автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Прогноз и нормализация радиационной обстановки при освоении подземного пространства в условиях повышенной радоноопасности горных пород

На правах рукописи

Яковенко Алексей Александрович

ОБСТАНОВКИ ПРИ ОСВОЕНИИ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ РАДОНООПАСНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в горной

промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005554936

Санкт- Петербург - 2014

005554936

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Гендлер Семен Григорьевич

Официальные оппоненты:

Камнев Евгений Николаевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, ОАО «ВНИПИнром-технологии», ученый секретарь

Ефремов Сергей Владимирович, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», кафедра безопасности жизнедеятельности, заведующий кафедрой.

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Защита диссертации состоится 24 сентября 2014 в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.09 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1166.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 24 июля 2014 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

ФОМИН

диссертационного совета

Сергей Игоревич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные масштабы городского строительства, высокая стоимость земли, постоянно увеличивающиеся транспортные потоки и связанные с ними экологические проблемы, создают экономические и социальные предпосылки для освоения подземного пространства. Использование подземного пространства в мегаполисах не ограничивается созданием транспортных инфраструктур. Оно также служит для размещения объектов социально-бытового и специального назначения.

Нормальная эксплуатации размещаемых под землей подземных объектов связана с обеспечением в горных выработках безопасных условий для работы персонала, обслуживающего эти объекты, и временно находящихся там людей. По сравнению с аналогичными объектами на поверхности на параметры воздушной среды оказывают влияние вредные и ядовитые газы, выделяющиеся из горного массива. Одним из таких газов является радон.

Проблемы контроля и снижения доз облучения от природных источников ионизирующего излучения, в том числе радона, при добыче урановых руд и других полезных ископаемых, строительстве транспортных тоннелей в настоящее время отражены в работах отечественных и зарубежных авторов: Камне-ва E.H., И.В. Павлова, A.A. Смыслова, Стамата И.П., М.В. Терентьева, М.В. Глушинского, H.J1. Шалаева, Л.Д. Салтыкова, Ф.И. Зуевича, С.Г. Гендлера, Ю.А. Лебедева, Э.М. Крисюка, А.Д. Альтермана, A.B. Быховского,

H.A. Мироненковой и ряда других.

В этих работах закономерности формирования радиационной обстановки в горных выработках рассматриваются при известном происхождении и топологии источников выделения радона. Для достоверного прогноза радиационной обстановки в подземных объектах, размещаемых в зонах радоновых аномалий, где отсутствуют достоверные данные об источниках радо-

на, и последующего выбора мероприятий по снижению эффективных доз облучения персонала и людей, прежде всего, необходима информация о распределении объемных активностей радона в горном массиве. Получение такой информации сдерживается отсутствием научно-обоснованных подходов, позволяющих по данным измерений объемной активности радона в почвенном воздухе, горно-геологическим условиям и глубине залегания пород с повышенным содержанием радия-226, выполнить расчет полей объемной активности радона, сформировавшихся в породах до начала сооружения и эксплуатации подземного объекта.

Цель работы - Оценка радиационной обстановки и разработка превентивных мероприятий по ее нормализации при сооружении и эксплуатации подземных объектов в условиях повышенной радоноопасности.

Идея работы - Прогноз радиационной обстановки в горных выработках подземных сооружений и последующий выбор мероприятий по ее нормализации при повышенной радоноопасности горного массива осуществляется на основе измерений величин объемной активности радона в почвенном воздухе.

Задачи работы:

- изучение условий формирования радиационной обстановки в сооружениях подземного и заглубленного типа;

- разработка математической модели переноса радона в воздушную среду подземных сооружений, расположенных в геологических разломах;

- проведение численного эксперимента и построение полей объемной активности радона по глубине геологических разломов;

- исследование радиационной обстановки в действующих сооружениях подземного и заглубленного типа;

- анализ способов и средств нормализации радиационной обстановки в сооружениях подземного и заглубленного типа;

- разработка процедуры оценки радиационной обстановки в горных выработках;

- разработка рекомендаций по нормализации радиационной обстановки.

Научная новизна:

1. Установлены закономерности формирования полей радона в породном массиве по глубине геологического разреза, характеризующемся различными глубиной источника и проницаемостью.

2. Выявлены закономерности, определяющие динамическую связь объёмной активности радона и параметров микроклимата в подземных и заглубленных сооружениях.

