煤礦通風機噪聲綜合治理技術研究

楊 光 張 蘇 邵 振

（天安礦業集團有限公司星村煤礦運轉工區，山東 濟寧 272000）

天安礦業星村煤礦中央風井主扇位于星村第一小學附近，同周邊居民區的距離在50m左右，因此主扇風機對附近村民的影響非常大。當前中央風井機房內有2臺防爆抽出式對旋軸流通風機，設計之初因成本問題沒有考慮到采取相應的隔聲降噪措施，風機投入使用后工作狀態下產生的噪聲非常大，經相關部門檢測其A聲級高達99dB。風機在夜間也不停機持續工作，已給周邊村民造成了很大的噪音困擾，村民將其投訴到政府相關部門要求煤礦進行整改。針對這一情況，該礦決定對中央風井主扇風機產生的噪音進行治理。

1 中央風井主扇機房噪聲測試及分析

1.1 噪聲測試結果

對于星村煤礦中央風井主扇機房的噪音測試是按照國家相關標準進行的。根據測試方法的要求，在中央風井主扇機房周圍設置12個測試點，具體布置情況如圖1所示。

圖1 中央風井主扇機房噪音測點布置圖

從布置點測試的數據分析總結來看，廠界敏感處噪聲為85dB（A），居民點敏感處為65dB（A）。噪音檢測結果大大超過國家規定標準，影響到了周邊村民的生活，必須開展降低噪聲污染的措施。

1.2 中央風井主扇機房噪聲的原因分析

從布置點測試結果可知，主要噪聲源是空氣動力性噪聲、電機噪聲、機械噪聲和漏風噪聲。空氣動力性噪聲包括吸氣噪聲和排氣噪聲，通風機運行中吸氣口處形成壓力波動，并以聲波的形式對外輻射能量，從而形成空氣動力性噪聲。電機噪聲主要是因定子與轉子在磁場脈動產生的電磁噪聲、風扇氣流噪聲。機械噪聲主要在風機動輪處，通風機在工作過程中，內部零件相互碰撞摩擦就會產生噪聲，機械表面會將噪聲聲波向外輻射，這種噪聲的聲級約為99 dB（A），頻率較寬。漏風噪聲主要是由于礦井主扇工作方式為抽出式，在風門兩側形成壓力差而形成。

2 噪聲綜合治理工程的技術標準及方法

要全面治理好煤礦主扇風機房噪聲，應該確保井下通風條件良好，要注意對噪聲污染、噪聲危害的防控與治理。鑒于此，煤礦風機房噪聲治理應該重點把握以下原則：首先確保排風機能夠正常工作，在此基礎上對噪聲加強控制，盡量使其聲級降至最低；使用無污染材料制作而成的減噪防噪裝置壽命長，不但防水，而且防腐蝕效果也很好。治理風機噪聲時必須把握好“三不”原則：不能干擾風機正常工作，不能改變風機布置，不能打亂風機的檢修周期。治理標準是保證風機房噪聲白天不超過65dB/A，夜間不超過55dB/A，風機工作時最低風量不能小于150m3/s。

3 中央風井主扇機房噪聲綜合治理技術方案設計

針對天安礦業星村煤礦中央風井主扇機房噪聲源的具體情況分析，對其采取如下的綜合治理技術方案。

3.1 空氣動力性噪聲的治理方案

3.1.1 排風口消聲器的設計

經邊界噪聲與排風口噪聲關系公式計算可知，排風口出口噪聲值需降至81dB（A），降噪量為16dB（A）。當前中央風井主扇機房已安裝了消聲片，但其消聲效果不佳，其噪音排風口處噪聲仍達到99dB（A），其原因是在壓風機房噪聲中，影響環境最為嚴重的是高低頻的排氣噪聲。因此基于空壓機本身的特征，可以將KY型消音器安裝在吸氣口，這類消音器在消除低頻噪聲時的效果相對較好，能夠有效地降低設備的噪聲，降低幅度大約在35～40dB（A），實際將其控制在不高于75 dB（A）的水平。在對排氣噪聲進行治理時，可以將KP型消音器安裝在排氣口，以發揮其消除中高頻噪聲的作用，其能夠將排氣的噪聲降低大約35～40dB（A），通常情況下，噪聲都會被控制在不高于80dB（A）的水平。

