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煤礦開(kāi)采排水對(duì)巖溶水水質(zhì)的影響研究——以山西省為例

更新時(shí)間：2020-08-22

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　　摘要：巖溶泉水是山西省重要的供水水源之一。近年來(lái)巖溶泉水普遍受到污染，煤礦開(kāi)采排水是巖溶泉水污染的一個(gè)重要原因。本文在論述巖溶泉域水文地質(zhì)特征和巖溶泉域系統(tǒng)中煤系地層的分布特征的基礎(chǔ)上，分析了煤礦開(kāi)采排水對(duì)巖溶水的污染成因和煤礦開(kāi)采對(duì)巖溶水的污染形式。提出巖溶水水質(zhì)的保護(hù)措施

　　關(guān)鍵詞：巖溶泉域; 水質(zhì)污染; 管理保護(hù);山西省

　　山西巖溶作為中國(guó)北方巖溶之代表，巖溶區(qū)分布范圍廣，裸露巖溶區(qū)面積大為2.6×104 km2,占全省國(guó)土面積的17.5%,加上隱伏巖溶區(qū),總面積為11.3×104km2,占全省國(guó)土面積的75.2%，是我國(guó)北大的巖溶區(qū)。得天獨(dú)厚的地質(zhì)條件使得巖溶泉在全省均有出露。巖溶水，尤其巖溶泉水是山西省重要的供水水源之一。山西是煤炭大省，含煤面積達(dá)5.7萬(wàn)km2，占全省總面積的37.5%，探明儲(chǔ)量、產(chǎn)煤量、外調(diào)量均居全國(guó)。山西省煤礦平均開(kāi)采噸煤排放礦坑水0.88 m3，全省煤礦開(kāi)采現(xiàn)狀年礦坑水排放量約3億m3，占全省工業(yè)總?cè)∮盟康?5%。如此大量的煤礦排水一方面也減少了水資源的可利用量，另一方面對(duì)地下水水質(zhì)尤其是對(duì)巖溶泉的水質(zhì)造成污染，進(jìn)一步加劇了山西省水資源嚴(yán)重緊缺的程。在全省19個(gè)巖溶大泉都不同程度的遭到污染，不僅嚴(yán)重的影響到工業(yè)生產(chǎn)和人民生活，而且構(gòu)成了對(duì)生態(tài)環(huán)境的隱患。加強(qiáng)對(duì)煤礦開(kāi)采對(duì)巖溶泉域水質(zhì)影響的研究具有十分重要的意義。

　　一、巖溶泉域水文地質(zhì)特征

　　山西省內(nèi)廣泛分布的寒武、奧陶系碳酸鹽巖是主要的巖溶發(fā)育層和巖溶含水層。隨著巖溶水系統(tǒng)的發(fā)育演化,形成了多個(gè)水流傳輸相對(duì)獨(dú)立的巖溶泉域系統(tǒng)，巖溶地下水的補(bǔ)給主要分為以下三種形式:

　　1為裸露巖溶區(qū)降水入滲補(bǔ)給。其補(bǔ)給量一般占天然資源量的70%。裸露可溶巖主要分布于呂梁山中南段、霍山東側(cè)、太行山中南段及晉西北偏關(guān)、保德、岢嵐、神池、五寨，太原的東山、西山等地區(qū)。沉積厚度可達(dá)千余米。沉積穩(wěn)定，地層產(chǎn)狀平緩。巖性以厚層純灰?guī)r及泥灰?guī)r為主，主要含水巖組為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r，富水性頭泉域等。

　　二、巖溶泉域系統(tǒng)中煤系地層的分布特征

　　巖溶泉域系統(tǒng)都有煤系地層分布,主要為石炭二疊系煤層。其中在補(bǔ)給徑流區(qū)大面積連續(xù)分布的有晉祠泉、蘭村、龍子祠泉、延河泉、三姑泉;分布于徑流區(qū)的有洪山泉,廣勝寺泉;分布于徑流排泄區(qū)的有柳林泉;郭莊泉泉域系統(tǒng)內(nèi)分布較廣,補(bǔ)、徑、排區(qū)均有,而老牛灣泉和天橋泉泉域分布較少,僅在徑流排泄區(qū)局部范圍分布。在垂向上,巖溶含水層位于煤系地層之下,底部可采煤層與中奧陶統(tǒng)巖溶含水層之間相距不大,存在以砂、頁(yè)巖及泥巖為主的隔水層,其厚度不穩(wěn)定。在太原盆地一般厚40~60m,往南、往西變薄，多為15~30m。

