CC BY
32
© Г.П. Сидорова, 2006
УДК 622.332 Г.П. Сидорова
РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УГЛЯ НА УРТУЙСКОМ БУРОУГОЛЬНОМ РАЗРЕЗЕ
ш в о мнению экологов, топливная
1-1 энергетика на твердом энергетическом топливе относится к числу наиболее крупных источников загрязнения окружающей среды естественными радионуклидами.
Угли с содержанием естественных радионуклидов встречаются практически повсеместно. Проведенная в 1991 -1996 годах оценка радиационной обстановки на 136 из 200 действующих на тот период в России шахт и разрезов показала, что на большинстве обследованных предприятий среднее значение радия и тория не превышает в угле 60 Бк/кг, а во вмещающих породах - 100 Бк/кг. Вместе с тем на отдельных предприятиях, содержание радия и тория в определенной части углей находится в диапазоне от 100 до 1000 Бк/кг.[1].
Значительной проблемой при решении вопросов радиационно-гигие-ниеского контроля углей является то, что до настоящего времени нет как отечественных, так и международных нормативно - методических документов, определяющих требования к содержанию радионуклидов в сжигаемых углях.
Действующими ОСПОРБ - 99 п.5.3.4. определены ограничения содержания радионуклидов только в продуктах сжигания углей (зола, шлак) при использовании их в строительных целях.[2].
Отсутствие нормативных документов приводит к организационным, методическим и техническим трудностям при организации систем контроля радиационного качества угля.
Уртуйское буроугольное месторождение расположено в Краснокаменском районе Читинской области. Разрабатывается открытым способом ОАО «При-аргунское производственное горнохимическое объединение».
Месторождение представляет собой участок развития продуктивной угленосной толщи, вытянутой в близмери-дианальном направлении на 3 км шириной от 1 до 2,3 км, общей площадью около 6 км2. Границы месторождения определяются естественным выклиниванием пластов угля на севере, выходом их под наносы на востоке и ограничивающими его тектоническими нарушениями на западе и юге. Балансовые запасы на начало отработки составляли 134,9 млн т.
Проблемой контроля радиационно-гигиенического качества угля на разрезе начали заниматься с самого начала освоения месторождения, так как детальной разведкой были выявлены участки угля с повышенным содержанием естественных радионуклидов, приуроченные к зонам тектонических нарушений в западной и юго-западных его частях.
В целом для участков с повышенным содержанием радионуклидов характерно преобладание урана и радия над торием и калием, которые находятся в неравновесном состоянии. Вклад каждого из естественных радионуклидов (ЕРН) в общую радиологическую характеристику углей определяется формулой:
1,6 Си +3,6 Ска + 11,0 Огь +
0.07 Ск < 1000 мкЗв/год [3]
С целью более детальной изученности радиоактивности углей на месторождении выполнен комплекс работ:
- проведена дополнительная разведка месторождения со сгущением сети до 125х125 м, результаты которой позволили уточнить границы углей с повышенным содержанием ЕРН и классифицировать их запасы по радиационной безопасности [4];
- отобрано и проанализировано более 10000 проб на содержание ЕРН;
- совместно с отраслевым проектным институтом (ВНИПИПТ) проведены опытные работы по сжиганию углей с целью определения концентрации природных радионуклидов в продуктах сжигания (золе-уносе, золошлаковых отходах и газовых выбросах) [5];
- по степени рассеивания элементов, путей возможного попадания в организм животных и человека, допустимой дозе облучения человека, выполнены
«Обоснования » допустимых значений ЕРН в углях Уртуйского месторождения для сжигания в отопительных котельных и бытовых печах, отдельно выполнено обоснование для сжигания угля на Крас-нокаменской ТЭЦ [3 ,5];
- ежегодно проводится большой объем эксплуатационно-разведочного бурения (в 2004 г. он составил 4700 п.м.) со стопроцентным отбором керновых проб по всем пересекаемым пластам угля и полным комплексом каротажных работ, для разделения запасов угля по сортам с учетом экологических требований.
Эти работы получили положительное экспертное заключение НИИ радиационной гигиены и Федерального Управления медико-биологических проблем при Минздраве РФ, Института биофизики ГНЦ РФ.
На основе полученных заключений весь уголь делится на три сорта:
- потребительский, используемый без ограничения, характеризующийся наименьшими концентрациями радионуклидов и не требующий дополнительного радиационного контроля;
- энергетический - используемый только на ТЭЦ г. Краснокаменска, характеризующийся повышенными концентрациями радионуклидов, требующий постоянного дозиметрического контроля при сжигании угля и проведение мероприятий направленных на снижение выбросов в атмосферу;
- комплексный - захораниваемый в отвалы, характеризующийся недопустимыми для сжигания концентрациями радионуклидов.
В результате опытных работ геолого-геофизической службой предприятия была разработана система геофизического контроля качества угля по радиационно-гигиеническому фактору, которая базируется на понятии удельной эффективной активности ( Аэфф, Бк/кг), принятом из практики радиационной оценки материалов , используемых в строительстве (в том числе шлака и золы) [2]. Аэфф определяется по уравнению:
Аэфф = АЯа + 1.31 Лть + 0.085 АК, Бк/кг
где АЯа, Лть - удельные активности Яа -226 и ТИ - 232, находящихся в равновесии с остальными членами уранового и торие-вого семейств; АК - удельная активность К- 40.
