活性炭测氡简要介绍

1、1活性炭测氡法简要介绍2目录n1、项目背景n2、市场价格n3、仪器价格n4、理论依据n5、施工方法n6、施工成本n7、数据处理与分析n8、风险控制n9、远期效益31、项目背景n此次山西招标共计30个包，2337.9，中标价合计8619.70万元，均价3.69万元/ .所有包中物探部分均要求用瞬变、电法和活性炭测氡法进行探测。n目前我们准备做的两个包，需要做活性炭测氡共计2846个测点，另外还有魏著林正在帮忙联系的2个包共计3186个测点。n我们有两种途径来完成：n1、外包给别人做n2、自己买设备做4包号包号矿名矿名点数点数单项单项/ /万元万元总价总价/ /万元万元13西峪矿西峪矿2101.0

2、5 287.53 13西铭矿西铭矿9044.52 13白家庄矿白家庄矿3391.70 23阳泉五矿阳泉五矿17338.67 269.40 22国阳新能二矿国阳新能二矿12616.31 230.61 26晋普山矿晋普山矿慈林山矿慈林山矿漳村矿漳村矿15857.93 307.53 合计合计603230.16 1095.07 52、市场价格n外包给别人做的话，目前共联系了三家：n1、黄盛辉：核工业系统，没有明确报价，态度也不积极n2、张，核工业系统陕西咸阳209队，初步报价50元/点n3、李友军，山西太原，70元/点n上述三种方式，外包出去蔺总介绍部分得14万多n魏著林介绍部分得15.9万多，合计近

3、30万。63、仪器价格目前只调研到核工业北京地质研究院HD-2003，售价42000-50000（网店、合肥老乡、厂家，三家都在北京）。另外太原理工方面用的是TYHC-1测氡仪，内部使用，市场未找到有销售的。土壤测氡方法原先是核工业系统用来找铀矿的，太原理工刘鸿福老师第一个将该种方法利用到煤矿火区、隐伏构造、采空区探测领域。目前国内煤矿方面做土壤测氡的基本上都是刘鸿福老师一派系的。7采样器采样器主机主机铅盒铅盒HD-2003土壤测氡仪土壤测氡仪84、理论依据n煤矿采空区形成后煤矿采空区形成后,改变了地下地质体的应力分布状态改变了地下地质体的应力分布状态,促使地质体促使地质体发生变形发生变形,从

4、而改变了地下气体的运移与集聚环境从而改变了地下气体的运移与集聚环境,对氡气的运移与对氡气的运移与富集具有一定的控制作用，主要表现为三个方面富集具有一定的控制作用，主要表现为三个方面:一、储气作用一、储气作用:相对于周围完整岩体来一说相对于周围完整岩体来一说,采空区冒落带及裂隙带是采空区冒落带及裂隙带是相对松散带相对松散带,其中岩石块体之间空隙大其中岩石块体之间空隙大,连通性好连通性好,是储存气体与地是储存气体与地下水的理想场所下水的理想场所二、集气作用二、集气作用:如上所述如上所述,采空区煤层顶板塌陷冒落后采空区煤层顶板塌陷冒落后,应力集中向围岩应力集中向围岩内部迁移内部迁移,在采空区周边形成

5、一个低应力区在采空区周边形成一个低应力区,一般来说一般来说,气体与液体气体与液体总是由压力较高的部位向压力较低的部位运移总是由压力较高的部位向压力较低的部位运移“因此因此,采空区及其采空区及其周边派生变形区就成为地下抽吸气体的容器周边派生变形区就成为地下抽吸气体的容器,不断把围岩中的气体不断把围岩中的气体抽到采空区中来抽到采空区中来,造成氡元素在采空区的聚集。同时造成氡元素在采空区的聚集。同时,由于采空区及由于采空区及其周边裂隙带的存在其周边裂隙带的存在,还可以其它方式促使放射性元素向采空区运还可以其它方式促使放射性元素向采空区运移、富集。移、富集。三、通道作用三、通道作用:采空区冒落带及其派

