魯南地區(qū)煤礦氡濃度水平調(diào)查.pdf

1、眾所周知，氡已成為熱點(diǎn)話(huà)題，尤其是氡及其子體對(duì)人類(lèi)健康造成的影響，已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，氡及其子體的測(cè)量是一個(gè)涉及核科學(xué)、電子科學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和放射醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題。 自二十世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)第86號(hào)元素氡以來(lái)，該元素及其子體一直受到了科學(xué)界的廣泛注意。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，人們?cè)诓粩嗤貙掚睔鈶?yīng)用領(lǐng)域，注意其危害，在研究氡氣測(cè)量技術(shù)的同時(shí)，十分關(guān)注氡及其子體的釋放規(guī)律及機(jī)理。 氡是一種天然放射性氣體，來(lái)源于分散存

2、在的天然放射性元素鈾釷的子體鐳的放射性衰變。在人的呼吸過(guò)程中，氡及其子體進(jìn)入肺部并沉積下來(lái)對(duì)人體產(chǎn)生內(nèi)照射，最終誘發(fā)肺癌。氡是導(dǎo)致人類(lèi)肺癌的4種最主要因素之一。在其他影響因素相同的情況下，人接受氡的暴露量越大，肺癌的發(fā)病率越高，如果接受氡暴露量較大的人同時(shí)還吸煙，肺癌的發(fā)病率更會(huì)急劇升高。 目的：為配合國(guó)家“十五”科研項(xiàng)目的子課題“全國(guó)地下煤礦氡濃度及γ輻射水平調(diào)查”，研究山東省魯南地區(qū)煤礦氡濃度分布特點(diǎn)，估算井下礦工接受輻射量

3、，對(duì)于保障煤礦工人身體健康，促進(jìn)山東省乃至全國(guó)煤礦工業(yè)的發(fā)展是非常重要的。 1、材料與方法: 1、1調(diào)查對(duì)象根據(jù)山東省魯南地區(qū)煤田地質(zhì)情況及各煤田地理分布特征，同時(shí)考慮年產(chǎn)量及從業(yè)人員數(shù)選取兗州礦業(yè)集團(tuán)(年產(chǎn)量4000萬(wàn)噸，山東省排名第一)，棗莊礦業(yè)集團(tuán)(年產(chǎn)量2000萬(wàn)噸，山東省排名第二)所屬的國(guó)有大中型煤礦(各4個(gè))，滕州地方煤礦(相對(duì)比較集中)的中小型煤礦10個(gè)進(jìn)行調(diào)查。 1、2方法 1．2．1瞬時(shí)

4、測(cè)量采用美國(guó)產(chǎn)RAD-7測(cè)氡儀(Durridge Co)，為滿(mǎn)足煤礦井下防爆要求，利用40L氧氣袋在井下采集空氣樣品，回地面進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量值乘以對(duì)應(yīng)的校正因子(衰變、滲透等原因)，即為測(cè)量點(diǎn)的氡濃度，測(cè)量?jī)x器經(jīng)過(guò)與中國(guó)原子能科學(xué)研究院比對(duì)校正。 1.2.2 累積測(cè)量采用KF-606累積探測(cè)器，布放于國(guó)有大中型煤礦，布放時(shí)間2個(gè)月左右，為保證測(cè)量結(jié)果的可比性和準(zhǔn)確性，將樣品寄到中國(guó)原子能科學(xué)研究院進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)量和比對(duì)，該探測(cè)器可同時(shí)

5、測(cè)量氡濃度和輻射水平。 1.2.3 核素測(cè)量采集各礦的煤樣品，處理后利用低成本HPGe-譜儀測(cè)定<'235>U、<'238>U、<'226>Ra、<'232>Th和<'40>K，HPGe-γ和譜儀(CIAE-MMCA8000)經(jīng)國(guó)防科工委計(jì)量一級(jí)站提供的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)刻度。 1.2．4 輻射水平測(cè)定利用FD-71巡測(cè)儀測(cè)量瞬時(shí)讀數(shù)，該儀器經(jīng)過(guò)多次全國(guó)比對(duì)和校準(zhǔn)。 2、結(jié)果： 2．1 煤礦基本情況此次調(diào)查的煤礦共

6、有18個(gè)，地方中小型煤礦10個(gè)，屬滕州地方煤炭局管轄，其中國(guó)營(yíng)大中型煤礦8個(gè)，屬棗莊礦業(yè)集團(tuán)4個(gè)，屬兗州礦業(yè)集團(tuán)4個(gè)，煤層均埋藏在地下，標(biāo)高為-120m～-860m之間，均采用機(jī)械通風(fēng)(中央并列式)方式，通風(fēng)量、風(fēng)速均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，煤種基本為煙煤，發(fā)熱量為3800～6800千卡/kg，18個(gè)煤礦管理措施較為規(guī)范，職工較多，原煤全員效率不足1噸/工日，年產(chǎn)量中小型煤礦9～63萬(wàn)噸，大中型煤礦為80～800萬(wàn)噸。 2．2 煤礦氡

7、濃度山東省魯南地區(qū)煤礦井下氡濃度處于較低水平，超過(guò)100Bq/m<'3>的地方中小型煤礦有5個(gè)，為王晁煤礦、級(jí)索煤礦、趙坡煤礦、金莊煤礦和郭莊煤礦，氡濃度分別為390、264、173、208和103.2 Bq/m<'3>；國(guó)有大中型煤礦有3個(gè)，為棗礦集團(tuán)新安煤礦、兗礦集團(tuán)的南屯煤礦和北宿煤礦，分別為125、137.8和195 Bq/m<'3>。氡濃度最高點(diǎn)是地方中小型的王晁煤礦為390 Bq/m<'3>，這可能與地方小型煤礦通風(fēng)條件有關(guān)

8、。 2．3 井下不同工作場(chǎng)所氡濃度水平根據(jù)煤礦井下不同工作場(chǎng)所氡濃度顯示，氡濃度水平按大小順序：回風(fēng)>采煤工作面>進(jìn)風(fēng)，其濃度分別為34.3～390.0、3.7～301.0和3.7～33.6 Bq/m<'3>，算術(shù)平均值分別為(107.7±88.5)、(72.9±89.5)和(16.0±8.4)Bq/m<'3>，進(jìn)風(fēng)為15.8 Bq/m<'3>，按濃度大小順序?yàn)椋夯仫L(fēng)>采煤工作面>進(jìn)風(fēng)。(在計(jì)算幾何均值時(shí)，測(cè)算值為0的舍去)

9、 2．4 煤礦井下γ輻射水平煤井下γ輻射劑量率范圍為0.11～0.23μGy/h，平均為(0.17±0.04)μGy/h水平，與地表環(huán)境處在同一水平。 2．5 山東省煤中放射性核素含量在測(cè)量氡氣的同時(shí)，采集各礦的煤樣，處理后利用HPGe-譜儀進(jìn)行放射性核素測(cè)量，結(jié)果表明煤中的放射性核素含量<'238>U平均為12.28 Bq/kg。 2．6 累積測(cè)量結(jié)果選取8個(gè)國(guó)有大中型煤礦，每個(gè)礦分別布放5只KF-606累積探測(cè)器

10、，布放點(diǎn)按進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)各一只，采煤工作面2只，地面辦公室1只，即每礦5只共40只，因未到2個(gè)月的累積時(shí)間，尚未取回測(cè)讀，到時(shí)將予以補(bǔ)充。 3、結(jié)論 “山東省煤礦氡濃度水平及γ輻射水平調(diào)查”，屬于國(guó)家“十五”重點(diǎn)項(xiàng)目“核能源及其它能源對(duì)健康、環(huán)境和氣候改變影響的比較研究”中“全國(guó)煤礦氡濃度水平及輻射水平調(diào)查”的一部分．為了保證該項(xiàng)目的順利完成，在樣本選取時(shí)主要從年產(chǎn)量、職工人數(shù)和便于開(kāi)展工作方面考慮，選取了年產(chǎn)量在山東省排名

11、第一、第二的國(guó)有礦業(yè)集團(tuán)充州和棗莊，年產(chǎn)量分別為4000和2000萬(wàn)噸，職工人數(shù)分別為13萬(wàn)人和6.58萬(wàn)人，井下職工人數(shù)分別為5.8萬(wàn)人和1.98萬(wàn)人，地方煤礦中小型煤礦選取了煤礦相對(duì)比較集中的膝州市。 從已調(diào)查的煤礦來(lái)看，山東省魯南地區(qū)煤礦無(wú)論從規(guī)模、管理措施、通風(fēng)條件諸方面都處在良好狀態(tài)，氡氣濃度及井下輻射處在較低水平。井下氡濃度：地方中小型煤礦為(70.72±99.14)Bq/m3，國(guó)有大中型煤礦為（54.25±47.3