基于氡析出机制的铀矿井巷道通风可靠性分析

为解决铀矿放射性开采安全作业问题,氡的防护尤为重要,而氡运移规律及通风可靠性是解决防氡问题的基础,因此,研究铀矿氡迁移及通风可靠性具有重要的现实指导意义。本文以铀矿井巷道为研究对象,应用系统可靠性技术及氡析出机制,探讨氡在多孔介质中的渗流-扩散迁移规律,分析巷道内稳态和非稳态下氡的析出与分布,建立氡浓度安全作业条件下的铀矿井巷道通风可靠性模型,并利用MATLAB PDE工具箱开展了巷道氡迁移模拟及巷道通风可靠性数值分析,这为地下空间氡防护和铀矿井通风安全作业提供了参考依据。     

留矿法采场爆破铀矿堆氡渗流析出规律的理论研究

利用氡渗流-扩散运移理论,建立了爆破铀矿堆内氡运移的一维微分方程,推导出爆破铀矿堆渗流出口表面氡析出率的计算公式,阐述了相关物理参数的确定方法。针对一个具体的留矿法采场,研究了通风量、矿堆高度和矿堆渗透率对氡析出率的影响。结果表明：矿堆的氡析出率随风量的增加而增加,并逐渐接近最大氡析出率,但增长速率随风量的增加逐渐降低;在风量较低且通风量相同的条件下,高度越大的矿堆氡析出率越小,随风量的增加,高度大的矿堆氡析出率逐次超过高度小的矿堆,且差距逐渐增大,高度越大的矿堆达到极限氡析出率的风量越大;矿堆的渗透率越小,氡析出率越低,氡析出率相对风量的增长速率越小,接近极限氡析出率的风量越大。     

抽出式通风独头巷道内氡及氡子体浓度的分布及特性分析

铀矿井下的独头巷道是氡及其子体浓度分布很高的场所。为指导抽出式通风独头巷道的排氡和排氡子体通风设计,初步完善了独头巷道通风气流中氡浓度与氡子体α潜能浓度之间的简化数学关系,分析了通风阻力对独头巷道岩壁氡析出率的影响;分别得出了抽出式通风独头巷道风流中氡浓度与氡子体浓度分布的数学计算模型,利用该模型分别得到了排氡和排氡子体最小风量的计算公式;针对具体的独头巷道,研究了巷道内氡浓度及氡子体浓度的分布规律以及排氡和排氡子体最小风量的变化规律。研究结果表明,距离抽出式通风独头巷道入口越远,巷道内氡浓度及氡子体浓度越高,氡及氡子体的浓度均随通风量的增大而减小,随岩壁氡析出率而增大;排氡和排氡子体所需的最小风量均随岩壁氡析出率而增大,随巷道长度而增大。     

铀矿通风降氡规律及排氡子碳体风量计算

根据铀矿山留矿法和充填法采场通风降氡试验资料,本文分析总结了采场通风降氡规律。根据氡和氡子体衰变规律的研究,提出了用双曲线回归方程表示氡子体α潜能积累方程。由此方程导出了入风流未受污染和受污染两种情况下的排氡子体风量计算公式,并在矿山生产条件下进行了验证试验,按公式算出的风量能够满足辐射安全要求,比较经济合理。     

压抽混合式通风独头巷道内氡及氡子体浓度的计算模型及其分布规律研究

压抽混合式通风是长距离独头掘进巷道内控制氡及氡子体浓度重要的通风方式,研究该种通风方式下巷道风流中氡及氡子体浓度分布规律对指导其通风和辐射防护设计具有重要的意义。为此,根据氡与氡子体之间的衰变关系,建立了风流中氡子体α潜能浓度与氡活度浓度之间的简化数学计算模型;接着,分析了独头巷道受限空间内氡及氡子体的来源,并基于巷道风流的紊流传质理论,建立了压抽混合式通风方式下风流中氡活度浓度与氡子体α潜能浓度分布的数学计算模型;最后,针对一个具体的独头巷道,探讨了通风量和岩壁氡析出率对整个巷道内氡浓度和氡子体α潜能浓度分布的影响,同时提出了独头巷道内降低氡及氡子体致工作人员剂量的防护措施。     

铀矿山抽出式排氡通风

一、引言 大量的实验研究证明:大气压力对氡气析出有显著的影响。大气压力增加,可使析出到矿井空气中的氡气减少,反之亦然。基于这一理论,国外地下开采的铀矿山多采用压入式通风;国内五十年代和六十年代初期设计的铀矿山,亦约有三分之二是采用压入式通风。 然而,压入式通风需要在主要入风井巷设置风门、风桥、导风板等控制风流的构筑物,     

