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煤礦開采排水對(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。近年來巖溶泉水普遍受到污染，煤礦開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，分析了煤礦開采排水對(duì)巖溶水的污染成因和煤礦開采對(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)。山西省煤礦平均開采噸煤排放礦坑水0.88 m3，全省煤礦開采現(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煤礦開采排水的水質(zhì)特征

　　巖溶泉域水污染源主要來自煤礦開采外排的礦井水、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。其中煤礦開采排水占污水比重，故此也是本文論述的重點(diǎn)。

　　煤礦開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，煤礦開采后，在人為的氧化環(huán)境中，氧化成酸過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煤礦開采排水對(duì)巖溶水的污染成因

　　煤礦的開采對(duì)于巖溶水的破話主要通過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。

　　若開采標(biāo)高高于深部巖溶水位標(biāo)高時(shí)，儲(chǔ)水倉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采礦坑道和裂隙滲入下伏奧陶系含水層造成平定一陽泉礦區(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煤礦開采對(duì)巖溶水的污染形式

　　根據(jù)煤礦開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。由于煤礦開采，煤層底板遭到破壞，礦坑中大量有害物質(zhì)將通過地下水流遷移，污染深層巖溶水。若煤礦開采層位高于巖溶水水位時(shí)，將通過采煤截取補(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，地表徑流的減少從一格側(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，無論是通過排泄到地表水系，通過地表水系簡(jiǎn)介的污染巖溶水的水質(zhì)，或者是通過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)器通過總線將現(xiàn)場(chǎng)與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過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，做到真正的無人值守。可對(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）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測(cè)及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測(cè)及變化曲線；

3）開采井井內(nèi)水位監(jiān)測(cè)及變化曲線；

煤礦開采排水對(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：