新疆煤矿辐射审管初步探讨

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇新疆煤矿辐射审管初步探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

本文作者：冯光文、 刘 鄂、李建辉 单位： 新疆辐射环境监督站

新疆是我国富煤省（区）之一，主要有褐煤、长焰煤（无烟煤）、不沾煤（烟煤）、焦煤等。新疆辐射环境监督站的专业技术人员在长期的科研、放射性监测和环境影响评价工作中，发现伊犁、和田等地区煤炭中伴生有较高的铀、镭等放射性物质。伊犁河以南的煤系均为褐煤和长焰煤，煤层共分十二层，七、八层为民用煤层，九、十层为铀资源的工业矿化层，核工业二矿一厂曾开采此两煤层，生产重铀酸钠[1]，致使某尾矿场地表γ辐射剂量率最高达1.7×104nGy/h（约为环境本底值200倍），某矿区废渣堆上γ辐射剂量率最高达2.7×104nGy/h[2]。伊犁地区燃煤中天然铀的检出率为100%，民用长焰煤铀含量高达32.5mg/kg，煤炭燃烧富集后，煤灰中铀含量高达860mg/kg，总α浓度高达5.78×104Bq/kg；和田地区某煤矿除了几个铀矿体外，矿区部分区域含铀品位达万分之七，γ辐射剂量率为正常本底值的60多倍[3]。由中国原子能科学研究院负责，4家科研院所共同参与完成的新疆褐煤辐射环境调查，通过对新疆7个地下煤矿进行累积和瞬时测量，得出井下222Rn浓度测量值范围为17～1063Bq/m3，平均值130.1Bq/m3；220Rn浓度测量值范围为11～1080Bq/m3，平均值161.2Bq/m3。矿工个人年平均剂量为1.74mSv/a，个别煤矿矿工有效剂量可能达到8.0mSv/a；煤矿煤中放射性核素238U含量在1.83～733Bq/kg，226Ra含量为0.28～960Bq/kg[4]。其中：某个矿区铀含量均值达到448.5Bq/kg，某个矿区镭含量均值达583Bq/kg。文献[5]对我国大型煤矿、中型煤矿和小型煤矿（包括石煤）进行了评价与分析，估算出我国煤矿井下工作人员所受天然辐射照射年均有效剂量约2.4mSv。石煤矿井下矿工所受照射最大，年有效剂量超过了10mSv，小型煤矿井下矿工次之，约3.3mSv。煤炭的开发利用，必然造成不同程度的放射性污染，危及人体健康。本文针对新疆伊犁和和田地区的煤矿辐射水平审管限值进行初步探讨，加强对煤炭开发利用过程的监管，防止煤矿开发利用活动造成环境放射性污染及人体危害，促进伴有辐射煤炭开发利用事业的发展，保护环境、公众和工作人员健康具有十分重要的意义。也为提出伴生放射性矿的审管标准限值提供借鉴。.

1煤矿辐射水平审管限值指标的选择

新疆伊犁及和田地区煤炭中放射性物质含量较高，分布极不均匀，存在把铀资源工业矿化层中煤炭开采的可能。因此，需要煤矿辐射水平的审管限值来控制某些煤矿煤炭的开采与销售。新疆环保部门曾

组织自治区内的辐射专家进行过认真研讨，并由新疆环境保护局审批，以新环管字[1993]103号文和新环管字[1995]098号文，批准过两个“地方审管标准”。新环管字[1993]103号文的规定是针对和田布雅煤矿的具体条件用照射量率（μR/h）为指标来衡量的。外照射剂量率低于70μR/h的煤炭可以开采，其中外照射剂量率低于50μR/h的煤炭其销售方向和范围不做任何限制；外照射剂量率为50～70μR/h的煤炭开采后可作为特种煤供坑口电站和大企业集中使用。对采出的原煤中夹有少量外照射剂量率为70～120μR/h的煤炭，必须检出并只能用于坑口电站。外照射剂量率高于120μR/h的煤炭禁止开采。新环管字[1995]098号文是针对伊犁地区的情况，用煤炭中铀含量作为控制值指标[6]。其具体规定是：煤中铀含量小于和等于10mg/kg（十万分之一）的煤炭资源，可不受任何限制地开采利用；煤中铀含量为10～50mg/kg的煤炭资源的开采利用，政府行政主管部门应对其进行控制；煤中铀含量大于50mg/kg的，不得作为燃煤开采，严加管理。这些规定和控制值，在对煤炭开采利用的审管工作中，起到了一定的作用。由于煤矿工作人员同时受到内、外照射，以氡浓度及γ辐射剂量率作为内、外照射限值指标符合实际，监测人员操作起来也比较容易。因此本文以γ辐射剂量率及氡浓度作为限值指标进行初步探讨。