地下工程氡防护方法及能力研究北大核心CSCD

为科学确定地下工程氡防护措施,本文根据地下工程氡防护经验,梳理了典型氡防护方法,并通过实际测量和性能实验,评价各种氡防护方法。结果表明,通风降氡是地下工程降氡普遍方法,对12000 m^(3)空间按照2 m^(3)/s风速通风1小时能够降低空气中氡浓度三分之一左右;吸附降氡能够对人员活动集中区域进行局部降氡,采用自研的移动降氡装置工作2小时能够使80 m^(3)含氡空气的氡浓度降低55%左右;屏蔽降氡能够对高氡析出率区域进行重点降氡,采用聚酰亚胺树脂防氡材料能够使阻氡效率大于99.5%。不同降氡方法都有其适用范围和优缺点,应根据地下工程实际情况进行优化设计。     

破碎射气介质内氡渗流运移和析出规律的实验研究

渗流是破碎介质内氡运移的主要方式之一,研究氡在破碎射气介质内的渗流运移和析出规律对氡的防护设计具有重要意义。为此,本文以粒径为4～5 mm的铀矿石为实验样品,利用自制的一维渗流实验装置研究了不同渗流速度下破碎射气介质内孔隙氡活度浓度和介质表面氡析出率的变化规律。实验结果表明,破碎射气介质的气体渗透率较大,氡的运移很容易由渗流主导。当破碎射气介质内氡主要以渗流方式运移时,可通过测量介质内同一位置不同渗流速度的孔隙氡活度浓度或同一渗流速度不同位置的孔隙氡活度浓度,运用氡在射气介质中的浓度分布解析式和非线性最小二乘法,估算出介质的可运移氡产生率。一定渗流速度范围内,同一高度的氡活度浓度随渗流速度的增大呈负指数减小,同一渗流速度的氡活度浓度随离介质渗流入口距离的增大近似呈线性增大。介质渗流出口表面氡析出率随渗流速度的增大呈指数增大,最终趋于稳定。     

松散破碎射气介质氡析出能力的测量与计算

松散破碎射气介质的氡析出能力,对于确定铀矿山地下采场和原地爆破浸出采场降氡通风的需风量和模拟松散破碎射气介质中氡的析出与运移都是一个不可缺少的重要参数。设计了松散破碎射气介质氡浓度的测量装置,建立了其氡析出能力的计算方法,并采用所设计的装置和建立的方法,计算了2种松散破碎射气介质的氡析出能力。     

新疆某地浸铀矿氡辐射剂量研究

为掌握地浸铀矿氡析出所致辐射剂量,通过对某地浸铀矿进行环境空气中氡浓度、氡析出率调查与测量,估算了水冶车间工作人员所受年个人辐射剂量,并运用UAIR-FINE软件模拟集液池、蒸发池所致周围20 km范围内各子区的氡浓度贡献值分布、公众个人剂量分布。结果表明:井场及水冶车间室外氡浓度基本处于环境本底水平;生活区、工作场所的氡浓度以及所致工作人员的个人剂量低于国家规定的标准;所致居民点氡浓度贡献值、公众个人剂量最大值均低于国家目标限值,因此该地浸铀矿氡析出所致影响较小,并针对地浸铀矿的特点提出了合理的氡析出防护建议。     

堆浸铀矿堆氡析出规律的实验研究

堆浸铀矿堆是铀矿山大气氡的主要来源之一。为了揭示堆浸过程中矿堆表面的氡析出规律,以我国南方某铀矿山新上堆的矿石为实验对象,利用自主设计并制造的改进型一维堆浸实验装置,采用局部静态法测定了不同喷淋状态下和排水过程中矿堆表面的氡析出率。结果表明:在布液和改变喷淋强度的瞬间,矿堆表面的氡析出率突然增大,之后随着喷淋的进行而逐渐减小并趋于稳定,且喷淋强度越大,稳定期间的氡析出率反而越小;在排水过程中,氡析出率先迅速减小,而后逐渐增大趋于稳定。     

通风管道长度变化对铀矿井下氡浓度影响的模拟研究

为降低铀矿开采过程中氡及氡子体内照射对井下工作人员的辐射危害，有效提高防护水平，需掌握氡在铀矿山井下介质中传输规律以及影响氡浓度迁移分布的因素，并在此基础上通过软件模拟预测某项工程措施实施后能否起到良好的降氡效果。本研究根据设计图纸以及现场测绘情况，利用ANSYS Workbench15.0软件建立矿井中段模型，采用非结构化网格对模型进行划分，并对通风管道壁面区域加密处理。在网格质量满足计算要求后，完成了井下风场整体模拟及空气流动性较差位置筛选等前期工作，在此基础上提出改变通风管道长度的措施，并对变化后的新模型进行氡初始浓度、氡析出率、风速、风压、温度、湿度、壁面光滑程度等参数设置，经运算得出井下氡浓度模拟结果。结果表明，井下通风管道长度变化后，31个关注点中有29个点位氡浓度降低，仅2个点位氡浓度升高，整体降氡效果良好，可为后续工程实施提供理论参考。     

