地下工程与人居环境氡防护技术PDF电子书下载

绪论 1

第1章 氡及射气介质的基本性质 4

1.1天然衰变系和氡的产生 4

1.1.1三个天然衰变系 4

1.1.2放射平衡与铀镭平衡系数 5

1.2氡及其子体 7

1.2.1氡及其子体的产生 7

1.2.2氡及其子体的性质 8

1.2.2.1氡的性质 8

1.2.2.2氡子体的性质 9

1.2.3自然条件下氡的产生和存在 10

1.2.4生产条件下氡的存在和防护标准 12

1.2.4.1工作场所氡的防护标准 12

1.2.4.2地下矿山氡防护现状 13

1.3射气系数和扩散系数 13

1.3.1射气系数 13

1.3.2扩散系数 16

第2章 均匀多孔射气介质表面的氡析出 18

2.1氡在射气介质中的运移 18

2.1.1氡的运移通道 18

2.1.2促成氡运移的动力 19

2.1.2.1氡的主动运移——扩散 19

2.1.2.2氡的被动运移——渗流 20

2.1.3氡的运移方程和边界条件 20

2.2半无限大射气介质表面的氡析出 23

2.2.1半无限大射气体中氡浓度的分布 23

2.2.1.1氡浓度分布方程 23

2.2.1.2外部氡浓度对内部氡浓度分布的影响 24

2.2.1.3渗流对内部氡浓度分布的影响 24

2.2.2半无限大介质表面的氡析出 26

2.2.2.1氡析出率 26

2.2.2.2外部氡浓度C0对氡析出率的影响 26

2.2.2.3空气渗流对氡析出率的影响 28

2.2.2.4扩散系数变化的影响 29

2.2.2.5关于氡析出率影响因素的小结 29

2.2.3渗流影响氡析出率的具体实验 30

2.3其他一维条件下的氡析出 31

2.3.1圆柱状通风空间的氡析出 31

2.3.2板状射气介质的氡析出 33

2.3.3局部类型体的氡析出 35

2.3.3.1不含水时的氡析出 35

2.3.3.2地下堆浸过程中铀矿石的氡析出 37

2.3.4扩散系数的计算方法和讨论 39

2.4板状射气体与半无限大射气体的结合 43

2.4.1覆盖射气体的材料不含镭-226 43

2.4.1.1一般方程 43

2.4.1.2无渗流条件下覆盖的防氡效率 44

2.4.1.3向内渗流（V〉0）对覆盖层防氡效率的影响 46

2.4.1.4向外渗流（V〈0）对覆盖层防氡效率的影响 48

2.4.2被覆盖介质不含镭-226 50

2.4.3无孔隙覆盖层对氡析出的影响 52

第3章 空气渗流及其对氡析出的影响 54

3.1稳定渗流和非稳定渗流 54

3.1.1稳定渗流 54

3.1.2非稳定渗流 57

3.1.2.1地下矿山自然通风压力在岩层中造成的渗流 57

3.1.2.2半无限大介质外部气压突变造成的非稳定渗流 60

3.2通风压力对地下矿山氡析出的影响 64

3.2.1稳定渗流的建立 64

3.2.1.1地下矿山渗流模型 64

3.2.1.2上覆岩层中稳定流场的建立 66

3.2.2风压状态对氡析出的影响 66

3.2.2.1机械通风的压力状态 66

3.2.2.2机械通风的压力分布 67

3.2.2.3机械通风风路上的风压分配 69

3.2.2.4渗流几何修正系数 70

3.2.2.5机械风压对氡析出率的影响 70

3.2.3风压分布对氡析出的影响 71

3.2.4岩体表面渗流速率的估算方法 73

3.2.4.1由等效扩散系数估算其渗流速率 73

3.2.4.2由氡析出量的变化估算其渗流速率 73

3.2.4.3按上覆岩层模型估算渗流速率 74

3.2.5自然风压对氡析出影响的估计 75

3.2.5.1估计方法 75

3.2.5.2增温温度对渗流影响系数的影响 76

3.2.5.3渗透性对渗流影响系数的影响 77

3.2.6自然风压与机械风压的联合作用 78

3.3爆破对氡析出的影响 81

3.3.1爆破瞬间的氡释放量 81

3.3.2爆破后的氡析出量 84

3.3.2.1爆破后新鲜表面的氡析出率 84

3.3.2.2爆破后矿石的氡析出量 85

第4章 破碎介质的氡析出 86

4.1破碎介质内氡的运移 86

4.1.1破碎介质计算模型 86

4.1.2有限厚破碎介质的氡析出 87