Основные защищаемые положения:

1. Прогноз распределения объемной активности радона в породных массивах и вычисление его потока следует осуществлять с учетом значений объемной активности радона в почвенном воздухе, глубины залегания пород с повышенным содержанием радия-226, являющихся источниками образования радона, и проницаемости пород на основе уравнения Лейбензо-на с поправкой на распад радона.

2. Прогнозная оценка радиационной обстановки в местах постоянного и временного нахождения персонала, размещаемых под землей объектов, должна осуществляться с учетом рассчитанных полей концентрации радона в породах, окружающих горные выработки, определяющих поступление в них радона за счет фильтрационных процессов газовой и газожидкостной фаз.

3. Нормализацию радоновой обстановки при эксплуатации подземных объектов следует осуществлять за счет уменьшения проницаемости конструкции постоянной крепи, а также организации рационального режима проветривания, учитывающего значение потока радона и необходимое время пребывание в них людей, а при проходке горных выработок - с помощью комбинированных схем вентиляции, варианты применения ко-

торых следует выбирать с учётом места расположения источника радона по длине выработки и интенсивности его действия.

Методы исследований. Работа выполнена на основе комплексного метода исследований, включающего анализ и обобщения литературных данных о закономерностях формирования радиационной обстановки в условиях повышенной радо-ноопасности горных массивов, экспериментальные исследования в натуральных и лабораторных условиях, статистическую обработку экспериментальных данных, математическое моделирование с использованием современных программных продуктов.

Достоверность результатов исследований обеспечивается применением современных методов исследований и аппаратуры, поддерживаемых соответствующим метрологическим обеспечением с верификацией качества проведения измерений, значительным объемом фактических результатов измерений, удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и данных проведенных измерений, апробацией полученных результатов в периодической печати.

Практическая значимость работы. Разработана методика оценки радиационной обстановки при строительстве и эксплуатации сооружений подземного и заглубленного типа, расположенных в радоноопасных горных массивах, которая основывается на данных натурных измерений объемной активности радона в приповерхностном почвенном воздухе.

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации по нормализации радиационной обстановки в сооружениях подземного и заглубленного типа используются при проектировании в ОАО НИПИИ «Ленметрогипротранс».

Личный вклад автора:

- анализ факторов, определяющих радиационную обстановку в подземных и заглубленных сооружениях;

- разработка программы экспериментальных исследований по изучению влияния параметров микроклимата на поток радона в подземное и заглубленное помещение;

- проведение экспериментальных исследований по выявлению закономерностей формирования радоновой обстановки в условиях подземных помещений при изменении температур-но-влажностного режима и барометрического давления;

- выявление корреляционных зависимостей между параметрами микроклимата подземного и заглубленного сооружений и потоком радона в него;

- разработка математической модели расчёта распределения радона в горном массиве и его переноса в выработки подземных и заглубленных сооружений на основе теории фильтрации;

- разработка методики расчёта и оценка радиационной обстановки в тупиковой выработке при различных способах проветривания.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы, как в целом, так и результаты отдельных этапов, обсуждались и были одобрены научной общественностью на международной научно-практической конференции «Аэрология и безопасность горных предприятий» (С. Петербург, 2012 г.), а также на семинарах во ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» и семинарах кафедры безопасности производств ФГБОУ «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».

Публикации. Основные результаты диссертационной работы содержаться в 3 научных трудах в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 134 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 23 таблиц, список литературы из 116 наименований.

В первой главе проведён анализ принципов нормирования радиационной безопасности, радиационной обстановки в горных выработках шахт, рудников и подземных сооружений. Определены горно-геологические условия, влияющие на радиационную обстановку в подземных сооружениях Северо-

Западного региона, выявлена необходимость в совершенствовании методики прогноза радоноопасности горных массивов.

Во второй главе описаны существующие математические модели, используемые для расчёта распределения концентрации радона в горных породах и формирования радоновой обстановки в горных выработках. Предложена математическая модель и программный комплекс для расчётов распределения полей концентрации радона в горном массиве и вычисления потока радона при расположении подземных выработок в радоновых аномалиях.

В третьей выбраны объекты для исследования закономерностей формирования радоновой обстановки в подземных и заглубленных сооружениях, разработана методика проведения и осуществлены экспериментальные исследования, выполнены анализ экспериментальных данных и их сопоставление с расчётами по предложенной математической модели.

