礦區(qū)水化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工程建設(shè)服務(wù)
一、簡介
《礦井防治水規(guī)定》中明確提出了“物探先行、化探跟進(jìn)、鉆探驗(yàn)證”的綜合測(cè)探驗(yàn)證制度。建立水質(zhì)分析成果臺(tái)賬，井下水文地質(zhì)勘探應(yīng)采用井下物探、鉆探、監(jiān)測(cè)、測(cè)試等手段。建立煤礦水質(zhì)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室，建立獨(dú)立礦區(qū)的突水水源數(shù)據(jù)庫，服務(wù)于各個(gè)礦區(qū)的礦井水檢測(cè)。避免了因較長的送樣周期導(dǎo)致的水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果滯后問題，可以快速實(shí)時(shí)響應(yīng)礦區(qū)水化學(xué)檢測(cè)的需要。并且節(jié)省了每年大筆的水樣送檢費(fèi)用。同時(shí)可增加水化學(xué)分析頻次，對(duì)礦井內(nèi)的水文地質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。礦井水源的數(shù)據(jù)庫的建立，水源識(shí)別準(zhǔn)確率更高。建立整體數(shù)據(jù)庫及各個(gè)礦區(qū)的獨(dú)立數(shù)據(jù)庫，多種判別方法相互驗(yàn)證結(jié)果更加準(zhǔn)確。
實(shí)驗(yàn)室建成運(yùn)營后，在出現(xiàn)突水征兆時(shí)，可對(duì)礦井內(nèi)即時(shí)出現(xiàn)的可能的突水水樣進(jìn)行檢測(cè)，快速識(shí)別水源類型，結(jié)合物探結(jié)果可準(zhǔn)確推測(cè)涌水通道和水儲(chǔ)量，對(duì)礦井探放水有指導(dǎo)性意義。可有效減少礦井掘進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)性以及工人放水施工中的無效工作。
二、引用標(biāo)準(zhǔn)
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水水質(zhì)分析的一般規(guī)定》（MT/T 894-2000）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中鉀離子和鈉離子的測(cè)定方法》（MT/T 252-2000）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中鈣離子和鎂離子的測(cè)定》（MT/T 202-2008）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水pH值的測(cè)定方法》（MT/T 256-2000）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中鋁離子的測(cè)定方法》（MT 373-2005）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中鐵離子的測(cè)定方法》（MT/T 368-2005）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中銨離子的測(cè)定方法》（MT 254-2000）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水堿度的測(cè)定方法》（MT 204-2011）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水硬度的測(cè)定方法》（MT 206-2011）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中硫酸根離子的測(cè)定》（MT 205-2011）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中氯離子的測(cè)定》（MT 201-2008）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《煤礦水中亞硝酸根離子的測(cè)定方法》（MT/T 251-2000）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中硝酸根離子的測(cè)定方法》（MT 253-2000）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中銅、鉛、鋅、鎘、錳的測(cè)定》（MT 361-2007 ）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中總α和總β放射性測(cè)定方法》（MT/T 744-1997）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中氟離子的測(cè)定方法》（MT 360-2005）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中可溶性固體的測(cè)定》（MT 366-2007）
中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦水中硫離子的測(cè)定方法》（MT 371-2005）
三、實(shí)驗(yàn)室整體建設(shè)
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)從平面設(shè)計(jì)、家具、供排水、電控、特殊氣體配送和有害氣體輸出等留個(gè)方案著手。
1.實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)布局：基于整體安全防范、人體學(xué)符合性、實(shí)驗(yàn)室功能需求等進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.實(shí)驗(yàn)室家具規(guī)劃設(shè)計(jì)：不同專業(yè)采用不同實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)配套裝備，系列產(chǎn)品共分試驗(yàn)臺(tái)、儀器臺(tái)、功能柜、儀器設(shè)備等四大部分。
