[發(fā)明專利]礦井突水水源綜合快速判識(shí)設(shè)備及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310571052.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103592420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武強(qiáng);劉春生;胡加斌;劉鎏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢長(zhǎng)盛煤安科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/18
• 分類號(hào): G01N33/18
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山水文地質(zhì)、水化學(xué)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種礦井突水水源綜合快速判識(shí)設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

礦井水害的形成和發(fā)生都有一個(gè)從孕育、聚積、演化、發(fā)展到突然爆發(fā)的變化過(guò)程。在這復(fù)雜變化過(guò)程的不同階段，往往會(huì)從不同方面顯現(xiàn)或暴露出不同程度的突水預(yù)兆。傳統(tǒng)突水水源判別常常單獨(dú)采用如下三種方法：

1）水化學(xué)分析判別法，水化學(xué)識(shí)別模塊分別采用模糊綜合判別法、灰色關(guān)聯(lián)法、模糊識(shí)別法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、系統(tǒng)聚類分析法、簡(jiǎn)約梯度法建立突水判別模型。

2）水位分析判別法，選取各個(gè)鉆孔的水位標(biāo)高作為判別因子，水位標(biāo)高是指絕對(duì)標(biāo)高，相對(duì)于黃海系絕對(duì)高程的標(biāo)高，城市絕對(duì)高程零點(diǎn)與地下水位的距離。首先查明礦區(qū)最新的地下水位動(dòng)態(tài)，選擇代表性地面水文觀測(cè)孔的水位記錄。

3）水溫分析判別法，地溫隨地層埋藏深度的增加而增加，呈線性關(guān)系變化規(guī)律。地溫等于地溫梯度乘以井深再加上恒溫帶溫度。

實(shí)踐證明單獨(dú)利用上述三種方法進(jìn)行突水水源判別，由于判別依據(jù)較為單一，會(huì)造成在出錯(cuò)率高，判別精度底等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種礦井突水水源綜合快速判識(shí)設(shè)備及方法，該設(shè)備及方法能快速準(zhǔn)確的對(duì)水源的質(zhì)量進(jìn)行分析。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)礦井突水水源綜合快速判識(shí)設(shè)備，其特征在于：它包括水位傳感器、分光光路模塊、水溫傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器和顯示器，其中，所述水位傳感器、分光光路模塊和水溫傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器的信號(hào)輸入端，中央處理器的信號(hào)輸出端連接顯示器。

上述技術(shù)方案中，它還包括PH值電極，所述PH值電極的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器的信號(hào)輸入端。

上述技術(shù)方案中，它還包括導(dǎo)電率電極，所述導(dǎo)電率電極的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器的信號(hào)輸入端。

上述技術(shù)方案中，它還包括氧化還原電位電極，所述氧化還原電位電極的信號(hào)輸出端通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器的信號(hào)輸入端。

一種利用上述礦井突水水源綜合快速判識(shí)設(shè)備進(jìn)行礦井突水水源綜合快速判識(shí)的方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：在中央處理器內(nèi)存儲(chǔ)P個(gè)參考水源樣本，其中，P=m*Z，m代表參考水源樣本中含水層種類的個(gè)數(shù)，Z代表參考水源樣本中第i種含水層包含的參考樣品個(gè)數(shù)，i=1,2,...，m；

步驟2：在中央處理器內(nèi)根據(jù)P個(gè)參考水源樣本建立含水層種類的評(píng)價(jià)集合U，有U={a₁、a₂、a₃...,a_i,...a_m}，m代表參考水源樣本中含水層種類的個(gè)數(shù)，a_i代表第i種含水層的判別元素因素集合，其中，所述判別元素因素集合包括含水層中的K⁺離子濃度加上Na⁺離子濃度、Ca²⁺離子濃度、M_g²⁺離子濃度、Cl^-離子濃度、SO₄^2-離子濃度、HCO₃^-離子濃度、含水層的水位和含水層的水溫，因此a_i={a_1i、a_2i、a_3i...,a_ki,...a_8i}其中a_8i代表第i種含水層中第8個(gè)判別元素因素的統(tǒng)計(jì)平均值；

步驟3：對(duì)某個(gè)待測(cè)礦井突水水源進(jìn)行取樣，通過(guò)分光光路模塊測(cè)量所述待測(cè)礦井突水水源樣本中K⁺離子、N_a⁺離子、C_a²⁺離子、M_g²⁺離子、Cl^-離子、SO₄^2-離子和HCO₃^-離子的濃度，通過(guò)水位傳感器測(cè)量所述待測(cè)礦井突水水源樣本中的水位，通過(guò)水溫傳感器測(cè)量所述待測(cè)礦井突水水源樣本中的水溫，并將上述所有的濃度、水溫和水位數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器；