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煤 矿风 井 噪声 综合 治 理研 究孙飞 虹 。 等 煤矿风井噪声综合治理研究 孙飞虹 ， 张建华 ， 张存宏 ， 郭楚文 江苏中国矿业大学机电学院， 徐州2 2 1 0 0 8 摘要 根据芦岭矿中央风井噪声的测试结果， 采取对主声源进行降噪治理， 包括风井扩散 口噪声治理， 电机房噪声治理 ， 反风门、 风 门噪 声治 理 。并 据此 对煤矿 风井 噪声 的综合 治理进 行探 讨． ． 关键词 风井噪声； 治理； 煤矿 中 图分类 号 TB 5 3 文 献标识 码 A 文章编 号 1 0 0 3 6 5 0 4 2 0 0 5 o i 一 0 0 8 7 0 3 目前 噪声 已经 被列 为 国际公 害 ， 很 多煤 矿风 机房 座落在居民区， 其噪声越来越严重地危害着职工的身 心健 康 ， 干扰居 民的休 息 。实践表明 ， 人在较强 的噪声 环境中， 感到刺耳、 不舒服 ， 呆久了 会发现听觉迟钝。 正常人在 9 0 d B A 以上 的环境 中工作 和生活 ， 会造成 一 定 数量的慢性噪声 性 耳聋 。另 外 ， 长期 的噪声 环境 可导致神经衰弱症候 的发生 ， 引起 失眠 、 疲劳 、 头晕 、 头 痛 、 记忆力减退 、 心烦 意乱 、 易 激动 、 发 怒等 ， 甚 至可造 成 内分泌失调 。有调查 表 明 ， 吵闹环 境下 的儿 童智力 发育 比安静 环境 下 的儿 童智 力发 育低 2 O 。由此可 见 ， 矿井 主通 风机噪声的危害是不容忽视 的。 芦岭煤矿是一 座年生产 能力 为 2 ． 2 MT 以上 的现 代化矿 井 。 煤 矿 中 央 风 井 安 装 有 两 台 K4 2 X 7 3 No 2 8离心式 通风 机 ， 一 台运 行 ， 一 台备用 。风机运 转时产生强 烈 的噪 声 ， 根 据 实地 测 量 ， 厂 界 噪声 高达 6 9 d B A 。超过 了国家二类 区噪声标准 1 9 d B A ， 严 重影 响周 围居 民的生活 ， 损害居 民的身体健康 ， 因此搞 好 中央风井 噪声治理非 常重要 。 1噪声测试与分析 为 了科学的制订 降 噪方案 和降 噪设计 ， 对 风井及 附近 区域的噪声进行 了全 面测试 ， 测点布 置及 测试结 果 如 图 1 。 d B／ A 1测 点 布 嚣 及 噪 卢测 量结 果 作者简介 孙飞虹 1 9 6 9 一； ， 女 ， 工程师， 在读硕士， 主持多项噪声治理 工程 公开 发表 论文 4篇 ． 研 究 方 向 为 环境 噪 声 控 制 ， 电 话 0 5 1 6 3 8 8 9 0 7 2 手 机 1 3 0 8 3 5 3 0 0 6 0 。 通过对噪声 的测试分析 可知 ， 风井 的主声 源是 风 井扩散 口的噪声 ． 电机 和风 机本 身 的噪声 ， 反风 门、 风 门漏气噪声 。 2 治理技术要求 1 厂界噪声应符合 GB 1 2 3 4 8 9 O 工业 企业 厂界 噪 声标准 中Ⅱ 类区标准 ； 白天 6 0 d B A ， 夜间 5 O d B A 。 2 施工期 间 ， 不 得影 响矿 井 的正 常通 风 ， 保 证通 风机 的安全工作 。 3 降噪设 施结构简单 、 质量可靠 ， 工程投资省 、 运 行费用低 、 维修量小。消声材料具有防腐、 防潮、 阻燃 等性能， 保证工程质量使用年限不少于 1 5 a 。 4 治理前后 ， 在进 风阻力及风 叶角度不变的情况 下 ， 风量减少不超过 5 。 3治理措施 3 ． 