【摘要】雙馬煤礦在緩坡副斜井掘進工作面掘進過程中局部地段出現氡氣，為了保護作業人員的身體健康保障礦井安全，基于分析研究掘進工作面特殊底層氡氣來源、運移規律，以理論指導現場，總結出“噴、涂、增、降、檢、撤、護”七字關鍵治理技術，從而實現對氡氣地質帶的有效治理和管控，保障了掘進工作面的安全生產。

　　【關鍵詞】氡氣;通風;監測;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工作面在掘進施工至1022m處迎頭底板出現氣體，迎頭停止施工。對迎頭底板巖層進行打鉆取樣，經取樣分析化驗氣體成分為氡及氡子體，濃度超過國家規定標準。氡及氡子體的突然增大，給掘進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，當人吸入肺部后，氡衰變過程產生的α粒子可在人的呼吸系統造成輻射損傷，可誘發肺癌、白血病等惡性疾病，甚至死亡[2-6]。因此，開展掘進工作面特殊地層氡氣來源、運移規律和關鍵治理技術等內容研究，以理論指導現場，從而有效治理特殊地層影響范圍內氡氣所帶來的人員傷亡及礦井安全隱患等，對保護作業人員身心健康及保障礦井安全具有重要意義。

　　1礦井及掘進工作面概況

　　1.1礦井概況

　　雙馬煤礦位于寧夏回族自治區靈武市東南約60km處。礦井范圍:北與鴛鴦湖礦區的麥垛山、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。礦井設計生產能力400萬噸/年，服務年限106.4年。井田東西寬4.0~4.9km，南北長13.7km，面積約68.2km2，礦井總地質資源量1459.21Mt，設計可采儲量595.72Mt。井田內共有可采煤層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掘進工作面概況

　　緩坡副斜井擔負全礦井人員、設備及材料等輔助提升任務，為礦井的主要進風井，同時兼作安全出口。設計長度4408.5m，于2009年10月16日開工建設，預計2013年9月30日施工到位。

　　2氡氣的性質、危害

　　氡元素符號為Rn，原子序數是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，也是唯一一個常規條件下全部由放射性同位素構成的氣體。氡氣無色、無臭、無味。在標準溫度和壓力下，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。

　　在標準溫度和壓力下無色，但在冷卻至冰點202K(-71℃)以下后會因放射性發光，隨溫度降低而從黃色漸變為橘紅色。在凝結之后，氡同樣會因放射性發光。氡是世界衛生組織(WHO)公布的19種主要致癌物質之一，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)認為氡及其子體是人類的致癌因子，無閾值。氡的生物學效應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為確定性效應和隨機效應。確定性效應表現為:在高濃度氡的暴露下，機體出現血細胞的變化:如外周血液中紅細胞增加，中性白細胞減少，淋巴細胞增多，血管擴張，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，特別是神經系統與氡結合產生痛覺缺失。隨機效應主要表現為腫瘤的發生，由于氡是放射性氣體，當人們吸入后，氡衰變過程產生的α粒子可在人的呼吸系統造成輻射損傷，誘發肺癌。流行病學研究表明:氡及其衰變子體的吸入是礦工肺癌發病的重要原因。

　　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日累計掘進1022m時，巷道層位為侏羅系直羅組中粗砂巖層，當天早班發現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日雙馬煤礦通風隊、寧夏核工業地質勘查院在副斜井中收集氣體，經檢測化驗空氣氡濃度為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。同時對井下輻射性物質檢測，初步判定氡氣是鈾礦層中的鈾物質在衰變過程中產生鐳，鐳再裂變產生氡氣。工作面迎頭及其它作業地點風流中氡氣及子體濃度、γ照射量率符合國家標準(風流中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，方可施工;當氡氣及子體濃度超過國家標準時，必須立即停止工作，及時撤出作業人員。在掘進工作面所有作業人員，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設備。

　　5結論

　　(1)通過理論研究和現場實際考察，提出掘進工作面過氡氣特殊地層期間“噴、涂、增、降、檢、撤、護”七字關鍵治理技術體系，通過噴漿堵漏、噴涂防氡覆蓋層、增大掘進工作面通風量、降低循環進度、加強檢測預報等主動防控措施，順利通過了氡氣特殊地層，應用效果良好，確保了礦井安全生產。

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

　　參考文獻

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

　　[2]劉榮厚，唐自強，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，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，1997，20(6):363-369.

　　能源方向論文投稿刊物：核技術旨在展示最新的核科學技術發展動向，及時反映我國核科學技術的現狀和學術水平，并介紹國內外最新核科技成果。本刊的主要學術方向為：同步輻射技術及應用，低能加速器技術、射線技術及應用，核化學、放射化學、放射性藥物和核醫學，核電子學與儀器，核物理與交叉學科研究和核能科學與工程等。