　　三、煤礦開(kāi)采對(duì)巖溶泉域水質(zhì)的影響

　　山西省內(nèi)八大統(tǒng)配煤礦，有七家位于巖溶泉域。煤矸石堆和選洗礦廠的尾礦場(chǎng)、廢水池大部分分布在區(qū)內(nèi)的采礦塌坑和溝谷中，接近下伏巖溶地層，污染物易下滲污染巖溶水。受采煤影響較大的泉域有娘子關(guān)、辛安、三姑、延河、龍子祠、郭莊、晉祠、柳林、神頭等泉。

　　1煤礦開(kāi)采排水的水質(zhì)特征

　　巖溶泉域水污染源主要來(lái)自煤礦開(kāi)采外排的礦井水、洗(選)煤水、焦化廠廢水和礦區(qū)生活污水。每生產(chǎn)一噸煤，礦坑排水量為0.88 m3 。據(jù)不*統(tǒng)計(jì),我國(guó)煤礦井年排水量達(dá)22億m3洗(選)煤廠煤水和焦化廠廢水2億m3,煤礦生活廢水2億m3。其中煤礦開(kāi)采排水占污水比重，故此也是本文論述的重點(diǎn)。

　　煤礦開(kāi)采排水是受自然和人為影響二形成的具有復(fù)雜成分的*水體。其產(chǎn)出，賦存受煤炭成分，圍巖巖性，采礦工藝，排水措施等因素的影響。其水質(zhì)特性除具備一般地下水的特性外還具有以下特征：

　　1總懸浮顆粒嚴(yán)重超標(biāo)。

　　2煤礦開(kāi)采排水PH值多有超標(biāo)，且均為酸性水。由于煤地層中硫含量高，且有硫鐵礦在煤層中廣有分布，在天然狀態(tài)下含水層水體與煤系地層相隔，煤礦開(kāi)采后，在人為的氧化環(huán)境中，氧化成酸過(guò)程大大加快而形成酸性水，硫酸根離子含量增高。

　　3總硬度大礦坑水在氧化成酸的過(guò)程中對(duì)含水體圍巖不斷溶蝕，使水中Ca2+、Mg2+離子的含量增加，硬度增大。

　　4礦化度高。天然水的礦化度大多小于1000mg/L，但礦坑水大量溶解煤層中礦化物，有的可達(dá)2000一5000mg/L。

　　5鐵離子含量高，天然水中鐵離子含量一般較低，采煤條件下，煤系地層中的硫鐵礦氧化形成鐵的可溶化合物而加入礦坑水，使鐵離子的含量增高。

　　6毒理學(xué)成分增高。

　　2煤礦開(kāi)采排水對(duì)巖溶水的污染成因

　　煤礦的開(kāi)采對(duì)于巖溶水的破話主要通過(guò)含水層破壞或邊界條件改變,產(chǎn)生人為導(dǎo)水通道,增大含水層間的水力,地下水地含水系統(tǒng)水文地質(zhì)條件發(fā)生根本的變化，這種變化的實(shí)質(zhì)是使天然狀態(tài)下的多含水層，以水平運(yùn)動(dòng)為主的地下水系統(tǒng)變?yōu)橐源怪边\(yùn)動(dòng)為主的“礦坑水化”系統(tǒng)。根據(jù)采煤前后儲(chǔ)水介質(zhì)的特征和地下水的補(bǔ)給、徑流、儲(chǔ)存和排泄條件，原水資源系統(tǒng)的四層次結(jié)構(gòu):即地表水; 第四系孔隙水;石炭、二疊系砂巖裂隙水;奧陶系巖溶裂隙水變?yōu)樾碌乃膶哟谓Y(jié)構(gòu)，即:地表水; 第四系孔隙水;石炭、二疊系碎屑巖一礦坑儲(chǔ)水系統(tǒng);和奧陶系巖溶裂隙水系統(tǒng)。地下水的補(bǔ)給、徑流、調(diào)蓄、排泄條件也發(fā)生了相應(yīng)變化，含水層的補(bǔ)給主要通過(guò)破壞產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶運(yùn)移，補(bǔ)給徑流以垂向運(yùn)動(dòng)為主。同時(shí)，大量礦坑水補(bǔ)給地表水以及地下水體，從而使各含水體逐漸呈現(xiàn)礦坑水的特征，即水體“礦坑水化”。又分以下兩種情況。

