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绪论1

第1章 氡及射气介质的基本性质4

1.1天然衰变系和氡的产生4

1.1.1三个天然衰变系4

1.1.2放射平衡与铀镭平衡系数5

1.2氡及其子体7

1.2.1氡及其子体的产生7

1.2.2氡及其子体的性质8

1.2.2.1氡的性质8

1.2.2.2氡子体的性质9

1.2.3自然条件下氡的产生和存在10

1.2.4生产条件下氡的存在和防护标准12

1.2.4.1工作场所氡的防护标准12

1.2.4.2地下矿山氡防护现状13

1.3射气系数和扩散系数13

1.3.1射气系数13

1.3.2扩散系数16

第2章 均匀多孔射气介质表面的氡析出18

2.1氡在射气介质中的运移18

2.1.1氡的运移通道18

2.1.2促成氡运移的动力19

2.1.2.1氡的主动运移——扩散19

2.1.2.2氡的被动运移——渗流20

2.1.3氡的运移方程和边界条件20

2.2半无限大射气介质表面的氡析出23

2.2.1半无限大射气体中氡浓度的分布23

2.2.1.1氡浓度分布方程23

2.2.1.2外部氡浓度对内部氡浓度分布的影响24

2.2.1.3渗流对内部氡浓度分布的影响24

2.2.2半无限大介质表面的氡析出26

2.2.2.1氡析出率26

2.2.2.2外部氡浓度C0对氡析出率的影响26

2.2.2.3空气渗流对氡析出率的影响28

2.2.2.4扩散系数变化的影响29

2.2.2.5关于氡析出率影响因素的小结29

2.2.3渗流影响氡析出率的具体实验30

2.3其他一维条件下的氡析出31

2.3.1圆柱状通风空间的氡析出31

2.3.2板状射气介质的氡析出33

2.3.3局部类型体的氡析出35

2.3.3.1不含水时的氡析出35

2.3.3.2地下堆浸过程中铀矿石的氡析出37

2.3.4扩散系数的计算方法和讨论39

2.4板状射气体与半无限大射气体的结合43

2.4.1覆盖射气体的材料不含镭-22643

2.4.1.1一般方程43

2.4.1.2无渗流条件下覆盖的防氡效率44

2.4.1.3向内渗流（V〉0）对覆盖层防氡效率的影响46

2.4.1.4向外渗流（V〈0）对覆盖层防氡效率的影响48

2.4.2被覆盖介质不含镭-22650

2.4.3无孔隙覆盖层对氡析出的影响52

第3章 空气渗流及其对氡析出的影响54

3.1稳定渗流和非稳定渗流54

3.1.1稳定渗流54

3.1.2非稳定渗流57

3.1.2.1地下矿山自然通风压力在岩层中造成的渗流57

3.1.2.2半无限大介质外部气压突变造成的非稳定渗流60

3.2通风压力对地下矿山氡析出的影响64

3.2.1稳定渗流的建立64

3.2.1.1地下矿山渗流模型64

3.2.1.2上覆岩层中稳定流场的建立66

3.2.2风压状态对氡析出的影响66

3.2.2.1机械通风的压力状态66

3.2.2.2机械通风的压力分布67

3.2.2.3机械通风风路上的风压分配69

3.2.2.4渗流几何修正系数70

3.2.2.5机械风压对氡析出率的影响70

3.2.3风压分布对氡析出的影响71

3.2.4岩体表面渗流速率的估算方法73

3.2.4.1由等效扩散系数估算其渗流速率73

3.2.4.2由氡析出量的变化估算其渗流速率73

3.2.4.3按上覆岩层模型估算渗流速率74

3.2.5自然风压对氡析出影响的估计75

3.2.5.1估计方法75

3.2.5.2增温温度对渗流影响系数的影响76

3.2.5.3渗透性对渗流影响系数的影响77

3.2.6自然风压与机械风压的联合作用78

3.3爆破对氡析出的影响81

3.3.1爆破瞬间的氡释放量81

3.3.2爆破后的氡析出量84

3.3.2.1爆破后新鲜表面的氡析出率84

3.3.2.2爆破后矿石的氡析出量85

第4章 破碎介质的氡析出86

4.1破碎介质内氡的运移86

4.1.1破碎介质计算模型86

