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作者：Hobojunkai

發(fā)布時間：16/07/25

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HOBO數(shù)據(jù)記錄儀深入礦井水提供排水量預(yù)警

市場：

戶外

組織：

西弗吉尼亞大學(xué)

概要：

西弗吉尼亞大學(xué)（WVU）調(diào)查匹茲堡煤盆地的煤礦水文使用水位數(shù)據(jù)記錄儀，可以承受高腐蝕條件下，以持續(xù)監(jiān)測到多個年的時間框架水井水位。

概述

在過去的40年中，許多地下煤礦整個阿巴拉契亞地區(qū)-主要是在西弗吉尼亞州，賓夕法尼亞州，馬里蘭州和，由于多種因素的影響。這些措施包括開采出的煤炭儲量，鋼廠倒閉，更加嚴格的環(huán)保法規(guī)，如露天采礦控制和1977年開墾法案（SMCRA）。

一位在西弗吉尼亞州北部地區(qū)的主要煤層/ southwwestern賓夕法尼亞匹茲堡縫，從賓夕法尼亞州匹茲堡以南延伸至克拉克，WV區(qū)，西到俄亥俄州。匹茲堡煤炭觸發(fā)一次煤炭行業(yè)的高爐，最近，產(chǎn)生電能大部分大西洋中部地區(qū)。

雖然今天開采仍然非常活躍，積極地雷的這個縫的數(shù)量，這曾經(jīng)是1000多家，已減少到不到10.許多煤礦都關(guān)閉并填補了 - 或者是灌裝的過程中 - 與水。

西弗吉尼亞大學(xué)（WVU）水文地質(zhì)學(xué)家一直在調(diào)查匹茲堡煤盆地的煤礦自1998年以來，以幫助回答一些問題，包括在礦井水，它是如何正在或可能被處理，并在新的排放有可能發(fā)生。這些信息將幫助行業(yè)，州政府和地方團體整治更好地理解和對影響和礦井水排放風(fēng)險計劃和潛在的問題提供預(yù)警。

要準確定位礦池和放電，西弗吉尼亞研究者需要一種方法來連續(xù)地監(jiān)視在井穿透煤盡管高度腐蝕性水位（酸性，硫酸鹽，并且在一些情況下，富含甲烷的）水的條件和冷熱交替條件。球隊需要的儀器，使其不僅能承受惡劣的條件下，也將有足夠的電池電量將持續(xù)多年部署。

從美國能源署（DOE），環(huán)境保護WV部（WVDEP），美國環(huán)境保護署（EPA）和煤炭經(jīng)營資金，該小組能夠購買一些通風(fēng)水位記錄器項目。

“最初，我們采用通風(fēng)式數(shù)據(jù)記錄儀，但他們是很長，繁瑣的任何地方，到800英尺地表以下部署，”喬多諾萬，在西弗吉尼亞大學(xué)的水文地質(zhì)研究中心主任說。“長度造成了大量的功率損耗，而我們更換電池每兩個月。此外，洪水的進行，我們不得不這樣笨重的電纜有很大一部分在表面或井店。它必須是一個真正的混亂。“

多諾萬補充說，寒冷天氣已經(jīng)導(dǎo)致了記錄器和傳感器中凝結(jié)的問題，盡管已經(jīng)嘗試了各種組合的干燥劑，以減少過多的水分。傳感器的故障，并且在一些情況下記錄器，由于水份是經(jīng)常發(fā)生的。

這些限制，在西弗吉尼亞大學(xué)研究小組著手查明替代水位數(shù)據(jù)記錄儀器。他們開始嘗試用HOBO U20水位記錄器，便攜式數(shù)據(jù)記錄器和氣象站的馬薩諸塞州的制造商。

不同于使用以前的記錄儀，它依賴于笨重的排氣管和干燥劑包，器件具有密封，無通風(fēng)設(shè)計，使盆地記錄部署更快，更方便，更免維護。記錄儀還為在潮濕環(huán)境中收集到的數(shù)據(jù)的高速卸載一個基于USB的光纖接口。光學(xué)設(shè)計也省去了很多傳統(tǒng)水位記錄文書中容易出現(xiàn)故障的機械連接的需要。

為了準備部署30+記錄器，他們首先通過USB線連接到研究中心的計算機，并使用附帶的幾分鐘內(nèi)配置HOBOware專業(yè)制圖和分析軟件。配置完成后，記錄器是在監(jiān)測井使用批量附掛螺栓3/16“不銹鋼電纜淹沒。據(jù)多諾萬，讀數(shù)采取每隔一小時全天候和同步到一個統(tǒng)一的時間基準。

“編程來記錄絕對壓力每隔一小時，”他解釋說。“所附HOBOware軟件減去從記錄在井絕對壓力大氣壓力，然后轉(zhuǎn)換壓力讀數(shù)到傳感器淹沒，傳感器浸沒被添加到傳感器高程屈服地雷水壓頭升降”。

記錄儀定期地卸載，以便數(shù)據(jù)可以被分析。根據(jù)特定的井場，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索每周，每月或每幾個月。多諾萬說，這真的取決于誰在消費數(shù)據(jù)，以及一般而言，監(jiān)管機構(gòu)類似的結(jié)果更頻繁的報告。

檢索數(shù)據(jù)卸載的記錄器，該記錄器是由在使用套管式卷軸監(jiān)測井到表面的傳感器高程抬起。然后，他們被重新連接到計算機和數(shù)據(jù)下載到HOBOware出口到自定義數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)多諾萬和他的團隊處理數(shù)據(jù)的開發(fā)。一旦數(shù)據(jù)被卸載時，記錄器在相同的高度降低回到井筒以繼續(xù)監(jiān)視。

“該輕得多不銹鋼電纜的重量和老通風(fēng)記錄儀的電纜成本的一小部分，并涂有乙烯基的安全，”他說。“另外，如果我們需要提高或降低傳感器的海拔，我們簡單地削減新的電纜線或接頭，它是絕對簡單的工作，在比較。”

結(jié)果

由于部署HOBO水位記錄儀，多諾萬，博士生戴維燈，和其他研究協(xié)會已經(jīng)能夠識別復(fù)雜的煤盆地礦池和放電部位，同時大大簡化了監(jiān)控操作。他們不再需要擔(dān)心更換電池每隔幾個月-長達八年單電池供電-因為記錄儀不需要發(fā)泄，他們更小，更容易在監(jiān)測井進行部署。

“我們收集的數(shù)據(jù)表明，匹茲堡煤礦含水層是中到其歷史洪水后期時代，并有望在2015年在很大程度上平衡到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)，”多諾萬說。“這時，洪水將完成在盆地東部和北部兩側(cè)，將有來自水淹匹茲堡和東昌，西弗吉尼亞州，一些排放水之間的低于排水礦山任何明顯的規(guī)模估計有41放電仍然是相當(dāng)酸性的，但許多人已經(jīng)變成堿性，因為洪水引起的空氣排除。有一個廣泛的在作怪水化學(xué)物質(zhì)“。

據(jù)多諾萬，需要跟蹤的雷系水位將持續(xù)進行。

“這些井的持續(xù)監(jiān)測是必要的，因為抽模式可以改變和影響在匹茲堡被淹的礦井分布及礦井水的壓力，”他說。“此外，一些煤礦一些局部加壓部分具有排出到表面的電勢，如果不仔細控制。礦井水現(xiàn)在也被認為是水為hydrofracking由天然氣行業(yè)的潛在來源。”

“我們對礦井水位區(qū)域監(jiān)控，我們會繼續(xù)因為故事還在打出來。”

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