矿区水化学实验室工程建设服务

一、简介

《矿井防治水规定》中明确提出了“物探先行、化探跟进、钻探验证”的综合测探验证制度。建立水质分析成果台账，井下水文地质勘探应采用井下物探、钻探、监测、测试等手段。建立煤矿水质化学分析实验室，建立独立矿区的突水水源数据库，服务于各个矿区的矿井水检测。避免了因较长的送样周期导致的水质化验结果滞后问题，可以快速实时响应矿区水化学检测的需要。并且节省了每年大笔的水样送检费用。同时可增加水化学分析频次，对矿井内的水文地质情况进行实时的监控。矿井水源的数据库的建立，水源识别准确率更高。建立整体数据库及各个矿区的独立数据库，多种判别方法相互验证结果更加准确。

实验室建成运营后，在出现突水征兆时，可对矿井内即时出现的可能的突水水样进行检测，快速识别水源类型，结合物探结果可准确推测涌水通道和水储量，对矿井探放水有指导性意义。可有效减少矿井掘进的风险性以及工人放水施工中的无效工作。

二、引用标准

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水水质分析的一般规定》（MT/T 894-2000）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中钾离子和钠离子的测定方法》（MT/T 252-2000）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中钙离子和镁离子的测定》（MT/T 202-2008）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水pH值的测定方法》（MT/T 256-2000）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中铝离子的测定方法》（MT 373-2005）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中铁离子的测定方法》（MT/T 368-2005）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中铵离子的测定方法》（MT 254-2000）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水碱度的测定方法》（MT 204-2011）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水硬度的测定方法》（MT 206-2011）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中硫酸根离子的测定》（MT 205-2011）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中氯离子的测定》（MT 201-2008）

中华人民共和国煤炭行业标准 《煤矿水中亚硝酸根离子的测定方法》（MT/T 251-2000）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中硝酸根离子的测定方法》（MT 253-2000）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中铜、铅、锌、镉、锰的测定》（MT 361-2007 ）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中总α和总β放射性测定方法》（MT/T 744-1997）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中氟离子的测定方法》（MT 360-2005）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中可溶性固体的测定》（MT 366-2007）

中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿水中硫离子的测定方法》（MT 371-2005）

三、实验室整体建设

实验室建设从平面设计、家具、供排水、电控、特殊气体配送和有害气体输出等留个方案着手。

1.实验室平面设计布局：基于整体安全防范、人体学符合性、实验室功能需求等进行设计。

2.实验室家具规划设计：不同专业采用不同实验室基础配套装备，系列产品共分试验台、仪器台、功能柜、仪器设备等四大部分。

3.实验室供排水规划设计：供排水设计系统主要是为前期实验室建筑设计服务。为建筑设计院提供实验台上下水水点。

4.实验室电控规划设计：实验室用电主要包括照明电和动力电两大部分。动力电主

要用于各类仪器设备用电、电梯、空调等的电力供应。实验室供电系统也是实验室zui基本的条件之一。电源插座有：10A、13A、16A、20A；漏电保护开关、过载保护开关等。电源插座应远离水盆和煤气等喷嘴口，并不影响实验台仪器的放置和操作位置。线槽主要多功能钢线槽(主要用于试剂架上)和PVC线槽配西班牙插座(主要用于边台和*台台面上)。

5.实验室特殊气体配送规划设计

6.有害气体输出规划设计：实验室内往往存在许多不利于人体健康的化学物质污染源，特别是有害气体，将其排除非常重要。实验室常用排风设备主要有：通风柜、原子吸收罩、万向排气罩、吸顶式排气罩、台上式排气罩等。其中通风柜zui为常见。

四、矿井突水水源快速识别系统

赋存于岩石圈中的地下水不断与岩石发生化学反应，在与大气圈、水圈和生物圈进

行水量交换的同时，交换化学成分。地下水中含有各种气体、离子、胶体、有机质以及微生物。   

不同含水层的水化学特征存在显著差异， 根据各含水层地下水化学的特征，建立一个水源数据库，利用多元统计的方法建立水源识别的数学模型。获得水样水化学指标后与水源数据库进行比对，进而快速判别出水源类型。

矿井水在补给、径流、排泄的过程中，很可能在不同的含水层之间发生了混合，不再是单一的涌水来源。 基于水化学离子成分守恒原理，多种水源经过混合后形成了矿井水，元素成分与含量是不变的，但是混合的过程中离子之间会发生一系列的化学反应，如HCO3-和CO32-受pH值影响，Ca2+、Mg2+可能与CO32-形成难溶的物质沉淀下来。

K + +Na + 、Cl-、SO42-的溶解度较大，在混合前后的含量近似保持不变，可以用来作为混合比例计算的变量。利用矩阵分析，可计算出混合的矿井中各种水源所占的比例。

五、主要设备

1）UPT系列实验室超纯水机

UPT系列超纯水机，设计精简，可直接将自来水纯化为符合国标GB6682-92的实验

室级纯水和超纯水，全自动“傻瓜”式设计，系统运行状态一目了然，使用方便，是一款高性价比的实验室超纯水制备系统，能够满足各类光谱/色谱/质谱等精密仪器分析用水需求。

2）pH计、离子计

pH计，是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值，配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值，pH计被广泛应用于环保、污水处理、科研、制药、发酵、化工、养殖、自来水等领域。

3）分光光度计

分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的光源，光线透过测试的样品后，部分光线被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比。

4）原子吸收光谱仪

原子吸收光谱仪是分析化学领域中一种极其重要的分析方法，已广泛用于冶金工业。原子吸收光谱法是利用被测元素的基态原子特征辐射线的吸收程度进行定量分析的方法。既可进行某些常量组分测定，又能进行ppm、ppb级微量测定，可进行钢铁中低含量的Cr、Ni、Cu、Mn、Mo、Ca、Mg、Al、Cd、Pb、Ad；原材料、铁合金中的K2O、Na2O、MgO、Pb、Zn、Cu、Ba、Ca等元素分析及一些纯金属（如Al、Cu）中残余元素的检测。

5）SUMMIT系列电子天平

SUMMIT系列电子天平模块均由德国制造，拥有*的称量技术、zui快的响应时间、全面的功能以及精益求精的质量使其满足各种环境要求，被广泛应用于实验室、工业和教学领域。

6）电子恒温干燥箱

用于测量矿井中悬浮物等物质的含量。

六、工程案例

山西朔州煤炭运销集团水质分析实验室