2煤矿辐射水平审管限值选择

借鉴新疆辐射环境监督站20多年对辐射水平较高煤矿的监管经验，本文尝试将煤矿分为豁免管理、不加限制、加以限制、禁止开采四类。具体审管限值只进行初步探讨，具体优化在此不予考虑。本文将煤矿工作人员看作关键人群组，其所受到的附加照射的剂量限值可以参考GB18871—2002附录B，对于公众照射年附加有效剂量限值为1mSv，剂量约束值通常应在公众照射剂量限值10%～30%（即0.1mSv/a～0.3mSv/a）的范围之内，考虑到在最大限度的开发利用煤炭资源的同时，有效的保障煤炭从业人员的健康权益，建议将剂量豁免管理值取为0.3mSv，在此剂量范围内不会对工作人员产生一定放射性危害；不加限制管理值取1mSv，相当于公众照射年附加剂量；加以限制管理值取为5mSv；超过5mSv为禁止开采类煤矿。

2.1煤矿辐射水平审管限值指标的推导由于煤矿工作人员所受的附加照射包括内、外照射。内照射引起的附加剂量主要考虑由氡及其子体产生，其它核素的贡献相对较小，在此给予忽略；外照射主要是γ辐射所致。则平均个人年有效剂量可表示为：E=E1+E2（1）式中，E1为内照射引起的年附加有效剂量；E2为外照射引起的年附加有效剂量。

2.1.1内照射引起的附加剂量E1E1=5×CP，T（2）式中，5为工作场所空气中氡子体α潜能暴露量的有效剂量转换系数，mSv/WLM；CP，T为井下氡子体α潜能暴露量，WLM。'CP，T=1.57×10-6×T×（CRn-C'Rn）×F（3）式中，1.57×10-6为平衡当量氡浓度暴露量（Bq•h•m-3）与α潜能暴露量（WLM）之间的转换系数，WLM（/Bq•h•m-3）；T为全年工作时间，h；CRn为煤矿工作面氡浓度，Bq/m3；C'Rn为煤矿周围未受影响的环境空气中氡浓度，Bq/m3；F为氡子体平衡因子。此处公式（2）、（3）及参数值中氡子体平衡因子取0.35均引用自文献[7]；工作人员一年中的工作时间定为2000h[8]；煤矿周围未受其影响的环境空气中氡浓度的测量采取网格布点，布5点以上求其平均值；引入上述参数进行内照射估算。2.1.2外照射引起的附加剂量E2E2=（D•γ-D•本底）•K•t[8]（4）式中，D•γ为γ辐射剂量率，Gy/h；D•本底为当地天然本底γ辐射剂量率，Gy/h；K为有效剂量当量率与空气吸收剂量率转换系数，0.7Sv/Gy；t为全年工作时间，h。此处假设工作人员一年中的工作时间为2000h，γ辐射剂量率本底的测量参考环境地表γ辐射剂量率测定规范[9]，对煤矿周围未受其影响的环境地表按照网格布5点以上求得或查阅文献[10]引用煤矿所在地的本底γ照射剂量率值。

3对煤矿辐射水平审管限值的探讨

3.1对于豁免管理限值的探讨将剂量豁免管理值取为0.3mSv/a，在此剂量值范围之内，可以有效的确定氡浓度、γ辐射剂量率的限值。现主要从以下几个方面进行讨论：（1）若工作面的γ辐射剂量率在本底范围以内，则排除γ辐射对附加年剂量值的贡献，可以认为年剂量值0.3mSv是氡及其子体的贡献，按照（2）、（3）两式可知在满足年剂量约束值的情况下，附加氡浓度的最大值可以控制在55Bq/m3。（2）如果工作面的氡浓度水平在此煤矿周围环境空气中氡浓度本底值以内，则排除氡浓度对年剂量值的贡献，可以认为年剂量值0.3mSv是γ辐射的贡献。按照（4）式可知，附加γ辐射剂量率的最大值可以控制在约210nGy/h。（3）如果γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，同时满足年剂量值0.3mSv要求的情况下，监测结果应满足式中，210为仅考虑外照射情况下，年剂量豁免管理值为0.3mSv时的附加γ辐射剂量率值，单位是nGy/h；55为仅考虑内照射情况下，年剂量豁免管理值为0.3mSv时的附加氡浓度值，单位是Bq/m3。

