多金属结核矿产资源以粗颗粒结核的形式呈面式分布于深海海床。由于深海环境的脆弱和国际海底环境保护的紧迫性，研究集矿装置运动过程中的集矿特性和对海底的扰动具有实际意义。采用计算流体动力学与离散元耦合（CFD-DEM）的方法模拟了粗颗粒矿石在抽吸式集矿管作用下的采集过程。结果表明，管道倾斜放置便于管道迎流侧抽吸大量矿石，有利于提高颗粒采集率。集矿管水平运动和管道抽吸运动对流场形成叠加扰动；受该叠加扰动的影响，颗粒采集率随集矿管水平运动速度的增加先增大后减小，且一定程度上随集矿管倾斜角度的增加而增加。海底流场的湍动能随集矿管水平运动速度的增加而减小，随集矿管倾斜角度的增加先增大后减小。综合分析表明，集矿管水平运动速度为0.6 m/s和集矿管倾斜角度为45°是同时满足高采集率和低环境扰动的最佳工况，可为高性能深海多金属结核集矿装置的设计提供参考。
