CN108051255B - 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 - Google Patents
一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108051255B CN108051255B CN201810109458.9A CN201810109458A CN108051255B CN 108051255 B CN108051255 B CN 108051255B CN 201810109458 A CN201810109458 A CN 201810109458A CN 108051255 B CN108051255 B CN 108051255B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- goaf
- collecting devices
- pipe
- heavy metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 21
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
- G01N33/1813—Specific cations in water, e.g. heavy metals
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统,由若干收集装置和与收集装置等数量的采样管构成。所述收集装置按照设定的间隔成排布设,所述收集装置用隔水板等分为若干纵向通道,其中一个纵向通道上开设有透水口。每一排的各个收集装置用连接管依次连接,在管体内部形成各个连通通道,各收集装置的透水口分别位于不同连通通道上。各个采样管分别连接在连通通道的端部与收集装置和连接管形成运输管路,所述各采样管布设在采区联络巷内并连接到采空区外的水泵。本发明系统能够分别从采空区各指定位置取出矿井积水,并进行存储,用于测定采空区煤矸石充填体浸泡液中的重金属离子浓度,可真实反映采空区内重金属离子的分布状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统。
背景技术
近年来,煤炭开采速度提高加速了矿井资源的枯竭。由于我国“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤严重,综合机械化固体充填采煤技术是针对我国存在的“三下”压煤问题,煤矸石排放问题和土地资源问题而开发出来的绿色采煤技术之一,并在多个矿区进行了广泛应用。
矸石充入采空区后,在充填采煤液压支架后方的夯实机构作用下形成密实结构,由于井下环境比较阴暗潮湿,充入采空区的部分矸石会一直处于一个矿井水环境中,主要包括来自上覆岩层顶板裂隙渗漏的水、底板涌出的水以及煤层开采涌出的水,在采空区稳定后,煤矸石经过长期的矿井水浸泡,煤矸石中的微小颗粒会在水中成为悬浮物,其中含有的某些重金属离子经过水溶解后污染水体、围岩以及其他生态环境,对地下水环境造成一定的破坏。因此需要对煤矸石填充的煤矿采空区的水体进行重金属离子的实时和准确检测。但是由于采空区为密闭的空间,在回填后的采空区内进行水体取样是十分困难的,尤其是在采空区内部的不同点位分别取样,目前更是没有有效方法。
开发一种矸石充填采空区重金属离子的取样系统和方法,对矸石充填后矿井积水中重金属离子的检测与治理具有重要意义,也是采煤工作现实的技术需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题,在于弥补现有技术存在的空白,针对采空区为密闭空间取样难度大的特点,提出了一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统。本发明系统随开采工作面的推进于支架后方而逐步布设,在采空区均匀布设采样点,实时均布采样。
本发明煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统,由若干收集装置和与收集装置等数量的采样管构成。其特征是:
所述收集装置,在采空区内按照设定的间隔距离与采煤工作面平行成排布设,每一排中的各收集装置按照设定间隔距离布置,每个收集装置为一个采样点,每个收集装置连接一根所述的采样管,所述各采样管布设在采区回采巷道内并连接到采空区外的水泵。
所述设定的间隔距离,优选30m-50m。
所述收集装置为圆柱形管,圆柱形管内部设有若干隔水板,各隔水板均通过圆柱形管的纵向中心轴线,将圆柱形管内部等分为若干扇形断面的纵向通道。在其中一个纵向通道上开设有透水口,透水口上设置透水网。所述圆柱形管固定在卡座上,位于底部的纵向通道内设置水压监测仪。
每一排的收集装置个数小于或等于收集装置被分隔的纵向通道个数,每一排的各个收集装置,用连接管依次连接。所述连接管也是圆柱形管且用隔水板等分为若干扇形断面的纵向通道,其通道数与收集装置相同。各收集装置的纵向通道与各连接装置的纵向通道对应连接形成各个连通通道,各收集装置的透水口分别位于不同连通通道上。所述各个采样管分别连接在连通通道的端部。
所述收集装置和连接管优选钢管或强力尼龙管。
本发明煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统的布设和采样过程是:
1.随采煤工作面推进,在支架后方按照设定的间隔30m-50m并且与采煤工作面平行埋设收集装置,用连接管将各个收集装置连接成一个连通的管体,各个收集装置就是一个测点。然后工作面推进到一定距离后,再布设一排收集装置,每一排的间隔与同排中相邻收集装置间的间隔距离相同。则测点按正方形(每个测点间距相等)的方式进行布置。因为一个连通通道中只有一个收集装置的透水口位于其中,因此只有该收集装置位置处的水样流入该连通通道中,在该连通通道收集到的水样就是该收集装置所处测点的水样。
2. 待工作面推进完毕,利用水压监测仪监测采空区底板处水压P,根据公式P=ρgh反推出采空区积水高度h,当高度大于30厘米,利用水泵通过各个采样管在各个连通通道中抽取水样。
3. 对每个测点的收集装置进行标号(例如第一排第一个为“11”第二排第一个为“21”),根据取样的间排距反推出所取试样所对应的采空区的位置。根据所得不同位置的不同浓度,分析各重金属离子的含量、迁移特征,衰减属性,来对采空区重金属离子作出评估。
