Обоснование рациональных схем вентиляции при эксплуатации железнодорожных тоннелей в радоноопасных районах России с суровым климатом

• Автор: Мироненкова, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.26.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В РАНСПОРТНЫХ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЯХ
1.1 Геологические условия, влияющие на формирование в горных выработках радиационной обстановки
1.2 Радиационная обстановка при разработке радиоактивных руд
1.3 Радиационная обстановка на неурановых горнодобывающих предприятиях
1.4 Особенности формирования радиационной обстановки в транспортных под4*7
земных сооружениях
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. НОРМИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ И ВЫБОР СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ПЕРСОНАЛА, ЗАНЯТОГО ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ 56 ПОДЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1 Основы нормирования радиационных условий в горных выработках
2.2 Математические модели переноса радона в породном массиве и его накоп-

ление в воздушном потоке
2.3 Модели расчета эквивалентной равновесной объемной активности при ре-

циркуляционной схеме проветривания
2.4 Методика расчета мощности системы подогрева наружного воздуха при

различных схемах вентиляции
2.5 Выводы
Глава 3. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В ВЫРАБОТКАХ СЕВЕРО-МУЙСКОГО ТОННЕЛЯ
3.1 Существующие схемы проветривания тошгеля в зимний и летний периоды года
3.2 Методы натурных исследований уровней радиационно-опасных факторов в выработках тоннеля
3.3 Результаты натурных исследований и их анализ
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. ВЫБОР МЕРОПРИЯТИЙ ПО НОРМАЛИЗАЦИИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ В СЕВЕРО-МУЙСКОМ ТОННЕЛЕ
4.1 Гигиеническая оценка радиационной обстановки в горных выработках Се-

всро-Муиского тоннеля
4.2 Противорадиационные защитные мероприятия Д4
4.3 Результаты математического моделирования радиационной обстановки в выработках тоннеля при различных схемах вентиляции
4.4 Выводы
Заключение
Литература

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ОА - объемная активность;
ЭРОА - эквивалентная равновесная объемная активность;
УА - удельная активность;
ДПР - дочерние продукты радона;
ДПТ - дочерние продукты торона;
ЕРН - естественные радионуклиды;
МЭД - мощность экспозиционной дозы;
Бк - беккерель, единица активности;
Бк/мЗ - ОА, ЭРОА радона в воздухе;
Зв - Зиверт, единица эквивалентной дозы;
ПГП - предельное годовое поступление радионуклида в организм; ГП - годовое поступление;
ДК - допустимая концентрация;
ПДД - предельно допустимая доза;
ПД - предел дозы;
МКРЗ - международная комиссия по радиационной защите;
СИЗ - средства индивидуальной защиты

В последние годы в РФ многократно увеличилось число строящихся и эксплуатируемых железнодорожных тоннелей. Значительное число этих тоннелей расположено в районах, считающихся опасными по выделению радона. В этих районами эксплуатируются часть железнодорожных тоннелей Абакан — Тайшетской дистанции Красноярской железной дороги, тоннели Байкало-Амурской магистрали (Восточно-Сибирская дорога), тоннели Забайкальской дороги т и т.д.
Имеющиеся данные, характеризующие радиационную обстановку в подземных сооружениях, где происходит выделение радона, показывают, что для этих сооружений характерны высокие значения внутреннего облучения обслуживающего персонала, определяемые радоном и его дочерними продуктами. В ряде случаев уровни облучения превышают пределы дозы, установленные для персонала группы А. Для обеспечения безопасной работы людей в этих условиях необходимо применение специальных мероприятий, аналогичных используемых на урановых рудниках.
Наиболее эффективным из них является увеличение количества воздуха, подаваемого в горные выработки. Однако, для железнодорожных тоннелей, расположенных в районах с суровым климатом, увеличение количества подаваемого воздуха может привести к интенсификации процессов образования наледей и значительному повышению энергетических затрат на создание регламентируемых тепловых режимов.
В условиях ограниченной возможности применения мероприятий по уменьшению контакта воздуха с радоновыделяющими поверхностями (вода, горных массив) наиболее целесообразным является разработка рациональных схем вентиляции, учитывающих в каждом конкретном случае особенности формирования радиационной обстановки.
Основные стратегические направления решения проблемы снижения и контроля доз облучения природными источниками ионизирующего излучения

выше, чем в открытых водоемах. Так, если в озерах и реках она, как правило, составляет не более 40 Бк/м3, то в подземной воде объемная концентрация радона нередко превышает 400, достигая 400000 Бк/м3.
Эти выводы были сформулированы на основании данных наблюдений за вариациями О А радона по четырем станциям Ташкентского метрополитена: "Ешлик" и "Пушкинская", "Машиносозлар" и "Чкаловская".
Для более детального анализа были выбраны станции метро "Ешлик" и "Пушкинская", находящиеся примерно в одинаковых геологических формациях, имеющие по два выхода эскалаторных тоннелей на поверхность и характеризующиеся расположением рядом с этими станциями водных артерий- рек Салар и Бурджар соответственно. Было установлено, что среднесуточная активности радона на станции «Пушкинская» выше, чем на станции «Ешлик» в
4,3 раза. В ночные нерабочие часы (с 1 часа 30 мин. до 4 часов 30 мин.) это превышение составляет 4,2 раза, в часы пик (с 17 часов до 20 часов) - в 6,7 раза. В остальное время АО радона на станции «Пушкинская» в 5,0 раза, чем на станции «Ешлик» (рис. 1.9). Выше отмеченное может быть объяснены только тем, что в непосредственной близи ст. метро "Пушкинская" имеется один из многочисленных разломов земной коры, а около ст. метро "Ешлик" разломы располагаются не столь близко. Это подтверждается и более значительной концентрацией величиной потока радона из почвы, которая при приближении к линии разлома у станции м. "Пушкинская" возрастала в 2,7 - 3,3 раза.
Радон, используя тектонические нарушения (разломы, трещины), может проходить по ним как по дренажным коллекторам с высокой скоростью и проникает в сооруженные над ними станции метро. Подпитка полостей в зоне тектонических разломов и разрывных нарушений радоном может происходить как вследствие конвекционно-диффузионных процессов, так и периодических подъемов подземных вод, характеризующихся повышенным содержанием радона, которые, образуя болотисто-глинистые прослойки, позволяют последним аккумулировать радон. Поэтому даже слаборадиоактивные породы, в которых проходят тоннели метрополитена, могут представлять большую, чем более ра-