[实用新型]一种氡析出模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种氡析出模拟装置及氡析出率测量方法，包括氡析出罐、测氡仪以及低频振动模块，氡析出罐内封装有类铀矿岩试样，类铀矿岩试样内形成集氡空间，测氡仪的进气口与集氡空间出气端连通，测氡仪的出气口与集氡空间进气端连通；还包括对集氡空间内风压大小进行调节的风压调节模块，风压调节模块包括鼓风机、送风管和出风管，鼓风机通过送风管与集氡空间进气端连通，出风管与集氡空间出气端连通，集氡空间内设有压力传感器。本实用新型中通过风压调节模块调节集氡空间内风压大小并通过压力传感器检测风压大小，通过低频振动模块对氡析出模块施加低频振动载荷，模拟铀矿巷道围岩机械振动，实现铀矿巷道压入式通风条件下的真实模拟。

技术领域

本实用新型涉及氡析出环境模拟与氡析出测试装置，尤其涉及一种氡析出模拟装置。

背景技术

氡及子体是危害人类健康的主要天然放射源，而氡由于外部条件影响导致含铀矿石的异常析出是深部铀矿开采的主要安全隐患因素；含铀的矿石产生的氡气可通过迁移进入矿床开采巷道中，如果开采巷道的通风措施采用不当则会造成井下工作人员的上呼吸道和肺损害，甚至引发肺癌。因此，氡的辐射防护得到了各国政府的高度重视。

国内外很多科研机构与学者开展了环境氡的调查和析出机理的系统研究，研究表明，岩石破裂之前矿物晶格间会存在大量微裂隙，进而检测到氡析出量显著上升的现象，通常认为氡异常与受到机械振动作用条件下产生的微裂隙有关，在铀矿井下采掘作业中，峒室大爆破产生的主振频率一般为7～20Hz，采割机、掘进机等作业机器载荷的频率为11～30Hz，以上作业载荷频率均属于低频振动的范围；此外岩石在受力破裂前，地震和火山活动产生的地壳振动对岩石会产生许多的微振动，而这类震动频率通常都在超声振动的范围；在地壳运动中矿岩的温度随着开采深度的增加而提高，通常平均地温变化率为5℃/100m，深部铀矿井地温升高导致围岩温度一般超过了 30℃，而广东、江西某铀矿井井下围岩温度达到30～36℃以上。

目前我国铀矿山通风方式主要为抽出式与压入式，抽出式通风使矿井空气处于负压状态，外界置换风量在负压作用下进入矿井巷道，污染风量由主扇风机排出矿井外，氡渗流方向指向井巷道；压入式通风使铀矿井空气流通处于正压状态，主扇风机将外界置换风量压入，污染风量在正压作用下排出铀矿井，氡的渗流方向指向矿岩壁。

随着新时期铀矿井开采深度的不断增加，研究模拟耦合因素条件下真实铀矿巷道氡析出机理情况变得愈加迫切，机械振动或地质构造变化可能造成铀矿围岩的破裂进而导致氡析出量的异常上升，其中铀矿岩的氡异常析出与其在受到超声与机械作用条件下导致岩石破裂产生的微裂隙特征有关，专利2017110910596公开了一种基于低频振动的氡析出模拟装置和氡析出率测量方法，该专利可以模拟低频振动下的类铀矿岩氡析出并获取实验数据，为研究低频扰动荷载作用下铀矿岩连续氡析出率变化的规律提供数据基础。该专利中试样的设置以及回路的布置等均不能真实的模拟铀矿巷道氡析，而且该专利仅仅研究了低频振动对氡析出的模拟，由于单因素分析存在变量控制困难，模拟效果差等局限性，没有定量的研究超声振动、低频振动、温度梯度、压力梯度等综合影响因素对铀矿岩氡析出规律的影响，因此基于压入式通风能明显抑制和减少矿岩中氡析出的特点，开展不同压力梯度、温度、超声振动、低频振动频率作用下铀矿岩氡析出机理的耦合实验研究室十分有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够真实的模拟铀矿巷道氡析出的氡析出模拟装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种氡析出模拟装置，包括氡析出罐、测氡仪以及低频振动模块，所述低频振动模块用于对氡析出罐施加低频振动载荷，

所述氡析出罐内封装有类铀矿岩试样，所述类铀矿岩试样内形成有集氡空间，集氡空间包括进气端和出气端，测氡仪的进气口与所述出气端连通，测氡仪的出气口与所述进气端连通，形成气流回路；