4.2有限厚破碎介质中的氡运移实例 89

4.2.1留矿法矿房氡析出的控制 89

4.2.2采空区中的氡 91

4.3地面堆积破碎介质的氡析出 92

4.3.1废渣堆氡析出的分析 92

4.3.1.1热因素影响废渣堆内渗流的过程分析 93

4.3.1.2风力因素影响废渣堆氡析出的过程分析 95

4.3.2废渣堆表面扩散氡析出率的估计方法 95

4.3.3铀矿废石堆析出的实际测量 97

4.4水对破碎介质内氡运移的影响 100

4.4.1降雨对废石堆氡析出的影响 100

4.4.1.1降雨影响废石堆氡析出率机理分析 100

4.4.1.2降雨影响尾矿堆氡析出率机理分析 101

4.4.2水冶尾矿氡析出率的实验结果 101

4.4.3铀矿山废石堆与铀水冶尾矿堆氡析出率的比较 102

4.5地面破碎介质的覆盖 103

4.5.1按氡在黄土中的扩散系数计算覆盖厚度 104

4.5.2按黄土的渗透率计算覆盖厚度 104

4.5.3尾矿堆的覆盖 107

第5章 射气介质外部空间氡浓度的变化 109

5.1硐室型通风空间氡浓度变化的一般方程 109

5.1.1氡的来源及其特点 109

5.1.2硐室型通风空间氡浓度 111

5.1.2.1变化方程 111

5.1.2.2等效衰变系数 111

5.1.2.3稳定状态下的氡浓度 112

5.1.2.4非稳定状态下的氡浓度 113

5.2必要通风时间的计算 113

5.2.1必要通风时间和必要换气次数 113

5.2.2重新开启密闭空间的必要通风时间 116

5.2.2.1密闭空间氡浓度的积累 116

5.2.2.2必要通风时间 116

5.2.3爆破后达到氡浓度限值水平的必要通风时间 119

5.2.3.1无渗流情况下的通风时间 119

5.2.3.2有渗流情况下的必要通风时间 122

5.2.3.3用无渗流通风率处理有渗流的爆破后的通风 125

5.3巷道型通风空间氡浓度的变化 126

5.3.1氡浓度变化的一般规律 126

5.3.2巷道型通风空间的排氡量 127

5.3.2.1氡析出量和排氡量 127

5.3.2.2巷道的排氡量 128

5.3.3计算点的通风压力 128

5.4自然通风条件下氡浓度的变化 128

5.4.1自然通风风量的不稳定性 128

5.4.2自然通风条件下硐室型通风空间氡浓度的变化 129

5.4.2.1氡浓度变化的一般方程 129

5.4.2.2氡浓度变化的等间隔取样估计法 129

5.4.2.3计入渗流影响的氡浓度变化 133

5.4.2.4主扇风机停车后井下氡浓度的增长 135

5.4.3重新启动主扇风机的必要通风时间 136

5.5机械通风下的井下氡浓度 137

5.5.1机械通风对通风空间氡浓度的影响 137

5.5.1.1表达氡浓度变化的一般关系式 137

5.5.1.2正压状态氡浓度的变化 137

5.5.1.3负压状态氡浓度的变化 138

5.5.1.4负压状态下的极限风量和最低氡浓度 139

5.5.2自然风压对机械通风效果的干扰 142

5.5.2.1单纯机械通风方式下的干扰 142

5.5.2.2压抽联合式通风与自然通风的联合作用 143

5.5.3恒常氡析出对氡浓度变化的影响 144

5.5.3.1恒常氡析出场所氡浓度变化 144

5.5.3.2复合氡析出场所氡浓度的变化 145

5.5.3.3复合氡析出下的极限风量和最低氡浓度 146

第6章 氡析出率的测量方法 148

6.1氡析出率 148

6.1.1氡析出率的物理意义 148

6.1.2当量氡析出率 150

6.2氡析出率测量方法综述 151

6.2.1氡析出率测量的基本公式 151

6.2.1.1硐室型通风空间氡浓度与氡析出率的关系 151

6.2.1.2巷道型通风空间排风氡浓度与氡析出率的关系 152

6.2.2测量方法的分类 152

6.2.3基本参数的选取 153

6.3全巷动态法测氡析出率 153

6.3.1测量点的布置和基本测量 153

6.3.2测量过程和数据处理 155

6.4局部静态法测氡析出率 156

6.4.1氡收集器 156

