摘要:本文分析了矿井噪声的四种来源,即空气动力噪声、电机噪声、机械噪声和漏风噪声。并综合很多矿井的实例阐述了各种噪声的控制方法。
关键词:矿井 降噪
引言:
噪声污染同大气污染,水污染一起被公认为是当今世界三大公害。随着我国环境保护事业的不断发展,噪声问题越来越受到各级环保部门和企业的重视。人们长期在强噪声环境下会损伤听力,造成慢性耳聋,诱发各种慢性病。调查表明,在高噪声条件下工作的人们,患高血压、动脉硬化和冠心病的发病率比低噪声条件下工作的人高出2~3倍。噪声还干扰语言交流,降低工作效率,使工作差错率和事故率增高。所以对煤矿风井噪声进行综合治理势在必行。
1.噪声来源
空气动力噪声 主要由旋转噪声与涡流噪声组成,旋转噪声是由于工作轮上均匀分布的叶片打击周围气体介质,引起周围气体压力脉动而产生的噪声。涡流噪声主要是由于气流流经叶片时,产生紊流附面层与漩涡分裂脱体而引起叶片上压力脉动所造成的。风机的涡流噪声频率主要与气流和叶片的相对速度W有关,W又是随着工作轮各点到转轴轴心距离而变化的,因而涡流噪声是一种宽频带的连续谱。
风机的空气动力噪声是旋转噪声和涡流噪声相互混杂的结果,由于风井风机叶轮直径较大,转速较低,噪声的频率也相对较低,这类噪声衰减很慢。传播距离远。污染范围大,治理难度也大,是治理的重点。
电机噪声 电机噪声主要是由电机产生的振动噪声和电机的励磁噪声。
机械噪声 主要是在风机动轮处,进出口压力脉动引起机壳振动及轴承摩擦形成的噪声。
漏风噪声 风门缝隙小,空气由于风门两侧压差被吸入风道形成较强的高速气流缝隙噪声。
2.噪声治理工程的技术要求
通过治理使厂界噪声达到《工业企业厂界噪声标准》中Ⅱ类区标准;昼间≤60dB(A),夜间≤50dB(A)。
风井通过治理后,在保证该风井在风机叶片角度及井下通风系统阻力不变情况下,风量减少不超过5%。
工程选用材料必须符合防潮、阻燃、耐腐蚀的要求。保证工程质量使用年限不少于15年。
治理工程施工过程中,不影响正常通风,不妨碍风机安全运行及检修。
降噪工程力求投资少,设施结构简单,使用、维修方便。
3.噪声污染治理措施
3.1风机扩散口噪声治理措施
3.1.1消声设备
由于风机叶轮直径大,转速较低,其噪声频率也相对较低,对于低频噪声在治理技术上有一定的难度。为此采取消声的方法,在风道及扩散塔内设计安装合适的消声器以控制风井扩散口噪声。消声器的结构要根据噪声的频谱特性设计,由风机的噪声特性可知,风机空气动力性噪声呈宽频和中低频特性,所以采用阻抗复合型消声器,阻性片式消声器和抗性消声器结合。为保证有足够的长度安装消声器将扩散口抬高。由于消声塔内有消声片,占有一定的空间,为了防止消声塔内气流阻力增大,井下供风不足,风速增大,产生再生噪声,必须将通风面扩大,为此打开两风道间的部分隔墙,通风截面比原来增加1倍,这样既满足了通风要求,降低了风阻,同时风速大大降低,避免了消声塔内产生再生噪声。一般声塔外部结构为三段布置:下部第一段为扩张室(抗性消声器),中部第二段和上部第三段是片式消声器。扩张室用来降低低频噪声,中上两段用来消除中频噪声。为防止消声塔与机房产生共振,以引起再生噪声,同时考虑到机房土建结构的承受能力,消声塔底部用工字钢做平台,消声塔结构用六根无缝钢管支撑。在消声塔和屋面结合处采取减震隔声措施,实现消声塔和通风机及机房分离。消声塔内消声片采用镀锌穿孔板做护面板,用优质木材防腐处理后做成框架,配合防水型超细玻璃棉及吸声材料。
3.1.2消声装置参数的确定
参数确定可采用公式式中:K(a)为消声系数;I为消声器长度,m;a为片间距离,m。由上式可知,a越小,消声量越大,但是a值过小,消声器中的风速及阻力急剧增加,所需的吸声材料亦增多。如果a值偏大,高频消声效果差。致使高频失效,其上限失效频率为式中:c为声速,常温下取340m/s;a为片间距离,m。
3.2 风闸的噪声治理措施
在闸门两侧的钢板上涂阻尼涂层,以抑制风闸钢板的振动,在风闸的导轨立柱两侧加装吸声隔声板,以控制门处的漏声。板厚40 mm,吸声隔声板的外表用112 mm厚的钢板,内表面用1 mm厚的穿孔板,中间用40 kg/m3 的超细玻璃纤维板。
3.3 风机房的噪声治理措施
在风机房原有门的基础上在外部加两扇推拉式移动轻型吸声隔声门,两扇门的接缝采用阶梯式门缝,门的厚度为60 mm,门扇的框架采用槽钢,横向骨架用杉木,门的外表采用厚115 mm的钢板,内表用1 mm 的穿孔钢板,中间用密度为48 kg/m3的玻璃纤维板,门的中部开有2 个双层玻璃窗,门的上下安装有轨滑道,轨道漏缝处和门与墙间的缝隙钉橡胶垫;机房内表面加装穿孔吸声板;将机房的窗户更换成双层隔声玻璃窗,机房通风采用强制通风,通风口处加装消声器。
3.4 电机机房噪声的治理措施
对电机房的降噪措施,采用隔声的办法,运用隔声门窗,隔声门采用多层轻隔声结构,门扇采用木框架,外层用钢板,内涂阻尼漆减振,中间用超细玻璃丝棉作吸声材料,内层采用玻璃丝布和穿孔板做护面。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,隔声窗采用5mm和3mm不等厚玻璃,玻璃之间间距为80mm,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。为使电机温度不致升高,在电机房内设有1个进风消声通道和2个加装消声器的低噪声轴流通风机,对电机强制通风散热,确保电机正常运行。在电动机的周围安装拱形轴向可移动式通风隔声罩,隔声罩内壁面距电动机表面25 cm,两轴端呈开放式,在朝外的轴端设置移动式隔声屏。
参考文献:
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