方法篇 3
第一章 氡气的性质 3
1.1 铀、镭、氡的地球化学性质 3
1.2 铀、镭、氡在自然界中的分布 4
1.3 氡的衰变、积累和放射性平衡 6
第二章 218Po快速测氡法 9
2.1 氡及其子体测量方法概述 9
2.1.1 测氡方法的发展 9
2.1.2 测氡方法的分类 10
2.1.3 测氡方法的比较 10
2.2 218Po法的理论依据 13
2.3 218Po法的工作布置 15
2.3.1 测网布置 15
2.3.2 取样方法选择 15
2.3.3 野外工作步骤 15
2.4 218Po法的资料解释 16
2.4.1 前人资料收集 16
2.4.2 测量结果整理 16
2.5 218Po法的影响因素 19
2.5.1 湿度 19
2.5.2 气候及土壤透气性 20
2.5.3 其他影响因素 22
仪器篇 25
第三章 PF-1B型218Po快速测氡仪 25
3.1 工作原理及性能指标 26
3.2 取样方法与装置 26
3.2.1 取样理论 26
3.2.2 取样片材料选择 27
3.2.3 取样片带电 28
3.2.4 取样装置 28
3.3 闪烁体与光电倍增管 30
3.3.1 ZnS闪烁体 30
3.3.2 光电倍增管 31
3.4 信号采集及处理 36
3.5 PF-1B型218Po测氡仪的单片机系统 37
3.5.1 单片机最小系统 37
3.5.2 脉冲计数 41
3.5.3 定时时钟 41
3.5.4 存储器管理 42
3.5.5 键盘输入及显示输出 43
3.5.6 80C31复位与外部设备复位 47
3.5.7 RS-232串行通信 47
3.6 软件系统 50
3.7 PF-1B型218Po探测仪的结构 53
3.7.1 仪器外观 53
3.7.2 仪器面板 53
3.7.3 避光机芯与箱体的连接 53
3.7.4 探测仪附件 54
3.7.5 双光电倍增管结构 55
3.8 仪器标定 55
3.8.1 标定条件 55
3.8.2 标定过程 55
第四章 PF-2A型218Po快速测氡仪 57
4.1 PF-2A型测氡仪工作原理及性能指标 57
4.2 取样方法与装置 58
4.2.1 环境氡气浓度检测取样装置 58
4.2.2 壤中氡气浓度检测取样装置 59
4.2.3 取样器中环境温湿度监测模块 60
4.3 硬件系统 61
4.3.1 传感器的选择 61
4.3.2 高精度电荷灵敏放大器 64
4.3.3 信号放大电路 66
4.3.4 阈值比较电路 67
4.3.5 单片机控制系统 69
4.3.6 电源系统 77
4.4 PF-2A型测氡仪的软件系统 78
4.4.1 存储器的初始化 78
4.4.2 软件抗干扰 79
4.4.3 PF-2A型测氡仪主机与PC通信 81
4.5 PF-2A型测氡仪结构 84
4.5.1 仪器整体结构及面板 84
4.5.2 双金硅面垒探测器结构 85
4.5.3 仪器内部结构 86
4.6 PF-2A型218Po探测器的电磁屏蔽 87
4.7 仪器校准 87
4.8 仪器使用说明及注意事项 88
应用篇 93
第五章 煤田陷落柱的地质构造 93
5.1 煤田陷落柱的分布状况 93
5.2 地层结构和区域构造 94
5.3 区域水文地质和区域重磁场特征 96
5.4 陷落柱的构造特征 100
5.4.1 陷落柱的形态 101
5.4.2 陷落柱内部的岩石特征 103
5.4.3 陷落柱的空间结构划分及周围岩层的派生构造 103
5.4.4 陷落柱的类型 105
5.5 控制陷落柱发育的因素 106
5.5.1 碳酸盐岩的溶蚀作用 106
5.5.2 构造节理及渗流作用的影响 106
5.5.3 软弱夹层的存在导致层间滑动 107
5.5.4 构造对陷落柱分布的控制作用 108
5.5.5 西山煤田陷落柱的分布特征 109
5.6 陷落柱的导水与突水 110
5.6.1 陷落柱的导水性分析 110