6.4.2等效衰变系数的确定 157

6.4.2.1不取空气样时估计方法的推导 157

6.4.2.2取空气样时估计方法的推导 158

6.4.3测量过程和数据处理 159

6.4.4测量实例 160

6.4.5板状射气体表面氡析出率的测量 161

6.5结合定向γ测量确定面平均氡析出率 164

6.5.1射气体表面氡析出率与γ辐射强度线性相关 164

6.5.2射气体表面氡析出率与γ辐射强度线性相关实例 165

6.5.2.1依山堆放型废石堆氡析出率与定向γ测量结果的线性正相关 165

6.5.2.2废石场氡析出率随时间的变化与定向γ测量结果不相关 166

6.5.2.3尾矿场氡析出率与定向γ测量结果的线性相关 166

6.5.3确定面平均氡析出率必需的最小测量点数 167

第7章 氡子体 169

7.1氡子体浓度的增长 169

7.1.1氡子体的a潜能和平衡氡浓度 169

7.1.2氡子体活度变化的一般方程 170

7.1.3氡子体a潜能的增长 172

7.2通风空间氡子体活度的增长 174

7.2.1硐室型通风空间氡子体活度的增长 174

7.2.1.1氡子体活度的变化 175

7.2.1.2氡子体活度平衡因子的变化 175

7.2.2巷道型通风空间氡子体活度的增长 176

7.2.2.1氡子体活度的变化 176

7.2.2.2氡子体活度平衡因子的变化 177

7.3氡子体a潜能的增长 178

7.3.1硐室型通风空间氡子体a潜能的增长 178

7.3.1.1氡子体a潜能的变化 178

7.3.1.2氡子体a潜能平衡因子的变化 179

7.3.2巷道型通风空间氡子体a潜能的增长 180

7.3.2.1氡子体a潜能的变化 180

7.3.2.2氡子体a潜能平衡因子的变化 180

7.4影响通风空间氡子体a潜能水平的其他因素 181

7.4.1入风氡子体a潜能影响的估计方法 181

7.4.2两种通风空间氡子体a潜能平衡比的比较 182

7.4.3氡子体的沉降损失 183

7.4.3.1概况 183

7.4.3.2关于氡子体沉降的思考 184

7.4.4空气中氡子体的清除 186

7.4.4.1空气净化器 186

7.4.4.2空气中氡子体的清除 187

7.4.4.3循环净化 189

7.4.4.4风流净化 191

7.4.4.5空气净化器的选择 192

第8章 地下矿山氡防护 193

8.1排氡通风风量计算方法 193

8.1.1矿井氡析出量的计算 193

8.1.1.1氡析出量的一般计算方法 193

8.1.1.2地下矿山的氡析出量和排氡量 194

8.1.1.3氡析出密度和通风率 195

8.1.2按氡浓度管理限值计算矿井通风量 195

8.1.2.1按氡浓度变化推导的风量计算方法 195

8.1.2.2技术规范确定的计算方法 196

8.1.3按氡子体a潜能管理限值计算矿井通风量 196

8.1.3.1硐室型通风空间风量计算公式 196

8.1.3.2巷道型通风空间风量计算公式 198

8.1.3.3技术规范确定的计算方法 199

8.1.4矿井风量分项计算法 199

8.1.5风量计算公式的分析 200

8.1.5.1排氡风量计算公式的统一模式和参数 200

8.1.5.2排氡和控制氡子体的风量差异 201

8.1.5.3通风空间模型不同造成的风量计算差异 202

8.2井下氡及子体浓度分布估计 202

8.2.1风量分配计算 202

8.2.1.1风量分配和个人剂量 202

8.2.1.2矿井风量分配的计算方法 204

8.2.2氡浓度分布估计 206

8.2.3氡子体a潜能分布的估计 206

8.2.3.1氡子体a潜能变化基本公式 206

8.2.3.2串联通风氡子体a潜能的计算方法 206

8.2.3.3风流混合氡子体a潜能的计算方法 208

8.2.3.4风流分支氡子体a潜能的计算方法 209

8.3通风方式的选择 210

8.3.1扇风机的三种工作方式 210

8.3.2合理通风方式的基本判别条件 210

8.3.2.1极限风量应不小于必要通风量 210

8.3.2.2最低氡浓度应不大于管理限值 211