含氡放射性水体氡析出规律的理论研究

利用氡扩散运移理论,建立了水体内氡迁移的一维微分方程,推导了水中氡浓度及水体表面氡析出率的计算公式;研究了水底射气介质氡析出率、氡传输速率、水中氡扩散系数以及水体深度等参数对水中氡浓度和水体表面氡析出率的影响。结果表明:在其他参数保持不变时,(1)同一深度处的水中氡浓度和水体表面氡析出率均随水底射气介质氡析出率的增大而增大;(2)同一深度处的水中氡浓度随氡传输速率的增大而减小,而水体表面氡析出率随氡传输速率的增大而增大,且当氡传输速率大于1×10-6m/s时,氡传输速率的变化对水体表面氡析出率的影响不明显;(3)同一深度处的水中氡浓度和水体表面氡析出率均随水中氡扩散系数的增大而增大;(4)水体表面处的水中氡浓度和水体表面氡析出率均随水体深度的增大而减小。     

铀矿通风防护最优化初探

根据辐射防护三原则，提出了铀矿山通风的目标函数、约束函数和限值方程，对铀矿通风防护最优化方法进行了初探。认为氡渗流控制是实现通风防护最优化的重要途径。     

Suppression of Radon Exhalation from Soil by Covering with Clay-mixed Soil

The effectiveness of bentonite-mixed soil as a barrier to radon exhalation from soil is investigated experimentally at a closed uranium mine in Japan. Continuous observations of radon flux from a clay-covered soil surface and a bare soil surface were conducted for a period of 80 days. The mean radon flux from the clay-covered plot was one fifth of that from the bare plot, demonstrating that the clay-mixed soil is effective as a boundary suppressing radon exhalation from the contaminated soil. Numerical analyses using a one-dimensional radon transport model for an unsaturated soil for the dry weather conditions confirmed the effectiveness of the clay-mixed soil cover under a range of weather conditions.     

车江铜矿室外氡水平研究

原环保部2014年对湖南衡阳272尾矿库及周边进行了航测,意外发现在尾矿库西南方向、湘江上游附近有一辐射水平异常区域,后经调查该地区为车江铜矿地区。为了调查车江铜矿这一非铀矿山及其周边的氡活度浓度水平与氡的来源,采用了固体核径迹法与活性炭盒法对其氡活度浓度和氡析出率展开测量,并将氡析出率连续测量与活性炭盒法所测氡析出率结果进行对比分析。调查发现,该区域所有取样点位冬季和夏季氡活度浓度测量结果平均值分别为31.0 Bq·m^-3和22.9 Bq·m^-3;从区域分布上来看最高的均为农田区,其次为原采矿区。土壤氡析出率测量结果最高的同样为农田区,但是均远低于铀尾矿的氡析出率限值0.74 Bq·m^-2·s^-1。氡活度浓度日变化趋势与氡析出率的日变化趋势较为一致。上述结果表明车江铜矿地区的室外氡活度浓度较高与其土壤氡的析出有关。     

水浸颗粒堆积型射气介质氡析出规律的理论研究

铀尾矿库和地表浸铀铀矿堆是一种颗粒堆积型射气介质,其水位的变化和覆水厚度对氡迁移与析出的影响不容忽视。为揭示这类介质表面氡析出的规律,本文基于菲克定律和气液两相界面氡的传输理论,建立了水浸颗粒堆积型射气介质氡的一维传输-扩散数学模型,并获得稳态条件下气液两相体系中氡浓度分布的解析解和氡析出率的计算公式。通过研究,获得以下结论：1）水位为0 m时,颗粒堆积型射气介质表面氡析出率随介质厚度的增大而增大,其增长率随厚度的增大而减小;2）介质表面氡析出率随水位的增大先增大后减小;3）当水体高度大于射气介质厚度时,覆水表面氡析出率随覆水厚度的增大而减小,随覆水氡扩散系数的增大而增大。     

铀矿井下作业人员职业性放射性肺癌病例诊断评价

本文通过对8例铀矿井下作业工人肺癌病因判断的回顾性分析,进一步了解高氡暴露下职业人员患肺癌的高危性和职业性放射性肺癌病因概率判断的科学性,有助于加强铀矿井下工作人员的辐射防护和肺癌病因判断的分析研究。