记录仪在矿井水排放等级监测方面的应用

记录仪在矿井水排放等级监测方面的应用

概述
在过去的40年中，由于多种因素的影响，许多煤矿井下整个阿巴拉契亚地区-主要是在西弗吉尼亚州，宾夕法尼亚州和马里兰州-都被关闭。，由于更严格的环保法规，如露天采矿控制和复垦法1977（SMCRA）其中包括开采出的煤炭储量，钢厂倒闭。
在该地区北部的西弗吉尼亚/ southwwestern的宾夕法尼亚匹兹堡煤层，匹兹堡，宾夕法尼亚州南部，西弗吉尼亚州克拉克区和西进俄亥俄是主要煤层之一。匹兹堡煤炭一旦打响了煤炭行业的高炉，最近，大西洋中部地区的大部分电力产生。
虽然今天采矿仍然是非常活跃的，一些活跃在这个煤层煤矿一度超过1000，已缩减至不到10个。许多矿山已关闭，并填补了，或者有些正在用水填充的过程中。
自1998年以来，水文西弗吉尼亚大学（WVU）一直在调查匹兹堡煤盆地煤矿，它正在或可能被视为新的排放有可能帮助回答一系列问题，包括矿井水，怎么发生。信息将有助于更好地理解和规划矿井水排放的影响和风险，提供预警潜在problems.t产业，州政府，和本地整治组。
挑战
要准确定位矿池和排放，西弗吉尼亚大学的研究人员需要一种方式，不断监测，尽管在穿透煤炭井水位高度腐蚀性的酸性，硫酸，并在某些情况下，甲烷丰富的水资源条件和冷热交替条件。监测团队所需的仪器设备不仅能够承受恶劣的条件，但也有足够的电池电量持续多年的部署。
随着资金从美国能源部（DOE），西弗吉尼亚州环境保护部（WVDEP），环境保护署（EPA），以及煤炭经营，该小组能够购买一批通风水位记录仪项目。
在水文西弗吉尼亚大学（WVU）水文地质研究中心主任乔·多诺万说：“最初，我们使用通风式数据记录器，但他们是相当漫长和繁琐的任何地方部署地表以下800英尺。“长度导致功率损耗了很多，我们每两个月更换电池。另外，由于洪水的进行，我们不得不存储有很大一部分在表面上这个笨重的电缆或井。它必须是一个真正的问题。“
多诺万补充，寒冷天气已导致结露问题记录器和传感器内，尽管尝试过各种干燥剂组合，以减少过多的水分。传感器的故障，并在某些情况下，记录器，由于水份是一种常见的发生。

有了这些限制的解决方案，西弗吉尼亚大学队另觅测井仪器的水位数据。他们开始尝试HOBO®U20水上的水平记录仪从Onset的便携式数据记录仪和气象观测站，总部位于马萨诸塞州的制造商。 相关水位记录仪：水位记录仪传感器U20-001-01-Ti 

U20-001-03水位水深记录仪 

精确水位记录仪U20-001-04
不同于以往的记录器使用，这依赖于笨重的排气管和干燥剂包，的HOBO设备设有密封，非密封设计，使记录器部署在盆地更快，更容易，更免维护。记录仪还配备了基于USB接口的光接口，用于高速卸载在潮湿的环境中所收集的数据。光学设计也省去了易出故障的机械连接器的发现在许多传统的水位测井仪器。
要准备30个记录仪进行部署，他们首先研究中心的电脑连接通过USB电缆，在短短几分钟使用随附HOBOware®Pro的图形和分析软件和配置。配置完成后，记录仪被淹没在监测井使用批量3/16“不锈钢电缆连接到悬挂螺栓据多诺万，读数采取每隔一小时左右的时钟和同步到一个统一的时间基准。
“对记录仪进行设置，每隔一小时记录绝对压力数据的采集，”他说。HOBOware软件随附减去气压井记录的绝对压力，然后将压力读数传感器淹没。被添加到海拔产生的矿井水的水头高程传感器传感器淹没。“
周期性的，所以可以分析数据记录器被卸载。根据特定的井场，数据检索可以每周，每月或每隔几个月发生。多诺万说，这真的取决于谁在占用的数据，并且在一般情况下，监管机构喜欢更频繁的报告结果。
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要检索数据卸载的记录器，记录器被抬起海拔在监测井从传感器的表面使用套管安装的阀芯。然后重新连接到电脑出口到自定义数据管理系统多诺万和他的团队开发的数据处理和数据下载到HOBOware。一旦数据被卸载，记录器降低进入井筒在同一高度，继续监视。
“轻得多的不锈钢电缆是旧的排气式记录器电缆的重量和成本的一小部分，并涂有乙烯基安全，”他说。“另外，如果我们需要提高或降低传感器的高程，我们简单地切断电缆或接头在新的电缆。这绝对是一起工作，比较简单。”

由于部署HOBO水位记录仪，多诺万.博士生戴维登，和其他研究联营公司业绩一直能够识别在复杂的煤盆地的矿池和放电的网站，同时大大简化了监控操作。他们不再需要担心更换电池，每隔几个月-HOBO记录仪作长达至8年在一个单一的电池-因为记录不需要排气孔，他们更小，更容易地部署在监测井。
“我们收集的数据表明，匹兹堡煤矿含水层中后期年龄洪水历史，并有望在很大程度上平衡到一个新的稳定状态，到2015年，”多诺万说。“这时，洪水已经完成了盆地东部和北部的两侧，估计会有41排放任何明显的大小淹没低于排水地雷匹兹堡大学和西弗吉尼亚州费尔蒙特之间的一些排放水仍然是相当酸性的，但许多人已经变成碱性，因为被洪水引起的空气排除。有广泛的化学水在作怪。“
据多诺万，在矿井系统需要跟踪水位将持续。
续监测这些井抽水模式是必要的，可以改变和影响被淹匹兹堡煤矿矿井水的分布和压力，“他说。” “此外，一些煤矿有一些局部加压部分放电的表面，如果不小心控制的潜力。现在也正在考虑作为一个潜在的水源天然气行业hydrofracking的矿井水。”
“我们是区域监控矿井水位，我们会继续，因为故事仍然是打出来的。”