4.1.2有限厚破碎介质的氡析出87

4.2有限厚破碎介质中的氡运移实例89

4.2.1留矿法矿房氡析出的控制89

4.2.2采空区中的氡91

4.3地面堆积破碎介质的氡析出92

4.3.1废渣堆氡析出的分析92

4.3.1.1热因素影响废渣堆内渗流的过程分析93

4.3.1.2风力因素影响废渣堆氡析出的过程分析95

4.3.2废渣堆表面扩散氡析出率的估计方法95

4.3.3铀矿废石堆析出的实际测量97

4.4水对破碎介质内氡运移的影响100

4.4.1降雨对废石堆氡析出的影响100

4.4.1.1降雨影响废石堆氡析出率机理分析100

4.4.1.2降雨影响尾矿堆氡析出率机理分析101

4.4.2水冶尾矿氡析出率的实验结果101

4.4.3铀矿山废石堆与铀水冶尾矿堆氡析出率的比较102

4.5地面破碎介质的覆盖103

4.5.1按氡在黄土中的扩散系数计算覆盖厚度104

4.5.2按黄土的渗透率计算覆盖厚度104

4.5.3尾矿堆的覆盖107

第5章 射气介质外部空间氡浓度的变化109

5.1硐室型通风空间氡浓度变化的一般方程109

5.1.1氡的来源及其特点109

5.1.2硐室型通风空间氡浓度111

5.1.2.1变化方程111

5.1.2.2等效衰变系数111

5.1.2.3稳定状态下的氡浓度112

5.1.2.4非稳定状态下的氡浓度113

5.2必要通风时间的计算113

5.2.1必要通风时间和必要换气次数113

5.2.2重新开启密闭空间的必要通风时间116

5.2.2.1密闭空间氡浓度的积累116

5.2.2.2必要通风时间116

5.2.3爆破后达到氡浓度限值水平的必要通风时间119

5.2.3.1无渗流情况下的通风时间119

5.2.3.2有渗流情况下的必要通风时间122

5.2.3.3用无渗流通风率处理有渗流的爆破后的通风125

5.3巷道型通风空间氡浓度的变化126

5.3.1氡浓度变化的一般规律126

5.3.2巷道型通风空间的排氡量127

5.3.2.1氡析出量和排氡量127

5.3.2.2巷道的排氡量128

5.3.3计算点的通风压力128

5.4自然通风条件下氡浓度的变化128

5.4.1自然通风风量的不稳定性128

5.4.2自然通风条件下硐室型通风空间氡浓度的变化129

5.4.2.1氡浓度变化的一般方程129

5.4.2.2氡浓度变化的等间隔取样估计法129

5.4.2.3计入渗流影响的氡浓度变化133

5.4.2.4主扇风机停车后井下氡浓度的增长135

5.4.3重新启动主扇风机的必要通风时间136

5.5机械通风下的井下氡浓度137

5.5.1机械通风对通风空间氡浓度的影响137

5.5.1.1表达氡浓度变化的一般关系式137

5.5.1.2正压状态氡浓度的变化137

5.5.1.3负压状态氡浓度的变化138

5.5.1.4负压状态下的极限风量和最低氡浓度139

5.5.2自然风压对机械通风效果的干扰142

5.5.2.1单纯机械通风方式下的干扰142

5.5.2.2压抽联合式通风与自然通风的联合作用143

5.5.3恒常氡析出对氡浓度变化的影响144

5.5.3.1恒常氡析出场所氡浓度变化144

5.5.3.2复合氡析出场所氡浓度的变化145

5.5.3.3复合氡析出下的极限风量和最低氡浓度146

第6章 氡析出率的测量方法148

6.1氡析出率148

6.1.1氡析出率的物理意义148

6.1.2当量氡析出率150

6.2氡析出率测量方法综述151

6.2.1氡析出率测量的基本公式151

6.2.1.1硐室型通风空间氡浓度与氡析出率的关系151

6.2.1.2巷道型通风空间排风氡浓度与氡析出率的关系152

6.2.2测量方法的分类152

6.2.3基本参数的选取153

6.3全巷动态法测氡析出率153

6.3.1测量点的布置和基本测量153

6.3.2测量过程和数据处理155

6.4局部静态法测氡析出率156

6.4.1氡收集器156

