記錄儀在礦井水排放等級監測方面的應用

概述
在過(guò)去的40年中，由于多種因素的影響，許多煤礦井下整個(gè)阿巴拉契亞地區-主要是在西弗吉尼亞州，賓夕法尼亞州和馬里蘭州-都被關(guān)閉。，由于更嚴格的環(huán)保法規，如露天采礦控制和復墾法1977（SMCRA）其中包括開(kāi)采出的煤炭?jì)α�，鋼廠(chǎng)倒閉。
在該地區北部的西弗吉尼亞/ southwwestern的賓夕法尼亞匹茲堡煤層，匹茲堡，賓夕法尼亞州南部，西弗吉尼亞州克拉克區和西進(jìn)俄亥俄是主要煤層之一。匹茲堡煤炭一旦打響了煤炭行業(yè)的高爐，最近，大西洋中部地區的大部分電力產(chǎn)生。
雖然今天采礦仍然是非�；钴S的，一些活躍在這個(gè)煤層煤礦一度超過(guò)1000，已縮減至不到10個(gè)。許多礦山已關(guān)閉，并填補了，或者有些正在用水填充的過(guò)程中。
自1998年以來(lái)，水文西弗吉尼亞大學(xué)（WVU）一直在調查匹茲堡煤盆地煤礦，它正在或可能被視為新的排放有可能幫助回答一系列問(wèn)題，包括礦井水，怎么發(fā)生。信息將有助于更好地理解和規劃礦井水排放的影響和風(fēng)險，提供預警潛在problems.t產(chǎn)業(yè)，州政府，和本地整治組。
挑戰
要準確定位礦池和排放，西弗吉尼亞大學(xué)的研究人員需要一種方式，不斷監測，盡管在穿透煤炭井水位高度腐蝕性的酸性，硫酸，并在某些情況下，甲烷豐富的水資源條件和冷熱交替條件。監測團隊所需的儀器設備不僅能夠承受惡劣的條件，但也有足夠的電池電量持續多年的部署。
隨著(zhù)資金從美國能源部（DOE），西弗吉尼亞州環(huán)境保護部（WVDEP），環(huán)境保護署（EPA），以及煤炭經(jīng)營(yíng)，該小組能夠購買(mǎi)一批通風(fēng)水位記錄儀項目。
在水文西弗吉尼亞大學(xué)（WVU）水文地質(zhì)研究中心主任喬·多諾萬(wàn)說(shuō)：“最初，我們使用通風(fēng)式數據記錄器，但他們是相當漫長(cháng)和繁瑣的任何地方部署地表以下800英尺�！伴L(cháng)度導致功率損耗了很多，我們每?jì)蓚�(gè)月更換電池。另外，由于洪水的進(jìn)行，我們不得不存儲有很大一部分在表面上這個(gè)笨重的電纜或井。它必須是一個(gè)真正的問(wèn)題�！�
多諾萬(wàn)補充，寒冷天氣已導致結露問(wèn)題記錄器和傳感器內，盡管?chē)L試過(guò)各種干燥劑組合，以減少過(guò)多的水分。傳感器的故障，并在某些情況下，記錄器，由于水份是一種常見(jiàn)的發(fā)生。

有了這些限制的解決方案，西弗吉尼亞大學(xué)隊另覓測井儀器的水位數據。他們開(kāi)始嘗試HOBO®U20水上的水平記錄儀從Onset的便攜式數據記錄儀和氣象觀(guān)測站，總部位于馬薩諸塞州的制造商。 相關(guān)水位記錄儀：水位記錄儀傳感器U20-001-01-Ti 

