煤礦風機房噪聲治理研究

劉萃蘋

（同煤集團王村煤業電訊科，山西 大同037000）

引言

煤礦的風機房主要負責給井下提供空氣以及排除有害氣體，它是煤礦生產中不可缺少的重要設施。但風機房運行時產生的噪音非常大，不僅影響采煤工作的正常進行，也嚴重影響礦區附近的居民生活，所以，風機房噪音的治理是煤礦生產的重要任務。

1 風機房中產生噪音的種類

1.1 空氣動力產生的噪音

空氣動力產生的噪音包括吸氣時產生的噪音與排氣時產生的噪音，吸氣時產生的噪音是氣缸吸氣閥在打開時空氣進入氣缸產生的壓力聲波，并且聲波能量快速向外傳播形成噪音，其強度可達90～110 dB。排氣時產生的噪音是風機啟動時以及超負荷工作時尤其是風機房放風時高壓氣體迅速降壓造成空氣膨脹產生的噪音，其強度可達105 dB以上[1]。

1.2 電機產生的噪音

電機產生的噪音有定子與轉子脈動磁場產生的噪音、皮帶風扇產生的噪音、電機機械部分產生的噪音等。

1.3 機械產生的噪音

風機在運行工作中需要一些機械裝置進行相應輔助工作，這些機械在工作中會產生摩擦與沖擊，因此會產生一定的機械噪音，其機械噪音可達90 dB。機械產生的噪音是由多種機械產生，因此，噪聲頻率較寬。

2 風機房噪音治理的主要內容

2.1 風機房噪音的治理原則

在治理風機房的噪音時，一定要保證風機運轉正常的前提下，再進行風機噪音的降低[2]。風機房降噪、減噪必須使用沒有污染并且壽命長的環保材料，而且具備防水、防腐的能力。風機房治理噪音時一定要堅持不能影響工人對風機設備的維護與檢修、不能改變風機系統的分部設置、不能影響風機正常的運行等。

2.2 風機房噪音的治理標準

風機房產生的噪音等級必須控制在規定范圍，白天風機房要將噪音降到60 dB以下，到了晚上風機房要將噪音降到50 dB以下。風機房在運行工作時，其風量也有規定要求，具體為風機運行工作時，最小風量必須保持150 m3/s。

3 風機房噪音治理存在的不足與現狀

1）控制風機房噪音的設備主要作用是減輕污染的噪音，它是依靠隔音門、消聲門來達到降低噪音的目的，但目前很多煤礦所使用的隔音門、消聲門等風機房控制噪聲設備已經出現破損、變形等問題，無法完成降噪的功能。

2）目前，有許多機構都進行風機房控制噪音設備的設計研究，但在實際應用中，不能達到最佳降噪的目的，特別是在對吸音墻壁材料進行調查后發現，很多風機房吸音墻壁在風機工作過程不能達到最佳吸音效果，并且吸音墻壁材料很薄[3]。

3）目前，在風機房控制噪音設備材料的選擇上存在許多問題，例如風機的出風口選擇的消音片在降低風機噪音的同時不具備防腐、防水的能力。

4 噪音控制的原理

4.1 吸音材料的降噪原理

利用吸音材料進行降噪的控制方式應用非常普遍，其中最為常用的材料為礦物棉吸音材料（巖棉、玻璃棉、礦渣棉等），如下頁圖1所示。影響材料吸音能力的原因有容重、流阻、降噪吸音量、材料厚度等，在這些原因中材料的厚度是影響材料吸音最主要的因素之一，因為吸音材料高頻的吸音系數比低頻的吸音系數要高，如果材料厚度加大，低頻的吸音系數也將加大，因此，材料的低頻吸音效果加強[4]。

4.2 消音器的降噪原理

控制消音是指使用消音器進行消音。當消音器設置在動力空氣設備的出入口以及氣流通道上，其消聲的效果最好。當前市場上消音器品種繁多，例如小孔型的消音器、孔板型消音器、復合型消音器、抗型消音器、阻型消音器等。阻型消音器主要使用于風機房的進風口、出風口、風管等處，它能夠有效將中頻、高頻噪音消除。抗型消音器主要有擴張型、共振型及干涉型，它們主要使用于空壓機上，能夠消除寬頻、中頻、低頻噪音。復合型消音器能夠將寬頻噪音消除，其形式為復合阻抗消音器。孔板型消音器是一種雙層的圓筒，它能夠消除低頻、中頻噪音，主要使用在壓縮機的空氣進口以及鍋爐的排氣口。小孔型消音器能夠消除各種排氣產生的噪音，它的消音頻帶較寬，其形式為小噴注孔形式。

圖1 礦物棉吸音材料

5 風機房噪音的治理措施

5.1 將配電室與電機房相分隔

要提高對噪音的治理，就需要把電機房與配電室進行隔離，使其在空間上相互獨立。比如構建土磚結構的隔離墻將其隔開，隔離墻上需要設置觀察窗或是隔聲門以便觀察監督。運行工作中的配電機器設備沒有噪音，進行隔離后風機房工作噪音傳播就會減少；另外，這種治理辦法所需費用較少，治理之后的效果也較好，配電設備也因隔離措施而減少了電機溫度的影響，有利于工作技術人員做好配電設備的管理和維護，讓電機房與配電設備能夠正常運行[5]。

5.2 把門和窗全部換成隔音門和隔音窗

要有效降低風機房工作噪音影響的范圍，就需要將風機房的門和窗更換為隔音的，因為隔音的門窗質量較大，密封性能也較強；工作人員可以在隔離門上開個小門，這樣即可保證隔音效果也便于工作人員進出。

5.3 使用毛氈和橡膠對反風門進行加固

反風門噪音的形成原因有鋼板透射或是漏氣以及反風門的鋼板振動。通常情況下，當反風門因振動而形成噪音時，距門1 m外的噪音超過90 dB（A）。工作人員經常需要打開反風門，在對風機房進行噪音污染治理時要盡量避免影響到工人工作。故此，采取在反風門內側門面涂抹陰尼漆的減振辦法，加裝消音墊，再使用毛氈和橡膠封密四周，實現降噪的目的。

5.4 研發有效散音性能的消聲設備

目前，在煤礦行業風機房機器上安裝的消聲設備基本滿足不了消聲要求，應該予以拆除，同時要根據噪音擴散原理研發新的具備有效散音性能的消聲設備。研發的新消聲器結構仍為片式，其材質需要選擇具有防腐、防水、阻燃性能的材料，對于消聲器外殼的選擇以輕質材料結構和混凝土鋼筋結構為宜，其中外殼為輕質材料結構，制作較為方便，所需時間較短，而混凝土鋼筋結構的特點是壽命使用時間較長，制作的周期也較長。

6 結語

隨著我國現代化科技的發展進步，環境保護的重要性已經被廣大民眾和國家所認知和重視。在煤礦行業經營生產時產生的大量噪音，會形成比較嚴重的噪聲環境污染，需煤礦生產及管理部門積極解決風機房工作產生的噪音問題，使其噪音標準達到國家規定。