5.6.2 陷落柱的突水性分析 111
5.6.3 山东肥城国家庄井田突水实例 112
5.7 国内典型煤田陷落柱的形成及分布规律 114
5.7.1 华北型煤田陷落柱的发育规律 114
5.7.2 淮北煤田岩溶陷落柱形成条件及特征 116
5.7.3 鲁西煤田岩溶陷落柱的地质特征及分布规律 119
5.8 陷落柱的次生应力场 129
5.8.1 煤田岩层的水平应力状态分析 129
5.8.2 溶洞的稳定性分析 130
5.8.3 陷落柱围岩的次生应力状态分析 131
5.9 陷落柱派生构造的形成机制 133
5.9.1 岩石力学性质的测试 133
5.9.2 派生断裂的形成 133
5.9.3 陷落过程中形成的围岩构造 134
5.10 陷落柱的形成及演化 135
5.10.1 陷落柱的成因学说 135
5.10.2 陷落柱的形成和演化 137
5.10.3 复体陷落柱的形成 137
第六章 陷落柱氡气场的形成及数学方程式 139
6.1 氡气运移理论 139
6.1.1 放射性元素运移的载体和通道 139
6.1.2 影响氡气运移的因素 141
6.1.3 氡气运移的理论和机制 142
6.2 陷落柱氡气异常 146
6.2.1 陷落柱氡气场的形成 146
6.2.2 陷落柱氡气场的组成 147
6.3 陷落柱氡气场的状态方程 148
6.3.1 内部及周围为非放射性介质的氡气场状态方程 148
6.3.2 内部为放射性介质的氡气场状态方程 150
6.3.3 常系数氡气场状态方程解的形式 151
6.4 陷落柱氡气场的差分方程 153
6.4.1 陷落柱氡气场的网格划分 153
6.4.2 扩散系数和对流速度为常数的差分方程 154
6.4.3 扩散系数和运移速度为函数的差分方程 158
6.5 陷落柱氡气场的计算结果及空间形态 160
6.5.1 柱体侧面源氡气场的计算结果及空间形态 160
6.5.2 柱体体源氡气场的计算结果及空间形态 165
第七章 218Po法在陷落柱勘查中的实际应用 169
7.1 河北葛泉煤矿陷落柱勘测 169
7.1.1 葛泉煤矿地质概述 169
7.1.2 探测效果及其分析 169
7.2 河北西葛泉矿陷落柱勘测 172
7.2.1 西葛泉煤矿地质概述 172
7.2.2 探测效果及其分析 172
7.3 山西屯留煤矿陷落柱勘测 174
7.3.1 地质概况 174
7.3.2 探测效果及其分析 174
第八章 218Po法在其他地质勘查中的应用 179
8.1 滑坡体 179
8.1.1 滑坡体与氡气异常的关系 179
8.1.2 218Po法在滑坡体中的应用 179
8.2 断裂带与地裂缝 180
8.2.1 断裂带与氡气异常的关系 180
8.2.2 218Po在断裂带中的应用 180
8.2.3 218Po在地裂缝中的应用 185
8.3 岩溶塌陷与地下溶洞 186
8.3.1 岩溶塌陷与氡气异常 186
8.3.2 218Po在地下溶洞中的应用 186
8.4 地热 189
8.4.1 地热与氡气异常 189
8.4.2 218Po在地热中的应用 190
8.5 氡气测量的地质效果评价 191
第九章 218Po法在环境监测中的应用 193
9.1 环境氡气监测设备及方法 193
9.1.1 监测设备 193
9.1.2 监测方法及步骤 194
9.2 建筑物环境氡气监测 196
9.2.1 建筑物氡气来源及影响因素 196
9.2.2 居所环境氡气监测 197
9.2.3 地下工程环境氡气监测 199
9.2.4 地上建筑物（非居所）环境氡气监测 201
9.2.5 温泉疗养中心环境氡气监测 203
9.3 金属矿山环境氡气监测 204
9.3.1 矿山井下氡气监测 204
9.3.2 矿山地面氡气监测 205
9.4 大气环境氡气监测 206
9.4.1 大气环境氡气来源及影响因素 206
9.4.2 大气环境氡气监测 207
参考文献 209