3.2对于煤炭不加限制开采管理限值的探讨考虑到煤炭资源的不可再生性，最大限度对煤炭资源的开发利用，同时保障工作人员的健康权益。此时考虑到年剂量大于豁免管理限值0.3mSv，但低于不加限制管理值1mSv时，在此剂量限值下，可以有效的确定氡及其子体浓度、γ辐射剂量率的限值。现主要从以下几个方面进行讨论：（1）若工作面的γ辐射剂量率在本底范围以内，则排除γ辐射对年剂量值的贡献，可以认为年附加剂量是氡及其子体的贡献，按照（2）、（3）两式可知在满足年剂量值的情况下，附加氡浓度的最大值可以控制在约180Bq/m3。（2）如果工作面的氡浓度水平在此煤矿周围未受影响的环境空气中氡浓度本底值以内，则排除氡浓度对年剂量值的贡献，可以认为年附加剂量是γ辐射的贡献。按照（4）式可知在满足年剂量值的情况下，附加γ辐射剂量率的最大值可以控制在约710nGy/h。（3）如果γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，同时满足不加限制管理值1mSv要求的情况下，监测结果应满足下式：式中，710为仅考虑外照射情况下，不加限制管理值1mSv时的附加γ辐射剂量率值，单位是nGy/h；180为仅考虑内照射情况下，不加限制管理值1mSv时的附加氡浓度值，单位是Bq/m3。

3.3对于煤炭加以限制开采限值的探讨对于加以限制管理值取为5mSv/a。则在此年剂量值5mSv内，可以有效的确定氡浓度、γ辐射剂量率的限值。现主要从以下几个方面进行讨论：（1）工作面的γ辐射剂量率在本底范围以内，则排除γ辐射对年剂量值的贡献，可以认为年剂量值5mSv是氡及其子体的贡献，按照（2）、（3）两式可知在满足年剂量约束值的情况下，附加氡浓度的最大值可以控制在约910Bq/m3。（2）如果工作面的氡浓度水平在此煤矿周围未受影响的环境空气中氡浓度本底值以内，则排除氡浓度对年剂量值的贡献，可以认为年剂量值5mSv是γ辐射的贡献。按照（4）式可知在满足年剂量值的情况下，附加γ辐射剂量率的最大值可以控制在约3570nGy/h。（3）如果γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，同时满足年剂量值5mSv要求的情况下，监测结果应满足下式：式中，3570为仅考虑外照射情况下，年剂量值为5mSv时的附加γ辐射剂量率值，单位是nGy/h；910为仅考虑内照射情况下，年剂量值为5mSv时的附加氡浓度值，单位是Bq/m3。3.4对于煤炭禁止开采限值的探讨对于禁止开采管理值取为大于5mSv/a。则γ辐射剂量率及氡浓度应符合下式式中，3570为仅考虑外照射情况下，年剂量值为5mSv时的附加γ辐射剂量率值，单位是nGy/h；910为仅考虑内照射情况下，年剂量值为5mSv时的附加氡浓度值，单位是Bq/m3。

4小结

4.1豁免管理（1）若工作面的γ辐射剂量率在本底范围以内，附加氡浓度的最大值低于55Bq/m3时，煤矿不应做为监管对象。（2）如果工作面的氡浓度水平在此煤矿周围环境空气中氡浓度本底值以内，附加γ辐射剂量率的最大值低于210nGy/h时，煤矿不应做为监管对象。（3）γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，同时低于豁免管理限值0.3mSv要求的情况下，监测结果满足（5）式，煤矿不应做为监管对象。

4.2不加限制开采管理（1）若工作面的γ辐射剂量率在本底范围以内，附加氡浓度的最大值高于55Bq/m3，同时低于180Bq/m3时，煤矿应纳入监管对象，但煤炭开采与销售应不加限制。（2）如果工作面的氡浓度水平在此煤矿周围未受影响的环境空气中氡浓度本底值以内，附加γ辐射剂量率的最大值高于210nGy/h，同时低于710nGy/h时，煤矿应纳入监管对象，但煤炭开采与销售应不加限制。（3）γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，监测结果满足（6）式，低于不加限制开采管理限值。煤矿应纳入监管对象，但煤炭开采与销售应不加限制。

4.3限制开采管理（1）工作面的γ辐射剂量率在本底范围以内，附加氡浓度的最大值高于180Bq/m3，同时低于910Bq/m3时，煤矿应纳入监管对象，但煤炭开采与销售应加以限制。（2）如果工作面的氡浓度水平在此煤矿周围未受影响的环境空气中氡浓度本底值以内，附加γ辐射剂量率的最大值高于710nGy/h，同时低于3570nGy/h时，煤矿应纳入监管对象，但煤炭开采与销售应加以限制。（3）γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，监测结果满足（7）式，低于加以限制管理值。煤矿应纳入监管对象，但煤炭开采与销售应加以限制。

4.4禁止开采管理γ辐射剂量率及氡浓度的监测结果均高于当地的本底水平，且监测结果满足（8）式，高于加以限制管理值，煤矿应禁止开采。