8.3.2.3防护费用最少 211

8.3.3通风方式的经济与安全评价 212

8.3.3.1通风方式的安全评价指标 212

8.3.3.2经济评价 217

8.3.4关于通风方式影响氡析出的两个实验 218

8.3.4.1铀矿山通风方式影响氡析出的实验 218

8.3.4.2非铀矿山通风方式影响氡析出的实验 219

8.3.4.3两项实验的比较 221

8.3.4.4改变压力分布对氡析出的影响 222

8.3.4.5抽出式通风铀矿防护状况的演变 223

8.4排氡通风的局部措施 224

8.4.1采空区管理 224

8.4.1.1采空区的三种状况 224

8.4.1.2密闭隔墙 224

8.4.1.3防氡密闭的质量要求 225

8.4.2调整通风压力分布 226

8.4.2.1控制通风空间的容积 226

8.4.2.2降低邻近空间的通风压力 227

8.4.2.3提高通风空间的通风压力 227

8.4.2.4高浓度氡的局部抽排 227

8.4.3减少漏风的措施——动压通风 227

8.4.3.1导风板引风防漏 227

8.4.3.2无风墙辅扇通风 229

8.4.3.3风门 230

8.4.4防氡覆盖层 231

8.4.4.1混凝土防氡覆盖层 231

8.4.4.2水泥砂浆和有机覆盖层 231

8.4.4.3爆落矿石洒水防尘降氡 231

8.5地下矿山氡防护的管理 232

8.5.1氡防护的优化管理 232

8.5.1.1氡防护的限值 232

8.5.1.2氡防护的最优化 232

8.5.2氡浓度和氡子体a潜能的监测 232

8.5.2.1监测的目的 232

8.5.2.2监测结果的分析 233

8.5.3主扇风机运行制度 233

8.5.3.1主扇风机停止运行后危险的估计 233

8.5.3.2重开主扇的必要预通风时间 233

8.5.3.3保持通风压力分布的稳定 233

8.5.4个体防护 234

8.5.4.1呼吸防护用具 234

8.5.4.2体表的清洗 236

第9章 居住环境氡防护 237

9.1居住环境的氡问题 237

9.1.1氡问题的发展和深入 237

9.1.2居住环境氡的防护标准 238

9.1.2.1居住环境的氡照射不是职业照射 238

9.1.2.2室内氡浓度的控制标准 238

9.1.2.3氡子体是居住环境的主要控制对象 239

9.2居住环境的氡的来源 239

9.2.1地面是大气中氡的主要来源 239

9.2.2建筑材料是居室中氡的主要来源 242

9.2.2.1根据建筑材料的用量估计室内的氡析出量 242

9.2.2.2根据墙面和地板表面的氡析出率估计氡析出量 244

9.2.2.3北京地区建筑物表面的氡析出率 244

9.2.3地下工程氡的来源 245

9.2.4其他来源 246

9.3居住环境氡浓度水平的估计 246

9.3.1大气氡浓度随高度的分布 246

9.3.2居住环境中的氡浓度 250

9.3.3通风对室内氡浓度影响的分析 252

9.3.3.1影响室内氡浓度的诸因素 252

9.3.3.2氡浓度的昼夜变化——开窗的影响 252

9.3.3.3氡浓度的日平均值与日平均通风换气时间的关系 258

9.3.4通风对居室中氡子体浓度的影响 260

9.3.4.1氡子体的活度浓度 260

9.3.4.2氡子体浓度的日平均值 263

9.3.4.3氡子体a潜能浓度和平衡因子 264

9.3.5通风与空气净化对氡子体浓度的综合影响 269

9.3.5.1室内空气净化 269

9.3.5.2空气净化对平衡因子的影响 270

9.4生活环境的防氡措施 271

9.4.1通风排出 271

9.4.1.1在用地下工程必须有机械通风 271

9.4.1.2置换式通风 273

9.4.2降低氡析出密度 273

9.4.2.1选用低放射性含量的建筑材料 273

9.4.2.2使用防氡内墙涂料 275

9.4.2.3底层居室的地板高出地面 278

9.4.3降低平衡因子 278

9.4.3.1降低空气中颗粒物浓度 278

9.4.3.2空气净化 279

9.4.4远离氡源，健康生活 279

参考文献 280