Прогноз радиационной обстановки в подземных выработках шахт и рудников

© Г.И. Коршунов, H.A. Миронснкова, 2015

УДК 622.8

Г.И. Коршунов, Н.А. Мироненкова

ПРОГНОЗ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТКАХ ШАХТ И РУДНИКОВ

Для обеспечения безопасных условий ведения горных работ, корректного учета индивидуальных доз облучения персонала работающего в горных выработках и прогнозирования вариаций дебита радона в воздушное пространство горных выработок целесообразно использование математические модели, описывающие горно-геологические особенности шахт и рудников.

Ключевые слова: радон, естественные радионуклиды, эквивалентная равновесная объемная активность радона (ЭРОА).

В системе оценки радиационной обстановки важное значение приобретают вопросы определения уровня радиации на месторождениях твердых полезных ископаемых, поскольку при их разработке и нарушении целостности толщи пород подземными выработками интенсивность радиационного облучения за счет естественных радионуклидов (ЕРН) может значительно возрасти. На основании результатов радоновой съемки на поверхности определяются участки геологических нарушений, которые могут представлять опасность при добыче [1, 2, 3, 5, 6].

Для обеспечения качественного моделирования процессов связанных с выделением и накоплением радона были проведены лабораторные эксперименты (рис. 1).

Целью экспериментов являлось измерение в воздухе количественных характеристик объемной активности (ОА) радона-222, выделившегося из воды с растворенным радием-226, при постоянном контроле климатических параметров воздуха и моделировании различных условий по влажности и температуре воздуха.

Рис. 1. Вид экспериментально-лабораторной установки

Основным исследуемым параметром являлась скорость выхода радона на равновесный режим при различных параметрах сре-ды.В результате лабораторного моделирования выявлено влияние температуры и влажности на дебит радона из рудничных вод. Повышенные значения температуры и влажности замедляют процесс выделения радона из рудничных вод. Установлена экспериментальная зависимость изменения дебита радона из во-допроявлений от температурно-влажностного режима в горных выработках (рис. 2) [4].

Вариации эквивалентной равновесной объемной активности радона (ЭРОА) радона в воздушной среде горных выработок за счет естественного изменения расхода подземных вод насыщенных растворенным радоном достоверно учитываются при помощи математического моделирования базирующегося на решении нестационарного уравнения диффузии для трехмерной задачи.

Рис. 2. Результаты третьего этапа эксперимента

>2 ООО 11 ООО 10 ООО 3 ООО в ко JE 7 ООО £ Щ г, ооо <т Ь ООО 4 040 3 ООО 2 ООО 1 ООО 0

20 ¿0 t ÖD 1U0 1Ü0 1 5 IM ISC гоо от 2ta ZM л t, часы » 300 3 s Mo 36

ОА ист.

13И? [«Я 0,775 10,475 Я60 0,00001

Рис. 3. Накопление радона в боксе экспериментальной установки

Разработанное на основе математического моделирования программное обеспечение позволяет рассчитать распределение ОА радона в воде водоисточника и распределение ОА радона по длине горной выработки (рис. 3).

Для проверки работоспособности модели и программного обеспечения были смоделированы процессы накопления радона в экспериментальном боксе.

Полученные результаты имеют близкую сходимость с результатами натурных измерений в горных выработках. С учетом погрешностей приборов и численных расчетов, полученные при моделировании данные могут быть использованы для задач обеспечения безопасности труда на производстве.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Банное Ю.А. Лаборатория радиационного контроля ООО «ГЕО-КОН». Два года: опыт работы. //АНРИ, 2005, С.54-72

2. Королева H.A. Уровни облучения природными источниками излучения работников подземных предприятий неурановой промышленности.

/Королева H.A., Стамат И.П., Терентьев М.В., Терентьев Р.П.// Радиационная гигиена Том 1 № 4, 2008, С.26-30.

