|
|
Презентанция. Франсишку Т.. Студент гр. Сфп181 Франсишку Т
Радиационная безопасность при разработке минерального сырья на подземных неурановых рудниках Выполнил: студент гр. СФП-18-1 Франсишку Т. Проверил: Шведов И.М. Радиационная обстановка формируется за счет загрязнения рудничной атмосферы изотопами радона и продуктами их распада, долгоживущими природными радионуклидами уранового и ториевого рядов в витающей рудничной пыли. В некоторых случаях значительный вклад в облучение работников может давать гамма-излучение руд и вмещающих пород. Источниками поступления изотопов радона в атмосферу подземных сооружений являются породы, содержащие в том или ином количестве радионуклиды рядов 238U и 232Th, в некоторых случаях – шахтные воды, обогащенные 222Rn. , где A – активность радионуклида в веществе, [Бк]; V – объем вещества, [м3]. К факторам, влияющим на величину объемной активности изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов распада в воздухе подземных выработок, относятся: - скорость эксхаляции изотопов радона из пород и руд:
- удельная активность 222Rn в шахтных водах;
- интенсивность и способ проветривания выработок;
- способ их отработки и др.
, где , , где АVi – объемные активности дочерних продуктов изотопов радона. Величина ЭРОА реальной неравновесной смеси дочерних продуктов распада радона равна такому значению ОА радона в воздухе, при котором равновесная смесь его дочерних продуктов распада выделяет такую же энергию, как и эта неравновесная смесь. , где , Eiвнеш – значение эффективной дозы внешнего облучения работника в i-той контрольной точке, [мЗв]; , где Tpi – время работы данного работника на рассматриваемом рабочем месте (i-той контрольной точке) в течение года, [ч]; Ĥ(10)i – мощность амбиентной дозы гамма-излучения в i-той контрольной точке, [мкЗв/ч]; , EiRn – значение эффективной дозы внутреннего облучения за счет изотопов радона и аэрозолей дочерних продуктов распада в воздухе выработки для i-той контрольной точки. В предположении стандартного часового объема дыхания 1,2 м3/час, [мЗв]; d – дозовый коэффициент, d=0,78‧10-5, [мЗв/(ч‧Бк/м3)]; AЭРОАi – среднегодовое значение ЭРОА изотопов радона в i-той контрольной точке, [Бк/м3]; △ЭРОАi – абсолютная погрешность измерений ЭРОА изотопов радона, [Бк/м3]. воздействия источников ионизирующих излучений в стандартных условиях, [мЗв/год] В таблице 2 (слайд 7) показано, что на подземных горных предприятиях неурановой отрасли уровни облучения работников за счет природных источников излучения практически везде достигают значений, допустимых для персонала, а в ряде случаев и превышают их.
Потенциальная максимальная годовая доза
|
Класс условий труда
| | | | | | | |
Допустимый–2
|
Вредный–3
| | | |
Опасный–4
| | | |
3.1
|
3.2
|
3.3
|
3.4
| |
Эффективная
|
⩽5
|
>5-10
|
>10-20
|
>20-50
|
>50-100
|
>100
| Табл.2. Уровни облучения природными источниками горно-добывающей отрасли (неурановая промышленность) [1] ЭРОА : в числителе-диапозон значений, в знаменателе-среднее значение.
Добываемое сырье
|
Мощность дозы, мкР/ч
|
ЭРОА изотопов радона в воздухе, Бк/м3
| |
Эффективная доза, мЗв/год
| | | |
222Rn
|
220Rn
| |
Вольфрам, олово
| | | | |
Молибден, ниобий и редкие металлы
| | | | |
Медь, никель, цинк, свинец
| | | | |
Пирит, магнетит
| | | | |
Сидерит, флюорит, мусковит и др. минералы
| | | | |
Золото
| | | | |
Уголь, сланец
| | | | |
Огнеупорные глины
| | | | |
Добываемое сырье
|
Мощность дозы, мкР/ч
|
ЭРОА изотопов радона в воздухе, Бк/м3
| |
Эффективная доза, мЗв/год
| | | |
222Rn
|
220Rn
| |
Вольфрам, олово
| | | | |
Молибден, ниобий и редкие металлы
| | | | |
Медь, никель, цинк, свинец
| | | | |
Пирит, магнетит
| | | | |
Сидерит, флюорит, мусковит и др. минералы
| | | | |
Золото
| | | | |
Уголь, сланец
| | | | |
Огнеупорные глины
| | | | | На этапе проектирования подземных сооружений на основании инженерных изысканий необходимо составлять предварительный прогноз радиационной обстановки [3]. Результаты прогноза должны учитываться при: - проектировании горных выработок;
- выборе технологии строительства;
- расчете вентиляции выработок;
- определении материала и толщины обделки.