3.實(shí)驗(yàn)室供排水規(guī)劃設(shè)計(jì)：供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是為前期實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。為建筑設(shè)計(jì)院提供實(shí)驗(yàn)臺(tái)上下水水點(diǎn)。
4.實(shí)驗(yàn)室電控規(guī)劃設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)室用電主要包括照明電和動(dòng)力電兩大部分。動(dòng)力電主
要用于各類儀器設(shè)備用電、電梯、空調(diào)等的電力供應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)也是實(shí)驗(yàn)室zui基本的條件之一。電源插座有：10A、13A、16A、20A；漏電保護(hù)開關(guān)、過載保護(hù)開關(guān)等。電源插座應(yīng)遠(yuǎn)離水盆和煤氣等噴嘴口，并不影響實(shí)驗(yàn)臺(tái)儀器的放置和操作位置。線槽主要多功能鋼線槽(主要用于試劑架上)和PVC線槽配西班牙插座(主要用于邊臺(tái)和*臺(tái)臺(tái)面上)。
5.實(shí)驗(yàn)室特殊氣體配送規(guī)劃設(shè)計(jì)
6.有害氣體輸出規(guī)劃設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)往往存在許多不利于人體健康的化學(xué)物質(zhì)污染源，特別是有害氣體，將其排除非常重要。實(shí)驗(yàn)室常用排風(fēng)設(shè)備主要有：通風(fēng)柜、原子吸收罩、萬向排氣罩、吸頂式排氣罩、臺(tái)上式排氣罩等。其中通風(fēng)柜zui為常見。
四、礦井突水水源快速識(shí)別系統(tǒng)
賦存于巖石圈中的地下水不斷與巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在與大氣圈、水圈和生物圈進(jìn)
行水量交換的同時(shí)，交換化學(xué)成分。地下水中含有各種氣體、離子、膠體、有機(jī)質(zhì)以及微生物。
不同含水層的水化學(xué)特征存在顯著差異， 根據(jù)各含水層地下水化學(xué)的特征，建立一個(gè)水源數(shù)據(jù)庫，利用多元統(tǒng)計(jì)的方法建立水源識(shí)別的數(shù)學(xué)模型。獲得水樣水化學(xué)指標(biāo)后與水源數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而快速判別出水源類型。
礦井水在補(bǔ)給、徑流、排泄的過程中，很可能在不同的含水層之間發(fā)生了混合，不再是單一的涌水來源。 基于水化學(xué)離子成分守恒原理，多種水源經(jīng)過混合后形成了礦井水，元素成分與含量是不變的，但是混合的過程中離子之間會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，如HCO3-和CO32-受pH值影響，Ca2+、Mg2+可能與CO32-形成難溶的物質(zhì)沉淀下來。
K + +Na + 、Cl-、SO42-的溶解度較大，在混合前后的含量近似保持不變，可以用來作為混合比例計(jì)算的變量。利用矩陣分析，可計(jì)算出混合的礦井中各種水源所占的比例。
五、主要設(shè)備
1）UPT系列實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)
UPT系列超純水機(jī)，設(shè)計(jì)精簡，可直接將自來水純化為符合國標(biāo)GB6682-92的實(shí)驗(yàn)
室級(jí)純水和超純水，全自動(dòng)“傻瓜”式設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)一目了然，使用方便，是一款高性價(jià)比的實(shí)驗(yàn)室超純水制備系統(tǒng)，能夠滿足各類光譜/色譜/質(zhì)譜等精密儀器分析用水需求。
2）pH計(jì)、離子計(jì)
pH計(jì)，是一種常用的儀器設(shè)備，主要用來精密測(cè)量液體介質(zhì)的酸堿度值，配上相應(yīng)的離子選擇電極也可以測(cè)量離子電極電位MV值，pH計(jì)被廣泛應(yīng)用于環(huán)保、污水處理、科研、制藥、發(fā)酵、化工、養(yǎng)殖、自來水等領(lǐng)域。
3）分光光度計(jì)
分光光度計(jì)采用一個(gè)可以產(chǎn)生多個(gè)波長的光源，通過系列分光裝置，從而產(chǎn)生特定波長的光源，光線透過測(cè)試的樣品后，部分光線被吸收，計(jì)算樣品的吸光值，從而轉(zhuǎn)化成樣品的濃度。樣品的吸光值與樣品的濃度成正比。
4）原子吸收光譜儀
原子吸收光譜儀是分析化學(xué)領(lǐng)域中一種極其重要的分析方法，已廣泛用于冶金工業(yè)。原子吸收光譜法是利用被測(cè)元素的基態(tài)原子特征輻射線的吸收程度進(jìn)行定量分析的方法。既可進(jìn)行某些常量組分測(cè)定，又能進(jìn)行ppm、ppb級(jí)微量測(cè)定，可進(jìn)行鋼鐵中低含量的Cr、Ni、Cu、Mn、Mo、Ca、Mg、Al、Cd、Pb、Ad；原材料、鐵合金中的K2O、Na2O、MgO、Pb、Zn、Cu、Ba、Ca等元素分析及一些純金屬（如Al、Cu）中殘余元素的檢測(cè)。
5）SUMMIT系列電子天平
SUMMIT系列電子天平模塊均由德國制造，擁有*的稱量技術(shù)、zui快的響應(yīng)時(shí)間、全面的功能以及精益求精的質(zhì)量使其滿足各種環(huán)境要求，被廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)和教學(xué)領(lǐng)域。
6）電子恒溫干燥箱
用于測(cè)量礦井中懸浮物等物質(zhì)的含量。
六、工程案例
山西朔州煤炭運(yùn)銷集團(tuán)水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室
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