独头巷道爆破后氡及炮烟的运移规律

为有效指导铀矿井下独头巷道掘进面爆破后通风排氡与排炮烟的设计与管理,基于质量守恒定律和置换通风理论,建立独头巷道内抛掷空间和风流末端氡及炮烟浓度随通风时间变化的计算模型。分析岩石铀品位、通风风量、岩壁氡析出率和巷道长度对氡浓度的影响,以及通风风量对炮烟浓度的影响。利用所建模型,分别提出满足氡浓度和CO浓度限值条件下,独头巷道排氡与排炮烟的理论最短通风时间的计算方法。结果表明:在相同参数条件下,由最短通风时间计算方法得到的排炮烟与排氡时间有差异,建议巷道爆破后的最短通风时间取二者中较大值。

2种铀矿井下常用口罩对气溶胶粒子的过滤特性研究

为探究铀矿井下常用的2种口罩对气溶胶粒子的过滤特性,在我国南方某铀矿山,利用APS 3321型空气动力学粒径谱仪对井下工作人员常用纱布口罩和KN95型口罩的过滤特性进行了研究。井下气溶胶监测数据显示,该铀矿井下典型作业场所PM10的质量浓度介于0.069~9.800 mg/m3,个数浓度介于173.918~2 561.600个/cm3;PM2.5的质量浓度介于0.039~0.479 mg/m3之间,个数浓度介于173.100~2 556.382个/cm3之间。口罩过滤特性试验结果表明：1）KN95型口罩和纱布口罩对PM10的平均过滤效率分别为95%和76%,对PM2.5的平均过滤效率分别为93%和61%,可见KN95型口罩过滤效率明显高于纱布口罩;2）在0.5~3.5μm粒径范围内,2种口罩对颗粒物的过滤效率均随粒径增大而增大,在3.5~10μm粒径范围内,2种口罩对不同粒径颗粒物的过滤效率均接近100%;3）无论从质量浓度还是个数浓度来看,经口罩过滤后的气溶胶粒子大多数分布在2.5μm粒径范围内,表明PM2.5是主要的气溶胶污染物。

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。

爆破后压入式通风独头巷道内氡的运移模型

为有效指导铀矿井下独头巷道的通风设计,基于质量守恒定律和置换通风理论,首先建立了描述爆破后压入式通风独头巷道内抛掷空间和风流末端氡活度浓度随通风时间变化的计算模型,利用该模型得到了达到氡活度浓度限值条件的最短排氡通风时间的确定方法;然后分析了不同参数对风流末端氡活度浓度以及最短排氡通风时间的影响。结果表明,爆破后,独头巷道风流末端氡活度浓度在一定通风时间内保持不变,之后瞬间增至峰值,最终逐渐衰减至稳定;在其他参数一定的情况下,风流末端氡活度浓度开始剧增的时间随巷道长度的增加而减小,随风量增加而增大;风流末端氡活度浓度衰减速率随风量的增加而增大;风流末端氡活度浓度峰值随掘进面铀品位的增加而增大;最短排氡通风时间随巷道长度和掘进面铀品位的增加而增大,随通风量的增加而减小。

我国南方某铀矿井下典型工作场所气溶胶浓度分布特征调查

为了解我国铀矿井下典型工作场所内气溶胶粒子浓度及粒径分布特征,采用APS3321对我国南方某生产地下铀矿井典型场所内气溶胶粒子个数浓度和质量浓度进行了监测,得到了各监测点的PM2.5及PM10质量浓度,并分析了不同监测场所的气溶胶粒子个数浓度和质量浓度分布规律。结果表明:1)在机械通风条件下,风机房的气溶胶粒子个数浓度谱为双峰谱,南风机房与北风机房气溶胶个数浓度谱主峰在0.626μm左右出现(位于积聚模态区),次峰在4.698μm左右出现(位于粗粒子模态区);其他监测场所的气溶胶粒子个数浓度谱为单峰谱,峰值在0.626μm左右出现(位于积聚模态区);2)不同监测场所的气溶胶粒子个数浓度中位直径和质量浓度中位直径不同,其中气溶胶粒子个数浓度中位直径的均值主要分布在积聚模态区,质量浓度中位直径的均值分布在粗粒子模态区;3)部分监测场所的PM2.5与PM10质量浓度较大,超过了国家对大气环境的质量浓度限值。PM2.5与PM10的质量浓度比值代表了PM2.5占PM10的比例,在所监测的场所中,采场、风机房、物探站和坑口的PM2.5与PM10的质量浓度均值比小于50%,其中风机房的比值最小,约为4.8%;中段运输巷道、独头巷道和中段信号房的PM2.5与PM10的质量浓度均值比大于50%,其中独头巷道的比值最大,高达78.2%。

铀尾矿充填体氡析出规律理论研究

堆浸铀尾矿用作地下充填法采场的充填料是处理铀尾矿的一种方法。将铀尾矿作为充填料时,其内残留的镭衰变产生的氡气会从其表面析出,污染井下作业环境。基于氡在介质中纯扩散的理论,研究了在尾矿介质孔隙率为0.3、铀尾矿中镭活度浓度为3 400 Bq/kg、干燥时铀尾矿的射气系数为0.1、铀尾矿的密度为2.5×103kg/m3的条件下,含水饱和度、孔隙率、覆盖层厚度等物理参数对铀尾矿充填体氡析出的影响规律。结果表明：无覆盖层时,含水饱和度在0~0.25的范围内,随含水饱和度增加,铀尾矿介质表面氡析出率先增加后减小,含水饱和度从0增加到0.12时,铀尾矿介质表面氡析出率从5 Bq/（m2·s）增加到11 Bq/（m2·s）,含水饱和度从0.12增加到0.25时,铀尾矿介质表面氡析出率从11 Bq/（m2·s）减小到10.5 Bq/（m2·s）;有覆盖层时,铀尾矿介质厚度为3 m,添加孔隙率为0.05的覆盖层,当覆盖层厚度从0增加到0.1 m时,介质表面氡析出率减小67.5%,当覆盖层厚度增加到0.5 m时,介质表面氡析出率减小91.8%。

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。