一種基于離子復(fù)合電極檢測(cè)技術(shù)和光譜分析技術(shù)的礦區(qū)水源識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于離子電極檢測(cè)及光譜分析的礦區(qū)水源在線識(shí)別方法，該方法步驟S1：在礦區(qū)地面工作站，根據(jù)礦區(qū)各含水層地下常規(guī)水的化學(xué)成分分布特征，對(duì)突水水源進(jìn)行分類，并建立一個(gè)已知水源樣品庫；步驟S2：在發(fā)生突水時(shí)，自動(dòng)將突水未知水源泵抽到礦區(qū)地面工作站；步驟S3：在設(shè)置于礦區(qū)地面工作站中的計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中，首先采用離子電極檢測(cè)技術(shù)利用水劑或粉劑對(duì)突水未知水源進(jìn)行檢測(cè)分析；然后采用光譜分析技術(shù)，再次對(duì)突水未知水源進(jìn)行檢測(cè)分析；最后綜合確定未知水源的化學(xué)成分含量；步驟S4：與水源樣品庫比對(duì)，如果比較結(jié)果在預(yù)定閾值范圍內(nèi)，則確定該未知突水水源為一種已知水源；否則，重復(fù)步驟S3。本發(fā)明還提供了一種礦區(qū)水源的在線確定系統(tǒng)。
【專利說明】-種基于離子復(fù)合電極檢測(cè)技術(shù)和光譜分析技術(shù)的礦區(qū)水 源識(shí)別方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于離子電極檢測(cè)及光譜分析的礦區(qū)水源在線識(shí)別方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，煤礦開采或者煤層氣開采都經(jīng)常會(huì)遇到突水或透水事件，嚴(yán)重威脅著煤礦 開采或者煤層氣開采人員的安全，為了快速確定、判斷、識(shí)別突水或透水的水源，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員做了深入的研究，提出了多種水源確定、判斷、識(shí)別的方法。
[0003] 地下水在形成過程中，由于受到含水層的沉積期、地層巖性、建造和地化環(huán)境等諸 多因素的影響，使儲(chǔ)存在不同含水層中的地下水的主要化學(xué)成分有所不同。
[0004] CN103389520公開了一種煤礦突水水源判別方法，該方法利用地下水中天然溶解 性有機(jī)質(zhì)（D0M)總含量和熒光特性，建立不同含水層的水化學(xué)特征，來實(shí)現(xiàn)突水水源的判 另IJ。由于地質(zhì)-水文地質(zhì)條件的差異，不同含水層中D0M類型和含量存在較大差異，而且同 一含水層中D0M隨地下水的遷移而不斷發(fā)生變化。利用地下水中D0M建立不同含水層的水 化學(xué)特征，可以解決目前煤礦突水水源難以判別的難題，促進(jìn)煤礦防治水和水害治理工作 的發(fā)展。
[0005] CN101923084公開了一種礦用水源識(shí)別方法及識(shí)別設(shè)備，該方法利用已知水源的 化學(xué)特性建立水源樣品庫，然后確定識(shí)別指標(biāo)，判斷未知水源的類型。該方法可測(cè)量出水 源的幾種化學(xué)成分的含量，輕松地保存測(cè)量數(shù)據(jù)，采用多樣品多測(cè)量的方法，建立一個(gè)精確 地水源樣品庫，能夠識(shí)別出待測(cè)水樣的類型，避免礦井水害的發(fā)生，減少煤礦工作人員的負(fù) 擔(dān)，避免了煤礦水害帶來的人員傷亡和煤礦危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
[0006] 以上方法和設(shè)備的測(cè)量原理存在一定的缺陷，并不能在線、實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確地測(cè) 量出突水水源類型。
[0007] 基于對(duì)水源的基本認(rèn)識(shí)，提出一種基于離子電極檢測(cè)及光譜分析的礦區(qū)水源在線 識(shí)別方法及系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于離子電極檢測(cè)及光譜分析的礦區(qū)水源在線識(shí)別 方法及系統(tǒng)。
[0009] 離子電極檢測(cè)技術(shù)的原理是，首先將X離子選擇電極和參比電極結(jié)合在一 起形成新型復(fù)合電極，然后將X離子復(fù)合電極浸入被測(cè)溶液，X離子選擇電極的敏 感膜與被測(cè)溶液間產(chǎn)生一定的電位，此電位和被測(cè)溶液中所含的此種離子的活度

【權(quán)利要求】