6、生裂隙形成后采空区冒落带及其派生裂隙形成后,都是气体自下向上都是气体自下向上运移的良好通道运移的良好通道“在地温与地压作用下在地温与地压作用下,氡气必然与其他气体氡气必然与其他气体(CO,CO2,CH4等等)一起自地下深处向地表迁移一起自地下深处向地表迁移,在地表形成氡异常在地表形成氡异常区区9地下采空影响区引起氡异常地下采空影响区引起氡异常煤层开采后在地下形成了大面积采空区煤层开采后在地下形成了大面积采空区,经过一段时间后经过一段时间后,当采空区周边应当采空区周边应力集中强度超过岩体强度时力集中强度超过岩体强度时,煤层顶板及其采空区四周岩体就会破坏、冒落煤层顶板及其采空区四周岩体就会破坏、冒

7、落,应力集中区随之向围岩中转移应力集中区随之向围岩中转移,此时在采空区周边形成一个应力松动圈，随此时在采空区周边形成一个应力松动圈，随着时间的推移着时间的推移,应力松动圈向采空区四周外延应力松动圈向采空区四周外延,从而在采空区周围形成一个从而在采空区周围形成一个向采空区倾斜的裂隙带向采空区倾斜的裂隙带,对氡气的富集与运移产生影响主要表现为两个方面：对氡气的富集与运移产生影响主要表现为两个方面：一、地下采空造成的地面变形区内由于裂隙的存在一、地下采空造成的地面变形区内由于裂隙的存在,为氡气储存与向上运移为氡气储存与向上运移提供了条件提供了条件,可在地表形成氛异常区。可在地表形成氛异常区。二、当采

8、空区上部含水层受到塌陷与裂缝的影响时二、当采空区上部含水层受到塌陷与裂缝的影响时,由于地下水的漏失由于地下水的漏失(包包括抽排等括抽排等),地面变形区内裂隙将会更加发育地面变形区内裂隙将会更加发育,从而可在地表形成明显的氡异从而可在地表形成明显的氡异常区。常区。总之总之,无论是采空区还是采空影响区无论是采空区还是采空影响区,在地表均会形成氡异常在地表均会形成氡异常,所不同的是氡所不同的是氡气异常幅值大小和分布规律各异。气异常幅值大小和分布规律各异。因此因此,可以通过地面氡气测量确定煤矿地下采空区以及采空影响区的位置与可以通过地面氡气测量确定煤矿地下采空区以及采空影响区的位置与范围。范围。105

9、、施工方法1、挖坑深50cm、直径18cm，放入吸附装置，回填土壤。2、装置内置干燥剂，埋地5天，期间不能下雨。3、记录埋入时间、取出时间、天气情况、地形情况。4、取出后到测量时间要求不严。5、一般同一测线、同一测区，天气环境尽量一致。气体挥发与温度呈正比，测得的氡气浓度与温度也呈正比。116、施工成本n1、材料成本：采集盒与活性炭可重复使用，干燥剂为一次性的，单个成本并不高，但是我们需要同时布置很多个点（200以上）。出厂标配200个活性炭和样品盒，但采集器只有一个，需另行购买（采集器为塑料材质，目前还没有找到销售的，届时采购仪器时可以和厂家进一步确定）。n2、人工成本：我们自己做的话，可以

10、在做瞬变电磁的同时，埋入采集器，第六天再取回。12n3、辅助设备：na、天平：称重活性炭nb、烘箱：活性炭会吸附水分，采样测量后可烘干重复使用（也可以不买烘箱，多买些活性炭）nc、筛子：筛出细小的活性炭nd、洛阳铲：挖坑用ne、干燥剂：每个采集点都要用，具体需要多少克数暂不清楚，网上有6.8元/kg干燥剂137、数据处理与分析仪器测出浓度，后制作出剖面曲线图和等值线图。1415n20测线近东西方向布置,全线长100m,测氡点距5m,共21个测点;瞬变电磁法点距10m,测量点11个n“由活性炭测氡剖面图(图6-12)可知:氡值起伏较大,最高氡值异常为1150计数/三分钟”n1一13号点大部分氡值在600一800之间,氡值稳定,n14一21号点大部分氛值在800一1100之间,波动较大“分析划定14号点为采空区边界n由瞬变电磁20线电阻率剖面图(图6-13)可知:n1-7号点电阻率值明显较低,n7-11号点电阻率值高于前者,分析7号点为采空区边界,7一11号点为采空区。168、风险控制n一、因涉及设备采购、劳务支出等成本，该项目需要一定的首付款，首付款到了之后才能够采购仪器，进场施工。n二、采购仪器时，在厂家那现场学习采样、仪器操作、数据处理。n三、施工过程中，关注天气变化，现场安全，科学组织施工。179、