3. Климшин A.B. Закономерности переноса радона в приповерхностном слое грунтов и в подземных горных выработках: автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.10 / Климшин Алексей Валерьевич. - Екатеринбург, 2012, 19 с.

4. Коршунов Г.И. Радиационная обстановка на полиметаллических рудниках, золотодобывающих и железорудных шахтах. // Г.И. Коршунов, H.A. Мироненкова, Р.В. Потапов, A.A. Яковенко // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск № 2. Сборник научно-технических работ горных инженеров СУЭК. Москва, 2013, С. 219-224.

5. Павлов И.В. Уровни облучения подземного персонала рудников // АНРИ № 1(36). 2004, С. 2-7.

6. Романов С.М., Шилов A. A, Гурьянова О. Н. Актуальность радиационного контроля на угольных шахтах и разрезах// Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 8, 2009, С. 33-52. ШИЗ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Коршунов Геннадий Иванович — профессор, заведующий кафедрой, bp@spmi.ru,

Мироненкова Наталья Александровна — кандидат технических наук, доцент, natalie1@spmi.ru,

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

UDC 622.8

THE FORECAST OF RADIATION ENVIRONMENT IN ORE AND COAL UNDERGROUND MINING WORKINGS

Korhunov G.I., D.Eng.Sc., prof., bp@spmi.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia,

Mironenkova N.A., PhD., assistant Professor, natalie1@spmi.ru, National mineral resources university «University of Mines», Russia.

The application of mathematical models, which describe the mining and geological features of underground coal and ore mines are most effectively to guarantee safe working conditions of mining, the correct individual doses measurements of the personnel working in the mines and prediction of variations in flow rate of radon in the air of mine workings.

Key words: radon, the natural radio nuclides, equivalent equilibrium volume activity of radon (EEVA).

REFERENCES

1. Bannov Ju.A. Laboratorija radiacionnogo kontrolja OOO «GEOKON». Dva goda: opyt raboty (Laboratoriya's bans of radiation control of JSC GEOKON. Two years: experience) //ANRI, 2005, pp.54-72.

2. Koroleva N.A. Urovni obluchenija prirodnymi istochnikami izluchenija rabotnikov podzemnyh predprijatij neuranovoj promyshlennosti (Radiation levels natural sources of radiation of employees of the underground enterprises of not uranium industry) /Koroleva N.A., Stamat I.P., Terent'ev M.V., Terent'ev R.P.// Radiacionnaja gigiena, Tom 1, No 4, 2008, pp.26-30.

3. Klimshin A.V. Zakonomernostiperenosa radona vpripoverhnostnom sloe gruntov i v podzemnyh gornyh vyrabotkah (Regularities of transfer of radon in a near-surface layer of soil and in underground excavations): avtoref. dis. kand. tehn. nauk: 25.00.10 / Klimshin Aleksej Valer'evich. Ekaterinburg, 2012, 19 p.

4. Korshunov G.I. Radiacionnaja obstanovka na polimetallicheskih rudnikah, zoloto-dobyvajushhih i zhelezorudnyh shahtah (A radiation situation on polymetallic mines, gold mining and iron ore mines) // G.I. Korshunov, N.A. Mironenkova, R.V. Potapov, A.A. Jakovenko // Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten'. Otdel'nyj vypusk No 2. Sbornik nauchno-tehnicheskih rabot gornyh inzhenerov SUJeK. Moscow, 2013, pp. 219-224.

5. Pavlov I.V. Urovni obluchenija podzemnogo personala rudnikov (Levels of radiation of the underground personnel of mines) // ANRI No 1(36). 2004, pp. 2-7.

6. Romanov S.M., Shilov A. A., Gur'janova O. N. Aktual'nost' radiacionnogo kontrolja na ugolnyh shahtah i razrezah (Aktualnost of radiation control on coal mines and cuts)// Zhurnal «Bezopasnost' truda v promyshlennosti», No 8, 2009, pp. 33-52.