2F%2Fict.sopac.org%2Flibrary%2Fdownload%2Findex%2F540%3Ffile%3DPR98.pdf&ei
    =P1z-T5aECcj74QSJh-GOBw&usg=AFQjCNF8-LioNyd8Zeh3YpxEL5oYOJFzkg&cad=rjt     – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  57. Successful trial of seabed polymetallic nodule collector suffers temporary stranding of robot on ocean floor. [Электронный ресурс]. https://www.greencarcongress.com/2021/04/20210429-get.html – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  58. Tilot V., Ormond R., Moreno Navas J., Catalá T. S. The Benthic Megafaunal Assemblages of the CCZ (Eastern Pacific) and an Approach to their Management in the Face of Threatened Anthropogenic Impacts. Front. Mar. Sci. 2018. Vol. 5. No. 7. https://doi.org/10.3389/fmars.2018.00007 [Электронный ресурс]. https://www.researchgate.net/publication/323285078_The_Benthic_Megafaunal_Assemblages_
    of_the_CCZ_Eastern_Pacific_and_an_Approach_to_their_Management_in_the_Face_of
    _Threatened_Anthropogenic_Impacts     – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.

  59. Tsune A., Okazaki M. Current Situation of Manganese Nodule Exploration in Japanese License Area. Journal of MMIJ. 2015. Vol. 131. Iss. 12. P. 602–609. https://doi.org/10.2473/journalofmmij.131.602. [Электронный ресурс]. https://www.jstage.jst.go.jp/article/journalofmmij/131/12/131_602/_pdf/-char/ja – свободный. Загл. с экрана. Яз. яп.

  60. Qianlong. No. 1. [Электронный ресурс]. https://www.globalsecurity.org/military/world/china/qianlong-1.htm – свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

  61. William K. MTS manned underwater vehicles 2017–2018 global industry overview // Marine Technology Society Journal. 2018. Vol. 52 (5). P. 125–151. [Электронный ресурс]. https://static1.squarespace.com/static/54deab4ce4b00617870d18ad/t/
    5b27ffaf8a922da8d4679d74/1529348080566/2017-2018+MUV+Global+Overview+(Hydrospace+5-17-18).pdf     – свободный. Загл. c экрана. Яз. англ.
Опубликован
2023-12-29
Выпуск
Том 51 № 4 (2023): Океанологические исследования
Раздел
Морская геология, геофизика и геохимия

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)