地下铀矿山氡析出智能优化控制研究

铀矿山氡及氡子体具有放射性,其浓度过高严重危害井下作业人员的身心健康,因此,开展氡析出优化控制具有重要的现实意义与应用前景。本文根据铀矿山氡析出系统的影响因素,应用自适应模糊推理系统构建铀矿山氡析出与其影响因素关系模型,然后应用并行遗传算法优化模型参数,实现铀矿山氡析出率最小化。并以某铀矿山安全生产为例,考虑其影响氡析出的主要影响因素为通风参数,应用自适应模糊遗传优化方法实现了铀矿山氡析出率与通风参数之间最优控制问题,为改善通风系统提供了最优决策依据。     

基于MATLAB的铀矿山井底车场列车排队系统蒙特卡洛模拟

为深入探究铀矿山井底车场氡浓度分布规律,针对井底车场重列车排队等待提升与车场风质的相关性及其本身的随机性,基于排队理论建立铀矿山井底车场列车排队系统特性的分析模型.首先,确定典型铀矿山列车排队系统物理模型;其次,在预先假设条件的基础上,确定列车排队系统的分析算法;最后,考虑到难以简单套用已有经典排队论模型或依据排队理论相关定义推导得出铀矿山井底车场列车排队系统特性指标,采用基于MATLAB的蒙特卡洛方法,编写M文件实现列车排队过程仿真.实例分析表明,模拟结果与工程实际基本吻合,且随着模拟次数的增加,理论值与实测值相对误差逐渐减小,尤其当模拟次数大于300,相对误差将低于8%.     

对某废弃铀矿山辐射环境的调查分析

通过对我国某废弃铀矿山地表贯穿辐射剂量率2、22Rn析出率、空气中氡及其子体浓度、土壤和水体中天然放射性核素含量的监测,调查和分析了矿山辐射环境现状.结果表明,该废弃铀矿山已受到放射性污染.其中,1#矿点和尾矿堆放射性水平较高,是矿区主要放射性污染源项,应采取整治措施.其他区域放射性较低,未超过国家基本限值.     

压入式通风独头巷道内氡及其子体浓度的计算模型与其分布规律

通过一定初始浓度的氡在0~14 400 s内累积衰变产生的氡子体?潜能浓度的理论计算值,建立氡子体?潜能浓度与氡浓度和累积衰变时间之间的简化数学关系;依据独头巷道内氡及氡子体的来源,分别建立压入式通风方式下巷道内通风风流中氡浓度与氡子体?潜能浓度的数学计算模型;针对具体的独头巷道,研究不同通风量、岩壁氡析出率和有无矿堆情况下整个巷道内氡浓度和氡子体?潜能浓度分布规律。研究结果表明:压入通风方式的独头巷道内,氡浓度及氡子体?潜能浓度均随着岩壁氡析出率和风流流动距离的增大而增大,随着通风风量的增大而减小;工作面矿堆析出的氡能迅速导致风流中氡浓度的增大,而其产生的氡子体?潜能浓度随着风流流动距离增加逐渐增大;     

花岗石材料氡析出率调查及分析

采用积累法,通过测氡仪RDA7测定出花岗石氡浓度.结合核行业标准中对氡析出率的理论,计算得到所选取的北京市某石材市场的19种花岗石的氡析出率,探究影响氡析出率的因素,为今后在选择花岗石装修或制定防氡降氡措施方面提供指导性建议.研究发现不同地区、不同颜色的花岗石氡析出率有差别.因此,尽量选用氡析出率水平较低的石材用于居室内装饰,降低所接受的辐射伤害.     

铀尾矿库氡析出率多点快速测量方法研究与应用

基于开孔集氡室累积测氡析出率其氡的等效衰变常量近似不变的原理,建立一种铀尾矿库表面氡析出率多点快速测量方法.该方法是将集氡室扣在待测介质表面上,经一定时间再将集氡室与氡析出率测量仪相连,实现取样氡浓度计算得到待测介质表面氡析出率.结果表明,快速测量氡析出率的方法其测量值与南华大学氡析出率标准装置的参考值误差较小,运用多点快速测量氡析出率的方法能够满足广区域的尾矿库表面氡析出率分布规律测量的需要.     