　　若開(kāi)采標(biāo)高高于深部巖溶水位標(biāo)高時(shí)，儲(chǔ)水倉(cāng)及老窯中匯集的礦坑水沿著斷裂構(gòu)造與裂隙的溝通以及坑道、巷道、井下鉆孔及采礦產(chǎn)生的裂隙為采礦廢水提供下滲通道進(jìn)入巖溶水系統(tǒng)，對(duì)巖溶水直接污染。如娘子關(guān)泉域上游的平定一陽(yáng)泉礦區(qū)，石炭系層間巖溶水涌入礦坑后，除少數(shù)大礦井人工排出地表外大部分通過(guò)采礦坑道和裂隙滲入下伏奧陶系含水層造成平定一陽(yáng)泉礦區(qū)下游數(shù)百平方公里水中礦化度、總硬度、硫酸根離子含量明顯增高。

　　若開(kāi)采標(biāo)高低于深部巖溶水位標(biāo)高時(shí)，由于斷裂構(gòu)造與裂隙的溝通以及坑道、巷道、井下鉆孔及采礦產(chǎn)生的裂隙為采礦廢水提供下滲通道，下組煤系地層裂隙水的疏干，造成裂隙水和巖溶水之間的水動(dòng)力平衡破壞。上述因素會(huì)造成巖溶水在局部有利地段向上越流的條件，因而個(gè)別礦井開(kāi)采到一定水平時(shí)，煤礦在疏排裂隙水的同時(shí)，也在間接排放深部巖溶水。如太原西山礦區(qū)的西曲礦、東曲礦、屯蘭礦、馬蘭礦和鎮(zhèn)城底礦井，大部分地區(qū)煤層埋藏位置低于奧灰水位數(shù)十至數(shù)百米，同時(shí)由于該區(qū)普遍發(fā)育有斷裂構(gòu)造及巖溶陷落柱，巖溶水沿裂隙排出，部分巖溶承壓水脫離頂板，為礦坑水向下越層污染提供了條件，對(duì)巖溶水水質(zhì)污染構(gòu)成隱患。

　　3煤礦開(kāi)采對(duì)巖溶水的污染形式

　　根據(jù)煤礦開(kāi)采排水與巖溶水的水力和巖溶水污染的方式可將污染原因發(fā)分為直接污染和間接污染。

　　1直接污染

　　煤礦開(kāi)采造成含水層破壞或邊界條件改變,產(chǎn)生人為導(dǎo)水通道,增大含水層間的水力。由于煤礦開(kāi)采，煤層底板遭到破壞，礦坑中大量有害物質(zhì)將通過(guò)地下水流遷移，污染深層巖溶水。若煤礦開(kāi)采層位高于巖溶水水位時(shí)，將通過(guò)采煤截取補(bǔ)給巖溶水的水量，使得巖溶泉水衰減。以娘子關(guān)泉為例，娘子關(guān)泉域范圍內(nèi)，有大小煤礦317座，年產(chǎn)煤3000萬(wàn)噸以上。隨著采空區(qū)的擴(kuò)大，礦坑塌陷及地表裂隙不斷增多，對(duì)水資源破壞日益嚴(yán)重。礦區(qū)石炭系層間裂隙巖溶水水位普遍大幅度下降，部分區(qū)域含水層已被疏干。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，本市礦區(qū)共有石炭系管井235眼，由于煤礦開(kāi)采增加，管井水位普遍下降，出水量日趨減少。目前98%管井水位下降，60%管井干枯無(wú)水。根據(jù)對(duì)我國(guó)北方以排放巖溶水為主的32個(gè)礦區(qū)的統(tǒng)計(jì),礦井總排水量高達(dá)253m3 /min,其中60%為巖溶水,約占礦區(qū)所處巖溶水系統(tǒng)水資源量的19%。這些都為礦坑水的越層補(bǔ)給巖溶水造成了有力的條件。