本发明能够从采空区密闭空间内取出矿井积水,并能确定采空区各个位置的重金属离子浓度,真实反映采空区内重金属离子的分布状态,为进一步分析采空区重金属污染提供取样手段。
附图说明
图1是本发明煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统平面布置图。
图2是本发明收集装置立体示意图。
图3是本发明收集装置俯视示意图。
图4是本发明收集装置侧视示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统,由若干收集装置1、连接管2和与收集装置等数量的采样管3构成。
所述收集装置1,在采空区内按照设定的间隔距离40m与采煤工作面平行成排布设,每一排中的各收集装置1按照设定间隔距离40m布置,每个收集装置为一个采样点。
所述收集装置1为圆柱形管,采用钢管或强力尼龙管,长度为10m,直径为0.15m。圆柱形管内部设有若干隔水板4,各隔水板均通过圆柱形管的纵向中心轴线,将圆柱形管内部等分为六个扇形断面的纵向通道7。在其中一个纵向通道上开设有透水口6,透水口上设置透水网。所述圆柱形管固定在卡座5上,位于底部的纵向通道内设置水压监测仪8。
由于收集装置的纵向通道数为六个,因此每一排收集装置的数量最多是六个。本实施例,每一排设置四个收集装置,每一排的各个收集装置,用连接管2依次连接。所述连接管2也是圆柱形管,长度为10m,直径为0.15m,采用钢管或强力尼龙管,且用隔水板等分为六个扇形断面的纵向通道,连接管2无透水口。各收集装置的纵向通道与各连接装置的纵向通道7对应连接形成各个连通通道,一个连通通道上只有一个收集装置的透水口6位于该连通通道上。因此有四个连通通道有透水口6。这四个连通通道端部各引出一根所述采样管3,本实施例每排端部有四根采样管3。采样管3布置在回采巷道道内,与采空区外部的水泵连接。
本发明煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统的布设和采样过程是:
1.随采煤工作面推进,在支架后方按照设定的间隔30m-50m并且与采煤工作面平行埋设收集装置,用连接管将各个收集装置连接成一个连通的管体,各个收集装置就是一个测点。然后工作面推进到一定距离后,再布设一排收集装置,每一排的间隔与同排中相邻收集装置间的间隔距离相同。则测点按正方形(每个测点间距相等)的方式进行布置。因为一个连通通道中只有一个收集装置的透水口位于其中,因此只有该收集装置位置处的水样流入该连通通道中,在该连通通道收集到的水样就是该收集装置所处测点的水样。
2. 待工作面推进完毕,利用水压监测仪监测采空区底板处水压P,根据公式P=ρgh反推出采空区积水高度h,当高度大于30厘米,利用水泵通过各个采样管在各个连通通道中抽取水样。
3. 对每个测点的收集装置进行标号(例如第一排第一个为“11”第二排第一个为“21”),根据取样的间排距反推出所取试样所对应的采空区的位置。根据所得不同位置的不同浓度,分析各重金属离子的含量、迁移特征,衰减属性,来对采空区重金属离子作出评估。
Claims (3)
1.一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统,由若干收集装置和与收集装置等数量的采样管构成;其特征是:
所述收集装置,在采空区内根据实际工作面长度按照工作面推进方向以设定的间隔距离成排布设,每一排中的各收集装置按照与排距相等的间隔距离进行布置,收集装置随采煤工作面推进于液压支架后方进行安设,每个收集装置为一个采样点,每个收集装置连接一根所述的采样管,所述各采样管布设在工作面回采巷道内并连接到采空区外的水泵;
所述收集装置为圆柱形管,圆柱形管内部设有若干隔水板,各隔水板均通过圆柱形管的纵向中心轴线,将圆柱形管内部等分为若干扇形断面的纵向通道;在其中一个纵向通道上开设有透水口,透水口上设置透水网;所述圆柱形管固定在卡座上,位于底部的纵向通道内设置水压监测仪;
每一排的收集装置个数小于或等于收集装置被分隔的纵向通道个数,每一排的各个收集装置,用连接管依次连接;所述连接管为圆柱形管且用隔水板等分为若干扇形断面的纵向通道,其通道数与收集装置相同;各收集装置的纵向通道与各连接装置的纵向通道对应连接形成各个连通通道,各收集装置的透水口分别位于不同连通通道上;所述各个采样管分别连接在连通通道的端部。
2.根据权利要求1所述的煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统,其特征是:所述设定的间隔距离为30m-50m。
3.根据权利要求1所述的煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统,其特征是:所述的收集装置、采样管和连接管均为钢管或强力尼龙管。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810109458.9A CN108051255B (zh) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 |
PCT/CN2018/102659 WO2019037795A1 (zh) | 2018-02-05 | 2018-08-28 | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 |
AU2018321191A AU2018321191B2 (en) | 2018-02-05 | 2018-08-28 | System for detecting and sampling heavy metal ions in goaf of coal mine filled with gangue |
RU2019106067A RU2715659C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-08-28 | Система отбора проб для проверки в отношении ионов тяжелых металлов при закладке пустой угольной породой выработанного пространства угольных шахт |