基于物联网的铀矿山通风系统优化控制

针对铀矿山放射性污染物治理需要,根据物联网技术的优良性能,结合铀矿山通风降氡机理,提出了一种基于物联网架构的铀矿山通风降氡监测控制系统,并构建了氡析出自适应神经模糊推理系统模型。通过实时监控及预警,对风机发布远程调控指令,改变井下风量、风压、风流以达到降氡目的。试验分析结果表明,该系统能较好实现铀矿山氡安全监测及控制。     

模糊数学在铀矿山辐射环境综合评价中的应用初探

依据W-F定律,将氡析出率等9个铀矿山环境评价因子的国家标准值从0到限值分成“优、良、中、差”四个等级,然后引入模糊数学综合评价法建立了铀矿山辐射环境评价模型.选取了南方具有代表性的三个铀矿山为评价对象,对模型中所涉及的9个铀矿山环境评价因子进行了实地监测.将监测数据通过模型计算并依据模糊数学中最大隶属度原则,依据计算结果来判定评价对象所属的级别.     

活性炭吸附法测量介质表面氡析出率的探讨

采用一种用活性炭吸附法测量介质表面氡析出率的方法，并就反扩散对氡析出率测定的影响进行了探讨，实验比较了孔隙度不同的介质反扩散对氡析出率测量值的影响，从而可为测量不同介质氡析出率时，适宜采样时间的选取提供参考依据。     

香港室内氡水平及其与建筑物表面氡析出率的关系

本文报导用活性炭盒吸附方法对香港室内氡浓度的测量结果及其浓度分布规律。对室内氡浓度与建筑物表面氡析出率的关系进行了分析研究。证实室内空气中的氡主要来源于建材中的镭,而氡浓度水平只决定于室内建筑物表面氡的析出率及通风状况。     

低频振动下铀尾砂氡析出机理研究

为探究铀尾砂氡析出内在机理,以铀尾砂为研究对象,针对振动频率、振幅、试验温度、试样含水率四个因素,采用控制变量法,以开环的形式进行振动氡析出试验。结果表明:振动作用加剧了铀尾砂氡析出。振动频率加快,铀尾砂愈发疏松、颗粒裂隙增多,加剧氡析出;振幅小于A时,振动作用导致铀尾砂堆松散程度增加,利于氡原子从颗粒间隙中逸出;振幅大于A小于5A时,振动导致铀尾砂颗粒反复摩擦,愈发光滑,促使颗粒间愈发密实,填堵了原有的气流通道,氡析出减弱;振动下温度升高,铀尾砂颗粒内外形成孔隙压、浓度差,氡热运动加剧,致使氡析出加剧;含水率小于15%时,孔隙水增强氡射气成为主导,捕获更多的氡原子,随着含水率增大,氡析出加剧;含水率大于15%时,孔隙水阻碍氡扩散成为主导,抑制氡析出,随着含水率增大,氡析出减弱。     

复杂管网式地下铀矿井氡浓度分布研究

为了研究井下氡浓度分布情况,对复杂管网式地下铀矿井氡浓度进行了研究,建立了铀矿井的三维物理模型,并基于CFD软件对铀矿氡浓度进行数值模拟,得出了与实际情况较接近的氡浓度分布图。研究结果表明,在通风管入口附近氡浓度较小,掘进面附近的氡浓度较大。氡浓度在垂直方向上,高度与氡浓度成反比关系。     