1 风 井扩散 口噪 声控制 排 风 口噪声 属空气 动力 性 噪声 ， 它 在风井 噪声 中 强度最 大 ， 轴流风机 噪声级 通 常在 1 l O d B A 以上 ， 离 心风机也在 l O O d B A 左 右 。因此 ， 控 制风 井 噪声 首 先应降低排 风 口噪声 ， 在 风道及 扩散 塔 内设计 安装合 适 的消声器是控 制风井 排风 口噪声源有 效的措施 。 风机 的空气 动力性 噪声主要是气流 流动过程 中所 产 生的噪声[ 1 ] ， 它主要 是气流的扰动 、 气体 与气体及气 体 与固体相互作 用产生 的噪声 ， 从 噪声产 生 的机理来 看 ， 主要是旋 转噪声 和涡 流噪声 。旋 转 噪声 是 由工作 叶轮旋转 时 ， 轮上的叶片周期性激励 周围的气体介质 、 引起周 围气体 的压力脉 动而形成的 。其频率计算式 f 一 磊 1 式 中， 7 z 一风 机转速 ， r ／ mi n ； i一谐 波 序 号 ， l ， 2 ， 3 ⋯ ⋯； 一 叶片数 。 涡流噪声主要是气 流 流经 叶 片界面 产生 分离 时 ， 形成附面层及旋涡分裂 脱离 ， 而 引起 叶片上 压力 的脉 动 ， 辐射 出一种非稳定 的流动噪声 。 本矿风井 扩散 V 1 噪声 高 达 l 0 6 d B A ， 是 第一 噪 R7 维普资讯 I 砣尉 数求 第2 8 卷 第1 期 2 0 0 5 年1 月 声源， 是治理的重点。其噪声频谱测试结果如表 1 。 表 1 排 风 口噪 声频 谱测 试 结果 测 点位 置 倍频程声压级 d B ____________________________●●__● _ - ___-______一 1 2 5 2 5 0 5 0 0 1 K 2 K 4 K 8 K 扩散 口外 l m 1 0 6 1 0 2 1 0 3 1 1 0 1 0 9 1 0 1 9 3 8 6 8 2 7 5 从频谱上看 ， 噪声属 中低 频 ， 治理难度 大。边界噪 声 L A 与扩散 口噪声L A 的关系一般由下式确定 々 ． _ L A 6 L A一2 0 1 g *一K 2 式中 ， L A 为边 界达标点 的噪声值 ； L A 为扩散 E l 出E l 的噪声值； r 为扩散 E l 至达标点距离 ， m； D为扩散 口出 口当量直径 ， 1 7 1 ； K 为修正值 。 将厂界噪声达标值 5 0 d B A 代人公 式 2 ， 计算 出扩散 E l 出 口噪声值需 降至 8 5 d B A ， 各 倍频程声 级 需要 降低 值一 般 由 NR8 0血线 确定 ， 考 虑到再 生噪声 的影 响， 需要计算 再 生噪 声 L Ad B A 各频程 再 生噪 声声 压级 。再 生噪声的半经验公式为 L A 6 0 1 g v 2 4 8 0 3 式中 ， 为通风道风速 m／ s 。 由公式 3 可 计算 出 L A≤ 8 0 d B A 时 ， 7 d 一8 ． 6 m／ s 。按 消声通道 内风速 8 m／ s 条件下 ， 计算再 生噪声 声 压 级 L P 。 L Pi 7 2 6 0 1 g v 一 2 0 1 g f 4 式 中， 厂为频率 ， Hz 。 根据 NR 8 0及 L 选择最终降噪 目标值 ， 见表 2 。 表 2扩散 口降噪 目标值 根据扩散 口降噪 目标 值和芦岭矿 中央风井的实际 情况 ， 在 扩散 口设计 了消声 塔 ， 由于扩散 口断 面较 大， 消声塔采用土建结 构 ， 塔高 1 0 m， 断面 88 m， 塔 内设 有阻抗复合型消声器[ 2 ] ， 以钢筋砼为框架 ， 塔体 围护 和 消声片全部采用 吸声砖砌 筑 。