В четвертой главе проведена оценка радиационной обстановки в подземных и заглубленных сооружениях СевероЗападного региона при их строительстве и эксплуатации, описана методика определения дозовых нагрузок на работников в горных выработках. Дана прогнозная оценка радоновой обстановки в подземных и заглубленных помещениях, предложены методы по её нормализации.

Заключение содержит основные выводы и результаты исследования в соответствии с поставленными задачами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты исследования отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Прогноз распределения объемной активности радона в породных массивах и вычисление его потока следует осуществлять с учётом значений объемной активности радона в почвенном воздухе, глубины залегания пород с повышенным содержанием радия-226, являющихся источни-

ками образования радона, и проницаемости пород на основе уравнения Лейбензона с поправкой на распад радона.

На формирование радоновой обстановки в подземных сооружениях существенное влияние оказывает расположение проявлений урановой минерализации, а также наличие вод с высоким содержанием радия.

Для нахождения распределения концентраций радона по мощности породного массива использовалось уравнения нестационарной фильтрации Лейбензона с поправкой на распад радона:

где р - давление радона, Па; г) - коэффициент пористости среды, доли ед.; к - коэффициент проницаемости среды, м2; (I -вязкость газа, Па-с; (Е) — общая средняя кинетическая энергия молекул, Дж; X - постоянная распада радона, с"1; п - концентрация молекул в среде, м"3.

Граничные условия (см. рисунок 2):

Р(.Х>Уо) ^источника; (2)

Р(х,у5) ^поверхности' (3)

р(х0,у) = Р(х0 + 1,у), (4)

Р(.х5,у) = Р(х5 - 1,у), (5)

Р(х,У2) = Р(х,у2-1), (6)

Р(х,у3-) = Р(х,у3 + Г), (7)

Р(х2,у) = Р(х2-1,у\ (8)

Р(*3,У) =Р(х3 + 1,у). (9)

Для решения системы уравнений (1-9) использован метод конечных разностей. На основании компьютерных расчетов, были построены графические зависимости, определяющие распределение концентрации радона по глубине породного массива для горно-геологических условий Северо-Западного региона (рисунок 1). В качестве исходных данных для вычислений были использованы измеренные на поверхности значения объёмной активности радона в почвенном воздухе.

Объёмная активность, кБк/м3 О 20 40 60 80

Рисунок 1 - Распределение концентрации радона в горном массиве по глубине. Коэффициент проницаемости породного массива кх = 5-Ю"13 м2; к2 = 1-Ю"12 м2; к3 = 5-10"12 м2.

Правомерность предложенной математической модели была подтверждена сопоставлением результатов численных расчетов с экспериментальными данными, характеризующими значения объемной активности радона в почвенном воздухе, а также с картами потенциальной радоноопасности Санкт-Петербурга, составленными Российским региональным геоэкологическим центром.

Таким образом, задавая значения объемной активности радона (ОАКп) в почвенном воздухе, применительно к конкретным горно-геологическим условиям представляется возможным вычислять концентрацию и поток радона в любой точке горного массива, находящейся между земной поверхностью и породами, расположенными на глубине с повышенным содержанием ра-дия-226.

2. Прогнозная оценка радиационной обстановки в местах постоянного и временного нахождения персонала, размещаемых под землей объектов, должна осуществляться с учетом рассчитанных полей концентрации радона в породах, окружающих горные выработки, определяющих посту-

пление в них радона за счет фильтрационных процессов газовой и газо-жидкостной фаз.

Сооружение в зонах радоновой аномалий горных выработок и их последующая эксплуатация приводит к развитию нестационарных процессов, интенсивность которых зависит от горно-геологических условий и места расположения выработки относительно глубины залегания пород с повышенным содержанием радия-226. Эти процессы определяют величину потока радона в горные выработки. Расчетная схема для вычисления потока радона представлена на рисунке 2, а собственно поток рассчитывался в соответствии с уравнением (10):

dQ = D^Sdy + vr]^Sdy, (10)

где Q - поток радона через поверхность S слоя dy; А - активность радона в объеме; D - коэффициент диффузии; v - скорость потока.

Граничные условия (1)- (9) были дополнены условиями, определяющими сопряжение полей давления радона на контакте пород и крепи, окружающей подземное сооружение

fc^ ~|-/i 2

рг л _ Hi-Pix,y4 + l)+k2-P(x,y4-l) К 'Ул) кг + к2 ' Р(х у) _ fci-PQi-i,y)+fc2-P(*i+i,y) fcj + /¿2

И С*4'У) ~ к^йГг-'

где к\як2- соответственно коэффициенты проницаемости пород и крепи, м2.