1. 一種基于離子電極檢測(cè)及光譜分析的礦區(qū)水源在線識(shí)別方法，該方法包括如下步 驟： 步驟S1 :在礦區(qū)地面工作站，根據(jù)礦區(qū)各含水層地下常規(guī)水的化學(xué)成分分布特征，對(duì) 突水水源進(jìn)行分類，并建立一個(gè)已知水源樣品庫； 步驟S2 :在發(fā)生突水時(shí)，自動(dòng)將突水未知水源泵抽到礦區(qū)地面工作站； 步驟S3 :在設(shè)置于礦區(qū)地面工作站中的計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中，首先采用離子電極檢測(cè)技 術(shù)利用水劑或粉劑對(duì)突水未知水源進(jìn)行檢測(cè)分析；然后采用光譜分析技術(shù)，再次對(duì)突水未 知水源進(jìn)行檢測(cè)分析；最后綜合確定未知水源的化學(xué)成分含量； 步驟S4:與水源樣品庫比對(duì)，如果比較結(jié)果在預(yù)定閾值范圍內(nèi)，則確定該未知突水水 源為一種已知水源；否則，重復(fù)步驟S3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所采用的離子電極檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)pH以及Cr、C02、 C032' HCCV、Ca2+、Na+ 的濃度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所采用的光譜分析技術(shù)檢測(cè)鉀、鎂、硫酸鹽、堿度、 鐵(高)、亞硝酸鹽(高)、氟化物、氨離子（中)、硝酸鹽的濃度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述綜合確定步驟包括，將上述16種離子的測(cè)量 值與水源樣品庫中每種水源的相同16種離子的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，如果比 較中至少10種離子類型的值相差值在+/-10%以內(nèi)，則認(rèn)為該未知水源類型為該水源樣品 庫中的這種水源，如果比較中7-9種離子類型的值相差值在+/-10%以內(nèi)，則認(rèn)為該未知水 源類型為混合水源；否則，認(rèn)為未能檢測(cè)出該未知水源的類型。
5. -種基于離子電極檢測(cè)及光譜分析的礦區(qū)水源在線識(shí)別系統(tǒng)，其包括： 礦區(qū)地面工作站，其根據(jù)礦區(qū)各含水層地下常規(guī)水的化學(xué)成分分布特征，對(duì)突水水源 進(jìn)行分類，并建立一個(gè)已知水源樣品庫； 抽水裝置，在發(fā)生突水時(shí)，自動(dòng)將突水未知水源泵抽到礦區(qū)地面工作站的容器中； 計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置于礦區(qū)地面工作站中，首先采用離子電極檢測(cè)技術(shù)利用水劑或 粉劑對(duì)突水未知水源進(jìn)行檢測(cè)分析；然后采用光譜分析技術(shù)，再次對(duì)突水未知水源進(jìn)行檢 測(cè)分析；接下來綜合確定未知水源的化學(xué)成分含量；最后與水源樣品庫比對(duì)，如果比較結(jié) 果在預(yù)定閾值范圍內(nèi)，則確定該未知突水水源為其中一種已知水源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所采用的離子電極檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)pH以及Cr、C02、 C032' HCCV、Ca2+、Na+ 的濃度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所采用的光譜分析技術(shù)檢測(cè)鉀、鎂、硫酸鹽、堿度、 鐵(高)、亞硝酸鹽(高)、氟化物、氨離子（中)、硝酸鹽的濃度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述綜合確定步驟包括，將上述16種離子的測(cè)量 值與水源樣品庫中每種水源的相同16種離子的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，如果比 較中至少10種離子類型的值相差值在+/-10%以內(nèi)，則認(rèn)為該未知水源類型為該水源樣品 庫中的這種水源，如果比較中7-9種離子類型的值相差值在+/-10%以內(nèi)，則認(rèn)為該未知水 源類型為混合水源；否則，認(rèn)為未能檢測(cè)出該未知水源的類型。
【文檔編號(hào)】G01N27/49GK104122319SQ201410395539
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】悅紅軍, 劉志高, 張春 申請(qǐng)人:北京華安奧特科技有限公司