花岗岩氡析出的混沌特征

相对富铀的花岗岩广泛存在于地表和地下人居环境,其析出的氡会对人体健康造成辐射危害,深入研究花岗岩氡析出机理可为氡防护提供理论依据。本文基于分形和混沌理论,对采自湖南衡阳衡山岩体和广西灌阳都庞岭岩体的样品开展花岗岩氡析出通量随时间变化的规律研究,计算了氡浓度时间序列数据的最大Lyapunov指数和混沌吸引子关联维数,并综合分析讨论了环境因素不变条件下花岗岩氡析出的主要影响因素。结果表明,来自衡山岩体和都庞岭岩体的两个样品264组氡浓度时间序列数据的最大Lyapunov指数分别为0.077和0.308,都大于0,证实来自两个不同岩体的花岗岩氡析出随时间的演化过程为复杂的混沌动力学过程,二者的混沌吸引子的分形维数分别为4.714和5.675,反映前者的岩石特征的复杂性要小于后者。控制或描述环境因素不变条件下花岗岩氡析出演化过程的独立变量至少需7个,一方面包括岩石铀含量、镭活度等化学组成,含铀矿物及造岩矿物组成以及铀镭在这些矿物中的赋存形式等原生岩石特征;另一方面是岩石风化和蚀变过程可改变矿物粒度分布、岩石孔隙度、孔径分布、微裂隙的发育程度以及间隙的粗糙度等岩石结构特征。     

铀尾矿氡析出率的Hurst指数与分形特征

铀尾矿氡的析出是一个重要的环境问题.通过室内实验测定了铀尾矿氡析出率随时间的变化,结果表明尾矿中氡析出率随时间呈现明显的非周期振荡变化.应用R/S方法对所获得的氡析出率时间序列数据进行了分形分析,其整个时间序列数据的Hurst指数为0.83,分维值为1.17.移动Hurst指数在大多数情况下位于0.5-0.8之间,实验后期的Hurst指数部分位于0.5以下,表明铀尾矿氡析出率长期趋势不满足随机游走理论,氡析出率具有长期记忆性,但是短期记忆性不显著.尾矿中氡的析出是一个确定性的混沌动力学过程.     

多因素作用对模拟铀矿岩气体渗透率影响的实验研究

空气渗流对铀矿岩氡析出率具有显著影响.为保证试样之间初始条件一致,选取南方某铀尾砂、石英砂为骨料,水泥为胶结料,辅以掺和料(精铁粉、微硅粉)、改性外加剂(早强剂、减水剂)和蒸馏水,基于相似理论及正交实验制备并优选最符合实验要求的模拟铀矿岩试样.通过设计实验方案,综合考虑温度、围压和含水饱和度等影响因素,开展了多因素作用下模拟铀矿岩气体渗透性变化规律的研究.实验结果表明:随着围压、温度和含水饱和度的增大,试样气体渗透率均呈降低趋势;就试样气体渗透率降幅而言,含水饱和度的影响最为明显,围压次之,温度的影响相对较小;含水饱和度、围压与温度在对试样气体渗透率影响时,存在明显的耦合作用.本研究填补了铀矿开采领域在此方面的研究空白.     

铀矿排风井周边地表大气氡致辐射效应的数值模拟

为了指导铀矿排风井周边地表环境的辐射防护设计,基于放射性气态流出物大气扩散的高斯烟羽模型,建立了铀矿排风井周边地表年均氡浓度以及公众个人年有效剂量的数学计算模型,研究了排风井气态流出物初始氡浓度、排风风量和源强对排风井周边地表1 km范围内年均氡浓度以及公众个人年有效剂量分布的影响.结果表明,在其他参数不变的情况下,年均氡浓度和公众个人年有效剂量的最大值随气态流出物初始氡浓度的增加而增大,随排风风量的增加而减小;最大值离井口的距离和氡致辐射的影响范围随初始氡浓度的增加而增大,随排风风量的增加而减小;相同源强下,最大值随气态流出物的初始氡浓度增加而增大,随排风风量的增大而减小;最大值离井口的距离随排风风量的增加而增大.最后,根据所得结论提出铀矿排风井周边的辐射防护建议.     

活性炭盒法准确测量建材222Rn析出率的研究

通过活性炭-γ能谱法测量表面经过预处理后的不同建材样品氡析出率,计算求得该建材氡固有析出率。实验结果表明,建材固有氡析出率能真实反映出建材氡析出率的情况且不受建材自身形状因素的影响,不失为一种准确可靠测量建材表面氡析出率值的方法。