Решение задачи в постановке (1)-(14) также осуществлялось методом конечных разностей. Результаты вычислений в виде зависимости потока радона в горную выработку от глубины расположения выработки относительно дневной поверхности представлены на рисунке 3.

Помимо собственно радона, из горных пород в выработки через поверхность крепи будет поступать влага, в которой

(12)

(13)

(14)

растворен радон с объёмной активностью, соответствующей концентрации радона на глубине расположения подземных объектов АОн (Бк/м3).

И1

м

,У5 уГ

- воздушная среда горный массив

- бетонная крепь

л. ■

■ .ИЗ

/ /.

. с)

ж-

тШ* Х Х Х Х Х >С Х >С * * ХХ Х' ( Х У;

гг.т.

х5

Рисунок 2 - Расчётная схема. И1 - глубина залегания источника; 1г2 - глубина выработки; 1гЗ - высота выработки; 11 - длина выработки; 12 - длина выработки с крепью; ¿-толщина крепи.

При испарении влаги с поверхности горных выработок происходит дополнительное поступление радона в воздушную среду. Величина потока влаги (пара) V/ рассчитывается по формуле Дальтона

IV = Р(А + с2) Рбр , (15)

где 101,3-103 - нормальное барометрическое давление, Па; Р - коэффициент массообмена, м/с; с, -влагосодержание воздуха при 100%-ном насыщении и температуре поверхности стенки выработки, кг/м3; с2 -влагосодержание окружающего воздухе, кг/м3; Рб - давление воздуха в горной выработке, Па; р - плотность воды, кг/м3.

Поток радона, Бк/м2-с 1(Г4 Ю-3 10"2 К)"1 1

О 20 40 60 80

100 Глубина, м

Рисунок 3 - Поток радона в подземное сооружение в зависимости от глубины заложения. Коэффициент проницаемости крепи

кх = 1 • 10"18 м2; к2 = МО'17 м2; к3 = 5-Ю'16 м2.

Поступление радона, определяемое величиной потока влаги (\¥), составляет (Бк/м2-с)

С *и*=УГАОи. (16)

Общий поток радона складывается из величины, определяемой по графику на рисунке 3 (<2я„), и рассчитываемой по формуле (16). При известном потоке радона 0.Кп. его объемная активность в воздухе будет равна

АОКп = (СДп + <2КПИ,)^т, (17)

где 5 - площадь внутренней поверхности, м2; т - время накопления радона; V - объём помещения.

Для проверки предлагаемой физической модели формирования радоновой обстановки в подземных объектах были осуществлены экспериментальные исследования.

Для проведения исследований были выбраны три объекта, отличающиеся типом и радоноопасностью территории, где они расположены. Два объекта из них представляли собой заглубленные сооружения, а один объект - подземное сооружение, находящееся на глубине 60 м. В процессе исследований с

13

1

; '1 к, ь к

\ 1

{И П I \

* | 1П ЩИ

помощью радиометра радона А1рЬаОиАМ) РО2000 одновременно регистрировались объемная активность радона, температура, влажность и давление воздуха. По этим данным были рассчитаны объёмные влагосодержания воздуха, а затем установлено их влияние на АО радона. При этом для объекта, расположенного на глубине 60 м дополнительно изучалось влияние на АО радона процессов, связанных с тепловой обработкой воздуха. Результаты проведенных исследований представлены на рисунках 4-6.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

400 300 200 100 0

11,5 12 12,5 13 13,5 14

Рисунок 4 - Динамика изменения ОАКп и влагосодержания воздуха. Заглубленное помещение в районе ст. м. Ломоносовская г. Санкт-Петербург.

ОА, Бк/м

Влагосодержание, г/м

Их анализ подтверждает предложенную физическую модель формирования радиационной обстановки в подземных объектах и дает основание для следующих выводов:

- В подземных объектах с нерегулируемым и регулируемым тепловыми режимами рост влагосодержания воздуха во всех случаях приводит к повышению объемной активности радона.

- При подогреве воздуха в подземном объекте интенсифицируются процессы насыщения воздуха водой, поступающей из горных пород, что приводит к увеличению доли радона, поступающей в воздушную среду за счет процесса испарения влаги. При этом разница между конечными значениями объемной активности радона для случая подогрева воздуха и без него составила 150 Бк/м3 (рисунок 5).

