【摘要】雙馬煤礦在緩坡副斜井掘進(jìn)工作面掘進(jìn)過程中局部地段出現(xiàn)氡氣，為了保護(hù)作業(yè)人員的身體健康保障礦井安全，基于分析研究掘進(jìn)工作面特殊底層氡氣來源、運(yùn)移規(guī)律，以理論指導(dǎo)現(xiàn)場，總結(jié)出“噴、涂、增、降、檢、撤、護(hù)”七字關(guān)鍵治理技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對氡氣地質(zhì)帶的有效治理和管控，保障了掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)。

　　【關(guān)鍵詞】氡氣;通風(fēng);監(jiān)測;測氡儀;綜合防治

　　0引言

　　2011年4月20日，雙馬煤礦緩坡副斜井掘進(jìn)工作面在掘進(jìn)施工至1022m處迎頭底板出現(xiàn)氣體，迎頭停止施工。對迎頭底板巖層進(jìn)行打鉆取樣，經(jīng)取樣分析化驗(yàn)氣體成分為氡及氡子體，濃度超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。氡及氡子體的突然增大，給掘進(jìn)工作面的安全帶來了極大的隱患。

　　氡氣無色無味，自然界中的氡是由鐳衰變產(chǎn)生，是人類所接觸到的唯一氣體放射性元素[1]。由于氡是放射性氣體，當(dāng)人吸入肺部后，氡衰變過程產(chǎn)生的α粒子可在人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷，可誘發(fā)肺癌、白血病等惡性疾病，甚至死亡[2-6]。因此，開展掘進(jìn)工作面特殊地層氡氣來源、運(yùn)移規(guī)律和關(guān)鍵治理技術(shù)等內(nèi)容研究，以理論指導(dǎo)現(xiàn)場，從而有效治理特殊地層影響范圍內(nèi)氡氣所帶來的人員傷亡及礦井安全隱患等，對保護(hù)作業(yè)人員身心健康及保障礦井安全具有重要意義。

　　1礦井及掘進(jìn)工作面概況

　　1.1礦井概況

　　雙馬煤礦位于寧夏回族自治區(qū)靈武市東南約60km處。礦井范圍:北與鴛鴦湖礦區(qū)的麥垛山、紅柳井田相鄰;南與金鳳井田相鄰;西以李新莊斷層為界;東至馬柳斷層。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力400萬噸/年，服務(wù)年限106.4年。井田東西寬4.0~4.9km，南北長13.7km，面積約68.2km2，礦井總地質(zhì)資源量1459.21Mt，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量595.72Mt。井田內(nèi)共有可采煤層11層，主要可采煤層7層，分別為4-1、4-2、4-3、6、10、12、17煤，目前正在開采的煤層為4-1、4-2煤層。

　　1.2掘進(jìn)工作面概況

　　緩坡副斜井擔(dān)負(fù)全礦井人員、設(shè)備及材料等輔助提升任務(wù)，為礦井的主要進(jìn)風(fēng)井，同時(shí)兼作安全出口。設(shè)計(jì)長度4408.5m，于2009年10月16日開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2013年9月30日施工到位。

　　2氡氣的性質(zhì)、危害

　　氡元素符號為Rn，原子序數(shù)是86，位于元素周期表中第六周期，零族。氡氣分子是氡原子的單原子分子，氡氣是氣體中最重的一個(gè)，也是唯一一個(gè)常規(guī)條件下全部由放射性同位素構(gòu)成的氣體。氡氣無色、無臭、無味。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，氡是一種單原子氣體，密度為9.73kg/m3。氡是密度最高的稀有氣體，也是室溫下密度最高的氣體之一。

　　在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下無色，但在冷卻至冰點(diǎn)202K(-71℃)以下后會(huì)因放射性發(fā)光，隨溫度降低而從黃色漸變?yōu)殚偌t色。在凝結(jié)之后，氡同樣會(huì)因放射性發(fā)光。氡是世界衛(wèi)生組織(WHO)公布的19種主要致癌物質(zhì)之一，是僅次于香煙引起人類肺癌的第二大元兇。國際癌癥研究署(IARC)認(rèn)為氡及其子體是人類的致癌因子，無閾值。氡的生物學(xué)效應(yīng)主要集中在呼吸道腫瘤、肺纖維化、肺氣腫和壽命減少方面。