　　2間接污染

　　礦坑排水未經(jīng)任何處理，排出井外，匯入地表河系，造成地表水的污染。如口泉河、十里河、桃河、汾河的古交段、介休段、臨汾段，桑干河上游，沁丹河，漳河以及地下水都不同程度地受到煤礦礦坑水的污染。淺層煤礦區(qū)大規(guī)模巷道開(kāi)挖造成地表植被的破壞、巖溶塌陷、地面塌陷及裂縫等相應(yīng)引起地表滲透條件變化，使得被污染的地表水對(duì)巖溶水的額補(bǔ)給加強(qiáng)，通過(guò)地表污水河渠側(cè)方補(bǔ)給污染地下水。以娘子關(guān)泉域?yàn)槔?0年代以后，礦區(qū)內(nèi)河川徑流量的減少，研究表明不僅僅是由于降雨量的減少，人類活動(dòng)也是重要影響因素，其中采煤加大了河流對(duì)巖溶水的補(bǔ)給，也是影響是本地區(qū)徑流量減少尤為重要的原因，地表徑流的減少?gòu)囊桓駛?cè)面反映了地表水與地下水的水利的加強(qiáng)。

　　四、煤礦井排水對(duì)巖溶水質(zhì)的影響趨勢(shì)

　　煤礦排水量與開(kāi)采每天的數(shù)量成正比，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于煤炭的需求也逐年遞增。因此對(duì)于巖溶水質(zhì)的破壞也呈逐年遞增的趨勢(shì)。20世紀(jì)80年代中期,采煤區(qū)巖溶水檢出溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽和鐵等污染物均有超標(biāo)的巖溶泉域?yàn)榱秩?、蘭村—晉祠泉兩個(gè)泉域。近年來(lái)增多到包括三姑泉、龍子祠泉和郭莊泉的五個(gè)巖溶泉域。超標(biāo)污染點(diǎn)增多,分布范圍由鄰近礦區(qū)的局部地段擴(kuò)大形成連片較大面積污染暈區(qū)。據(jù)污染點(diǎn)分布圈定,其中柳林泉約有280km2 、蘭村—晉祠泉約300 km2 、郭莊泉約590 km2 、龍子祠泉約430 km2 。天橋泉泉域,近期也出現(xiàn)因采煤造成局部地段巖溶水超標(biāo)污染。說(shuō)明巖溶水的污染已經(jīng)到了十分嚴(yán)重的地步。

　　五、巖溶水水質(zhì)的保護(hù)措施

　　要解決礦坑排水對(duì)巖溶水水質(zhì)的影響，根本的一條就是要減少礦坑水的排放。礦坑水是巖溶水的主要污染源，無(wú)論是通過(guò)排泄到地表水系，通過(guò)地表水系簡(jiǎn)介的污染巖溶水的水質(zhì)，或者是通過(guò)人為造成的地下水通道直接的污染地下水的水質(zhì)都必須有一定的礦坑水的存在。減少礦坑水的排放是*污染的有效途徑。這就要求在煤礦的開(kāi)采中采用先進(jìn)的施工工藝，減少礦坑對(duì)圍巖的破壞，采用必要的止水措施等等來(lái)減少礦坑水的排放量。

　　同時(shí)在條件允許的情況下，可以對(duì)礦坑排水的水質(zhì)進(jìn)行一定的去污處理，減少污染物的排放總量也是治理污染的很好的途徑。改進(jìn)地下廢棄物的排放工藝,修建防滲集水系統(tǒng),把礦坑水全部排到地面處理回用,以抑制采區(qū)暴露面的水—巖作用,防止污染物轉(zhuǎn)入水體下滲污染巖溶水。