消声塔 共分 为三段 ， 第 一 段为 2 m 的空腔 作 为抗 性扩 张 室， 对 中低 频 有 良好 的消声效果 ； 第 二段 为 片式 消声器 ， 由 l 5列吸 声砖 并 列构成 1 6个消声通道 ， 消声 片 间距为 0 ． 2 5 m， 有 效 高 度 3 m。由表 2可见 ， 2 5 0 Hz降 噪 目标 值最 大 ， 在 设计 中采用了共振 频率为 2 5 0 Hz的共振型条 缝吸声砖 ， 该 砖 中 间 留 有 空 腔 形 成 共 振 吸 声 器 ， 经 测 试 该 砖 在 2 5 0 Hz 的消声系数高达 1 ． 2 ， 有 良好的消声 效果 ； 第二 段 与第三段 间有 l m 空腔 ， 起共 振腔作用 ； 第三段 为 片 式消声器 ， 也 由 1 5列吸声砖并列构成 1 6 个 消声通 道 ， 88 有效高度为 3 m， 消声 片间距 为 0 ． 2 5 m， 采 用吸 声频带 宽的实心吸声砖 。消声器依 频程消声量按下式计算 消声量计算公式 为 T △L 一 2 兰 5 U 式 中 ， 为消声 系数 ， a为片 间距 ， L为消声 片 有效 长度 。 经计算 ， 所设计的消声塔的消声量完全能满足要 求 。在消声塔 内砌筑消声砖 ， 必 占据一定 的空 间 ， 为不 减少通风面积和不增加风阻 ， 在设计时扩大了消声塔 通风断面 ， 使原扩散 E l 的风速降至 7 ． 4 m／ s ， 这样不但 满足了通风的要求 ， 也 为降低 再 生噪声 和设 计抗 性扩 张室消除低频噪声创造 了条件 。 3 ． 2 机 房噪声治理 机房 内噪声 主要是 电动机和风机 的运转形 成的机 械噪声 、 电磁 噪声 ， 也 有空气 动力性 噪声 ， 在距 离风机 l m处噪声虽 高 达 9 6 d B A ， 但机 房 内 大部 分 区域 为 8 5 d B A 。机房 内另 有值 班室 ， 值 班室 内噪声 不超过 7 O d B A ， 操作人员在机房内停留时间很短 ， 考虑经济 上 因素 ， 不治理室 内噪声 。 机房内风机 和电机 等声 源 ， 也是 造 成厂 界超标 的 主声 源 ， 为治理此噪声 ， 对靠 近厂 界 的机房 南 、 东 两侧 门窗全部 进行 改造 ， 全部 改 为 隔声 门窗 。隔声 门采用 多层轻隔声结构 ， 门扇采 用木 框架 ， 外表 面用钢 板 ， 内 涂阻尼漆减振 ， 中问用超 细玻璃丝棉作 吸声 材料 ， 门扇 的 内表面采用玻璃丝布和具有 一定的穿孔率的穿孔板 做护面。为防止缝隙漏声， 在门框和门扇的接缝处采 用了可压缩的优质橡胶 皮 和 毛毡 作 垫衬 ， 以减少 声透 射 ， 提高 隔声 量。隔声 窗采用 固定 窗， 双 层玻璃 结构 ， 为消 除 高 频 吻合 效应 的 影 响 ， 隔 声 窗 采 用 5 mm 和 3 mm 不等厚玻璃 ， 玻璃 之 间间距 为 0 ． 0 8 m， 在玻 璃边 缘采用橡胶条压紧 ， 这样 不仅能起到密封 作用 ， 还能起 到有效阻尼作用 ， 减少 玻璃 板受 声激 振透 声 。隔声 门 和隔声窗的隔声量均达到 2 O d B A 以上 。 3 ． 3 反风 门、 风 门噪 声治理 反风门处 的噪声主要是漏气产 生的噪声和反风门 钢板受激振和从 钢板 透射 产 生 的噪声 ， 反风 门 l m 处 的噪声高达 9 0 d B A 。由于反风 门经 常开启 ， 为不影 响操作 方便 ， 治理该处 噪声 采用 在反 风 门 内侧 面 涂阻 尼漆 减振 ， 并加衬消声 垫 ， 在 门的四周用 毛毡和优质橡 胶 皮密封 。风门处噪声高达 9 0 d B A ， 也是 由于漏气 产生 的噪声 ， 由于风 门要上 下移 动 ， 无 法 密封 ， 降噪采 用 的方法是用 吸声砖 砌 隔声 间 ， 并 留有 隔声 门和 隔声 窗 ， 以方便 观 察 和 检 修 。 