我国南方某铀矿井通风系统优化改造研究

在全面分析总结我国南方某铀矿井通风系统存在的问题基础上,以按需分风的通风网络优化技术,对原有通风系统进行优化,提出了矿井通风系统总体改造方案.通过方案实施,氡及氡子体浓度达到了国家辐射防护标准要求,各采掘面平均氡子体浓度下降了22.9%.     

类铀矿岩材料制备及氡扩散系数测定的实验研究

扩散过程是主导氡在铀矿岩中运移与析出的主要方式。铀矿原岩辐射较大且取样困难,不利于开展有关室内实验。为了解决以上问题,依据相似理论,以某花岗岩为原型,选取石英砂、铀尾砂、水泥、精铁粉和微硅粉等为原材料,制备了3种不同材料配比的圆柱形类铀矿岩试样,并测定了原型和试样的物理力学参数;然后采用密闭腔体法测量了原型和试样在不同包裹方式下的累积氡浓度,推导氡的扩散性能参数的计算公式,通过计算获得了原型和试样的氡扩散长度和扩散系数。实验结果表明:花岗岩原型与所制备的类铀矿岩的颗粒密度、抗压强度、抗拉强度、内聚力和内摩擦角相似比的均值分别为1.09∶1、3.93∶1、4.28∶1、3.47∶1和1.00∶1;花岗岩原型的扩散系数为0.146×10^-6m²·s^-1,类铀矿岩的扩散系数介于0.114×10^-6～0.594×10^-6m²·s^-1之间,两者的相似比介于0.25∶1～1.28∶1之间。研究认为所制备的试样3在一定程度上可用来模拟花岗岩型铀矿岩,以满足室内实验的需求。     

红壤覆盖层性状对铀尾矿库滩面氡析出影响的试验研究

为探究红壤覆盖层性状(厚度、压实度等)对铀尾矿库滩面氡析出的影响特征,以铀尾矿库为对象,选用红壤和南方某铀尾矿库的尾砂为样品,采用自制模拟滩面覆盖层氡析出试验装置,对覆盖层厚度、压实度与氡析出率的关系进行了研究。试验结果表明:在压实度均为0.56时,随着覆盖层厚度从0增加到20cm,表面氡析出率逐渐降低;相同质量的覆盖层随着压实度从0.56增加到0.93,表面氡析出率先缓慢降低后大幅度降低;随着覆盖层压实度的增加,降氡系数先缓慢增大后快速增大。因此,红壤覆盖层厚度、压实度的增加,可降低氡扩散系数,从而降低铀尾矿库滩面的氡析出率。     

压力梯度对多孔介质氡析出率影响的试验研究

利用自制的多孔介质氡渗流析出试验装置研究了不同压力梯度下介质低压与高压侧表面氡析出率的变化规律。试验结果表明:在压力梯度小于827.6Pa/m时,高压侧介质表面氡析出率随压力梯度的增大呈指数减小,低压侧介质表面氡析出率随压力梯度的增大呈线性增大;随着压力梯度的继续增大,介质两侧氡析出率趋于稳定。试验结果与理论值的比较表明,两者基本吻合。同时,压力梯度的增大在一定程度上导致介质总的氡析出率增大。     

基于正交设计的类铀矿岩相似材料配合比试验研究

为了深入研究深部铀矿岩氡析出机理, 依据相似模型试验原理, 设计了水灰比、砂胶比、微硅粉含量和精铁粉含量的4因素3水平正交设计方案, 共设计了9组材料配比方案, 得到了27个试样的相关物理力学参数, 其中饱和密度均值为2.34 g/cm³, 单轴抗压强度均值为54.12 MPa, 弹性模量均值为2.00×10⁴ MPa, 泊松比均值为0.19, 镭含量均值为1.70 Bq/g; 并采用极差分析方法分析了各因素对相似材料物理力学参数影响的敏感性; 最后通过MATLAB对试验数据进行多元回归分析。研究结果表明, 各项物理力学参数基本满足花岗岩型铀矿岩相似材料模型试验的要求, 最终得到优化配合比为：水灰比0.3、砂胶比1.18、微硅粉占水泥质量0.14%、精铁粉占水泥质量0.24%, 并采用该优化配合比进行了试验验证。该分析结果可为研究深部铀矿岩氡析出机理提供理论依据。     