　　為了減少礦坑水直接向下伏巖溶水的越界補(bǔ)給，一定要預(yù)留一定的保護(hù)層。建立巖溶水環(huán)境保護(hù)區(qū)。對(duì)現(xiàn)有水源地作為長(zhǎng)期水源地必須留設(shè)一定的保水煤柱；健全水源地或泉域環(huán)境管理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)水源地、上游巖溶水強(qiáng)徑流帶和鄰近水源地的裸露巖溶區(qū)及巖溶溝谷,作為重點(diǎn)管理區(qū)域，應(yīng)減少礦坑水的排放。

全自動(dòng)野外地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/凍土地溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

地源熱泵分布式溫度集中測(cè)控系統(tǒng)

礦井總線分散式溫度測(cè)量系統(tǒng)方案

礦井分散式垂直測(cè)溫系統(tǒng)/地?zé)崞詹?地溫監(jiān)測(cè)哪家好選鴻鷗

礦井測(cè)溫系統(tǒng)/礦建凍結(jié)法施工溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/深井溫度場(chǎng)地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測(cè)溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關(guān)鍵詞：地源熱泵測(cè)溫，地埋管測(cè)溫，淺層地溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分布式地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè)，新能源技術(shù)安裝公司，地?zé)峋@探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計(jì)，通過(guò)連接我司單總線地?zé)犭娎|，以及單通道或多通道485接口采集器，可對(duì)接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢！此款設(shè)備支持貼牌，具體價(jià)格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng),測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法，單總線測(cè)溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

采集服務(wù)器通過(guò)總線將現(xiàn)場(chǎng)與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過(guò)單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個(gè)采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個(gè)溫度傳感器的測(cè)溫電纜相連。本方案可以對(duì)大型試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，支持180口井或測(cè)溫電纜及1500點(diǎn)以上的觀測(cè)井溫度在線監(jiān)測(cè)。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場(chǎng)的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究，埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng)，主要是一套先進(jìn)的基于現(xiàn)場(chǎng)總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)。它能有對(duì)地源熱泵換熱井進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計(jì)、探討地源熱泵的可持續(xù)運(yùn)行具有參考價(jià)值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點(diǎn)：

１．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長(zhǎng)．采用強(qiáng)驅(qū)動(dòng)模塊，普通線，可以輕松測(cè)量500米深井.

３．的深井土壤檢測(cè)傳感器，防護(hù)等級(jí)達(dá)到ＩＰ６８，可耐壓力高達(dá)5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點(diǎn)總結(jié)：高性價(jià)格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對(duì)U型管口徑小的問(wèn)題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測(cè)溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場(chǎng)的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫?cái)?shù)字傳感器，測(cè)井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設(shè)備：遠(yuǎn)距離溫度采集模塊＋測(cè)井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測(cè)

2、報(bào)警功能

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

4、定時(shí)保存設(shè)置

5、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術(shù)參數(shù)】

1、溫度測(cè)量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負(fù)0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點(diǎn)數(shù)：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設(shè)置）

6、傳輸技術(shù)： RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS

7、測(cè)點(diǎn)線長(zhǎng)：小于350米

8、供電方式： AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護(hù)等級(jí)：IP66

使用注意事項(xiàng)：

防水感溫電纜經(jīng)測(cè)試與檢測(cè)，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時(shí)，請(qǐng)按以下方法操作與使用：
1．使用時(shí)，建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外，請(qǐng)小心操作，做好電纜防護(hù)，防止在安裝過(guò)程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時(shí)，請(qǐng)等待測(cè)物熱平衡后再進(jìn)行測(cè)量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負(fù)，蘭色為信號(hào)線。請(qǐng)嚴(yán)格按照此說(shuō)明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際使用應(yīng)該限制在150個(gè)節(jié)點(diǎn)以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯(cuò)能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當(dāng)總線距離在200米以內(nèi)，則可以采用DC9V給現(xiàn)場(chǎng)模塊供電，當(dāng)距離在500米之內(nèi)，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司提供定制各個(gè)領(lǐng)域用的測(cè)溫線纜產(chǎn)品介紹】