ZA2020/05350A ZA202005350B (en) | 2018-02-05 | 2020-08-27 | Coal gangue filling coal mine goaf heavy metal ion detection and sampling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810109458.9A CN108051255B (zh) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108051255A CN108051255A (zh) | 2018-05-18 |
CN108051255B true CN108051255B (zh) | 2020-08-07 |
Family
ID=62125826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810109458.9A Active CN108051255B (zh) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108051255B (zh) |
AU (1) | AU2018321191B2 (zh) |
RU (1) | RU2715659C1 (zh) |
WO (1) | WO2019037795A1 (zh) |
ZA (1) | ZA202005350B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108051255B (zh) * | 2018-02-05 | 2020-08-07 | 中国矿业大学 | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 |
CN109490499B (zh) * | 2018-11-15 | 2021-02-05 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 一种充填体水质动态监测与预测方法 |
CN112990350B (zh) * | 2021-04-12 | 2022-12-13 | 天津美腾科技股份有限公司 | 目标检测网络训练方法及基于目标检测网络煤矸识别方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201071513Y (zh) * | 2007-04-28 | 2008-06-11 | 卢予北 | 一孔多层地下水监测井 |
CN102213684A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-10-12 | 重庆大学 | 土壤及地下水修复原位动态采样监测方法及装置 |
CN203259373U (zh) * | 2012-09-24 | 2013-10-30 | 张丽颖 | 一种地下水分层采样管 |
CN203798629U (zh) * | 2014-03-21 | 2014-08-27 | 江苏常环环境科技有限公司 | 一种地下水分层采样装置 |
CN105158428A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 山东省水利科学研究院 | 地下水多层位监测管 |
CN205035094U (zh) * | 2015-09-15 | 2016-02-17 | 常州市环境科学研究院 | 地下水采样及修复的多功能分层井 |
CN206114355U (zh) * | 2016-09-28 | 2017-04-19 | 中国地质大学(北京) | 一种地下水取样装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU673722A1 (ru) * | 1974-02-20 | 1979-07-15 | Белорусский Научно-Исследовательский Геологоразведочный Институт | Устройство дл отбора проб водонасыщенного или текучего грунта |
JP2005248521A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Shimizu Corp | 地下水取水システム |
CN101487388B (zh) * | 2009-02-25 | 2012-07-25 | 西安科技大学 | 煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置 |
CN101769845B (zh) * | 2010-01-19 | 2012-02-01 | 浙江大学 | 研究作物生长过程外源添加物质在土壤中淋溶迁移的装置 |
CN103373772A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 周凌云 | 一种煤矿矿区污水处理回用系统 |
KR101267987B1 (ko) * | 2012-08-01 | 2013-05-27 | 한국지질자원연구원 | 수질 시료 무인 채취 장치 및 채취 방법 |
CN103076203A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-01 | 沈阳大学 | 一种用于矿山废弃地修复中渗滤液采集的实验装置 |
CN203224384U (zh) * | 2013-04-19 | 2013-10-02 | 中国水稻研究所 | 一种稻田专用土壤渗滤液提取装置 |
CN104291399B (zh) * | 2014-10-17 | 2016-06-29 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种煤矿地下水库中水体的处理方法 |
CN104405431B (zh) * | 2014-10-21 | 2016-04-06 | 河南理工大学 | 移动式采空区瓦斯快速封堵抽采装置及工艺 |
CN104453982B (zh) * | 2014-10-30 | 2017-01-18 | 安徽理工大学 | 一种简便式采空区束管取气方法 |
CN106153384A (zh) * | 2015-04-25 | 2016-11-23 | 天津市天二锻压机床有限公司 | 一种在线流体同截面同时多点取样装置 |
CN106066262A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-02 | 山西大学 | 煤矸石渗滤液采集装置 |