При проведении горных работ закрытым и открытым способами администрация организации обязана установить наличие природных радиационно опасных факторов на рабочих местах. Результатом исследований пород и руд (радиационной обстановки в существующих выработках) является прогнозируемое значение радоновыделения в единицу объема и дебит радона (DRn) как для всего рудника, так и для отдельных участков и важнейших горных выработок. Для этой цели проводится оценка поступления радона в рудничную атмосферу из стен горных выработок (в том числе и неиспользуемых пространств), рудничных вод и, в случае необходимости, из массивов измельченной горной массы, хранящихся в подземных условиях: D∑ где D∑ - суммарный дебит радона будущего предприятия, Dстен, Dвод, Dмас - дебиты радона с поверхностей горных выработок, рудничных вод и массивов измельченной горной массы соответственно, [Бк/с]. Dстен , Dстен , где Sвыр – общая площадь поверхности горных выработок, [м2]; ρ – средняя плотность горных пород, окружающих горные выработки, [г/м2]; λ – постоянная распада радона; d – среднее значение коэффициента диффузии радона в горных породах, окружающих выработки. Дебит радона из рудничных вод, обогащенных радоном, оценивается как сумма дебитов радона из всех источников воды: Dвод , где Ci – объемная активность радона в воде i-го источника, [Бк/м3]; Vi – дебит воды этого же источника, [м3/с]. Прогноз выделения торона в проветриваемый объем рудника также желателен, однако в настоящее время не существует надежных методов оценки эманирования торона на будущем предприятии. По этой причине ЭРОА торона и RTn оцениваются по содержанию тория в рудах и породах с учетом имеющейся информации об ЭРОА торона на аналогичных объектах. В случае превышения дозы облучения 5 мЗв/год должны приниматься меры по снижению доз облучения работников ниже этого уровня или рассматриваться вопрос о прекращении (приостановке) работ. В случаях, когда экономически обоснованные защитные мероприятия не позволяют обеспечить на отдельных рабочих местах облучение работников в дозе 5 мЗв/год, допускается отнесение соответствующих работников по условиям труда к персоналу группы А согласно [4]. - Совершенствование вентиляции рудника наиболее эффективно снижает уровни радиационно опасных факторов в рудничной атмосфере (необходимая эффективность достигается в комбинации со 2 методом).
Объемная активность изотопов радона и продуктов их распада в значительной мере определяется наличием, схемой организации и интенсивностью вентиляции. Повышение давления (при нагнетательной вентиляции) приводит к уменьшению скорости эксхаляци, а его понижение (при всасывающем способе проветривания) – к ее увеличению. Предпочтительным является нагнетательный способ проветривания, при котором в объеме рудника или отдельного участка ведения работ создается избыточное по отношению к массиву руд и пород давление, что уменьшает вынос радона в рудничную атмосферу. Схема распределения воздуха в шахтной сети должна обеспечивать достаточные объемы и скорость подачи чистого воздуха на рабочие места. А Б Рис. 1. Способы вентиляции шахты: А – нагнетательный; Б – всасывающий - Защита от внешнего гамма-излучения осуществляется путем изоляции и ликвидации источника излучения. В тех случаях, когда это невозможно, следует ограничить время пребывания персонала в опасных зонах или использовать дистанционно управляемую технику.
