Актуальность радиационного контроля на угольных шахтах и разрезах
Дата публикации: 23.09.2009
Радиационная опасность угольных шахт, связанная с естественными радионуклидами, содержащимися в углях и вмещающих породах, — одна из важных и малоизученных проблем угольной отрасли, которая порой недооценивается в современном мире, но требует предельного внимания [1]. Основной вклад в дозу облучения подземного персонала вносят дочерние продукты радона и торона, а также долгоживущие радионуклиды ряда урана и тория, присутствующие в шахтной атмосфере в виде аэрозолей. Один из компонентов радиационного фона на угольных шахтах и разрезах — γ-излучение углей и вмещающих пород, обусловленное содержащимися в них радионуклидами естественных семейств урана и тория, а также радиоактивного изотопа калия-40. Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью и создает внешнее облучение организма горняков. Мощность дозы γ-излучения прямо пропорциональна содержанию у-излучающих радионуклидов в стенках горной выработки.
Но поскольку содержание урана-238 и тория-232 в углях и вмещающих породах в подавляющем большинстве случаев не выходит за пределы колебаний естественного фона, γ-излучение вопреки широко распространенному мнению не является сколько-нибудь существенным фактором воздействия на персонал и радиоактивное загрязнение на угольных шахтах и разрезах. Радиационная обстановка в шахте зависит главным образом от интенсивности проветривания и скорости Выделения радона и торона в рудничную атмосферу. Радон и торон высвобождаются из горных пород повсеместно и накапливаются в непроветриваемых или слабопроветриваемых объемах (горные выработки, выработанное пространство, камеры, тупиковые выработки, ниши и т.п.). В таких местах эквивалентная равновесная объемная активность (ЭРОА) дочерних продуктов радона в воздухе нередко превышает допустимый уровень в десятки и даже сотни раз. Персонал угольных предприятий и население, проживающее в районе его расположения, подвергаются воздействию широкого комплекса радиационно-опасных факторов (РОФ) [2].
Вместе с тем существенный вклад в общую эффективную эквивалентную дозу облучения вносят всего несколько ведущих РОФ, которые и должны быть основными объектами радиационного контроля. К таким РОФ относятся:
- скрытая энергия дочерних продуктов радона и торона в воздухе горных выработок, производственных помещений, жилищ и в окружающей среде;
- мощность дозы внешнего γ-излучения на рабочих местах и в жилищах;
- содержание долгоживущих радионуклидов в производственной атмосфере, а также в почвах сельскохозяйственных угодий;
- количество радионуклидов в питьевой воде.
Особую роль в обеспечении радиационной безопасности играет контроль концентрации (объемной активности) радона в атмосфере [3], который необходим для определения источников его выделения, расчета потребности шахты в воздухе и рационального распределения последнего в сети горных выработок, оценки радиоактивного загрязнения жилых и производственных помещений, измерения индивидуальных экспозиций.
Контроль и учет облучения персонала и населения заключаются в определении индивидуальных экспозиций отдельных лиц, работающих или проживающих в условиях, при которых суммарная годовая эквивалентная доза на критические органы или эффективная эквивалентная доза облучения всего организма могут превышать допустимые значения. При характерных для шахт значительных колебаниях уровней контролируемых РОФ установить такие условия на практике довольно сложно.
К группе риска относится главным образом подземный персонал (за исключением постоянно работающих в зоне действия входящей воздушной струи), а также работники поверхностного комплекса шахт, находящиеся в зоне действия исходящей воздушной струи.
Оценка радиационной обстановки включает:
- систематизацию и анализ полученной дозиметрической информации;
- выявление лиц, дальнейшее облучение которых требует ограничения;
- прогноз радиационной обстановки на последующие периоды развития горных работ;
- анализ возможных путей снижения дозы облучения и разработку соответствующих мероприятий;
- анализ погрешностей и корректировку объема радиационного контроля.
Для оценки радиационной обстановки необходимы следующие данные:
- распределение персонала шахты (в том числе по подразделениям и профессиям) по диапазонам текущих экспозиций, внешнему и внутреннему облучению для каждого РОФ и с учетом их суммарного воздействия, а также по кумулятивным экспозициям за предыдущий стаж;
- список лиц, имеющих текущие экспозиции, выше допустимых пределов;
- распределение рабочих мест по диапазонам уровней РОФ с указанием максимальных и средних значений для каждого вида работ;
- результаты воздушных и радоновых съемок, позволяющие определить параметры, влияющие на формирование радиационной обстановки, и разработать комплекс корректирующих мероприятий (схема вентиляции рудника, дебиты радона и проветриваемые объемы ветвей, производительность вентиляционных установок, календарный план развития горных работ и т.д.);
- фактический и требуемый объемы контроля по каждому РОФ, средние значения коэффициентов вариации уровней РОФ, определение погрешности оценки индивидуальных экспозиций.
Вторая важная проблема угольных шахт — пожары. При возникновении эндогенных пожаров в выработанных пространствах угольных шахт выделяются не только газы, образующиеся в процессе интенсивного окисления угля (оксид и диоксид углерода, водород, ряд углеводородов), но и радон. В результате фильтрационно-диффузионных процессов при нагреве угля и пород радон под воздействием паров воды и рудничных газов диффундирует в действующие выработки и к поверхности земли по макротрещинам горного массива и аэродинамическим каналам выработанного пространства.
Согласно Методике определения фонов индикаторных газов в выемочных полях шахт России радон по информативности, при использовании его в качестве индикаторного газа, занимает третье место после оксида углерода и водорода.
Важнейшим путем решения задачи радиационного контроля в целях предотвращения возгораний на угольных шахтах является оценка потенциальной радоноопасности горных выработок. Основу оценки потенциальной пожароопасности горных выработок составляют:
- анализ фактических значений объемной активности (ОА) радона в шахтной атмосфере;
- изучение зависимостей между плотностью потока радона (ППР) с поверхности горных выработок, подземных вод и ОА радона в выработанном пространстве;
- установление закономерностей процесса выделения радона по всем его источникам.
Исследований, проведенных именно для шахт угольной отрасли, очень мало, но они крайне важны для контроля здоровья персонала шахт, а также для проведения исследований и анализа полученных данных в целях установления пределов уровня радона в воздухе шахты, свидетельствующих о возникновении пожара в угольном массиве.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что контроль за радоновыделением в шахтах — крайне важная часть обеспечения безопасности в горных выработках, а данная тематика заслуживает особого внимания и дальнейшего развития.
Список литературы
- РД 8-016—91. Методика оценки радиационной об
становки на угольных шахтах и разрезах.
- СП 2.6.1.799—99. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности
(ОСПОРБ-99).
- НРБ—96. Нормы радиационной безопасности.
© СМ. Романов, д-р экон. наук, доцент (Московский государственный горный университет)
© А. А. Шилов, канд. техн. наук, профессор (Московский государственный горный университет)
© О. Н. Гурьянова, нач. отдела (НПК «ТехСервис»)
Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 8.2009
Последние Статьи
Безответственный ответственный за пожарную безопасность!
Разработка методических подходов по гармонизации отечественных и зарубежных стандартов цифровой радиографии
Современные тенденции развития цифровых систем радиационного метода контроля сварных соединений и разработка стратегии их развития
Специалист по ОТ и промышленной безопасности – составляем резюме правильно
Гармонизация радиографического метода контроля с учетом современных тенденций развития цифровых систем
другие статьи
|