6.4.2等效衰变系数的确定157

6.4.2.1不取空气样时估计方法的推导157

6.4.2.2取空气样时估计方法的推导158

6.4.3测量过程和数据处理159

6.4.4测量实例160

6.4.5板状射气体表面氡析出率的测量161

6.5结合定向γ测量确定面平均氡析出率164

6.5.1射气体表面氡析出率与γ辐射强度线性相关164

6.5.2射气体表面氡析出率与γ辐射强度线性相关实例165

6.5.2.1依山堆放型废石堆氡析出率与定向γ测量结果的线性正相关165

6.5.2.2废石场氡析出率随时间的变化与定向γ测量结果不相关166

6.5.2.3尾矿场氡析出率与定向γ测量结果的线性相关166

6.5.3确定面平均氡析出率必需的最小测量点数167

第7章 氡子体169

7.1氡子体浓度的增长169

7.1.1氡子体的a潜能和平衡氡浓度169

7.1.2氡子体活度变化的一般方程170

7.1.3氡子体a潜能的增长172

7.2通风空间氡子体活度的增长174

7.2.1硐室型通风空间氡子体活度的增长174

7.2.1.1氡子体活度的变化175

7.2.1.2氡子体活度平衡因子的变化175

7.2.2巷道型通风空间氡子体活度的增长176

7.2.2.1氡子体活度的变化176

7.2.2.2氡子体活度平衡因子的变化177

7.3氡子体a潜能的增长178

7.3.1硐室型通风空间氡子体a潜能的增长178

7.3.1.1氡子体a潜能的变化178

7.3.1.2氡子体a潜能平衡因子的变化179

7.3.2巷道型通风空间氡子体a潜能的增长180

7.3.2.1氡子体a潜能的变化180

7.3.2.2氡子体a潜能平衡因子的变化180

7.4影响通风空间氡子体a潜能水平的其他因素181

7.4.1入风氡子体a潜能影响的估计方法181

7.4.2两种通风空间氡子体a潜能平衡比的比较182

7.4.3氡子体的沉降损失183

7.4.3.1概况183

7.4.3.2关于氡子体沉降的思考184

7.4.4空气中氡子体的清除186

7.4.4.1空气净化器186

7.4.4.2空气中氡子体的清除187

7.4.4.3循环净化189

7.4.4.4风流净化191

7.4.4.5空气净化器的选择192

第8章 地下矿山氡防护193

8.1排氡通风风量计算方法193

8.1.1矿井氡析出量的计算193

8.1.1.1氡析出量的一般计算方法193

8.1.1.2地下矿山的氡析出量和排氡量194

8.1.1.3氡析出密度和通风率195

8.1.2按氡浓度管理限值计算矿井通风量195

8.1.2.1按氡浓度变化推导的风量计算方法195

8.1.2.2技术规范确定的计算方法196

8.1.3按氡子体a潜能管理限值计算矿井通风量196

8.1.3.1硐室型通风空间风量计算公式196

8.1.3.2巷道型通风空间风量计算公式198

8.1.3.3技术规范确定的计算方法199

8.1.4矿井风量分项计算法199

8.1.5风量计算公式的分析200

8.1.5.1排氡风量计算公式的统一模式和参数200

8.1.5.2排氡和控制氡子体的风量差异201

8.1.5.3通风空间模型不同造成的风量计算差异202

8.2井下氡及子体浓度分布估计202

8.2.1风量分配计算202

8.2.1.1风量分配和个人剂量202

8.2.1.2矿井风量分配的计算方法204

8.2.2氡浓度分布估计206

8.2.3氡子体a潜能分布的估计206

8.2.3.1氡子体a潜能变化基本公式206

8.2.3.2串联通风氡子体a潜能的计算方法206

8.2.3.3风流混合氡子体a潜能的计算方法208

8.2.3.4风流分支氡子体a潜能的计算方法209

8.3通风方式的选择210

8.3.1扇风机的三种工作方式210

8.3.2合理通风方式的基本判别条件210

8.3.2.1极限风量应不小于必要通风量210

8.3.2.2最低氡浓度应不大于管理限值211

