王栋良

（中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院，河北涿州072750）

1 活性炭测氡法原理

非极性吸附剂种类繁多，其中最具代表性的活性炭与氡气分子相互接近时，会因发生电子与核之间的相对位移而产生瞬时偶极。氡气为单原子惰性气体，在活性炭存在的情况下因瞬间偶极而不断重复使分子之间始终存在色散力，氡气分子色散力的主要形成原因既是活性炭对氡的吸附作用[1]。当活性炭将氡吸附到表面时，分布于活性炭周围的氡气浓度会随之下降形成浓度差，会发生高浓度向低浓度运移的现象，该作用成为浓度差作用。在此作用之下，活性炭将持续吸附氡于自身表面，直至吸附量达最大值，直至所吸附氡浓度将与周围的氡浓度达到平衡状态。

本文针对活性炭对煤矿采空区氡气浓度测试进行探讨。因采空区形成区域地质应力分布状态会随着采空区的形成而发生不可逆转的改变，地质体在应力作用下发生塑性或弹性变形。由于空间改变，采空区所分布气体的运移与集聚环境也随之改变，氡气的分布状态也随之改变，会发生不同程度的运移和聚集。主要表现为氡元素向采空区运移，在采空区呈富集状态，在地表形成一个与采空区形态相应的氡高值异常区。因此，可以通过测量地表氡元素的浓度来圈定煤矿采空区的位置及范围。

技术路线：将活性炭吸附器埋入地下40cm 的深坑中，待4～6d 后取出，由活性炭测量仪器测量并对数据进行保存处理，根据每条测线的氡的浓度圈定地下采空区位置。……