3.1.2 伸縮管道輻射噪聲治理

主扇風機管道有一節伸縮管道，對其噪聲治理的措施為：（1）將伸縮管道用5cm吸音棉包裹；（2）在伸縮管道外圍用混凝土澆筑方式將管道封閉，墻體內表面覆蓋吸音棉5cm。

3.2 電機噪聲和機械噪聲治理

3.2.1 采用屋頂隔聲處理

可以在屋頂使用雙層隔音結構。在其中下層，可以選擇復合吸聲板材；上層使用12mm的雙層石膏板，并用離心玻璃棉填充；同時在上下層中間設置100mm的空氣夾層。根據平均隔聲量的計算公式，不考慮漏聲的影響，能夠隔絕的音量在45dB（A）左右，也滿足基本要求。

3.2.2 電機房和配電室隔離分開

為了加強噪聲治理的針對性，可以隔開配電室和電機房，使其相互獨立。隔墻上安裝隔聲門和觀察窗。配電裝置并不會產生噪聲，也就縮小了治理范圍，節約了治理費用，也有助于加強對配電裝置的管理。

3.2.3 安裝隔聲門和隔聲窗

隔聲門降噪效果佳，密閉性較好。適當擴容電機房的隔聲門，套上校門，只在需要維修時才開啟大門，對于管理隔聲門和延長其使用壽命非常有利。

3.3 漏風噪聲治理

3.3.1 反風門處、檢修門和流水洞的消聲降噪處理

反風門處噪聲產生的主要原因是漏氣和振動。在距反風門lm處噪聲超過90dB/A。因反風門需要經常開啟，為了更加方便的操作，在進行治理時，需要在其內側涂阻尼漆，同時使用消聲墊，并用毛氈和優質橡膠皮密封在門的四周。風井檢修門和風道檢修門門口設計用雙層隔聲門降噪。主扇風井底部有兩個流水洞，設計采用水泥制S型水封密閉隔聲。

3.3.2 廠界聲屏障及工作區大門的處理

廠界圍墻加高到4.5m，在原外墻內側建造一道磚墻，達到雙層隔音的效果，內墻可以使用120mm的較厚的磚墻。根據平均隔聲量的經驗計算方法，其平均隔聲量能夠超過69dB（A），由于在進風口還設置了風道，影響了隔音效果，能夠隔絕的聲量大約為59dB（A）。風機房的門部使用更加高性能的隔音門，在全部封閉2道門時，能夠隔絕的音量大約是58dB（A）。采用同樣的方法，風機房窗戶能夠隔絕的隔音量大約是28dB（A），外層的窗戶在安裝單層隔聲玻璃以后，所能夠隔絕的音量大約是25dB（A），由于內外層窗戶之間的附加衰減，所能夠取得的隔音效果大約是60dB（A）。

4 中央風井主扇機房噪聲綜合治理結果

星村煤礦中央風井主扇風機噪聲治理后，檢測結果顯示：排除外界干擾后，廠界和居民點在白天與夜間的噪聲分別為53.6dB（A），52.8dB（A）；50.3dB（A），49.5dB（A），排風口為80.5dB（A），該檢測數據滿足噪聲排放的要求。治理后風機的整體運行情況良好，對煤礦的通風安全沒有影響。綜上所述，星村煤礦中央風井主扇風機噪聲治理工程取得了良好的效果，周邊居民對治理后的噪音效果較滿意，近期未出現投訴及舉報現象。

5 結論

對于煤礦開采企業來講，其噪聲源主要為主扇風機房，噪聲不僅影響職工的身心健康，也會影響到附近居民的日常生活。煤礦風機房的噪聲構成主要包括電機噪聲、空氣動力噪聲以及機械噪聲等，必須要從吸聲和隔聲兩個方面對其進行處理，以將噪聲控制在國家規定的范圍內，將噪聲的不良影響盡可能的消除。本論文針對星村煤礦中央風井主扇風機噪聲超標問題進行了綜合治理技術的應用，治理效果良好，經檢測符合國家的排放標準。