[發明專利]一種快速判別礦井充水水源的礦井水源指紋圖法

有效

• 申請號: 201310606523.6
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103592422A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 唐潤秋;曹煜;李準;陳敏;李純陽;郝志超;王宗濤;陳德祥
• 申請（專利權）人: 安徽惠洲地下災害研究設計院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

技術領域

本發明涉及水質分析與水源鑒別方法領域，特別是一種快速可靠判別礦井充水水源的礦井水源指紋圖法。

背景技術

礦井水害是影響礦井安全生產的重大隱患，在我國，幾乎所有礦井都面臨不同程度的水患困擾。而對于水患防治最重要的基礎就是要確定出水的水源，從而采取合理的防治措施及對策。對于水源的判別，目前主要的方法有二種:其一為水質分析法，采集水樣進行水質化驗，按照水化學指標進行對比來判定水源；其二是現場經驗法，根據現場的出水顏色、濁度、嗅覺、味覺、水溫、水壓等特征，通過經驗判別水源。

常規水源判定需要把現場實際經驗和水質分析報告綜合研究，由于地下水動力的復雜性、含水層的相互滲透作用，常存在論證周期長、效率低等問題?。通常要求有豐富經驗的礦井水文地質工程師才能勝任，且易受到人為因素干擾。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述礦井充水水源快速判別難、依據不充分的實際問題，提出一種以水源化學成分及物理特征為依據、兼具現場經驗法和水質分析法的功能快速、準確判斷水源的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種快速判別礦井充水水源的礦井水源指紋圖法，通過以下步驟實現：

（1）獲取判斷水源的指標參數，對礦井相關區域水質取樣并進行水質化驗及物理特征參數測試，取得所需測試參數，或采用礦用水文參數儀直接測量獲取測試參數；

（2）將測試參數作為坐標維數，從同一個原點發出放射狀坐標軸，每一坐標軸刻度代表其指標值大小，各坐標軸間隔等弧度或不等弧度布置，形成特定的指紋圖坐標系；

（3）將礦井相關區域水樣各項測試參數數值標定在指紋圖對應坐標軸上，把各個標定點直線連接形成圖形，再把圖形進行顏色填充形成該水樣的水源指紋圖；并按上述步驟在礦井區域內建立各種已知水源的水源指紋圖樣本；

（4）把需要判別的相關區域或相鄰區域內有出水的水源指紋圖按照樣本進行對比，經分析標定后與此水源指紋圖樣本相似，即可快速地判定水源類型。?

所述步驟（3）中，水源指紋圖還包括交叉水源指紋圖，所述交叉水源指紋圖通過若干種水源的水質配比進行測試后，形成水源交叉的水源指紋圖庫，用于混合水源的動態判別。

所述測試參數包括水化學指標參數、物理指標參數和水物理化學指標參數。

所述水化學指標參數包括Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、CL^-、SO₄^2-、NO₃^-、HCO₃^-、pH值；物理指標參數包括壓力和溫度；水物理化學指標參數包括氧化還原電位及電導率。

所述步驟（1）中，判斷水源的指標參數還包括經驗指標，所述經驗指標包括現場出水的顏色、濁度、嗅覺、味覺及透明度。

所述步驟（3）中，測試參數數值標定采用直測量值標定法、百分比標定法或綜合標定法。

本發明的有益效果是：

第一，把現場出水特征用多種參數進行量化集成，包括水化學指標參數、物理指標參數、水物理化學指標參數和經驗參數，不遺漏水源本身的可測信息，有效保障水源類型的多維性和特殊性；第二，將物理、化學等參數在同一個坐標系內展現，具有準確性高、形象生動、簡單直觀等直讀特點；第三，結合現場水文參數儀，采用不出礦門的及時、有效的水質、水理參數，使得水源判別具有及時性；第四，為礦井水源判別提供了精細的指紋數字程序分析基礎，可使礦井水源進行數字化判別。總之，本發明主要是開拓了一種新的礦井充水水源判別方法，通過水化學指標（Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、CL^-、SO₄^2-、NO₃^-、HCO₃^-、pH值等）、物理指標（壓力、溫度）及水物理化學指標（氧化還原電位、電導率）相結合來鑒別礦井中不同類型的水源。通過把水源的各種化學指標、物理指標及物理化學指標在同一個坐標系下以數值和圖形同時表示出來，形成直讀式的水源指紋圖。

附圖說明

圖1是本發明原理框圖。

圖2是本發明的直測量值水源指紋圖底圖。

圖3是本發明實施例一的水源指紋示意圖。