(General session) Mining and underground construction machineries / Rock Engineering / Resource based economy and social system / Mining technologies

[2401-08-03] Application of drilling fluid circulation technology to lifting system of deep-sea mineral resources

○Ryuta Kitago¹, Shigemi Naganawa¹ (1. Akita University)

Chairman:Junichi Takekawa(KYOTO UNIVERSITY)

Keywords:deep-sea mineral resources, rare earth mud, drilling fluid circulation, solid particle transport, numerical simulation

日本をはじめとした世界中の深海底には、レアアース泥やコバルトリッチクラスト、マンガン団塊、メタンハイドレートなどの様々な海底鉱物資源が賦存している。その中でもレアアース泥は南鳥島海域の排他的経済水域に膨大な賦存量が確認されており、国内では内閣府による戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）において回収システム基本設計等の研究開発が行われている。本研究では、掘削時における泥水循環による掘屑運搬技術を応用して、海底鉱物資源の洋上への運搬をモデル化した。提案するレアアース泥回収システムのライザー管下部には、人口採油法に使われているジェットポンプを利用し、ライザー管内へのレアアース泥懸濁液および粒状レアアース泥の供給を促進させる。研究手法としては、坑井内の掘屑運搬挙動解析に用いられるTCT（Transient Cuttings Transport）シミュレータを用い、循環泥水をレアアース泥懸濁液、掘屑を粒状レアアース泥と見做すことでこのモデルの揚鉱性能を評価した。また揚泥量に関して、実証試験での目標値である350 t/dayと、商業化基準の目標値である3500 t/dayをシミュレーションの計算結果と比較・検討しシステムの経済性を評価した。