简介：West Virginia University西弗吉尼亚大学调查匹兹堡的煤矿地，利用水位记录器,可以承受高腐蚀性条件以持续监测井的水位多年期时间。

概述

在过去的40年中，许多煤矿井下整个阿巴拉契亚地区–主要在西弗吉尼亚州，宾夕法尼亚，马里兰州–有因各种因素关闭。这些包括开采出的煤炭储量，钢米尔斯关闭，和更严格的环保法规，如1977采矿控制和恢复法案（smcra）。

一个在西弗吉尼亚州北部/西南宾夕法尼亚地区主要煤层的煤层延伸从匹兹堡，匹兹堡，宾夕法尼亚南到克拉克斯堡，西到西弗吉尼亚州地区和俄亥俄州。在匹兹堡煤炭曾经烧了煤炭工业的高炉，Z近，发电，为大西洋中部地区的大部分地区。

而采矿仍然是非常活跃的今天，在这层活跃的矿山数量，一度过1000，已减少到不足10。许多矿山已经关闭，并填补了，或正在填补的过程中，与水。

专家从西弗吉尼亚大学（WVU）一直在调查匹兹堡煤田矿山自1998来帮助回答一系列的问题，包括我的水在哪里，它是如何被或可能被处理，并在新的放电是可能发生的。信息是帮助工业，政府和地方整治小组，以更好地了解和规划的影响和风险，矿井水排放，并提供早期预警的潜在问题。

 

挑战

要准确定位我的游泳池和放电，西弗吉尼亚大学研究人员需要一种方法来不断监测威尔斯穿透水煤水平尽管高腐蚀性（酸，硫酸盐，和在某些情况下，富甲烷）水条件和冷热交替的条件。该团队需要的仪器仪表，不仅可以承受苛刻的条件，但也有足够的电池供电，以维持多年的部署。

从美国能源部（DOE）资金，环境保护部（WV wvdep），美国环境保护署（EPA），和煤炭经营，团队能够购买一批放空水位记录器的项目。

“Z初，我们使用通风式数据记录器，但是他们真的很长，被部署在高达800英尺的表面下面的麻烦，”乔说多诺万，在西弗吉尼亚大学水文地质研究中心主任。“这个长度造成了大量的损失，我们每2个月换一次电池。此外，随着洪水的进行，我们不得不把这一庞大的电缆在表面或在威尔斯存储的一大部分。这真是一个混乱。”

多诺万说，寒冷的天气有LED在记录器和传感器结露问题，尽管尝试了各种除湿组合减少过多的水分。传感器的故障，在某些情况下，记录器，由于水分是经常发生的事。

解决方案

有了这些限制，西弗吉尼亚大学团队着手确定替代水位数据记录仪器。他们开始尝试将HOBO® U20-001-01,U20-001-Ti,U20-001-02,U20-001-02Ti,U20-001-03,U20-001-03-Ti，U20-001-04,U20-001-04-Ti KIT-S-U20-04, KIT-D-U20-04, KIT-S-U20-01, KIT-D-U20-01, KIT-S-U20-02, KIT-D-U20-02,U20L-01，U20L-02，U20L-04水位记录器 ONSET，马萨诸塞州一家生产便携式数据记录仪和气象站。不同于以往的伐木者，依靠庞大的排气管和干燥剂包，HOBO的装置密封，不通风的设计使记录器部署在盆地的更快，更容易，更免维护。伐木者也基于特征的一个USB的数据采集在潮湿环境中的高速卸载光接口。该光学设计还消除了在许多传统的水位记录仪器中发现的不易出现的机械连接器的需要。准备30 +记录器的部署，他们首先连接到研究中心的计算机通过USB电缆，并配置一个使用附带的hoboware®Pro图形分析软件分钟。一旦配置，伐木者被淹没在使用大容量的3 / 16“不锈钢电缆附挂螺栓监视威尔斯。据多诺万，读数每小时都和同步到一个统一的时间基准。”伐木工程序每隔一小时记录压力，”他解释说。”伴随hoboware软件中压力记录在好的大气压力，然后将压力读数传感器淹没。传感器淹没加到传感器高程产生矿井水的水头标高。”记录器正在卸载周期性数据可以分析。根据特定的好的网站，数据检索可能会出现每周，每月，或每隔几个月。多诺万说，这取决于谁在消耗数据，而这在一般情况下，监管机构更频繁地报告结果。检索数据记录器的卸载，伐木者举起传感器海拔在监测威尔斯用套管表面安装阀芯。如需要更多相关参数，可以联系北京北方大河仪器仪表有限公司。然后它们被连接到计算机和数据下载到hoboware出口到一个自定义的数据管理系统，多诺万和他的团队开发的数据处理。一旦数据被卸载，记录器降低回井在同一高程继续监控。”轻得多的不锈钢电缆是旧的发泄记录电缆的重量和成本的一小部分，并涂有乙烯基的安全，“他说。”另外，如果我们需要提高或降低传感器的高度，我们可以在新的电缆上切断电缆或接头。很简单的工作，在比较

结果

自从部署了HOBO U20-001-04水位记录仪，多诺万，博士生戴夫，和其他研究人员已经能够确定矿池放在复杂的含煤盆地的网站，同时大大简化监测业务。他们不再需要担心更换电池每隔几个月–伐木经营长达八年，在一个单一的电池–因为记录器U20-001-01

U20-001-02 U20-001-03不需要发泄，他们是更小的和更容易部署在监控威尔斯。”我们收集的数据显示，匹兹堡煤矿含水层中的驱历史时代的后期，并有望在很大程度上平衡到一个新的稳定状态的2015年，“多诺万说。”在这个时候，洪水将在盆地东部和北部边完成，并估计将有41的排放明显的大小从被洪水淹没的下排水矿山匹兹堡和东昌之间，西弗吉尼亚州。一些放电的水仍然是相当酸性的，但许多已经变成碱性，因为空气排斥引起的洪水。有一个广泛的水化学成分在起作用。”据多诺万，需要跟踪系统在矿井水位将持续。”继续监测这些威尔斯是必要的，因为泵送模式可以改变，并影响到矿井水的分布和压力，在煤矿，“他说。”此外，一些煤矿局部受压部分有可能排放到表面，如果不小心控制。矿井水是现在也被认为是由天然气工业潜在的水源。”“我们矿井水位监控的区域，我们会继续因为故事还在上演。”