矿产资源是国民经济和社会发展的重要保障。随着陆上矿产资源的不断开发和消耗，我国所需的19种主要矿产已出现短缺或严重短缺，其中钴、铜、锰等的对外依存度高达50%-90%。深海矿产资源的开发无疑将为我国经济和社会的可持续发展提供新的动力源。

多金属结核赋存于海底沉积物表层，结核多为球形或椭球型，粒径1~10 cm。针对多金属结核的颗粒状赋存特点，水力式集矿头具有结构简单、集矿可靠性高的优点，很适合在海下作业。

目前国内集矿头设计多依赖陆上采集的经验，导致前后射流喷射角度、流量等参数的选取缺乏理论指导，在冲采过程中颗粒易发生翻滚、下降导致采集效率低，而且能耗较高，制约着海底采矿技术的发展，亟待提高。

方向2，固液两相混输泵性能研究(Slurry pump)

最有商业开采前景的深海采矿技术型式是管道提升式，即海底集矿车采集矿石，通过立管将矿浆提升到水面采矿船上。长达5000-6000 m的立管中设置多级扬矿泵。扬矿泵的设计面临两方面的技术挑战，一是需要稳定安全地对复杂矿浆进行增压输运，避免局部堵塞和机泵过载，另一方面泵阀等流体动力装备须具备高可靠性和长周期运行特性，尤其需要延缓过流壁面的磨蚀和失效过程。

方向3，大型泥水盾构泥浆循环流动机理、浆体滞排及管道磨损研究(Slurry circulation in hydrojet-shields)

泥水平衡盾构将调配好的稀浆送入盾构机刀盘仓。随着刀盘的旋转和掘进，土方岩屑进入刀盘仓与稀浆混合形成泥浆，再由排浆泵排出至泥浆处理单元，实现稀浆的循环利用。由于掘进土层条件复杂且实时变化，盾构仓体以及排浆泵管易发生结泥、堵塞滞滞排和磨损等严重问题，由此导致的停机清仓作业可造成上百万/天的经济损失。

1. 国家自然科学基金（青年项目），面向海底矿石采集的双射流-粗颗粒动力学机理研究，52206056，30万，2023.1-2025.12，排名1

2. 横向合作项目（腾达建设集团股份有限公司），超大型泥水盾构泥浆运动机理与隧道上浮控制技术及钢管混凝土拱桥施工监控技术研究，21020163-J，108万，2020.11-2024.11，排名1

3. 浙江省重点研发计划项目（课题负责人），大直径泥水盾构泥浆循环系统流场特性研究，2022C01168，22万，2021.10-2024.9，排名1

4. 浙江省自然科学基金（探索一般），考虑粗颗粒级配的海底矿石淹没射流采集机理研究，ZCLY24E0601，10万，2024.1-2016.12，排名1

5. 浙江省自然科学基金（探索青年），基于紫癜效应的皮肤血管病变光热传输特性及损伤机理研究，LQ20E060009，9万，2020.1-2012.12（已结题），排名1

6. 浙江理工大学基本科研业务费，生物组织选择性光热效应研究，20022122-Y，5.76万，2020.1-2022.12（已结题），排名1

7. 浙江理工工大学启新学院教育教学改革项目，基于一流人才培养的低年级本科生深造意愿提升的长效工作机制研究，0.5万，2022.1-2023.12，排名1

8. 国家自然科学基金面上项目，深海采矿输送泵内大颗粒滑移与流场耦合作用研究，52071296，58万，排名3

9. 中国教育国际交流协会项目，面向新型深海商业采矿技术的中波合作计划，21020096-N，10万，2021.12，排名4

10. 科学技术部，国家重点研发计划，2021YFC2800800，深海无隔水管泥浆回收循环钻井技术装备研发，2021.1-2025.12，800万元，参与

11. 浙江省重点研发计划项目，高能耗行业节能技术研究及应用-流程工业用泵与透平机组节能与能量回收关键技术研发及工程示范，2020C01163，1000万，2020.1-2022.12，排名9

