黑龙江省某军工铀矿地质勘探工程设施退役治理及意义

龙宝东，路孝平，李岩，陶军宇

1.吉林省核工业地质局，吉林 长春 130022；2.吉林省水文地质调查所，吉林 长春 130103

0 引言

建国初期，我国的东北地区进行了大量的铀矿地质调查和矿山采冶等工作，取得了良好成果的同时，也带来了一系列环境安全问题，其中位于黑龙江省的440铀矿床即为典型之一。该矿床经探矿采矿共遗留坑道15条，坑口15个，形成废矿石渣堆11个，产生废矿渣石10万余吨，常年裸露，矿床周围的村、镇和水系下游的自然生态环境都可能受到不同程度的污染影响。

1 环境影响

1.1 废渣石堆放射性危害

440矿床在探采中将遗留的废矿渣石都就地堆放在坑井口出口处，或附近的专门堆放场地，废矿渣石总量达10.326万吨，总裸露面积达32 398.0 m2，该矿床区域内的贯穿辐射剂量率背景值均值为10.0×10-8Gy/h，而废矿渣石堆γ外照射剂量率最小值13.4×10-8Gy/h，最大值167.5×10-8Gy/h，平均为55.7×10-8Gy/h，超过环境本底监测值5倍多；渣堆表面222Rn析出率最小值为0.50 Bq/m2·s，222Rn析出率最大值为3.26 Bq/m2·s，Rn析出率平均值1.21 Bq/m2·s；超过管理限值。废矿石中天然铀质量分数平均值为243.0 mg/kg。镭含量平均值为2.85 Bq/g。废(矿)石堆的平均比活度4.15×104Bq/kg，总活度为3.11×1012Bq。这些危险因素可通过接触、外照射等途径对公众造成危害。

1.2 流失的矿渣石中含有放射性

勘探过程中遗留的探槽和剥土等各种设施，裸露地表的渣石碓，由于地表风化、雨水冲刷、河流作用等，部分矿渣石流失进入河道等地表水中，造成污染，对公众造成危害。

1.3 未封闭坑口存在安全隐患

探采遗留的旧坑道，未封闭坑口等存在坠落等安全隐患。

2 治理方案

2.1 施工依据

440矿床退役治理主要在《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020 年远景目标》前提下设计实施的，具体工程施工和竣工监测完全按照由国防科工局批复的设计方案[1]实施的，由吉林省核工业地质局具体完成。

2.2 无水流出坑口的治理

矿区内15个坑道口全部为无水坑口，采取治理方案是两道浆砌毛石墙封堵、中间废石充填(见图1)。在坑口往里12.4 m岩性较稳固处砌筑第一道嵌入底板和两侧0.2 m深的浆砌毛石墙、墙厚1.2 m；中间充填废石，之后在坑口附近往里约2 m处采用同样的方法砌筑第二道浆砌毛石墙，然后覆土掩埋坑口，夯实并植被、种树灌木种。

图1 无水流出的平硐口封堵方案设计图Fig.1 Design drawing of sealed scheme of non-water adit portal

2.3 废(矿)石堆治理

采用原地覆盖治理的废(矿)石堆共11个，其治理方案概括为：首先平整场地、消除土包、整坡，然后覆土并分层压实，压实度达到90%以上[2]，填土压实后应有90%以上(设计覆土厚度见表1)，其余10%的最低值与设计值的差，不得大于0.08 cm3，且应分散不得集中[3]。为稳固废石堆边坡及覆土，在废石堆坡脚砌筑挡土墙，挡土墙根据所在地区抗震设防烈度设计，或选用国家建筑标准设计图集《挡土墙》(图号04J008)。同时为防止雨水冲刷覆土，在废石堆上部及周边修砌排水沟以防土坡雨力侵蚀。

表1 废(矿)石堆整治方案统计一览表

2.4 植被恢复

植被恢复既是退役环境治理的重要组成部分，也是保持废石堆治理工程长期稳定的重要工程措施之一。设计采用的植物群落类型为草灌型，以灌木、草本类为主而建造的植物群落适用于陡坡、易侵蚀坡面及周围为农田、山地等，是废石堆治理的主要选型。本次治理在铺设土工网后植被(灌木种)、种草，拟采用的护坡植物紫羊茅、草地早熟禾、梯牧草、白三叶、连翘、胡枝子、葛藤等，根据具体情况选用。

3 治理完成的实物工作量

共砌筑排水沟长988.30 m，挡土墙长度为1 618.90 m，土工网护坡21 169 m2；无水坑口治理刻槽52.5 m3，浆砌石量267.0 m3，充填废石量669.0 m3；共计黄土覆盖量16 130 m3，植被恢复种草33 082 m2，种树8 260棵。共治理废(矿)石堆11个、坑口15个，有效封堵了退役探采工程的坑道口，抑制和屏蔽了各种辐射危害。

4 治理效果

4.1 环境γ贯穿辐射空气吸收剂量率监测结果

治理后坑口及废石堆环境γ贯穿辐射空气吸收剂量率按规范共监测236点，结果数据范围在34.0～154.0 nGy·h-1之间，平均值60.54 nGy·h-1，远低于国家要求中的γ外照射吸收剂量率的管理限值174 nGy/h[4]，也在《黑龙江省环境天然贯穿辐射水平调查研究》报告中黑龙江省室外环境γ贯穿辐射空气吸收剂量率本底范围((54.0～229.3)nGy·h-1，平均值85.9 nGy·h-1)内。

4.2 222Rn浓度和222Rn析出率监测结果

退役整治工程完成后的15个坑口现场监测氡222Rn 浓度为8～80 Bq·m-3，222Rn析出率为0.001 7～0.031 Bq·m-2·s-1，两项监测指标均远远低于国家规定的500～1 000 Bq222Rn·m-3和0.74 Bq·m-2·s-1管理限值[5]。

该矿床15个坑口和14处废石堆经过退役整治后，其它各项辐射环境参数均符合国家和地方相关标准要求，治理后的场地达到有限制开放水平。

5 意义

(1)该整治工程实施后，各单项指标均能满足管理限值的要求，退役整治设施处于长期安全稳定的状态，其辐射危害达到可接受水平，较大程度改善了当地环境质量，达到改善环境、保护民众的目的。

(2)为东北其它地区放射性铀矿探采退役工程整治工作实施提供了宝贵经验。