多场耦合条件下铀矿岩氡析出规律的实验研究

发布时间：2020-05-25 18:10

【摘要】：近些年以来,世界各地都意识到了传统火力煤力发电所带来的的各种环境影响问题,在这种形势下,新能源发电快速崛起,作为清洁能源发电,尤其核能发电在这几年发展迅猛,这就使得铀资源需求更加迫切。为了达到国家经济发展对铀资源的需求量,我国目前部分铀矿山的开采深度已越来越深。随着开采深度的加大,铀矿井深部所处的环境也随即更加复杂多变。在目前所研究的状况来看,国内外在多场耦合环境下的氡研究状况几乎很少。因此,本文在此背景下对铀矿井开展了多场耦合条件下对多孔射气介质氡析出影响模拟试验研究,提出了在温度、频率以及声波的复杂作业环境下的氡析出率变化规律,为未来我国铀矿深部开采的铀矿排氡控氡提供一定的防护措施与指导。论文首先根据国内外研究现状,查阅大量相似材料文献,根据国内外学者对类砂岩相似材料的一些研究依据,确定了类砂岩铀矿岩原样的相似材料。然后再利用正交设计,确定了以水灰比、铀尾砂与水泥质量比以及外掺剂为主的三因素三水平的正交设计实验,通过与砂岩铀矿岩原样的相关物理量进行物理对比和多元线性分析,最终确认了类砂岩相似材料的最佳配比为水灰比0.435,蒸馏水与混合物料质量配比为0.565,外掺精铁粉质量分数为4.5%。在仪器的联合作用下,利用RAD-7测氡系统来进行综合分析以及测量砂岩型试块在耦合作用下累计氡浓度和氡析出率的变化规律来弥补我国在砂岩型铀矿岩上的多场耦合条件下氡析出的影响规律的空白。同时也可以为铀矿山防氡排氡设计提供一定的理论基础。本论文主要研究内容如下:(1)由于实验所需铀矿岩原样采取困难,采用相似配比正交设计,用相似材料所制得的试样近似代替实验所需的铀矿岩原样。在多元线性分析中,铀尾砂与水泥质量比对试块密度、声波波速、单轴抗压强度影响最大,外掺剂精铁粉的含量对试块的导热系数起主导作用。(2)根据试验结果,计算出试块在耦合条件下的氡析出率,通过拟合函数图像,可以为深部铀矿井下复杂环境的氡含量进行预测。(3)进行方差分析,找出在耦合场中对氡析出显著的影响。通过计算可得,在耦合作用下,温度因素的显著值远大于其他二者。说明在深部铀矿井控制氡析出率大小时,温度是首要考虑因素。
【图文】：

7图 1.1 技术路线1.3.2 研究意义通过调查国内外对氡析出的研究现状发现，在众多学者多各种铀矿氡析出中，大部分研究的是单因素物理化学条件下的规律，而针对多场耦合因素，国内

图 3.1 272 尾矿库采集铀尾矿砂 图 3.2 采集铀尾矿深度 1m相似材料具体如下：（1）水泥实验模拟材料为砂岩型铀矿岩，水泥采用北极熊 CSA825 硫铝酸盐超高强水泥。（2）精铁粉。实验需要，网购 10kg 精铁粉，纯度为 Fe≥99.99％。（3）蒸馏水。为了使试块模拟参数与砂岩原样物理性能参数保持尽可能的一致，于衡阳本地购买实验所需蒸馏水数件。（4）石膏粉。为了增加试块的粘附性，，网购石膏粉 2kg，参与试块的制作。（5）铀尾矿沙。采集于 272 铀尾矿库深度为 1m 的铀尾砂如图 3.1、3.2 所示。3.4 试块制作3.4.1 正交设计原理在实验研究中，一般都需要考察 3 因素或者更多，如果全部都进行实验，那
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TL212.1;TL81

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本文编号：2680542