12. 横向项目（南方海洋科学与工程广东省实验室），泥浆举升泵的水力设计和初步结构设计, 2021.1-2021.3，（已结题）6万元，排名3

1. Jia H，Wang YP，Sun JC. Numerical study on flow characteristics of the slurry feeding system in a hydrojet-shields. Underground Space (Revision)（SCI一区）

2. Jia H, Yang J, Su X. Numerical study on coarse granular flow and performance characteristics of the Coandă effect-based collector for deep sea mining[J]. Applied Ocean Research, 2024, 148: 104033.（SCI二区）

3. Jia H, Chen B, Li D. Criteria of pressure and thermal damage during laser irradiation of port wine stains: Which is dominant to vascular lesions? [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019, 132: 848-860.（SCI二区Top）

4. Jia H, Yang J, Wang YP. Numerical investigation ofcoarse granular flowof thecoandă effect-based collector overlogarithmic spiralsurface for deepsea mining. Applied Ocean Research. (Revision)（SCI二区）

5. Jia H, Yang J, Su X, Wang Y, Wu K. Flow Characteristics and Hydraulic Lift of Coandă Effect-Based Pick-Up Method for Polymetallic Nodule. Coatings. 2023; 13(2):271.https://doi.org/10.3390/coatings13020271（SCI三区）

6. Jia H, Yang J, Su X, Xia Q, Wu K. Theoretical Prediction on Hydraulic Lift of a Coandă Effect-Based Mining Collector for Manganese Nodule. Energies. 2022; 15(17):6345.https://doi.org/10.3390/en15176345

7. Hao Jia, Yuqi Wang, Zuchao Zhu, Xianghui Su, Zhenji Tang, Coarse Particle Motion Characteristics in a Double-Stage Slurry Pump Considering Leakage Flow, Shock and Vibration, vol. 2021, Article ID 5904446, 12 pages, 2021.

8. Hao Jia, Xianghui Su, Wei Jin, Effects of the Rates on the Performance and Pressure Pulsations of a High-Speed Pump with Straight Blade, Shock and Vibration, vol. 2021, Article ID 5052748, 12 pages, 2021.

9. Jia H, Chen B, Li D, Jin Y. Strategy of boundary discretization in numerical simulation of laser propagation in skin tissue with vascular lesions. Math Biosci Eng. 2021 Mar 12;18(3):2455-2472.

10. Jia H, Chen B, Li D, Zhang Y. Boundary discretization in the numerical simulation of light propagation in skin tissue: problem and strategy[J]. Journal of Biomedical Optics, 2015, 20(2):25007.

1. 一种深海采矿无轴输送泵的多源驱动分布式调控系统，排名1，CN202210437197.X

2. 一种用于无轴驱动深海采矿混输泵的自润滑冷却循环系统，排名5，CN114962320A

3. 基于参数测量法的海水叶片泵状态识别方法，排名5，CN 112446159 B

4. 一种深海采矿采集系统测试装置，排名1，202311249196.3

5. 一种深海水力式集矿头等效缩比模型实验设计方法，排名1，202311249143.1

6. 一种基于双射流的抽吸-引射多模式集矿机实验设备及方法，排名3，2023112491639

7. 一种集成式海底集矿实验平台，排名2，2023112492129

8. 一种基于深海结核级配的集矿装置多参数优化设计方法，排名1，202411298644.3

9. 一种可变射流壁面曲率的康达效应集矿头采集优化方法，排名3，202411298636.9

10. 一种泥浆处理系统，排名5，2023118379098

11. 一种泥水平衡盾构模拟系统，排名4，202311838685.2

1. 第十三届全国大学生化工设计竞赛二等奖

2. “杰瑞杯”第八届中国研究生能源装备创新设计大赛三等奖

3. 第八届浙江省国际“互联网+”大学生创新创业大赛校赛一等奖“浆海无轴——全球领先的深海矿产混输装备革新者”

4. 第十届浙江省国际“互联网+”大学生创新创业大赛校赛二等奖“盾眼科技——超大直径泥水盾构故障预警平台”

5. 国家级大学生创新创业训练计划项目（国创计划）“基于康达射流效应的深海粗颗粒矿石冲采装置优化研究”

6. 浙江省大学生科技创新项目（新苗人才计划）“超大直径泥水盾构岩屑滞排机理及预测技术”

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