При этом система контроля качества угля должна обеспечивать представительное экспрессное определение удельной эффективной активности с достаточной для радиоэкологических требований точностью единичного измерения [6].
Функционально система геофизического контроля работает следующим образом:
1. Гамма-каротаж на этапах детальной и эксплуатационной разведок.
Выполняется в скважинах колонкового и шнекового бурения с использованием аппаратуры ПРМК-102 «Обь», «Прометей-Р-1Н» и каротажных станций СК-1-74, СКС-2АУ-01 в комплексе с кавернометри-ей.
Минимальная определяемая удельная эффективная активность при непрерывной записи результатов гамма-каротажа на
ленту при скорости не более 50 м/ч составляет 5,3 Бк/кг, при точечном каротаже при времени измерения на точках 1 = 10 с. составляет 4,1 Бк/кг.
Результаты гамма-каротажа используются для составления проектов развития разреза, перспективного и текущего планирования добычи угля по сортам.
2. Гамма-опробование забоев экскаваторов. Проводится с целью оперативного контроля подготовленных к отработке блоков угля радиометром направленного приема ПРН-4-01М. Минимальная определяемая удельная активность при опробовании угля составляет 9,9 Бк/кг.
3. Гамма-экспресс анализ углей в автосамосвалах. Это оперативный контроль и сортировка текущей добычи (контроль проходит каждый автосамосвал с углем). Выполняется на радиометрической контрольной станции (РКС), оборудованной аппаратурой « Алмаз» по разработанной методике. Минимальная определяемая эффективная удельная активность в транспортной емкости составляет порядка 20 Бк/кг.
4. Гамма-опробование угля в отбитой массе, выполняется на штабелях промежуточного склада радиометром ПРН-4-01М, для дополнительного контроля подготовленных к отгрузке партий угля.
5. Гамма-спектрометрический анализ проб выполняется на установке РКП-05П в ЦНИЛе, применяется в основном для контроля работы системы геофизического контроля радиационно-гигиенического качества угля.
Все основные операции в системе геофизического контроля закреплены соответствующими технологическими инструкциями для персонала, а сама система контроля закреплена стандартом предприятия.
Применение на разрезе системы геофизического контроля, позволило полностью исключить превышение содержаний ЕРН и сертифицировать потреби-
тельский уголь как по радиационно-гигиеническим, так и по химическим показателям. В настоящее время на разрезе добывается в основном потребительский уголь, с содержанием урана менее 0,001 % , которые можно использовать без ограничения, как на теплотехнических станциях, так и в быту. Энергетические угли составляют около 16 % от годовой добычи угля и сжигаются на Краснока-менской ТЭЦ, зола и шлак которой не применяются в строительных целях. Все участки комплексного угля были отработаны до 1995 года, для сжигания этот уголь не использовался, а был вывезен в специальный отвал, где хранится изолированным от внешней среды вскрышными породами.
Вопросам радиационно-гигиеничес-кого качества углей на предприятии уделяется первостепенное значение.
Выводы:
1. Наличие ЕРН практически в углях всех месторождений, а также связанное с этим значительное радиационное воздействие на окружающую среду и население, делает необходимым решение данной проблемы на законодательном уровне с включением требований к сжигаемым углям в нормы радиационной безопасности ОСПОРБ-99.
2. Отсутствие нормативных требований к радиационно-гигиеническому качеству углей делает необходимым проведение оригинальных научно- исследовательских работ конкретно на каждом месторождении по обоснованию допустимых массовых долей ЕРН в добываемых углях.
3. Особенности освоения Уртуйского месторождения показывают необходимость изучения в углях присутствие и характер распространения естественных радионуклидов на ранних стадиях геологоразведочных работ.
4. Применяемая на разрезе методика геофизического контроля радиационно-гигиенического качества угля, может быть рекомендована для использования на других угольных предприятиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бюллетень центра общественной информации по атомной энергии № 9, 1997г.
2. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99). Минздрав России, Москва, 2000.
3. Обоснование допустимых содержаний ЕРН в углях Уртуйского месторождения, пред-азначенных для сжигания в отопительных котельных, бытовых печах. Москва, 1994.
4. Хоментовский Б.Н., Овсейчук В.А., Вахру-шев В.А., Изучение ураноносности углей Уртуйского месторождения. Горный журнал, 1993.
5. Обоснование допустимых выбросов ЕРН при сжигании углей Уртуйского месторождения на Краснокаменской ТЭЦ. Москва, 1991.
6. Тирский А.В., Яновский А.В., Суханов Р.А., Геофизический контроль радиационно-гигиенического качества угля. Горный вестник, 1998.
7. «Радиация, дозы, эффекты, риски». Перевод с английского Ю.А. Бронникова, Мир, 1988.
8. Савва П.П. Принципы нормирования углей по суммарной удельной активности.// Вопросы атомной науки и техники. Сер. Промышленная радиоэкология и горное дело, 1995.
— Коротко об авторах
Сидорова Г.П. - Читинский государственный университет.
- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ им. Г. В. ПЛЕХАНОВА
КОСЕНКО Надежда Викторовна Разработка технологии селективной выемки угольных пластов гидравлическими экскаваторами типа обратная лопата 25.00.22 к. т. н.
ТЯГУШЕВ Максим Юрьевич Обоснование устойчивого режима работы вибрационной щековой дробилки выбором ее рациональных конструктивных параметров 05.05.06 к. т. н.