8.3.2.3防护费用最少211

8.3.3通风方式的经济与安全评价212

8.3.3.1通风方式的安全评价指标212

8.3.3.2经济评价217

8.3.4关于通风方式影响氡析出的两个实验218

8.3.4.1铀矿山通风方式影响氡析出的实验218

8.3.4.2非铀矿山通风方式影响氡析出的实验219

8.3.4.3两项实验的比较221

8.3.4.4改变压力分布对氡析出的影响222

8.3.4.5抽出式通风铀矿防护状况的演变223

8.4排氡通风的局部措施224

8.4.1采空区管理224

8.4.1.1采空区的三种状况224

8.4.1.2密闭隔墙224

8.4.1.3防氡密闭的质量要求225

8.4.2调整通风压力分布226

8.4.2.1控制通风空间的容积226

8.4.2.2降低邻近空间的通风压力227

8.4.2.3提高通风空间的通风压力227

8.4.2.4高浓度氡的局部抽排227

8.4.3减少漏风的措施——动压通风227

8.4.3.1导风板引风防漏227

8.4.3.2无风墙辅扇通风229

8.4.3.3风门230

8.4.4防氡覆盖层231

8.4.4.1混凝土防氡覆盖层231

8.4.4.2水泥砂浆和有机覆盖层231

8.4.4.3爆落矿石洒水防尘降氡231

8.5地下矿山氡防护的管理232

8.5.1氡防护的优化管理232

8.5.1.1氡防护的限值232

8.5.1.2氡防护的最优化232

8.5.2氡浓度和氡子体a潜能的监测232

8.5.2.1监测的目的232

8.5.2.2监测结果的分析233

8.5.3主扇风机运行制度233

8.5.3.1主扇风机停止运行后危险的估计233

8.5.3.2重开主扇的必要预通风时间233

8.5.3.3保持通风压力分布的稳定233

8.5.4个体防护234

8.5.4.1呼吸防护用具234

8.5.4.2体表的清洗236

第9章 居住环境氡防护237

9.1居住环境的氡问题237

9.1.1氡问题的发展和深入237

9.1.2居住环境氡的防护标准238

9.1.2.1居住环境的氡照射不是职业照射238

9.1.2.2室内氡浓度的控制标准238

9.1.2.3氡子体是居住环境的主要控制对象239

9.2居住环境的氡的来源239

9.2.1地面是大气中氡的主要来源239

9.2.2建筑材料是居室中氡的主要来源242

9.2.2.1根据建筑材料的用量估计室内的氡析出量242

9.2.2.2根据墙面和地板表面的氡析出率估计氡析出量244

9.2.2.3北京地区建筑物表面的氡析出率244

9.2.3地下工程氡的来源245

9.2.4其他来源246

9.3居住环境氡浓度水平的估计246

9.3.1大气氡浓度随高度的分布246

9.3.2居住环境中的氡浓度250

9.3.3通风对室内氡浓度影响的分析252

9.3.3.1影响室内氡浓度的诸因素252

9.3.3.2氡浓度的昼夜变化——开窗的影响252

9.3.3.3氡浓度的日平均值与日平均通风换气时间的关系258

9.3.4通风对居室中氡子体浓度的影响260

9.3.4.1氡子体的活度浓度260

9.3.4.2氡子体浓度的日平均值263

9.3.4.3氡子体a潜能浓度和平衡因子264

9.3.5通风与空气净化对氡子体浓度的综合影响269

9.3.5.1室内空气净化269

9.3.5.2空气净化对平衡因子的影响270

9.4生活环境的防氡措施271

9.4.1通风排出271

9.4.1.1在用地下工程必须有机械通风271

9.4.1.2置换式通风273

9.4.2降低氡析出密度273

9.4.2.1选用低放射性含量的建筑材料273

9.4.2.2使用防氡内墙涂料275

9.4.2.3底层居室的地板高出地面278

9.4.3降低平衡因子278

9.4.3.1降低空气中颗粒物浓度278

9.4.3.2空气净化279

9.4.4远离氡源，健康生活279

参考文献280