[发明专利]一种矿井突水水源快速判别设备

说明书

技术领域

本发明属于水质分析与水源鉴别技术领域，具体涉及基于特征离子的手持式矿井突水水源快速判别设备。

背景技术

矿井突水是煤炭资源开发中由来已久的水文地质灾害问题，极易造成重大经济损失和人员伤亡事故。矿井水害问题一直是我国煤炭生产中的重大技术课题之一，几乎所有的矿井都面临不同程度的水患困扰。矿井一旦突水，首要的工作是迅速准确地判断突水水源，以便采取相应的防治措施，减少或避免淹井等重大事故发生。地下水水化学数据是地下水最本质的特征。快速判别突水水源较有效方法之一就是找出各含水层的标型组分，也叫特征离子，然后利用各个含水层中特征离子含量的差异性来实现突水水源的快速判别。但是，目前利用特征离子判别方法进行煤矿矿井突水水源的判别，需要把现场取样的水样送到检测部门，进行检测分析后，再把检测结果返回送检部门，然后将分析结果输入到判别模型中进行判别，离子浓度的检测与水源判别是分开进行的，耗时长，不利于对煤矿水害进行早期防治。

已有一些矿井突水水源快速识别仪器方面的探索。例如中国实用新型专利201020516409.6提出的一种矿用水源快速识别仪器，采用包括采集模块、MCU模块、ARM平台的电路板和外壳组成一种矿用水源快速识别仪器，通过自动将识别指标的测量结果与水源样品库比对进行水源识别。但由于其中“采集模块连接测量槽”采用比色皿测量水源的指标，达不到水质检测的目的。首先因为比色皿很小，其尺寸一般为10×10×45毫米或10×20×45毫米的容量，不能作为向里面直接加检测水质和试剂的容器；另外，比色皿检测离子浓度的原理是直接测得反应后溶液在一定波长下的吸光度，然后由标准曲线换算成离子浓度，目前这一般都是在实验室用分光光度计才能完成的检测，但并不是所有的离子都可以与化学试剂发生显色反应而采用测量吸光值的方式来测定其含量的；再者，在测量吸光度时，仪器需要预热、稳定，作为便携式的设备无法保证其稳定性，因此，测量结果容易产生大的误差；第四，也是最主要的，由于比色皿测量每次只能测出一种离子的含量，要把水质中所有的阴、阳离子都很快测定出来，需耗时很长，不经济也不方便。该仪器的主要缺陷是建库的水质指标是靠自身一一测量、储存作为其水源样品库，而“仪器自动保存每步测量数据”，使每次实测的指标都作为水源样品库数据，其水源样品库将会不断改变，该实用新型并没有提及其设备内有无比对程序及如何比对，推断其很大的可能只是将每个新测定结果与原有数据之间进行的一个大小比较而已。

中国实用新型专利201220303693.8提出的一种便携式矿井水源快速检测识别设备，包括便携式手提箱及设于便携式手提箱内的检测识别仪，所述识别仪包括上层的显示面板和下层的光谱测量模块及电极测量模块，所述光谱测量模块及电极测量模块通过比较输出模块相连，通过两种方法同时对水源进行检测识别，经过比较输出检测识别结果，并对结果进行校验比较，达到水源识别的目的。该设备“采用光谱测量模块和电极测量模块来识别水源，通过两种方法对水源进行识别”的表述很抽象，并没有提及光谱与电极分别测量哪些水质指标、如何测量及如何校验具体的比较实施方法。因此缺乏对已知水源类型的样本做分析，不能充分利用已有样本提取规律用于突水样本的快速识别，也不能融入专家经验和已有知识对样本识别的参数进行优化。

发明内容

本发明的目的是提出一种矿井突水水源快速判别设备，以克服现有检测识别设备的上述缺陷，可兼顾不同煤矿水质成分差异，实现快速检测特征离子浓度，确定特征离子并准确判断突水水源。