经 治 理 后 反 风 门 噪声 降 至 下 转 第 9 1页 维普资讯 ● 我 国石 棉废 物处 理 处置 和综 合 利用 对策 研 究周 炳 炎 定废物的管理还不到位， 因此， 首先要完善控制石棉污 染环境 的管理基础 和保 证条件 ， 即管理机制 。比如 将 环境保 护政 策直接落实和参与 到石棉行业 的发展规划 中去 ； 国家制定控制石棉废物的长期计划， 列出控制石 棉废 物的类别 、 控制方 法 、 措施保 障、 时 间步骤等 ； 制定 出一些具体 的政策 ， 包括石棉废物许可证管理 、 石棉废 物填埋 处置 准则 等 。 3 ． 2 建 立以安全填埋处理 处置 为 中心的技 术体 系 1 清除石棉废 物之 前先将 石棉 废 物进行 充分 湿 润 。对于一个相对独立 的场所 或空间可以采用装 有高 效微粒空气过滤器 的真空 清理 器来 收集石 棉粉 尘 ， 也 可 以采用一些隔离手段来实 现 。石棉废 物在载重的塑 料袋 中双层密封包装 ， 也 可 以密封 储存 在其 它不再 重 复利用的容器 中。曾经盛装石棉 纤维的包装袋不得重 复使用 ， 存 放在合 适 的容 器 中。包 装袋 的最 大尺 寸要 适宜 。 装 载 物 不 超 过 5 0 的 包 装 容 量 ， 重 量 不 超 过 2 5 k g 。包装袋 或 容器 外 表 面有 危 险标 识 。石 棉 废 物 包装袋不得从高处 抛投或坠落 。由专业公 司和专业人 员进行废物操作 等 ； 2 石棉废物运输 要完全密封 ， 不能完全 密封时用 防水油布或者 其它安全 的方 式覆盖好 。运输过程要 保 证石棉废物 的包 装袋 或容 器受 不受撕 裂或 其它 破损 。 随同运输石棉废物 的车辆要 准备铁铲 、 扫帚 、 个人呼吸 装备 、 用于保护司机和乘坐人员免遭石棉危 害的防护服 装 、 润湿剂和充足的塑料袋 等物 资。不能用 压缩型废物 运输车辆或者用 正在运输其 它货物的车辆运输石棉 废 物 。石棉废物要直接运到废物储存设施或处置场 ； 3 稳 定化处理 方法 适 用于石 棉纤维 废 物或易碎 性 的石棉废物 ， 以减少 这类 石棉废 物在 包装 、 运输 、 处 置过程 的暴露风 险。建议 使用 水泥 固化 的方法 ， 固化 处理后还应 该进行填埋处置 ； 4 安全填埋处理 处置石棉废 物 ， 石棉废物 可以放 置在填埋场 或选定 的工作面的底部 。石棉废物填埋操 作 的现场搬 运、 放置 、 压 实 、 封场 等任何 时候 不得将 石 棉废物暴露到 空气 中 。填埋 之前可 以使用一些控制方 法来约束粉尘、 控制风的侵蚀 、 或者转变石棉成非纤维 态。在每天填埋放置后用至少 2 0 c m厚的其他材料尽 快覆盖石棉废物。操作期间要在废物处置场所的入口 和边界设立警告标识等； 5 石棉废物处置场要进行最终封场 处理 防止石棉 废物的暴露 ， 对于处置粘结的硬性 石棉废 物处置场最终 封场用至少 5 0 c m厚 的其他 材料进行 覆盖 ， 并且 在上 面 种植足够的植被， 或者用至少 1 0 0 c m厚的其他材料覆 盖。对于处置易碎性 的石棉废 物处置 场最 终 场用至 少 1 0 0 c m厚 的其他材料进行 覆盖， 并再在上面种植 足够 的植被 ， 或者用至少 1 5 0 c m厚 的其他材料进行覆 盖。保 持封场后 的处置 场 的侧 面 、 顶 面 、 排水 结 构 的完整 性。 在场地入 口和边界建立 永久性 的察 看标 志。场 地封 闭 后要保存所有所有关 于石棉废物的记 录等 。 3 ． 3 鼓励 多种形式综合利 用石棉废 物 国内综合利用石棉废物的技术较少， 已有的方法 都有一定 的实用性 ， 但 难 以普遍 推 广 。