[发明专利]一种基于离子复合电极检测技术和光谱分析技术的矿区水源识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于离子电极检测及光谱分析的矿区水源在线识别方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1：在矿区地面工作站，根据矿区各含水层地下常规水的化学成分分布特征，对突水水源进行分类，并建立一个已知水源样品库；

步骤S2：在发生突水时，自动将突水未知水源泵抽到矿区地面工作站；

步骤S3：在设置于矿区地面工作站中的计算机检测系统中，首先采用离子电极检测技术利用水剂或粉剂对突水未知水源进行检测分析；然后采用光谱分析技术，再次对突水未知水源进行检测分析；最后综合确定未知水源的化学成分含量；

步骤S4：与水源样品库比对，如果比较结果在预定阈值范围内，则确定该未知突水水源为一种已知水源；否则，重复步骤S3。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所采用的离子电极检测技术检测pH以及Cl^-、CO₂、CO₃^2-、HCO₃^-、Ca²⁺、Na⁺的浓度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所采用的光谱分析技术检测钾、镁、硫酸盐、碱度、铁（高）、亚硝酸盐（高）、氟化物、氨离子（中）、硝酸盐的浓度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述综合确定步骤包括，将上述16种离子的测量值与水源样品库中每种水源的相同16种离子的标准值进行比较，根据统计学方法，如果比较中至少10种离子类型的值相差值在+/-10%以内，则认为该未知水源类型为该水源样品库中的这种水源，如果比较中7-9种离子类型的值相差值在+/-10%以内，则认为该未知水源类型为混合水源；否则，认为未能检测出该未知水源的类型。

5.一种基于离子电极检测及光谱分析的矿区水源在线识别系统，其包括：

矿区地面工作站，其根据矿区各含水层地下常规水的化学成分分布特征，对突水水源进行分类，并建立一个已知水源样品库；

抽水装置，在发生突水时，自动将突水未知水源泵抽到矿区地面工作站的容器中；

计算机检测系统，设置于矿区地面工作站中，首先采用离子电极检测技术利用水剂或粉剂对突水未知水源进行检测分析；然后采用光谱分析技术，再次对突水未知水源进行检测分析；接下来综合确定未知水源的化学成分含量；最后与水源样品库比对，如果比较结果在预定阈值范围内，则确定该未知突水水源为其中一种已知水源。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所采用的离子电极检测技术检测pH以及Cl^-、CO₂、CO₃^2-、HCO₃^-、Ca²⁺、Na⁺的浓度。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所采用的光谱分析技术检测钾、镁、硫酸盐、碱度、铁（高）、亚硝酸盐（高）、氟化物、氨离子（中）、硝酸盐的浓度。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述综合确定步骤包括，将上述16种离子的测量值与水源样品库中每种水源的相同16种离子的标准值进行比较，根据统计学方法，如果比较中至少10种离子类型的值相差值在+/-10%以内，则认为该未知水源类型为该水源样品库中的这种水源，如果比较中7-9种离子类型的值相差值在+/-10%以内，则认为该未知水源类型为混合水源；否则，认为未能检测出该未知水源的类型。