В настоящее время эта мера осуществляется путем изоляции герметичными (радононепроницаемыми) перемычками заброшенных выработок, возведения капитальной бетонной крепи или нанесения на стены различных изолирующих покрытий. Капитальная бетонная крепь является эффективным и долговечным средством снижения эманирования радона из стен горных выработок, однако это дорогостоящее сооружение и ее применение в чисто противорадиационных целях неэффективно с точки зрения анализа соотношения затраты-выгода. По этой причине противорадиационное применение массивных бетонных покрытий оправдано только в тех выработках, где эманирование радона со стен намного выше среднего по шахте и вносит ощутимый вклад в общешахтный дебит радона. Нанесение изолирующих покрытий (торкрет-бетона, полиуретана и др.) является эффективным и недорогим средством изоляции стен горных выработок, но учитывая сейсмическую нестабильность пород в зоне ведения горных работ, срок эффективного действия этих покрытий не превышает четырех месяцев, по истечении которых в них образуется обширная сеть микротрещин, через которые радон свободно поступает в горные выработки. - Для защиты от поступления в организм долгоживущих естественных радионуклидов, содержащихся в витающей рудничной пыли, используют средства индивидуальной защиты легких и ограничение времени пребывания.
Однако наиболее эффективным способом является орошение забоев и «мокрое бурение». - Очистку воздуха обычно применяют в местах, где невозможно организовать забор чистого воздуха во вторичную (местную) вентиляционную систему. В силу того, что накопление дочерних продуктов распада радона в очищенном воздухе происходит достаточно быстро, фильтры должны располагаться на выходе нагнетательных вторичных систем.
- Уменьшение дебита радона из рудничных вод, обогащенных радоном или радием, достигается уменьшением водопритоков. Когда снижение дебита обогащенной радоном воды не представляется возможным, ее отводят по трубам на поверхность, исключая при этом контакт воды с рудничной атмосферой.
Методы для нормализации радиационной обстановки: Все методы нормализации радиационной обстановки предполагают выполнение требований НРБ-99/2009 для среднегодовых значений ЭРОА радона в горных выработках и не допускают ее кратковременных превышений над установленным уровнем на отдельных участках вследствие изменений естественной тяги, обусловленных климатическими условиями и даже временем суток. Выводы - При разработке минерального сырья на подземных неурановых рудниках уровни облучения работников за счет природных источников излучения практически везде достигают, а в некоторых случаях и превышают допустимые значения.
- Ведущим радиационным фактором на неурановых шахтах являются дочерние продукты изотопов радона. Исключение составляют шахты по добыче золота, угля и сланца, где наибольший вклад в дозу облучения работников вносят долгоживущие природные радионуклиды, содержащиеся в витающей рудничной пыли.
- На этапе проектирования подземных сооружений на основании инженерных изысканий необходимо составлять предварительный прогноз радиационной обстановки.
- В случае превышения дозы облучения 5 мЗв/год должны приниматься меры по снижению доз облучения работников ниже этого уровня или рассматриваться вопрос о прекращении (приостановке) работ.
Выводы - Основные меры для нормализации радиационной обстановки: совершенствование вентиляции рудника, изоляция и ликвидация источника излучения, использование средств индивидуальной защиты легких и ограничение времени пребывания.
- На неурановых рудниках важно вести радиационный контроль в горных выработках и проводить мероприятия по ее нормализации при необходимости, обеспечивать гигиенически благоприятные условия труда работников предприятий горно-добывающей отрасли.
Список используемой литературы - Королева Н.А., Стамат И.П., Терентьев М.В., Терентьев Р.П. Уровни облучения природными источниками излучения работников подземных предприятий неурановой промышленности. Радиационная гигиена. Т.1, №4, 2008.
- Мироненкова Н.А. Радиационный контроль в горных выработках. Горный информационно-аналитический бюллетень, №7, 2015. с. 215-223.
- Правила безопасности при строительстве подземных сооружений (ПБ 03-428-02)/НТЦ «Промышленная безопасность». М., 2009.
- СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности. НРБ – 99/2009», 2009.
- СанПин 2.6.1.2800-10 «Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет источников ионизирующего излучения», 2010.
|
|
|
Скачать 2.94 Mb.