Лекция: Основные радиационно-опасные факторы при разработке урансодержащих руд

Месторождения радиоактивного сырья, являющиеся местом добычи и после­дующей горно-металлургической переработки руд, становятся объектами повы­шенной потенциальной радиоэкологической опасности как для работающих на этих предприятиях, так и для населения, проживающего в районах их функцио­нирования.

Масштабы поступления естественных радионуклидов от этих источников в природные среды зависят от многих факторов.

Условно их можно разбить на следующие категории:

— геолого-структурное положение и состав руд;

— радиогеохимическая характеристика руд и вмещающих пород;

— гидрогеологические условия (строение гидрогеологического разреза, распро­странение и границы водоносных горизонтов, водонасыщенность руд и гор­ных пород и их фильтрационные свойства, гидрогеохимические свойства под­земных вод);

— ландшафтно-географическое положение (соотношение с основными элемен­тами рельефа и гидрографической сети, климатические особенности);

— инженерно-геологические характеристики.

Геологическое строение, тектоника. Структуру месторождения, распределе­ние в нем ЕРН и интенсивность поступления радона и дочерних продуктов его распада на уровень современного эрозионного среза и в ОС определяют состав и структура горных пород. Важную роль играют современное геологическое строе­ние, палеодинамика развития геологических процессов и техногенез. В зависи­мости от масштабов явлений и их роли в формировании геологических условий, оказывающих влияние на радиационную опасность, могут быть выделены регио­нальные и локальные геологические факторы, а по характеру их влияния на про­цессы рассеяния ЕРН, в том числе на процесс радоновыделения, — прямые и кос­венные.

К прямым факторам радиационной опасности относятся высокие содержания ЕРН в пределах месторождения, на отдельных его участках или же во вмещающих породах, наличие радонопродуцирующих объектов — горных пород, обогащен­ных урановыми и урансодержащими минералами, радиевые и радонсодержащие воды, урановые и урансодержащие руды и т.п. К косвенным — тектонические, структурные, динамические и прочие особенности геологических объектов раз-личного ранга, способствующие выносу ЕРН, эксхаляции радона и миграции га­зов и газово-жидких потоков, а также созданию областей разгрузки последних.

Основная миграция радона в горных породах обычно происходит по зонам трещиноватости и разломам, пластам проницаемых пород совместно с другими газами и водами. Хорошим проводником радона являются связанные с поверх­ностью подземные коллекторы. В то же время радон хорошо сорбируется на мно­гих веществах, например, на глинах, углях. Эти особенности могут значительно повлиять на физические параметры, характеризующие процесс рассеяния ЕРН и миграции радона.

Гидрогеологические условия месторождения обусловливаются строением гид­рогеологического разреза, распространением границ водоносных горизонтов, водонасыщенностью руд и горных пород, их фильтрационными параметрами, гид­рогеохимическими св-вами подземных вод и т.д. Особое внимание должно быть обращено на изотопы свободного радона (222Rn — радон и 220Rn — торон), который хорошо растворяется в воде и органических растворителях — нефтях (коэффициент растворимости от 0,25 до 0,5) и может мигрировать с жидкостью (водой) на большие расстояния, огромные его количества могут скапливаться в природных и шахтных водах (особенно на урановых месторождениях). Радоно­вые воды наблюдаются в различных геологических обстановках, породах разных возрастов и состава, на древних щитах, в складчатых областях и на молодых плат­формах. Прямой связи концентрации радона с минерализацией вод, содержани­ем радия в воде или газовым составом вод не обнаружено. В отдельных случаях, особенно вблизи тектонических нарушений и ослабленных зон, выявляется кор­реляционная связь между концентрацией радона в подземных водах и грунтовом (подпочвенном) воздухе.

Ландшафтно-географическое положение месторождения оценивается по его залеганию относительно элементов рельефа и гидрографической сети, а также зависит от климатических особенностей. Данный фактор может оказать суще­ственное влияние на радиационную обстановку в районе месторождения — осо­бенно на этапе его отработки при сооружении системы водоотвода, выборе мест для отвалов и хвостохранилищ и т.д.

Инженерно-геологическиехарактеристики горно-рудной массы (типы пород, их физико-механические свойства) могут оказывать значител. вл-е на горно-технические ф-ры и сп-бы отработки м-ния следователь­но, на перераспределение ЕРН в ОС на различных стадиях работ, таких как:

— предварительная оценка;

— разведочные работы;

— добыча полезных ископаемых;

— обогащение и гидрометаллургическая переработка руд.

Радиоактивные показатели месторождения характеризуют следующие па­раметры:

— содержание ЕРН в горно-рудной массе и во вмещающих породах;

— коэффициент нарушения радиоактивного равновесия между радием и ура­ном;

— коэффициент эманирования по радону;

— запыленность горных выработок и содержание в пыли ЕРН;

— концентрация радона и торона в воздухе горных выработок;

— показатель удельного радоно- и тороновыделения на единицу объема выра­ботки и на единицу добытых запасов.

Радиоэкологическая обстановка зависит также и от принятых технологичес­ких решений, таких как:

— способ и система разведки (скважинами, канавами, подземными горными вы­работками);

— сп-б и система отработки м-ний (карьерный, подземный, гидро­размыв, подзем. выщелачивание и т.п.);

— системы жизнеобеспечения горных выработок;

— способы пылеподавления и очистки воздуха;

— способы осушения месторождения и система водоотвода;

— мер-ия по защите горных выработок от наводнения и их возд-е на гидродинамическую обстановку;

— транспортировка горно-рудной массы и отходов;

— способы переработки горно-рудной массы и отходов;

— складирование сырья и формирование отвалов.

При оценке экологич. составляющих открытого и подзем. сп-бов разработки минерал. сырья они соотносятся пример­но как 1 к 10-100. На сегодняшний день можно утверждать, что наиболее щадящей, экологичес­ки приемлемой технологией отработки урановых руд является м-д подземной скважинной технологии (ПСВ), которая успешно реализуется в Казахстане и других странах.