- Зависимость между значениями OARn и влагосодер-жанием воздуха (С) описывается экспоненциальной функцией вида у = 0,09е°6С. При этом величина корреляционного соотношения превышает 0,8 при статистической надежности 95%.

3. Нормализацию радоновой обстановки при эксплуатации подземных объектов следует осуществлять за счет уменьшения проницаемости конструкции постоянной крепи, а также организации рационального режима проветривания, учитывающего значение потока радона и необходимое время пребывание в них людей, а при проходке горных выработок - с помощью комбинированных схем вентиляции, варианты применения которых следует выбирать с учётом места расположения источника радона по длине выработки и интенсивности его действия.

На основании результатов математического моделирования установлено, что поток радона в горные выработки, используемых для размещения различных объектов, и определяемые им значения объемной активности радона, в значительной степени зависят от проницаемости конструкции постоянной крепи (рисунок 7).

10"14 10"15 10"16 ю-17 ю-18

Рисунок 7 - Поток радона в зависимости от проницаемости крепи. Значение объёмной активности радона в горном массиве: 1 -ОА = 70 кБк/м3; 2 - ОА = 60 кБк/м3; 3 - ОА = 50 кБк/м3.

Если в случае постоянной подачи воздуха в подземный объект, для которого характерны высокие значения потока радона, нормализация радиационной обстановки осуществляется за счет выбора необходимых количеств воздуха, то организация периодического проветривания связана с необходимостью определения интервала времени, в течение которого эквивалентная объемная концентрация радона достигает нормативного предельного значения. Для условий экспериментального объекта: расположенного на глубине 60 м, этот интервал времени был установлен экспериментально. Для этого с помощью принудительной подачи воздуха объемная активность воздуха в подземном помещении снижалась практически до нулевых значений. После этого помещение герметизировалось, и в нем осуществлялись измерения скорости накопления радона. Результаты измерений, представленные на рисунке 8, показывают, что повышение АО радона до средних величин, характерных для данного помещения, происходит всего за 4-6 часов. При этом накоп-

г

Рисунок 5 - Накопление радона в подземном помещении. 1 - без подогрева воздуха,

2-е подогревом воздуха

0 12 3

Влагосодержание, г/м3

350 300 250 200 150 100 50 0

0 1

ОАКп, Бк/м3

Влагосодержание, г/м

9 9,5 10 10,5 11 11,5

Рисунок 6 - Динамика изменения объёмной активности радона-222 и влагосодержания воздуха в ходе эксперимента по моделированию климатических условий

Рисунок 9 - Распределение ЭРОА радона по длине выработки при нагнетательном способе проветривания. 1 - Источник выделения радона распределен на длине 100 м у забоя выработки; 2 - Источник выделения радона распределен на длине 100 м у устья выработки; 3 - Источник выделения радона распределен

на длине 100 м в центральной части выработки. Интенсивность радоновыделения соответствует 5 Бк/м3-с.

Рисунок 10 - Распределение ЭРОА радона по длине выработки при всасывающем способе проветривания. 1 - Источник выделения радона распределен на длине 100 м у забоя выработки; 2 - Источник выделения радона распределен на длине 100 м у устья выработки; 3 - Источник выделения радона распределен

на длине 100 м в центральной части выработки. Интенсивность радоновыделения соответствует 5 Бк/м3-с.

ление дочерних продуктов его распада, а, следовательно, и возрастание эквивалентной равновесной объёмной активности (ЭРОА) происходит несколько медленнее и достигает нормативного предельного значения через 7-9 часов.

Рисунок 8 - Накопление радона и ЭРОА после удаления радона из помещения. 1 - объёмная активность радона; 2 - нормативное предельное значение ЭРОА радона (310 Бк/м3);

3 - ЭРОА радона.

Таким образом, для обеспечения нормативных параметров воздушной среды по ЭРОА радона в подземных сооружениях, расположенных в породах с высоким потоком радона, и используемым для временного пребывания людей, необходима периодическая подача воздуха с интервалом не более 7-9 часов.

На величину ЭРОА радона при сооружении горных выработок оказывает влияние месторасположение источника его выделения. В этой связи выбранный способ проветривания должен обеспечивать минимальное время движения воздуха, загрязненного радоном, по выработкам, где находятся рабочие места. При выделении радона непосредственно в забое тупиковой выработки наиболее рациональной являются всасывающая или комбинированная схемы проветривания. И, наоборот, при поступлении радона в воздух на устье выработки следует ориентироваться на нагнетательную схему (рисунки 9, 10).