不 过从 环境监 督管理 、 污染 控制和节约资源 的角度 考虑 ， 国家应该鼓 励多种形式 的综合利用石棉废 物 。比如鼓励企业 减少 石棉废物 的产生量 ， 尽 量做到废物循 环利用 ， 实行 清洁 生产 。鼓 励改变石棉纤维 的形态 ， 加大科 技的投入 ， 研 究更多行之有效的利用方 法等 。 [ 参考文献] [ 1 ] 卢远忠． 石棉尾矿水热合成建筑材料的研究[ J ] ． 环境科 学 ， 1 9 9 7， 1 6 8 ． [ 2 ] Y M C h a n ． S o l i d i fi c a t i o n a n d s t a b i l i z a t i o n o f a s b e s t o s w a s t e f r o m a n a u t o mo b i l e b r a k e ma n u f a c t u r i n g f a c i l i t y u s i n g c e me n t E J ] ．J o u r n a l o f h a z a r d o u s ma t e r i a l s ， 2 0 0 0 ． 7 7 2 0 9 2 2 6 ． [ 3 ] 石棉 回收处理的妙方E J ] ． 航天技术与民品 ， 1 9 9 7 ， 9 4 2 ． E 4 ] 赵玉明． 石棉摩擦 材料 加工粉尘综合 利用探讨E J ] ． 再生 资源研究 ， 1 9 9 5 ， 6 2 1 - 2 3 ． E 5 ] A F Gu a l t i e r i ． Th e r ma l d e c o mp o s i t i o n o f a s b e s t o s a n d r e c y c l i n g i n t r a d i t i o n a l c e r a mi c s [ J ] ． J o u r n a l o f Eu r o p e a n Ce r a mi c So c i e t y． 2 0 0 0． 2 0 1 4 0 9 1 4 1 8 ． 收稿 2 0 0 4 0 1 一 I 2 ； 修 回 2 0 0 4 0 2 2 3 上 接 第 8 8页 7 7 d B A ， 风 门噪声 降至 7 O d B A 。 4效果评价 工程竣工后 ， 对 风井 噪声治理 总体 效果 进行 了监 测 ， 监 测结果表 明 ， 厂 界敏 感 处 噪声 白天 5 3 ． 9 d B A 以下 ， 夜间 4 9 ． 3 d B A 以下 ， 达 到 国家 规定 的 二类 区 标准 。治理后风机运 转正 常 ， 矿井 阻力 较治理 前几 乎 没有变化 ， 对安全通风没有影响。机房部分门窗进行 了改造 ， 对通风影 响不 大 ， 经过 整个 夏季高 温 的考验 ， 机房 内的温度较改造前温度无 明显 差异 ， 电机 、 风机运 转正 常 。风井 噪声治理后 ， 周 围 的生活 环境 得到 了大 大 的改善 ， 受到 当地居 民的一致好评 。 [ 参考文献] [ 1 ] 智乃刚， 萧滨诗． 风机噪声控制技术[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 8 5 ． [ 2 ] 胡永江， 王文进 ， 吴 冀． 煤 矿离心式风机噪声 治理[ J ．煤 矿环境保护 ， 1 9 9 4 3 3 9 4 0 ． [ 3 ] 洪宗辉 ， 潘仲麟． 环境噪声控制工程[ M] ． 北京 高等教育 出版社 ． 2 0 0 2 ． 收稿 2 0 0 3 1 1 0 5； 修 回 2 0 0 4 0 2 0 9 9 1 维普资讯