EJ 中华人民共和国核行业标准 EJ/T 944-95 轴矿通风防护最优化方法 1995-07-05发布 1995-11-01实施 中国核工业总公司 发布 中华人民共和国核行业标准 矿通风防护最优化方法 EJ/T944-95 根据GB8703和GB/T14325的要求，为了提高矿通风防护的经济效益和社会效益， 实现矿通风防护最优化，特制定本标准。 1主题内容与适用范围 化的方法和基本程序。 本标准适用于铀矿并通风防护的设计和管理。 2引用标准 GB8703辐射防护规定 GB/T14325辐射防护最优化纲要 EJ359矿井排氨通风技术规范 3术语 3.1辐射防护最优化 在对伴有辐射的实践选择防护水平时，必须在实践带来的利益与付出的代价之间进行 权衡，以最小的代价获得最大的净利益。 3.2代价-利益分析 对于某一拟议中的伴有辐射照射的实践，就其所带来的利益与付出的代价进行的分析。 它是辐射事业正当性判断和实现辐射防护最优化的一种方法。 3.3防护代价 社会为了获得所要求的防护水平而作出的一切努力，通常用货币额表示。它是铀矿通风 防护系统的基本代价和随后的运转代价的综合。 3.4最优防护水平 在某一时期的特定条件下，某一铀矿井可合理达到的尽可能低的防护水平。随着技术经 济条件和矿井生产的变化，最优防护水平也会相应改变。 3.5目标函数 矿通风防护的防护代价与危害代价之和的数学表达式。 3.6约束函数 目标函数中的变量之间的定量关系式。 3.7限值方程 中国核工业总公司1995-07-05批准 1995-11-01实施 1 EJ/T94495 保证所有（每个）受照人员的个人剂量低于剂量限值的约束不等式。 4一般要求 4.1铀矿通风防护的设计、运行管理和调整改进等-一切决策，都必须遵循辐射防护最优化 原则。 4.3在铀矿的设计和开采生产中，应坚持不懈地寻求减少辐射照射和降低铀矿防护代价的 新途径。 4.4合理控制矿井氢渗流的方向和大小，是减少铀矿工所受照射的重要途径。 4.5铀矿通风防护最优化是一项长期的工作。应根据国家技术经济条件和矿井生产的发展 变化，及时修改铀矿通风防护最优化的计划，调整改进通风防护工作，达到新的条件下的最 优化目标。 5铀矿通风防护最优化的基本程序 5.1明确铀矿通风防护要考虑的因素和范围，确定防护目标。 铀矿通风防护的范围是铀矿井下通风空间和地表半径30km的环境。 防护的目标是，井下铀矿工和矿区附近公众的个人剂量不超过相应的个人剂量限值，铀 矿工和公众的辐射剂量分别达到可合理达到的尽可能低的水平。 5.2分析并确定辐射危害的来源和大小，从而确定与铀矿通风防护有关的各个危害因素所 占的比重。 井下铀矿工的辐射危害来源是：在井下工作时吸入氢和氧子体的内照射、含铀矿岩的 外照射、吸入含铀矿尘和氢的长寿命子体的内照射。 矿区附近公众的辐射危害来源是：吸入氛和氨子体的内照射、食入放射性核素的内照 射、吸入大气中的放射性气溶胶和含铀矿尘的内照射。 铀矿工和公众的防护重点都是吸入子体的内照射。 5.3针对铀矿井下和地表环境的辐射照射来源，列出可采取的各种通风防护方案，并对各 个方案进行定性、定量或半定量的分析比较，选出最优通风防护方案，确定最优防护水平，形 成最优化的初步决策。 5.4进行灵敏度分析。分析初步决策所依据的资料或假设的不确定性和可变性对决策结果 的影响，找出对决策结果影响最大的因素，哪些因素发生怎样的变化时应当改变决策。 5.5进行最终决策。除考虑辐射防护因素外，还必须考虑一些非辐射防护因素和非技术因 素的影响。综合权衡这些因素之后，作出最优化最终决策。 5.6将最终决策付诸实施。在实践中检验最优化决策的正确性。 认真收集对实施情况的反映、建议和实施效果。通过信息反馈来不断改进和完善最优化 计划。 2 EJ/T944—95 6铀矿井的通风防护最优化 6.1铀矿通风防护最优化的基本方法 铀矿通风防护最优化的基本方法采用GB/T14325一93中4.2条的规定。 目前，我国铀矿通风防护最优化中主要应用代价-利益分析方法。 6.2铀矿通风防护最优化设计程序 铀矿通风防护最优化设计程序见图1。图1描述的是应用定量技术时的最优化设计程 序，最优化设计中也常常采用直观的和定性的方法。 6.3铀矿并通风防护的目标函数及其主要变量 目标函数： U=a(1+K)K±Qt.+X,+X+X,+Xs+X+α,(NFaC,+Sgr)+α2S,....