[发明专利]循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤确定及氡析出连续测量方法

说明书

本发明涉及循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤确定及氡析出连续测量方法。该方法首先利用爆破测振仪获取爆破过程中质点振速、频率参数；其次利用非金属超声波检测仪，获取循环爆破荷载作用前后类铀矿岩样的纵波波速，分析循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤特征；然后利用测氡仪连续测量循环爆破荷载作用导致的累积氡浓度的变化，并对数据进行处理，获取固有氡析出率，得出类铀矿岩累积损伤特征与氡析出率连续变化之间的相关关系，进一步研究循环爆破荷载作用下类铀矿岩氡析出机理。弥补了循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤特征及氡析出机理研究的空缺，同时又可为铀矿山井下氡辐射防护提供参考和依据。

技术领域

本发明属于岩石动力学与铀矿辐射安全防护领域，具体涉及循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤确定及氡析出连续测量方法。

背景技术

目前世界范围内，铀矿开采的主要方法有两类：溶浸采铀和常规采铀。其中溶浸采铀方法运用较多，又可细分为原地浸出采铀(地浸)、原地爆破浸出采铀和地表堆浸提铀三大技术。原地爆破浸出采铀技术中铀矿巷道爆破掘进过程中，首先在爆破近区，炸药爆炸作用对岩石造成直接冲击破坏，导致巷道围岩损伤；其次在爆破中远区，随着巷道的掘进，周期性爆破振动对围岩产生的累积损伤作用，导致爆破初期产生的微裂纹扩展(内部孔隙增大)，进而必然影响铀矿岩氡析出率，造成氡及子体浓度超标。

对铀矿岩而言，氡辐射防护格外重要。现阶段，矿井实施机械通风是降低铀矿开采中产生的氡及氡子体浓度的主要措施。但在设计铀矿山通风排氡系统时，首先要考虑的就是射气介质析出到矿井环境中的氡量，而射气介质中氡的析出量又受介质内氡运移的影响。大量研究表明，氡在射气介质中运移行为是一个与温度、压力、含水率、孔隙度、渗透性等内外因素相关的时效过程，且国内外学者已经对上述氡运移影响因素进行详细分析，而在循环爆破荷载作用下铀矿岩累积损伤特征及氡析出机理(内部孔隙变化、贯通)的研究尚属空白。

因此，有必要设计循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤确定及氡析出连续测量方法，获取实验数据，得出循环爆破荷载作用下铀矿岩累积损伤特征与连续氡析出率变化之间的关系，为铀矿井下开采氡辐射防治提供理论依据。

发明内容

本发明特提出一种简便可行的循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤确定及氡析出连续测量方法，通过1)制备类铀矿岩样：因铀矿原岩辐射较大且取样困难，不利于开展有关室内实验。为了解决上述问题，依据相似理论，设计正交实验，获取最优质量配合比，从而制备类铀矿岩样进行后续实验。2)TC-4850爆破测振仪：获取爆破过程中关键点的振速、频率等参数，为后续实验爆破参数优化研究提供依据；3)ZBL-U5系列非金属超声波检测仪：获取循环爆破荷载作用前后类铀矿岩样纵波波速，进而换算成累积损伤程度；4)RAD7测氡仪：获取循环爆破载荷作用下累积氡浓度数据，进一步处理得到氡析出率连续变化。综合形成该循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤确定及氡析出连续测量方法。

本发明的技术方案是：首先依据相似理论，制备类铀矿岩样；其次利用爆破测振仪，获取试样爆破过程中关键点的振速、频率等参数，确定最佳炸药量；再次利用非金属超声波检测仪，获取循环爆破荷载作用前后类铀矿岩样的纵波波速，通过公式换算分析循环爆破荷载作用下类铀矿岩样累积损伤特征；然后利用测氡仪连续测量因循环爆破荷载作用导致的累积氡浓度变化，并对数据进行处理，获取循环爆破荷载作用下类铀矿岩样氡析出率；最终将所得的数据进行综合分析，研究类铀矿岩累积损伤特征与氡析出率连续变化之间的相关关系，揭示循环爆破荷载作用下类铀矿岩累积损伤特征及氡析出机理，为铀矿山安全防护提供参考。

本发明的目的是这样实现的：该方法分为三个阶段，包括：1)制备类铀矿岩样；2)实施爆破工艺，测量振速、频率、波速等参数；3)爆破后氡析出连续测量试验；

一、类铀矿岩样的制备，包括如下步骤：