由北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)，硬件采取先進(jìn)的ARM技術(shù)；上位機(jī)軟件使用編程語(yǔ)言技術(shù)設(shè)計(jì)，富有人性、直觀明了；測(cè)溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部，根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場(chǎng)檢測(cè)、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測(cè)方法：
　　為了實(shí)現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的合理的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，地下土壤溫度的初始值是一個(gè)重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個(gè)或幾個(gè)空調(diào)采暖周期（一般一個(gè)空調(diào)采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)重不平衡，則這個(gè)初始溫度會(huì)有較大的變化，將會(huì)大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。所以設(shè)計(jì)選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
　　首先對(duì)地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)行全年動(dòng)態(tài)能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件，計(jì)算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負(fù)荷，我們根據(jù)該負(fù)荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運(yùn)行方案運(yùn)行，同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)土壤的溫度，并且將測(cè)得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷，在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中，土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的地源熱泵測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法，北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測(cè)溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對(duì)空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測(cè)量，目前地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜對(duì)于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點(diǎn)的測(cè)溫方式,如果測(cè)量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測(cè)溫線纜若平均放置，即10米放一個(gè)探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個(gè)至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計(jì)，這口井進(jìn)行地?zé)釡y(cè)溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測(cè)溫精度，但對(duì)模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，即提供巡檢儀的測(cè)量精度，若能夠在長(zhǎng)距離測(cè)溫的條件下進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對(duì)這一需求，北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測(cè)，地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)研究，地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng)，淺層地?zé)釡y(cè)溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測(cè)溫線纜與傳統(tǒng)測(cè)溫電纜對(duì)比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對(duì)溫度進(jìn)行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理電路，近距離時(shí)，其精度及可靠性受環(huán)境影響不大，但當(dāng)大于30米距離傳輸時(shí)，宜采用三線制測(cè)方式，并需定期對(duì)溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)采集時(shí)，需每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差，會(huì)受環(huán)境及時(shí)間的影響較大。模塊量傳感器在工作過(guò)程中都是以模擬信號(hào)的形式存在，而檢測(cè)的環(huán)境往往存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)等不確定因素，這些因素會(huì)對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實(shí)際的測(cè)量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每年需要進(jìn)行校準(zhǔn)，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)字溫度傳感器采用測(cè)溫芯片作為感應(yīng)元件，感應(yīng)元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國(guó)進(jìn)口測(cè)溫芯片的特性及精度級(jí)別，無(wú)需校正，因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長(zhǎng)短不會(huì)對(duì)傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢(shì)。所以數(shù)字總線式測(cè)溫電纜是地源熱泵地埋管管測(cè)溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測(cè)理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場(chǎng)總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，而每個(gè)傳感器本身都有唯的識(shí)別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實(shí)現(xiàn)一根電纜檢測(cè)很多溫度點(diǎn)的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)

一、系統(tǒng)介紹

1、建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可監(jiān)測(cè)大樓內(nèi)室內(nèi)溫度；熱泵機(jī)組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、

壓力、流量；系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量；熱泵機(jī)組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù)；地溫場(chǎng)的變化等，實(shí)現(xiàn)熱泵機(jī)組運(yùn)行情況 24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，異常情況預(yù)

警，做到真正的無(wú)人值守?？蓪?duì)熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對(duì)地溫場(chǎng)的影響以及能效

比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。

具體測(cè)量要求如下：

1）各熱泵機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況；

2）室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機(jī)房?jī)?nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機(jī)房?jī)?nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場(chǎng)內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評(píng)價(jià)分析。

2、自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建成以后可以對(duì)已經(jīng)安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的地?zé)峋畬?shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分

析展示，可實(shí)現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃?、水溫、流量?shí)施傳輸分析，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)

警，做到實(shí)時(shí)監(jiān)管，有地?zé)峋\(yùn)行的穩(wěn)定性。

1）開(kāi)采水量及回水水量的流量監(jiān)測(cè)及變化曲線；

2）開(kāi)采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測(cè)及變化曲線；

3）開(kāi)采井井內(nèi)水位監(jiān)測(cè)及變化曲線；

煤礦開(kāi)采排水對(duì)巖溶水水質(zhì)的影響研究——以山西省為例

推薦產(chǎn)品如下：