氡及其子体对人体健康的危害, 已引起世界各国的高度重视。国内外一些学者对地表环境中的氡及其子体浓度水平已作了比较深入的研究, 但对煤矿井下氡浓度水平则报道不多。我们于1996年3 ~ 12月对全市18处煤矿井下氡浓度水平作了调查, 同时对井下作业工人有效剂量进行了估算, 现报告如下。

1 调查内容与方法 1.1 调查对象与选点

我们把辖区内18处煤矿作为调查对象, 对每个矿分别选取总进风口、总回风口、掘进、采煤、上坡段、下坡段等点进行井下浓度水平测量; 选取矿井上生活区室内外环境作对照测量点。

1.2 测量与计算

氡浓度测量采用闪烁室法, 使用测量仪器为2YW-8501型测氡仪, 所用仪器经过多次国内比对, 其性能稳定。

氡浓度的计算:

式中: K为氡及子体平衡时, 闪烁室的探测系数

C_Rno为标准源氡浓度(Bq/m³)

N为样品净计数率(cpm)

NO为K值测定时标准源净计数率(cpm)

C_Rn为样品氡浓度(Bq/ m³)

2 结果与分析 2.1 矿井下氡浓度水平

通过对18处煤矿井下155个监测点的测量, 结果见表 1。从表 1可以看出, 不同场所氡浓度水平有显著的差异, 总体来看各场所氡浓度可分以下几个水平区, 最高为总回风口, 这是由于它集中了全矿各工作面的污浊气体, 且由于回风系统的抽吸作用, 加速了矿体中氡的逸出所致; 其次为上坡段、下坡段和休息室, 这是因为这几个部位一般通风条件欠佳, 致使矿体中逸出的氡不易扩散所致; 再次为掘进、采面、主巷道和盲巷道, 且这几处之间差别不显著这可能与通风量无大的差异有关; 最低为总进风口、井口和泵房, 这几处空气交换率高是氡浓度低的主要原因。

2.2 矿井深度与氡浓度的关系

不同深度氡浓度水平见表 2。

从表中可以看出, 氡浓度水平有随深度的加深而下降的趋势, 其回规方程为ŷ =69.002-0.147x, r=-0.944, 除 < 150米与150~米两个深度间差别无显著性(P >0.05)外, 其余各深度间均有非常显著性差异(P < 0.01), 这可能与以下几方面的原因有关①随矿井深度的加深, 井下压力加大, 从而阻碍了矿体中氡的逸出与扩散; ②随矿井深度的加深, 通风系统加强, 从而降低了氡浓度。

2.3 通风与不通风氡浓度的变化

我们对16个采样点进行了通风与不通风两种情况的监测, 通风与不通风间隔时间为1小时以上, 结果见表 3。从结果分析可以看出, 通风前后, 氡浓度有非常显著性差异(P < 0.01), 这与通风可以促进矿体中逸出的氡扩散有关。

2.4 井下氡浓度与地表空气中氡浓度比较

在进行井下氡浓度测定的同时, 我们对地面室外22个点, 室内18个点环境中氡浓度作了对照测量, 结果见表 4。从结果分析可以看出, 矿井下浓度均值与地面室内外氡浓度均值间差别极显著(P < 0.01), 矿井下氡浓度约为地面室外环境氡浓度的8倍。

3 剂量估算

根据UN SCEAR 1982年报告推荐的数据, 矿工平均呼吸率按1.2m³·h^-1计算, 假定矿工每年在矿下工作2000小时, 则每位矿工在井下年吸入气体量为2400m³。取1个WL相当于3700Bq·m^-3平衡当量浓度, 取煤矿井内平衡因子F =0.7, 经计算可得每个矿工每天在井下吸入氡子体α潜能值为3.68 ×10⁴J, 相应的有效剂量为0.92mSv。而每个矿工每天在地面上室内外活动16个小时, 一年受照剂量为0.77mSv, 则井上井下剂量之和为1.69mSv, 约高出山东省居民年平均值(1.16mSv) 0.53mSv。

4 结论

通过对滕州市18处煤矿氡浓度的调查, 可以看出, 煤矿井下氡浓度均值为39.00Bq·m^-3, 且氡浓度有随矿井深度的增加而降低的趋势, 通风可以大幅度的降低氡浓度。