开发可在2000m深海稳定运行的采矿机

引进前的课题

需要能对深海的海底热液矿进行开采的采矿机。

基本金属产量高、易于精炼，而稀有金属产量少、难以提取。在日本，这两种矿物资源则都依赖于进口。这种状况存在矿物资源价格上涨、供应不足的风险，对日本国内产业影响巨大，因此，以实现矿物资源的稳定供应为目标，国家综合性地落实了多项政策。政策之一就是海洋资源开发。

由日本企业组建的促进资源开发的独立行政法人石油天然气及金属矿物资源机构（以下简称JOGMEC）根据国家制定的《海洋基本计划》以及《海洋能源、矿物资源开发计划》，开展海洋矿物资源的开发。其中，将含有用金属的岩浆被海水冷却后形成的海底热液矿作为新型的日本海洋矿物资源的供应源而备受期待，因此，从很早之前就开始了调查准备工作。

现在，世界上约有350处存在着海底热液矿床的迹象，在日本周边海域的冲绳海槽和伊豆、小笠原海域也有大量迹象。与世界相比，它们分布在较浅的水深处，但即便如此水深也达到了700m～3000m，当时全世界尚无海底热液矿开采试验的成功案例。JOGMEC为了进行这项具有挑战意义的调查，决定采购在凹凸不平的深海地面上也能稳定运行的采矿机。

产品

开发在2000m深海可稳定且高效运行的采矿机

JOGMEC在2010年7月公布了招标计划。这项事业有许多不确定因素，预计将会面临重重困难，但三井三池制作所还是与海上技术研究所构建了共同企业体，并以这一形式去竞标，经过审查最终成功中标。三井三池制作所作为自由断面掘进机制造商，在日本国内供货实绩众多，因此得到了好评。

在公示时，JOGMEC针对采矿机列举出的主要条件有：

等等，在其他条件方面，也经过反复的讨论和实验，最终实现了可在海底稳定运行的功能。

例如，传统挖掘机为了在凹凸不平的海底地面上保持机体水平，行走系统采用的是带复杂调节功能的4～6根脚，而此次则采用了无需调节调整功能的双履带式结构。另外，结构上注意避免容易承受水压的箱型空间（封闭空间），通过调节尽可能地降低重心。

而且，采矿机的前端采用了可安装配件装置的结构，无论是挖掘还是扬矿需求都能应对。并且搭载了在一定范围内恢复因挖掘作业和行走时的粉尘而恶化的视野以及用3D声纳仪器确认前方状况的功能。这些功能不仅能确保机体在深海中不翻倒、高效作业，也是考虑了在远离海底2000m的船上的操作性而开发的。

引进后的效果

使用本公司开发机实施的海底热液矿床开采试验成为世界首个成功案例

2012年8月，JOGMEC在冲绳海岸实施了海上试验。挖掘海底土堆、在松软地基上行走，证明了海底热液矿床开采在技术上的可行性。同时，本公司还提供了有助于挖掘作业经济性研究的数据。这是世界上首个海底热液矿床开采试验的成功案例。

之后在2014年的海上试验中实现了24小时以上的连续作业。在冲绳海槽伊是名海穴南部的土堆中腹处构建了长约25m、宽约4m、滚动角3度的斜坡。然后，在2017年9月的海上试验中，以此斜坡为基础，通过挖掘土堆形成了约70t的挖掘块，并对其中的35～50t挖掘块进行回收和集中后用于破碎。接着在海底将挖掘块作为13.5t的碎块堆放到托板上，利用后工序中的水下泵转移到船上，这样就完成了扬矿试验。这也是世界上首个在水深约1600m的海底进行一系列采矿、扬矿作业的成功案例。

凭借此次的机器和系统开发，证明了以现行技术进行海底热液矿床开采的可行性。但是，延长连续作业时间、提升挖掘效率、提升远程操作性和法律方面的完善等，从经济性的角度来看还有许多需要解决的课题。今后，本公司将以此次研发工作获得的技术经验为基础，以商业化为目标努力解决各种问题。