[发明专利]测量铀矿回风井氡排放量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铀矿冶工业技术领域，特别是一种测量铀矿回风井氡排放量的方法。

背景技术

在铀矿开采、勘测及矿石加工的过程中，铀矿石中析出的氡及其子体对铀矿工作人员的健康造成危害且污染铀矿周边环境。目前，在铀矿开采过程中，均采用机械通风将矿井内析出的氡经由回风井排放到大气中，为保障铀矿工作人员的健康并确保对铀矿附近环境空气附加氡浓度的有效控制，回风井氡排放量的监测成为了各铀矿开采期间必要的工作。目前对于铀矿回风井氡排放量的测量，都是采用常规测量方法，常规测量方法是采用抓取样方法测量回风井出口的氡浓度，再将该氡浓度乘以回风井出口截面积、风速及排放时间计算出氡的排放量。由于铀矿回风井氡的排放速率随四季而变化，且还与铀矿井下工况相关，为及时掌控铀矿回风井氡的排放量，就需连续或频繁地对回风井出口进行氡浓度监测。然而目前普遍应用的常规测量方法未能同时解决可靠性和便捷性等方面的问题，还不能满足铀矿辐射防护与评价的要求。因此开发出一种新的铀矿回风井氡排放量的测量方法是十分必要的，对于准确评估回风井流出氡的环境影响、保障铀矿矿工和公众健康、保护生态环境具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种测量铀矿回风井氡排放量的方法。

本发明的技术方案是：一种测量铀矿回风井氡排放量的方法，它是采用多点插值积分转换方法进行测量，首先采用多点法对铀矿回风井井口特定样点进行风速和氡浓度测量，然后利用插值积分法计算出回风井井口径向特定区间的平均出口风速和平均氡浓度，再将各区间平均风速、氡浓度平均值及特定区间面积三者的乘积进行加权计算出回风井的氡释放率；

由于回风井口内流场和氡浓度分布极不均匀，然而对于某特定回风井，其排放率与某截面井中心风速、井中心氡浓度及该截面面积之间存在恒定的数值关系,利用该规律和上述测量数据能够计算得到该回风井的转换系数，因此在铀矿回风井氡释放率的后续测量中，只需测得回风井某截面井中心处氡浓度及风速并乘以转换系数和回风井出口截面积即能够计算出回风井的氡释放率，最后再乘以回风井氡的排放时间即能够计算出铀矿回风井氡的排放量。

其具体测量方法如下：

A、转换系数K的测量：首先采用多点法测得回风井井口内某截面i个取样点处的风速Vi及氡浓度Ci，其中i个取样点与井口截面中心点对称分布；

根据测得的i个取样点处风速值，利用插值法推导出风速V与回风井径向距离x的表达公式：

式中V是回风井径向距离为x处的风速，单位为m/s；x是取样点i到i+1之间任意一点到回风井前端井壁之间的径向距离，单位为m；x_i是第i个取样点在回风井径向方向上与前端井壁的距离，单位为m；V_i是第i个取样点对应的风速值，单位为m/s；

对各点风速在回风井径向上不同区间进行积分求平均风速值Vi_,积：

式中V_i,积是第i个取样点积分区间内的平均风速值，单位m/s：

同理，根据测得的i个样点处的氡浓度值C_i，利用插值法推导出氡浓度C与回风井径向距离x的表达公式：

式中C是回风井径向距离为x处的氡浓度，单位为Bq/m³；C_i是第i个样点所对应的氡浓度值，单位为Bq/m³；

对各点氡浓度在回风井径向上不同区间进行积分求平均氡浓度值C_i，积：

式中C_i,积是第i个取样点积分区间内的平均氡浓度，单位为Bq/m³；

根据风速与氡浓度积分区域面积公式计算出不同积分区域的面积S_i：

式中S_i是第i个取样点处积分区域的面积，单位为m²；r_i、r_i+1是同一截面上不同区间边界到回风井中心的距离，单位为m；

利用(2)、(4)式计算出的平均风速及平均氡浓度，根据公式：

计算出铀矿回风井氡释放率，式中P是铀矿回风井氡的释放率，单位为Bq/s；

研究表明，铀矿回风井圆心处氡浓度、风速及井口截面积三者的乘积与回风井氡释放率之间存在着恒定的数值关系：