U20-001-03水位水深記錄儀 

精確水位記錄儀U20-001-04
不同于以往的記錄器使用，這依賴(lài)于笨重的排氣管和干燥劑包，的HOBO設備設有密封，非密封設計，使記錄器部署在盆地更快，更容易，更免維護。記錄儀還配備了基于USB接口的光接口，用于高速卸載在潮濕的環(huán)境中所收集的數據。光學(xué)設計也省去了易出故障的機械連接器的發(fā)現在許多傳統的水位測井儀器。
要準備30個(gè)記錄儀進(jìn)行部署，他們首先研究中心的電腦連接通過(guò)USB電纜，在短短幾分鐘使用隨附HOBOware®Pro的圖形和分析軟件和配置。配置完成后，記錄儀被淹沒(méi)在監測井使用批量3/16“不銹鋼電纜連接到懸掛螺栓據多諾萬(wàn)，讀數采取每隔一小時(shí)左右的時(shí)鐘和同步到一個(gè)統一的時(shí)間基準。
“對記錄儀進(jìn)行設置，每隔一小時(shí)記錄絕對壓力數據的采集，”他說(shuō)。HOBOware軟件隨附減去氣壓井記錄的絕對壓力，然后將壓力讀數傳感器淹沒(méi)。被添加到海拔產(chǎn)生的礦井水的水頭高程傳感器傳感器淹沒(méi)�！�
周期性的，所以可以分析數據記錄器被卸載。根據特定的井場(chǎng)，數據檢索可以每周，每月或每隔幾個(gè)月發(fā)生。多諾萬(wàn)說(shuō)，這真的取決于誰(shuí)在占用的數據，并且在一般情況下，監管機構喜歡更頻繁的報告結果。
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要檢索數據卸載的記錄器，記錄器被抬起海拔在監測井從傳感器的表面使用套管安裝的閥芯。然后重新連接到電腦出口到自定義數據管理系統多諾萬(wàn)和他的團隊開(kāi)發(fā)的數據處理和數據下載到HOBOware。一旦數據被卸載，記錄器降低進(jìn)入井筒在同一高度，繼續監視。
“輕得多的不銹鋼電纜是舊的排氣式記錄器電纜的重量和成本的一小部分，并涂有乙烯基安全，”他說(shuō)�！傲硗�，如果我們需要提高或降低傳感器的高程，我們簡(jiǎn)單地切斷電纜或接頭在新的電纜。這絕對是一起工作，比較簡(jiǎn)單�！�

由于部署HOBO水位記錄儀，多諾萬(wàn).博士生戴維登，和其他研究聯(lián)營(yíng)公司業(yè)績(jì)一直能夠識別在復雜的煤盆地的礦池和放電的網(wǎng)站，同時(shí)大大簡(jiǎn)化了監控操作。他們不再需要擔心更換電池，每隔幾個(gè)月-HOBO記錄儀作長(cháng)達至8年在一個(gè)單一的電池-因為記錄不需要排氣孔，他們更小，更容易地部署在監測井。
“我們收集的數據表明，匹茲堡煤礦含水層中后期年齡洪水歷史，并有望在很大程度上平衡到一個(gè)新的穩定狀態(tài)，到2015年，”多諾萬(wàn)說(shuō)�！斑@時(shí)，洪水已經(jīng)完成了盆地東部和北部的兩側，估計會(huì )有41排放任何明顯的大小淹沒(méi)低于排水地雷匹茲堡大學(xué)和西弗吉尼亞州費爾蒙特之間的一些排放水仍然是相當酸性的，但許多人已經(jīng)變成堿性，因為被洪水引起的空氣排除。有廣泛的化學(xué)水在作怪�！�
據多諾萬(wàn)，在礦井系統需要跟蹤水位將持續。
續監測這些井抽水模式是必要的，可以改變和影響被淹匹茲堡煤礦礦井水的分布和壓力，“他說(shuō)�！� “此外，一些煤礦有一些局部加壓部分放電的表面，如果不小心控制的潛力�，F在也正在考慮作為一個(gè)潛在的水源天然氣行業(yè)hydrofracking的礦井水�！�
“我們是區域監控礦井水位，我們會(huì )繼續，因為故事仍然是打出來(lái)的�！