铀尾矿库氡析出机理及其影响因素研究进展

氡来源于土壤、铀尾矿、岩石等多孔射气介质,铀尾矿库滩面是尾矿堆积或沉积体与大气环境直接接触的暴露面,氡气从该交界面析出并经大气弥散而污染周边环境,覆盖处置是滩面控氡的主要手段。本文以典型铀尾矿库滩面为例,综述氡析出机理及其影响因素,阐述了多孔射气介质固有特性及外部气象环境条件对铀尾矿库滩面氡析出的影响机制。结果表明,国内外学者已对多孔射气介质固有特性影响氡析出的规律开展了大量研究,但由于实验尺度、研究方法存在差异,矿物颗粒特征影响氡析出机制的解释仍存在争议,外部气象环境等因素对铀尾矿库滩面氡析出的影响机制尚不明确。为此,提出今后研究的关注点：(1)真实条件下,氡析出过程的合理表征形式;(2)开展大尺度实验探究多孔介质固有特性对铀尾矿库滩面氡析出的影响机制。     

铀矿山罐笼提升井年提升矿石量限值研究

为解决铀矿山罐笼竖井年提升矿石量受相关辐射防护标准要求制约的问题,开展了典型铀矿山罐笼提升井年提升矿石量限值的研究。首先,在对限制罐笼提升井年提升矿石量限值因素分析的基础上,确定显著影响因素;其次,在预先假设条件的基础上,确定井底车场重列车排队系统的分析算法,并采用基于MATLAB的蒙特卡洛方法编写的计算机仿真程序来实现排队过程的模拟;最后,通过分析年提升矿石量、排队系统服务强度及井底车场风流末端氡活度浓度之间存在的关系,初步获知某典型铀矿山罐笼提升井年提升矿石量的限值。研究成果可为深入研究、探讨符合我国铀矿山实际和生产要求的年提升矿石量限值提供思路与方法。     

铀矿山井底车场巷道内氡及其子体浓度分布规律研究

基于井底车场风流风路基本为巷道型通风空间的事实,本文开展了车场巷道内氡及其子体浓度分布规律的研究。从分析稳态时氡析出均匀的理想巷道内氡及其子体浓度分布出发,进而引入正源、负源的假定和氡及其子体浓度增长的叠加原理,推导出稳态时氡析出不均匀巷道内氡及其子体浓度分布方程。结合工程实践,对计算式进行了简化、分析和讨论。研究结果表明,限制巷道周壁氡的析出、保证稳定的通风量及较好的入风风质能达到有效控氡的效果。     

岩体可爆性分级的PSM-CM方法

针对岩体可爆性分级中尚未解决的模糊性与随机性问题, 结合乘积标度法(PSM)和云模型(CM)理论, 提出了一种岩体可爆性分级的PSM-CM方法。选用岩石容重、抗拉强度、冲击动载强度和完整性系数作为分级指标, 依据分级标准, 计算各指标隶属于不同等级的云模型参数, 通过正向高斯云发生器, 求得实测样本指标值各等级确定度, 再结合基于乘积标度法得到的各指标权重, 计算样本综合确定度, 根据最大综合确定度隶属等级确定岩体可爆性级别。该方法能解决可爆性分级中诸多因素的不确定性问题, 还可对同一等级的岩体可爆性大小进行排序。将该方法应用于贵州某磷矿山岩体可爆性分级中, 结果表明, 该方法具有较高的准确性和可靠性, 可在工程实际中推广应用。     

TVU耦合作用对砂岩型铀矿岩氡析出影响的试验研究

采用自主设计的极端条件下多场耦合作用下氡析出测试装置,探究了在耦合作用下砂岩型类铀矿岩的氡析出规律。试验块以南方某铀尾矿砂为骨料,以高强水泥、精铁粉、蒸馏水为基础原料模拟衡阳汪家冲盆地白垩系砂岩。试验结果表明,析出罐内的试验块氡析出率与超声波功率呈线性增长。在激振器水平往复式振动作用下,氡析出率随频率增长而增加。在温度梯度的作用下,随着温度梯度递增,氡析出率也随之增大。在温度一定时,在低频振动和超声波共同作用下,试验组氡析出率的变化率趋于定值。通过正交试验方差分析,得出在三因素下,温度显著性最大,为控制氡析出提供了优先控制因素。