CN206177640U (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-17 | 张悦 | 环保监测用污水取样器 |
CN108051255B (zh) * | 2018-02-05 | 2020-08-07 | 中国矿业大学 | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 |
-
2018
- 2018-02-05 CN CN201810109458.9A patent/CN108051255B/zh active Active
- 2018-08-28 WO PCT/CN2018/102659 patent/WO2019037795A1/zh active Application Filing
- 2018-08-28 RU RU2019106067A patent/RU2715659C1/ru active
- 2018-08-28 AU AU2018321191A patent/AU2018321191B2/en not_active Ceased
-
2020
- 2020-08-27 ZA ZA2020/05350A patent/ZA202005350B/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201071513Y (zh) * | 2007-04-28 | 2008-06-11 | 卢予北 | 一孔多层地下水监测井 |
CN102213684A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-10-12 | 重庆大学 | 土壤及地下水修复原位动态采样监测方法及装置 |
CN203259373U (zh) * | 2012-09-24 | 2013-10-30 | 张丽颖 | 一种地下水分层采样管 |
CN203798629U (zh) * | 2014-03-21 | 2014-08-27 | 江苏常环环境科技有限公司 | 一种地下水分层采样装置 |
CN105158428A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 山东省水利科学研究院 | 地下水多层位监测管 |
CN205035094U (zh) * | 2015-09-15 | 2016-02-17 | 常州市环境科学研究院 | 地下水采样及修复的多功能分层井 |
CN206114355U (zh) * | 2016-09-28 | 2017-04-19 | 中国地质大学(北京) | 一种地下水取样装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA202005350B (en) | 2022-09-28 |
AU2018321191B2 (en) | 2020-08-27 |
RU2715659C1 (ru) | 2020-03-02 |
CN108051255A (zh) | 2018-05-18 |
AU2018321191A1 (en) | 2019-08-22 |
WO2019037795A1 (zh) | 2019-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108051255B (zh) | 一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统 | |
US10788408B2 (en) | Method for determining diffusion radius of in-situ injection and remediation of contaminated soil and groundwater | |
CN107083988B (zh) | 基于千米定向钻孔的采动裂隙带瓦斯抽采技术方法 | |
CN103114827B (zh) | 多场耦合煤层气抽采模拟试验方法 | |
CN108318660B (zh) | 多场耦合作用下煤矸石淋溶浸泡试验装置 | |
CN109209474B (zh) | 一种双分支井抽取下煤层及上部多采空区瓦斯与积水的方法 | |
CN106950070A (zh) | 用于矩形顶管顶进施工全过程模拟的试验装置 | |
CN107525541B (zh) | 一种低渗透性煤岩体劈裂渗透耦合注浆试验装置及方法 | |
CN101906536B (zh) | 具有副巷道的原地浸取引流收液工艺 | |
CN105021662B (zh) | 采动工作面水情实时动态监测试验装置及试验方法 | |
CN112096449B (zh) | 一种煤矿采空区膏体条带注浆组合充填开采方法 | |
CN212508424U (zh) | 多点同步下料充填管道系统 | |
CN205958308U (zh) | 一种简易地表水断面与浅层地下水定深采样装置 | |
CN110056342B (zh) | 一种钻孔注气判定蹬空开采可行性的注气装置及方法 | |
CN108318293B (zh) | 用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置 | |
CN105041370B (zh) | 一种顺层钻孔抽采煤层瓦斯二维流场测试方法 | |
CN105043820A (zh) | 污染场地取样装置及渗漏污染探测系统 | |
CN214096509U (zh) | 一种综采工作面架后采空区漏风极限范围测试系统 | |
CN101892842B (zh) | 一种立井揭煤方法 | |
CN107389437B (zh) | 一种定量研究煤层底板突水的试验装置及方法 | |
CN112879045B (zh) | 一种深埋巨厚溶隙裂隙含水层帷幕建造的方法 | |
CN104832209A (zh) | 巷道超前钻孔导流抽采采空区瓦斯技术 | |
CN210370690U (zh) | 一种沿空留巷巷旁支护结构 | |
CN218956172U (zh) | 一种用于环境影响评价地下水环境现状监测的采样装置 | |
CN114152507A (zh) | 一种煤矿地下水库监测模拟试验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |