О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд

Рассмотрены некоторые аспекты современной концепции научных основ безопасного ведения горных работ, в частности, для замкнутого цикла добычи, переработки и хранения отходов урановых руд, в том числе и особенностей геомеханического мониторинга подземных геотехнических систем с учетом повышения эколог...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
Hauptverfasser:	Яланский, А.А., Скипочка, С.И., Паламарчук, Т.А., Куринной, В.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2013
Schriftenreihe:	Физико-технические проблемы горного производства
Schlagworte:	Технико-экономические проблемы горного производства
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108279
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд / А.А. Яланский, С.И. Скипочка, Т.А. Паламарчук, В.П. Куринной // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 176-186. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-108279
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1082792016-11-02T03:02:57Z О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд Яланский, А.А. Скипочка, С.И. Паламарчук, Т.А. Куринной, В.П. Технико-экономические проблемы горного производства Рассмотрены некоторые аспекты современной концепции научных основ безопасного ведения горных работ, в частности, для замкнутого цикла добычи, переработки и хранения отходов урановых руд, в том числе и особенностей геомеханического мониторинга подземных геотехнических систем с учетом повышения экологической безопасности и экономической эффективности. Установлено, что наиболее весомым из всех источников излучения является тяжелый газ радон, который, по данным ООН, отвечает приблизительно за 75% годовой индивидуальной эквивалентной дозы, которую получает каждый человек. Представлены новые аппаратурные разработки, основанные на учете микрофизических явлений, сопровождающих протекание геомеханических процессов, возникающих при разработке месторождений полезных ископаемых. Розглянуто деякі аспекти сучасної концепції наукових основ безпечного ведення гірничих робіт, зокрема, для замкнутого циклу видобутку, переробки та зберігання відходів уранових руд, у тому числі й особливості геомеханічного моніторингу підземних геотехнічних систем з урахуванням підвищення екологічної безпеки й економічної ефективності. Встановлено, що найвагомішим з усіх джерел випромінювання є важкий газ радон, який, за даними ООН, відповідає приблизно за 75% річної індивідуальної еквівалентної дози, що одержує кожна людина. Представлено нові апаратурні розробки, засновані на обліку мікрофізичних явищ, які супроводжують протікання геомеханічних процесів, що виникають при розробці родовищ корисних копалин. Some aspects of modern conception of scientific bases of safe conduct of mining works are considered, in particular, for the reserved cycle of booty, processing and storage of wastes of uranium ores, including features of the geomechanical monitoring of the underground geotechnical systems taking into account the increase of ecological safety and economic efficiency. It is set, that most ponderable from all radiation there is heavy gas the radon, which from data of UNO answers after 75% annual individual equivalent dose, which is got by everybody. New apparatus developments, based on the account of the microphysical phenomena, accompanying the flowline of geomechanical processes arising up at development of useful of minerals deposit. 2013 Article О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд / А.А. Яланский, С.И. Скипочка, Т.А. Паламарчук, В.П. Куринной // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 176-186. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108279 622.831 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Технико-экономические проблемы горного производства Технико-экономические проблемы горного производства
spellingShingle	Технико-экономические проблемы горного производства Технико-экономические проблемы горного производства Яланский, А.А. Скипочка, С.И. Паламарчук, Т.А. Куринной, В.П. О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд Физико-технические проблемы горного производства
description	Рассмотрены некоторые аспекты современной концепции научных основ безопасного ведения горных работ, в частности, для замкнутого цикла добычи, переработки и хранения отходов урановых руд, в том числе и особенностей геомеханического мониторинга подземных геотехнических систем с учетом повышения экологической безопасности и экономической эффективности. Установлено, что наиболее весомым из всех источников излучения является тяжелый газ радон, который, по данным ООН, отвечает приблизительно за 75% годовой индивидуальной эквивалентной дозы, которую получает каждый человек. Представлены новые аппаратурные разработки, основанные на учете микрофизических явлений, сопровождающих протекание геомеханических процессов, возникающих при разработке месторождений полезных ископаемых.
format	Article
author	Яланский, А.А. Скипочка, С.И. Паламарчук, Т.А. Куринной, В.П.
author_facet	Яланский, А.А. Скипочка, С.И. Паламарчук, Т.А. Куринной, В.П.
author_sort	Яланский, А.А.
title	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд
title_short	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд
title_full	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд
title_fullStr	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд
title_full_unstemmed	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд
title_sort	о некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Технико-экономические проблемы горного производства
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108279
citation_txt	О некоторых особенностях геофизического мониторинга состояния подземных сооружений с целью повышения безопасности добычи, переработки и хранения отходов урановых руд / А.А. Яланский, С.И. Скипочка, Т.А. Паламарчук, В.П. Куринной // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 176-186. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv	AT âlanskijaa onekotoryhosobennostâhgeofizičeskogomonitoringasostoâniâpodzemnyhsooruženijscelʹûpovyšeniâbezopasnostidobyčipererabotkiihraneniâothodovuranovyhrud AT skipočkasi onekotoryhosobennostâhgeofizičeskogomonitoringasostoâniâpodzemnyhsooruženijscelʹûpovyšeniâbezopasnostidobyčipererabotkiihraneniâothodovuranovyhrud AT palamarčukta onekotoryhosobennostâhgeofizičeskogomonitoringasostoâniâpodzemnyhsooruženijscelʹûpovyšeniâbezopasnostidobyčipererabotkiihraneniâothodovuranovyhrud AT kurinnojvp onekotoryhosobennostâhgeofizičeskogomonitoringasostoâniâpodzemnyhsooruženijscelʹûpovyšeniâbezopasnostidobyčipererabotkiihraneniâothodovuranovyhrud
first_indexed	2025-07-07T21:14:09Z
last_indexed	2025-07-07T21:14:09Z
_version_	1837024258396520448
fulltext	Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 176 УДК 622.831 А.А. Яланский, С.И. Скипочка, Т.А. Паламарчук, В.П. Куринной О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДОБЫЧИ, ПЕРЕРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ОТХОДОВ УРАНОВЫХ РУД Институт геотехнической механики НАН Украины Рассмотрены некоторые аспекты современной концепции научных основ безопас- ного ведения горных работ, в частности, для замкнутого цикла добычи, перера- ботки и хранения отходов урановых руд, в том числе и особенностей геомеханиче- ского мониторинга подземных геотехнических систем с учетом повышения эколо- гической безопасности и экономической эффективности. Установлено, что наиболее весомым из всех источников излучения является тяжелый газ радон, ко- торый, по данным ООН, отвечает приблизительно за 75% годовой индивидуаль- ной эквивалентной дозы, которую получает каждый человек. Представлены новые аппаратурные разработки, основанные на учете микрофизических явлений, сопро- вождающих протекание геомеханических процессов, возникающих при разработке месторождений полезных ископаемых. Ключевые слова: безопасность горных работ, урановые руды, геофизический мониторинг, аппаратура. Практика горных работ показывает, что методы и средства контроля опас- ных горно-геологических условий нуждаются в своем дальнейшем усовершен- ствовании в направлении выбора более информативных показателей с целью повышения безопасности и надежности ведения горных работ. Институт гео- технической механики им. М.С. Полякова НАН Украины достиг определенных успехов в создании приборов и аппаратуры контроля свойств и состояния мас- сива горных пород и разнообразных шахтных конструкций (крепления вырабо- ток и тому подобное), параметров шахтной атмосферы (характеристик провет- ривания, давления). Он имеет ряд разработок, которые прошли широкие натур- ные испытания, доведенные до промышленного выпуска, и используются на шахтах Украины, России и других государств. Среди них следует отметить шахтные и полевые приборы электрометрического контроля (ШИИС-3М, ИКС-1Ш), ультразвуковые («Керноскоп-2», УК-10ПМС) и виброакустические (ИСК-1Ш, ПВК-1, «Эридан») приборы по контролю характеристик движения воздуха в горных выработках АПР-2, микробарометры типа МБЦ и др. Разра- Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 177 ботаны, утверждены и изданы методические указания и руководящие отрасле- вые документы для экспресс-контроля прочностных и упругих свойств керна без его механической обработки, структурной нарушенности массива горных пород, напряженно-деформированного состояния системы крепь–массив. Аппаратура и методические руководства позволяют контролировать ви- димые и закрытые расслоения в кровле и стенках горных выработок, оцени- вать их относительную устойчивость, выполнять контроль бетонного, набрызгбетонного, металлического и комбинированного крепления, свойств и состояния пространства вне крепи, полостей, тампонажных работ и анке- рования при ремонте крепи, влагонасыщенности и фильтрационных процес- сов в массиве, разрушения пород, бетонной закладки и породных целиков. В последние годы исследователи все больше обращают внимание на ха- рактерную причастность микрофизических явлений (электромагнитных, эмиссионных, эманационных, радиационных и др.) к процессам, происхо- дящим в породном массиве. Особенно это важно при решении вопросов проблемы безопасности работ, таких как запыленность рабочих про- странств, газовыделение и повышенная концентрация метана, выбросоопас- ность углепородного массива и его разрушение. Все эти проблемы нужда- ются в оперативном и надежном контроле характерных показателей отме- ченных вредных факторов и прогнозе возможных опасных ситуаций в пре- делах шахтного поля, крыла, участка и конкретного забоя. В направлении дальнейшего развития методологии прогноза опасных прояв- лений в шахтах мы основывались на многолетних наблюдениях в шахтах, пока- зывающих, что процессы, протекающие в массиве и атмосфере выработки, со- провождаются выделениями газа радона и продуктов его распада, которые могут регистрироваться как опасные или допустимые радиоактивные излучения. При этом характер излучения очень чувствителен к виду, масштабам, времени проте- кания и последствиям физических процессов, сопровождающих горные работы. Это свидетельствует о перспективности использования эманационных характе- ристик излучения для решения вопросов безопасности ведения горных работ. Все это, безусловно, касается и разработки месторождений урановых руд. В связи с этим современная концепция научных основ безопасного веде- ния горных работ, в частности, для замкнутого цикла добычи, переработки и хранения отходов урановых руд, в том числе и геомеханического монито- ринга подземных геотехнических систем, безусловно, должна учитывать как экологическую, так и экономическую части проблемы [1, 2]. По данным МАГАТЭ, ресурсы урана в Украине оцениваются в 235 тыс. т. Они подразделяются на сингенетические, магматогенные и эпигенетические гидротермальные. Несмотря на широкое развитие сингенетических оруде- нений, промышленное значение имеют только объекты с крупными запаса- ми и благоприятными горно-геологическими и географо-экономическими условиями. Эпигенетический гидротермальный подкласс представлен ме- сторождениями, которые размещаются в местах тектоно-магматической ак- Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 178 тивации и связаны с мощными зонами приразломных щелочных метасома- титов, что повышает вероятность загрязнения окружающей среды во время и после отработки месторождения. В связи с генетическими условиями накопления урана практически все урановые месторождения Украины, и не только Украины, – это месторож- дения сложной структуры. Урановая минерализация локализуется в виде пласто- или линзоподобных тел и разнообразных жил. Главное промышлен- ное значение имеют залегания от сотен метров до 1 км, особенно узловые зоны в местах пересечения тектонических структур. В Днепропетровской области в Софиевском районе расположено Девла- довское месторождение урановых руд. Отработка проводилась в 1962–1983 гг. методом подземного кислотного выщелачивания. Общая площадь участка 2350 тыс. м2. В ходе промышленной эксплуатации пробурено более 2 тыс. скважин и использовано около 50 млн м3 раствора с концентрацией серной кислоты до 50 г/л с добавлением растворов азотной кислоты и азотистого аммония. В подземных горизонтах на глубине около 70 м осталось более 6 млн м3 (7,8 млн т) отработанных кислотно-радиоактивных отходов. Кроме этого, только в Днепропетровской области находится 12 хвостохранилищ радиоактивных отходов, отсыпаны дорожные подушки радиоактивными шахтными породами, например, в г. Желтые Воды. Основными загрязняющими компонентами являются природные радио- нуклиды: уран-238, торий-230, радий-226, полоний-218, свинец-210, а также ионы сульфатов и нитратов и газ радон. В табл. 1 приведены данные об удельной радиоактивности некоторых ра- диоактивных элементов, содержащихся в горных породах и почвах, и дозы, поглощаемые в атмосфере на высоте 1 м от поверхности земли. Из анализа этих данных следует, что наивысшими значениями удельной радиоактивности и мощности дозы из вулканических пород характеризуют- ся кислые породы (например, граниты)? из осадочных – сланцы, а из почв – серо-коричневые. Содержание радионуклидов земного происхождения в почве определяется как активностью первичных пород, так и характером процессов почвообразова- ния. На удельную активность природных радионуклидов в почве влияют: актив- ность горных пород, из которых они образовались, процессы выщелачивания почв подземными водами, сорбция радионуклидов и некоторые другие факторы. Энергия -излучения этих радионуклидов не превышает нескольких мега- электронвольт, поэтому она частично поглощается почвой. Основной вклад в дозу излучения над поверхностью земли вносят нуклиды, которые суще- ствуют в верхнем 30-сантиметровом слое почвы [3, 4]. Лишь недавно установлено, что наиболее весомым из всех источников излучения является тяжелый газ радон. По данным ООН, он отвечает при- близительно за 75% годовой индивидуальной эквивалентной дозы, которую получает каждый человек. Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 179 Таблица 1 Удельная активность некоторых радиоактивных элементов, содержащихся в горных породах и грунтах, и доза, которая поглощается в атмосфере на высоте 1 м от поверхности земли Типы пород и почв Удельная активность 10–3, мБк/кг Мощность дозы, мкГр/год калий-40 уран-238 торий-230 Вулканические: кислые промежуточные магматические ультраосновные Осадочные: сланцы песчаники карбонаты известняки Почвы: серо-коричневые сероземы каштановые черноземы серые лесные дерно-подзолистые подзолистые торфянистые 1000 700 240 150 700 370 – 90 700 670 550 410 370 300 150 90 60 20 10 0,4 44 19 27 30 28 31 27 22 18 15 9 6 80 30 10 25 45 10 8 7 41 48 37 36 27 22 12 6 0,12 0,06 0,02 0,02 0,08 0,03 0,02 0,02 0,07 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 Радон – это инертный газ (Rn, плотность 9,9 г/л, температура кипения 61,8С, не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, не вступает в химические ре- акции ни с одним веществом), концентрация его в воздухе чрезвычайно ма- ла, условно в километровом слое воздуха вмещается около 3 мм чистого га- зообразного радона. Радон является также радиогенным газом, который образуется при распа- де изотопов радия-226, радия-224 и радия-223 (отсюда его название), он не только радиогенный по происхождению, но и сам радиоактивен и довольно неустойчив: самый долгоживущий его изотоп радон-222 (радон) имеет период полураспада 3,8 сут., второй по «живучести» изотоп радон-220 (торон) – 54 с, а изотоп радон-219 (актинон) – всего 4 с. По энергетической дозе излучения газ радон приблизительно в 20 раз более значимый, чем торон. Актинон обра- зуется в цепочке ядерных реакций при распаде урана-235, который в природ- ных условиях встречается редко и в малых количествах, поэтому влиянием этого изотопа радона пренебрегают и при измерениях не учитывают. С точки зрения радиационной опасности практически важное значение имеет радон, в меньшей степени – торон, и ничтожную роль играет актион, если нет каких-либо особых условий для его накопления. Исключительно важное значение приобретает радон в урановых рудниках, где он может накапливаться в больших количествах. Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 180 Являясь инертным газом, эманация радона находится в атмосфере в ато- марном состоянии. По-видимому, атомы эманации не присоединяются к яд- рам конденсации (пылинкам, тяжелым ионам и т.п.) и поэтому непосред- ственно сами аэрозолей не образуют. Радиоактивные аэрозоли образуются в результате присоединения к ядрам конденсации продуктов распада эмана- ции, состоящих из изотопов полония, висмута и свинца. При распаде радон и дочерние продукты его распада выделяют -частицы, которые могут регистрироваться аппаратурой; -частицы и -кванты при этом легко отсекаются за счет их меньшей энергии. Дочерние продукты рас- пада радона: полоний-218 (RaA) имеет период полураспада 3,05 мин, сви- нец-214 (RaB) и висмут-214 (RaС) – соответственно 26,8 и 19,7 мин. Поэто- му, чем большее RaA, тем более «свежий» газ. Это позволяет контролиро- вать условия накопления газа метана (плотность 0,72 г/л, температура кипе- ния –164,5 °С), поскольку он, как и радон, не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, обладает высокой диффузионной способностью и тоже заполняет все возможные пустоты, но, в отличие от радона, является взрывоопасным и тя- жело контролируемым газом. Радон ввиду своих уникальных особенностей является оптимальным ин- дикатором при различных геологических и геотехнических исследованиях. При этом не требуются никакие дополнительные источники радона, а ис- пользуется тот фоновый радон, который уже имеется в природных условиях, причем везде, без исключения. Радон всегда есть в горном массиве, и поскольку он наиболее часто образуется из радия-226, период полураспада которого составляет 1617 лет, объем его образования за время проведения горных работ остается постоянным. Диффузия радона в горном массиве и его выделение с поверхности определяются эффективным коэффициентом диффузии, который зависит от многих факторов. Наиболее важными из них являются пористость, проницаемость и трещиноватость горного массива, которые существенно зависят от его напряженно-деформированного состояния. Очевидно, что при сжатии массива проницаемость его снижается, а при разгрузке – уве- личивается. Поэтому динамические изменения концентрации радона в приповерх- ностном слое выработки будут однозначно отражать изменения напря- женно-деформированного состояния породного массива в значительном объеме. Скорость выделения радона и торона в атмосферу сильно зависит от типа почвы, времени суток, сезона и метеорологических условий (табл. 2). Из анализа этой таблицы видно, что наибольшая скорость эманации радона наблюдается на черноземных почвах, а наименьшая – на латеритных. Мак- симальная концентрация радона в атмосферном воздухе наблюдается в рай- онах с подзолистыми, пустынными и горными почвами, а минимальная – над океанами и в районах с черноземными почвами. Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 181 Таблица 2 Концентрация радона в атмосфере и скорость его эманации Район Тип поверхности Концентрация, Бк/м3 Скорость эманации, мБк/(м2с) Австрия: Грац Инсбрук Франция Германия Япония США Страны СНГ Индийский океан Северная Атлантика Южная часть Тихого океана Горный Горный Подзолистый Подзолистый Латеритный Пустынный Чернозем Подзолистый Чернозем Горный Водная Водная Водная 7,0 – 9,3 2,6 2,1 8,9 1,0 6,3 2,2 – 0,07 0,2 0,07 20,0 8,6 19 15,14 3,4; 8,8 343,4 53 15 – 19 – – – Изменение концентрации дочерних продуктов распада радона в воздухе обусловлено радиоактивным распадом, присоединением свободных атомов дочерних короткоживущих продуктов распада к аэрозольным частицам, ре- комбинацией, осаждением и седиментацией, перемещением в результате процессов диффузии и рядом других факторов. Все эти факторы приводят к сдвигу равновесия между материнскими радионуклидами радона и его ко- роткоживущими продуктами распада. Наибольшая концентрация радона и торона наблюдается в приповерхностном слое атмосферы, с увеличением высоты она уменьшается (табл. 3). Таблица 3 Изменение концентрации радона и торона в атмосферном воздухе с ростом высоты от поверхности земли Радон Торон высота, м концентрация высота, м концентрация 0,01 1 10 100 1000 7000 100 95 87 69 38 7 0 5 10 25 50 100 100 70 50 20 5 0,5 Для проведения натурных измерений радиоактивного излучения раз- работан радиометр эквивалентной равновесной объемной активности радона РГА-09МШ (совместная разработка ИГТМ НАН Украины и ЗАТ «Тетра», г. Желтые Воды), в комплект которого включен автоматизиро- ванный сигнализатор метана «Сигнал 5» (совместная разработка кафед- ры аэрологии и охраны труда НГУ Министерства образования Украины Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 182 и завода «Червоний металіст», г. Конотоп) (рис. 1). В основу принципа действия аппаратуры заложено измерение эквивалент- ной равновесной объемной актив- ности радона и торона в воздухе, а также объемной активности (кон- центрации) дочерних продуктов распада радона: Ро-218 (RaA), Рb- 214(RaВ), Вi-214 (RaС) при одно- временном непрерывном контроле концентрации метана. При превы- шении допустимого уровня концентрации метана автоматически вклю- чается звуковой сигнал. В табл. 4 приведен сравнительный анализ показателей приборов радио- метрического контроля, разработанных различными разработчиками. Таблица 4 Сравнение показателей приборов радиометрического контроля Наименование показателя и единица измерения Разработан- ный прибор РГА-09МШ Лучший отече- ственный ана- лог ИВЗМ Зарубежный аналог АТМОS-12Д Одновременное измерение содержа- ния газа радона и метана и по резуль- татам измерения выдача сигнала пре- дупреждения о взрывоопасности + – – Диапазон измерения ДПР радона и торона От 0,3 до 104 Бк/л для торо- на и от 5 до 105 для радона от 1∙104 до 1∙107 от 60 до 5∙107 Граница допустимой основной отно- сительной погрешности измерения объемной активности,% 30 30 10 Длительность времени измерения, мин (определяется по методике Маркова) 15 4,27 20 Длительность времени подготовки к работе после включения прибора, с 15 30 60 Время непрерывной работы, ч 8 8 24 Возможность перепрограммирования для работы по другим методикам + + + Наличие программы самодиагностики + – + Количество органов управления, ис- пользованных при работе и настройке, шт. 3 6 9 Возможность связи с ПЭВМ + – – Рис. 1. Радиометр РГА-09МШ Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 183 Уровень и вид взрывозащищенности воздуходувки и искробезопасности прибора обеспечивается согласно ДСТУ 7113:2009 Взрывоопасная среда. Часть 0. Электрооборудование. Общие требования (IEC 60079-0:2007, МОД); степень защиты от внешних влияний (механическая прочность) – ГОСТ 22782.5-78. Радиометр предназначен для измерения эквивалентной равновесной объ- емной активности (ЭРОА) радона в воздухе; ЭРОА торона в воздухе; объ- емной активности (концентрации) дочерних продуктов распада (ОА ДПР) радона в воздухе: Ро-218 (RaA), Pb-214 (RaB), Bi-214 (Rac) в том числе с учетом наличия торона. В основу принципа работы радиометра положены методы измерения Маркова и Томаса. Определение ЭРОА радона и торона в воздухе проводит- ся трехточечным модифицированным методом Маркова–Терентьева и мето- дом Томаса, который включает в себя последовательность таких операций: – отбор проб аэрозолей из воздуха, осевших на фильтр путем прокачки воздуха через него; – регистрация -излучения аэрозолей дочерних продуктов распада радона и торона, осевших на фильтр; – расчет значений ЭРОА радона и торона. Время измерения ОА ДПР радона-222 и ЭРОА радона-222 составляет со- ответственно: 15 мин по методу Маркова; 35 мин по методу Томаса. Формулы, по которым выполняется расчет ОА ДПР радона и ЭРОА радо- на, приведены в документе «Методы расчета объемной активности ДПР ра- дона и ЭРОА радона» ТЕ415313.006-0. Разработанный прибор позволяет анализировать 12 показателей радона и торона. Информативные параметры можно разделить на основные и вспомога- тельные. Основные непосредственно измеряются разработанным прибором. Кроме того, можно определять: – повышение соотношения -радиоактивности короткоживущих изотопов радона и торона к количеству выделенного метана, свидетельствующее о возрастании вероятности выбросов; – повышение соотношения количества метана к объему подаваемого воз- духа, свидетельствующее об увеличении газоносности угольного пласта; – повышение общей радиоактивности при снижении соотношения -ра- диоактивности короткоживущих изотопов к -радиоактивности долгоживу- щих изотопов, свидетельствующее об увеличении общей запыленности шахтной атмосферы. К вспомогательным информативным параметрам принадлежат: шум- ность (т. е. количество импульсов, возникающих в единицу времени или приходящихся на единицу длины проведенной выработки), параметры импульсов (частота, энергия, длительность и изменение их во времени), амплитуда, длительность и частота импульса отзыва на ударное действие, удельное электрическое сопротивление массива, параметры физико- Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 184 механических свойств горных пород и воздушной среды, напряженно- деформированного состояния породной среды и его трещиноватости, а также скорость газовыделения, давление газа в массиве и газопроницае- мость пород. Комплекс основных и вспомогательных параметров контроля опасных и вредных факторов и явлений служит для их картирования и прогнозирова- ния, в то время как сами основные информативные параметры необходимы для обеспечения текущего контроля. Следует заметить, что получение необходимых характеристик проводит- ся с выдачей сигналов на ПЭВМ. В разработанном приборе применен функционально-модульный принцип построения схемы прибора, позволяющий добиться высоких показателей унификации, надежности и ремонтопригодности. Использование микро- контроллера и современной элементной базы позволило разработать прин- ципиальную схему прибора, не имеющего аналога в мире по следующим па- раметрам [2]: – компактность (аналогичные приборы значительно уступают ему по га- баритным размерам и массе); – искро- и пожароопасность, позволяющая использовать его в условиях угледобывающих шахт; – возможность подключения к нему внешних чувствительных элементов (например, анализатора метана АТЗ-1), значительно расширяющих его функциональные возможности. Таким образом, прибор РГА-09МШ превосходит аналогичные устройства современного мирового уровня по компактности и функциональности, а по метрологическим параметрам не уступает лучшим отечественным аналогам. Он является полностью экологически безопасным, поскольку не использует никаких радиоактивных веществ, ничего не излучает ни в акустическом, ни в электромагнитном, ни в радиационном диапазонах волн, а использует лишь полупроводниковые датчики, чувствительные к окружающему излу- чению. Прибор характеризуется высокой надежностью и работоспособно- стью в тяжелых шахтных условиях [2, 5]. Для опытного образца аппаратуры разработана конструкторская доку- ментация. Она согласована в МакНИИ и является неотъемлемой составля- ющей вывода экспертизы МакНИИ № 232.09.00.378.07 от 18.12.2007 г. о со- ответствии радиометра требованиям нормативно-правовых актов по охране труда и промышленной безопасности и возможности его допуска к прием- ным испытаниям в шахтах, опасных по газу и/или пыли. С помощью разработанной аппаратуры выполнены натурные исследова- ния по измерению радона на шахтах Кривбасса [6] и на шахте им. А.Ф. За- сядько, которые свидетельствуют, что наиболее опасными по содержанию радона являются выходные вентиляционные потоки, причем на шахтах Кривбасса они значительно выше (табл. 5). Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 185 Таблица 5 Объемная активность радона на шахтах Кривбасса и Донбасса Шахты Объемная активность радона, Бк/ м3 подготовительные забои очистительные забои исходные вентиля- ционные потоки «Первомайская» 30–104 117–1500 965–3030 им. Ленина 46–431 125 426 «Гвардейская» 128–330 178 320–4930 «Юбилейная» 296–1040 514–645 – «Октябрьская» 49–60 35 67–297 «Родина» 141–349 428 148–1790 им. Кирова 310–938 367–755 377–865 «Гигант-2» 139–325 576–1230 340–3060 им. А.Ф. Засядько 5–50 10–70 50–110 В соответствии с «Руководством по оценке и контролю радиационной об- становки на угольных шахтах. КД 12.5.005-94» и «Нормами радиационной без- опасности НРБ-76/87» шахтеры Украины отнесены к ограниченной части насе- ления (категория Б), для которой установлен предел дозы за календарный год, равный 0,5 бэр (биологический эквивалент рентгена) для всего тела. Норматив- ное годовое время облучения для шахтеров принято равным 1700 ч в год, а го- довой объем вдыхаемого рудничного воздуха – 2500 м3/год. Указанный выше предел дозы не будет превышен, если среднегодовой уровень только по одному опасному фактору на рабочем месте не превзойдет следующего значения: 110 Бк/м3 для α-частиц или 50 мкР/ч для β-частиц и γ-излучения. Поскольку запасы уранового сырья ограничены, руды дорогие (40–80 USD/кг), а вред от радиоактивных отходов с учетом времени их полураспада соизме- рим с полезностью (а в будущем может и многократно превзойти полез- ность), то отработку урановых месторождений в идеале необходимо произ- водить с полной твердеющей нерастворимой закладкой выработанных про- странств и с 100%-ным использованием для этого «пустых пород» и радио- активных отходов, в том числе и радиоактивной металлической крепи. 1. Ляшенко В.И. Безопасность горных работ – надежное геомеханическое и при- борное обеспечение / В.И. Ляшенко, С.И. Скипочка, А.А. Яланский, Т.А. Пала- марчук // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – №9. – С. 68–76. 2. Радиометр эквивалентной равновесной объемной активности радона РГА- 09МШ. Руководство по эксплуатации: АЖАХ.412123.08РЭ. – Желтые Воды: Тетра, 2007. – 23 с. 3. Источники и действия ионизирующей радиации. – Доклад НКДАР ООН по действию атомной радиации за 1977 г. на Генеральной Ассамблее. – Том 1. – Нью Йорк. – 1978. – 430 с. 4. United Nations. Ionizing radiation: levels and effects. United Nations Scientific Committee on the effects of Atomic Radiation. – Report to the General Assembly. – New York, 1972. – 392 p. Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16 186 5. Голинько В.И. Контроль взрывоопасности горных выработок шахт / В.И. Го- линько, А.К. Котляров, В.В. Белоножко. – Днепропетровск: Наука и образова- ние, 2004. – 208 с. 6. Гагауз П.Г. Радіаційна обстановка на шахтах Кривбасу / П.Г. Гагауз, В.М. Ку- роченко, Ю.М. Чарока, О.І. Молчанов, О.М. Беднарук // Охорона праці на підп- риємствах гірничо-металургійного комплексу. – Кривий Ріг: НДІБПГ, 1998. – №8. – С. 3–9. А.О. Яланський, С.І. Скіпочка, Т.А. Паламарчук ПРО ДЕЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ГЕОФІЗИЧНОГО МОНІТОРИНГУ СТАНУ ПІДЗЕМНИХ СПОРУД З МЕТОЮ ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ ВИДОБУТКУ, ПЕРЕРОБКИ І ЗБЕРІГАННЯ ВІДХОДІВ УРАНОВИХ РУД Розглянуто деякі аспекти сучасної концепції наукових основ безпечного ведення гірничих робіт, зокрема, для замкнутого циклу видобутку, переробки та зберігання відходів уранових руд, у тому числі й особливості геомеханічного моніторингу підземних геотехнічних систем з урахуванням підвищення екологічної безпеки й економічної ефективності. Встановлено, що найвагомішим з усіх джерел ви- промінювання є важкий газ радон, який, за даними ООН, відповідає приблизно за 75% річної індивідуальної еквівалентної дози, що одержує кожна людина. Пред- ставлено нові апаратурні розробки, засновані на обліку мікрофізичних явищ, які супроводжують протікання геомеханічних процесів, що виникають при розробці родовищ корисних копалин. Ключові слова: безпека гірничих робіт, уранові руди, геофізичний моніторинг, апаратура A.A. Yalancky, S.I. Skipochka, Т.А. Palamarchuk ABOUT SOME FEATURES OF GEOPHYSICAL MONITORING OF THE STATE OF UNDERGROUND BUILDING WITH TARGET OF SAFETY INCREASE BOOTY, PROCESSING AND STORAGES OF URANIUM ORESES WASTES Some aspects of modern conception of scientific bases of safe conduct of mining works are considered, in particular, for the reserved cycle of booty, processing and storage of wastes of uranium ores, including features of the geomechanical monitoring of the under- ground geotechnical systems taking into account the increase of ecological safety and economic efficiency. It is set, that most ponderable from all radiation there is heavy gas the radon, which from data of UNO answers after 75% annual individual equivalent dose, which is got by everybody. New apparatus developments, based on the account of the microphysical phenomena, accompanying the flowline of geomechanical processes aris- ing up at development of useful of minerals deposit. Keywords: safety of mining works, uranium ores, geophysical monitoring, apparatus

Institution

Ähnliche Einträge