Во всех остальных случаях обоснованный выбор схемы проветривания необходимо осуществлять на основе вычислений распределения эквивалентной равновесной активности радона по длине выработки и сопоставления этой расчетной величины с ее нормативным значением

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной задачи по прогнозу и нормализации радиационной обстановки в строящихся и эксплуатируемых подземных объектах, приуроченным к зонам радоновых аномалий.

Основные научные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Для анализа закономерностей формирования полей объемных активностей в горных породах и вычисление потока радона в горные выработки подземных объектов следует использовать нестационарное уравнения Лейбензона с поправкой на распад радона во время его фильтрации по проницаемым зонам с граничными условиями, определяющими значения давления на горизонтальных и вертикальных поверхностях, ограничивающих зону фильтрации, а также сопряжение полей давления радона на контакте пород и крепи;

2. Разработанное программное обеспечение позволяет осуществлять прогнозные расчеты распределения объемной активности радона в горном массиве при известных величинах объемной активности почвенного воздуха с учетом горногеологических условий, определяющих глубину распространения пород с повышенным содержанием радия-226, которые могут быть приняты в качестве источника образования радона, и проницаемости зон тектонических разломов, являющимися путями миграции радона к поверхности земли.

3. Поток радона в горные выработки при прочих одинаковых условиях определяется начальным распределением объемных активностей радона по глубине, отсчитываемой от

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

поверхности до места нахождения пород с повышенным содержанием радия-226, и соотношением проницаемости пород и крепи;

4. Общий дебит радона, поступающего в горную выработку, определяется поступлением в них радона за счет фильтрационных процессов газовой и газово-жидкостной фаз;

5. В результате натурных измерений установлено, что накопление радона в горных выработках подземных объектов заглубленных сооружениях зависит от потока влаги, поступающей из окружающих их пород через бетонную крепь. При этом перенос радона через капитальную бетонную крепь осуществляется фильтрационным потоком воды.

6. При подогреве воздуха в подземном объекте интенсифицируются процессы насыщения воздуха водой, поступающей из горных пород, что приводит к увеличению доли радона, поступающей в воздушную среду за счет процесса испарения влаги. При этом разница между конечными значениями объемной активности радона для случая подогрева воздуха и без него составила 150 Бк/м3.

7. Поток радона в горные выработки, используемых для размещения различных объектов, и определяемые им значения объемной активности радона, в значительной степени зависят от проницаемости конструкции постоянной крепи.

8. В подземных выработках, где находятся постоянные рабочие места, для обеспечения нормативных значений ЭРОА радона необходима постоянная или периодическая принудительная вентиляция. Периодическую вентиляцию целесообразно применять в случае непостоянного присутствия людей с подачей свежего воздуха в течение не более 7-9 часов. При этом соотношение между последовательными периодами принудительной подачи воздуха определяется потоком радона, поступающего в подземное помещение, величина которого зависит от объемной активности радона на глубине, где расположен рассматриваемый объект.

9. Для снижения величины ЭРОА радона в сооружаемых горных выработках следует использовать комбинированные схемы вентиляции на основе нагнетательных и всасывающих воздуховодов, варианты применения которых должны выбираться с учетом места расположения источника радона по длине выработки и интенсивности его действия.

Наиболее значимые публикации по теме диссертации:

В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Трушко B.JI. Управление качеством воздуха при строительстве подземных сооружений / B.JI. Трушко, С.Г. Гендлер, A.A. Яковенко // Записки Горного института, Т. 197, 2012, с. 256-261.

2. Гендлер С.Г. Оценка радиационной обстановки в подземных сооружениях Санкт-Петербургского метрополитена / С.Г. Гендлер, A.A. Яковенко // Записки Горного института, Т. 206, 2013, с. 146-150.

3. Коршунов Г.И. Радиационная обстановка на полиметаллических рудниках, золотодобывающих и железорудных шахтах. // Г.И. Коршунов, H.A. Мироненкова, Р.В. Потапов, A.A. Яковенко // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск № 2. Сборник научно-технических работ горных инженеров СУЭК. Москва, 2013, С. 219-224.

РИЦ Горного университета. 22.07.2014. 3.596. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2