　　人體各器官受到氡子體輻射劑量的程度是不同的，其中肺部受到的劑量最大。氡對人類的健康影響表現(xiàn)為確定性效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)。確定性效應(yīng)表現(xiàn)為:在高濃度氡的暴露下，機(jī)體出現(xiàn)血細(xì)胞的變化:如外周血液中紅細(xì)胞增加，中性白細(xì)胞減少，淋巴細(xì)胞增多，血管擴(kuò)張，血壓下降，并可見到血凝增加和高血糖。氡對人體脂肪有很高的親和力，特別是神經(jīng)系統(tǒng)與氡結(jié)合產(chǎn)生痛覺缺失。隨機(jī)效應(yīng)主要表現(xiàn)為腫瘤的發(fā)生，由于氡是放射性氣體，當(dāng)人們吸入后，氡衰變過程產(chǎn)生的α粒子可在人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷，誘發(fā)肺癌。流行病學(xué)研究表明:氡及其衰變子體的吸入是礦工肺癌發(fā)病的重要原因。

　　3氡氣來源

　　3.1氡氣的確定

　　雙馬煤礦緩坡副斜井于2011年4月20日累計(jì)掘進(jìn)1022m時(shí)，巷道層位為侏羅系直羅組中粗砂巖層，當(dāng)天早班發(fā)現(xiàn)緩坡副斜井迎頭巷道底板積水中有氣泡冒出，迎頭停止施工。

　　4月20日、4月22日、23日雙馬煤礦通風(fēng)隊(duì)、寧夏核工業(yè)地質(zhì)勘查院在副斜井中收集氣體，經(jīng)檢測化驗(yàn)空氣氡濃度為632.7~69008.7Bq/m3，平均濃度為19138.2Bq/m3;水中氡濃度為7.4~14.8Bq/L，劑量限值為2700Bq/m3(空氣氡濃度)，最后確定為氡氣。同時(shí)對井下輻射性物質(zhì)檢測，初步判定氡氣是鈾礦層中的鈾物質(zhì)在衰變過程中產(chǎn)生鐳，鐳再裂變產(chǎn)生氡氣。工作面迎頭及其它作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流中氡氣及子體濃度、γ照射量率符合國家標(biāo)準(zhǔn)(風(fēng)流中Rn-222濃度不大于2.7kBq/m3，Rn-222子體α潛能濃度不超過5.4μJ/m3)時(shí)，方可施工;當(dāng)氡氣及子體濃度超過國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須立即停止工作，及時(shí)撤出作業(yè)人員。在掘進(jìn)工作面所有作業(yè)人員，必須佩戴完好的隔離式自救器、防輻射服，配戴防氡呼吸器或面具等防護(hù)設(shè)備。

　　5結(jié)論

　　(1)通過理論研究和現(xiàn)場實(shí)際考察，提出掘進(jìn)工作面過氡氣特殊地層期間“噴、涂、增、降、檢、撤、護(hù)”七字關(guān)鍵治理技術(shù)體系，通過噴漿堵漏、噴涂防氡覆蓋層、增大掘進(jìn)工作面通風(fēng)量、降低循環(huán)進(jìn)度、加強(qiáng)檢測預(yù)報(bào)等主動(dòng)防控措施，順利通過了氡氣特殊地層，應(yīng)用效果良好，確保了礦井安全生產(chǎn)。

　　(2)今后要采取壓入式或“長壓短抽”通風(fēng)方式。氡氣濃度與礦井的通風(fēng)方式、通風(fēng)壓力、風(fēng)速等有直接關(guān)系。在圍巖破碎、裂隙發(fā)育的情況下，采用壓入式通風(fēng)可以減少或降低氡氣濃度。加強(qiáng)礦井水、水倉和污水的管理和處理，并定期開展密閉、水倉等地點(diǎn)氡氣濃度監(jiān)測。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]吳慧山，林玉飛，白云生，等.氡測量方法與應(yīng)用[M].北京:原子能出版社，1995:15-16.

　　[2]劉榮厚，唐自強(qiáng)，張從力.煤礦氡氣及防治[J].煤炭工程師，1998(3):27-31.

　　[3]方方，賈文懿，周榮生.氡氣測量研究[J].核技術(shù)，1999，22(4):218-222.

　　[4]劉洪福，白春明，程小平.淺部土壤中的氡氣測量[J].核技術(shù)，1997，20(6):363-369.

　　能源方向論文投稿刊物：核技術(shù)旨在展示最新的核科學(xué)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，及時(shí)反映我國核科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀和學(xué)術(shù)水平，并介紹國內(nèi)外最新核科技成果。本刊的主要學(xué)術(shù)方向?yàn)椋和�步輻射技術(shù)及應(yīng)用，低能加速器技術(shù)、射線技術(shù)及應(yīng)用，核化學(xué)、放射化學(xué)、放射性藥物和核醫(yī)學(xué)，核電子學(xué)與儀器，核物理與交叉學(xué)科研究和核能科學(xué)與工程等。