(1) 通风防护设计要求 设计方案的选择 通风防护费用、辐射危害和 其它危害因素的估算 应用定量技术选择最优方案 灵敏度分析 最优化设计结果 图1铀矿通风防护最优化设计程序简图 式中：U-—目标函数，元·a-, a-电价，元/kw.h） K扇-—矿井局扇和辅扇的电耗功率之和与主扇电耗功率之比， K±一主扇电耗系数，kW/(m/s），数值上等于主扇产生单位供风量的电耗功率， R Q： 一矿井供风量，m/s; 3 EJ/T944-95 一年内矿井通风系统的运行时间，h， X—矿井通风防护设备的折旧费和维修费，元·a-, X：-矿井通风防护材料消耗费（包括通风防护的措施和个体防护等所需材料），元 .a-l, X一矿并通风防护人员工资，元·a-"， X：一一矿井通风防护专用井巷工程折旧费和维修费，元·a-1； X。矿并通风防护仪器仪表的折旧费和维修费，元·a-, α一下矿工的单位集体有效剂量的价值，元/（人·Sv）； N一井下矿工总人数， Fa—一氢子体浓度换算成剂量率的剂量学因子，Sv·a-1·（J/m"）-,F。=2.93× 10-t; C,——一年内矿井平均氢子体浓度，μJ/m， Se含铀矿岩对矿工的外照射剂量，人·Sv·a-", α2--地表公众的单位集体有效剂量的价值，元/（人·Sv）； S，一一矿井外排污风所致铀矿附近（半径30km环境）公众的集体有效剂量，人·Sv· a-l R—矿井总风阻，kμ; na-主扇电机效率; n.主扇电机与主扇间的传动效率； t—矿工一年内的暴露时间，h。 决定目标函数值的主要变量是：矿井供风量Q和矿井平均氮子体浓度C，。 6.4铀矿井通风防护的约束函数 矿井通风防护的约束函数可写成： C,f(Q,x,A.). (2) 式中：-——矿井采掘比，×10"m/kt， Au-—矿井年产铀金属量，t·a-1。 对于一个具体的生产铀矿井，可以采用实测的方法来建立约束函数。实测的方法是，在 实测对应不同供风量的矿井平均氢子体浓度，然后对实测数据进行回归分析，就可以找出矿 井平均氧子体浓度与矿井供风量的定量关系式，建立约束函数。 设计铀矿井可采用下面的回归关系式作为约束函数： (3) Q? 相关指数R²=0.65 剩余标准差S=4.89 6.5铀矿井通风防护的限值方程 4 EJ/T94495 铀矿并可采用下式作为限值方程，进行通风防护最优化运算： C,<1.7X10*t-1-34.4C..... 式中：C一一矿井原矿石的平均铀含量，%。 铀矿通风防护最优化运算必须在满足限值方程的条件下进行，即最优防护水平必须满 足式（4)的要求。 限值方程的推导见附录A（补充件）。 6.6铀矿并的最优供风量与最优防护水平 6.6.1当矿井供风量和平均氢子体浓度可以连续取值时，把约束函数代入目标函数，求导。 令dU/dQ=0，则目标函数U有最小值。由此可求得矿并最优供风量Q。和最优防护水平 Cpo: :0 (5) dQ Cpo=f(Q,X,Au) (6) 分分析方法可求得矿井最优供风量Q。和最优防护水平Cpo： a(1+K)K±t.[(Q+△Q)3-Q) (7) 式中：Q矿井供风量的改变量，m"/s。 Cp.=f(Qo,X,A.) 6.6.3对可供选择的每个通风防护方案均作代价-利益分析，则最优防护水平最低、最优供 风量最小的方案就是最优通风防护方案。最优通风防护方案的最优供风量、最优防护水平即 为铀矿并的最优供风量、最优防护水平。 6.7灵微度分析 6.7.1上述最优化运算是在下列条件下进行的： a.1 假定在铀矿井通风系统的服务年限内，每年矿井的通风防护设施的运行维持费用 不变，通风防护人员工资不变， b. 假定矿区附近公众的集体有效剂量等于一个较小的常数，公众的危害代价不变； d. 假定矿井总风阻不变，矿井析出条件与通风防护管理水平不变， e.1 假定客观健康危害是辐射危害的唯一量度，忽略辐射照射对人的精神、心理上的危 害。 6.7.2根据国家技术经济政策和铀矿井生产的发展变化，分析上述假设条件的不确定性和 可变性： a.物价上涨因素对通风防护设施的运行维持费用和通风防护人员工资的影响，高效、 节能的先进设备对通风防护设施服务年限的影响； b．矿井排氧量的改变和矿区附近公众人口的变化对公众剂量的影响； C.井下矿石含品位和矿尘浓度的改变对铀矿工剂量的影响，井下铀矿工人数和工 5 EJ/T944-95 作制度的改变对铀矿工剂量的影响； d.铀矿并不同生产时期总风阻的变化对通风动力费的影响； e.矿并氧析出的条件与控制的变化，特别是矿并氧渗流的条件与控制的变化对铀矿 工和公众剂量的影响，对通风防护约束函数的影响。 6.7.3分析上述这些因素的变化对最优化计算结果-最优供风量和最优防护水平的影响， 确定最优化计算结果的可靠性。并提出这些因素发生怎样的变化时，应当改变最优供风量和 最优防护水平。 6.8铀矿通风防护的α值 铀矿通风防护α值的推荐见附录B（参考件）。 6.9生产铀矿井通风防护最优化计算示例 生产矿井通风防护最优化计算示例见附录C（参考件）。 6.10铀矿通风防护最优化对通风防护设计的要求 轴矿通风