王興樂

（大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037100）

引言

噪聲污染對(duì)人們的日常生活和工作影響巨大，世界衛(wèi)生組織將噪聲污染評(píng)價(jià)為僅次于大氣污染和水體污染的第三大污染類型。煤礦主通風(fēng)機(jī)功率大，日常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲污染，其噪音分貝值往往達(dá)到110 dB（A）以上，且由于煤礦的特殊工作需求，主通風(fēng)機(jī)必須24 h不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，長期嚴(yán)重的噪聲污染對(duì)煤礦的日常工作生活及附近作業(yè)職工的身心健康產(chǎn)生巨大影響[1-2]。因此，對(duì)煤礦主通風(fēng)機(jī)噪聲污染進(jìn)行治理和控制是創(chuàng)造和諧礦區(qū)環(huán)境及保障職工身心健康的必行舉措，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 主通風(fēng)機(jī)噪聲污染分析

通風(fēng)機(jī)的噪聲按照來源主要可分為機(jī)械噪聲、電磁噪聲以及空氣動(dòng)力性噪聲。其中，機(jī)械噪聲主要是由于通風(fēng)機(jī)各部機(jī)械元件之間的摩擦、振動(dòng)而產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是頻率低、峰值高，應(yīng)加強(qiáng)各機(jī)械部件連接的日常調(diào)配及維護(hù)，一般可通過傳播過程進(jìn)行控制。電磁噪聲主要是由于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是低頻、蜂鳴等，噪聲分貝值雖不高，但對(duì)人感官影響強(qiáng)烈?？諝鈩?dòng)力性噪聲，簡稱氣動(dòng)噪聲，是通風(fēng)機(jī)噪聲污染的主要來源[3]。

氣動(dòng)噪聲是由于高速流動(dòng)空氣與其他動(dòng)態(tài)或靜態(tài)物體摩擦或撞擊而產(chǎn)生的，主要特性是噪聲頻率連續(xù)、寬頻、沒有明顯峰值并呈現(xiàn)持續(xù)高分貝的噪聲污染。根據(jù)氣動(dòng)噪聲形成原因的不同，又可將其分為旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲?？諝饬髁枯^大時(shí)，主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪聲，空氣流量較小時(shí)，主要產(chǎn)生渦流噪聲，因此若要減少噪聲污染，應(yīng)使旋轉(zhuǎn)噪聲及渦流噪聲達(dá)到合理比例，即空氣流量應(yīng)介于兩者之間[3-4]。

1）旋轉(zhuǎn)噪聲。通風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)與空氣周期性地撞擊及摩擦，引起空氣壓力周期性脈動(dòng)及傳遞。噪聲值及脈動(dòng)周期與葉輪葉片形狀及尺寸相關(guān)，其噪聲頻率值與葉輪轉(zhuǎn)速及葉片數(shù)量相關(guān)，即：

式中：n為通風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；m為通風(fēng)機(jī)葉片數(shù)量；i為等諧波序號(hào)。

2）渦流噪聲。渦流噪聲的形成則比較復(fù)雜，通風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)空氣高速旋轉(zhuǎn)后，氣體的高速旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)分圈層現(xiàn)象，外圈空氣分離后產(chǎn)生渦流，并高速旋轉(zhuǎn)，從而形成渦流噪聲，其運(yùn)動(dòng)形式無明顯規(guī)律，噪聲表現(xiàn)程度也隨時(shí)變化，頻率范圍較寬，表示為：

式中：v為葉片與空氣間的相對(duì)速度，m/s；D為氣體入口寬度，m。

2 主通風(fēng)機(jī)噪聲控制基本方法

對(duì)煤礦主通風(fēng)機(jī)的噪聲控制主要可通過兩種途徑實(shí)現(xiàn)，一是對(duì)噪聲產(chǎn)生源頭進(jìn)行控制，二是在噪聲傳播過程中進(jìn)行控制。

噪聲源頭的控制是對(duì)噪聲進(jìn)行根本控制的主要途徑。一是使用新型材料或工藝提高風(fēng)機(jī)葉片表面的光滑度，或在通風(fēng)機(jī)葉片上進(jìn)行打孔，以此來減小葉片與空氣間的摩擦阻力，同時(shí)可減小其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流噪音。二是加強(qiáng)機(jī)械制造工藝及技術(shù)，減小通風(fēng)機(jī)葉片與外殼體之間的空隙，從而減小空氣流動(dòng)的通道，有助于噪音降低。三是提高配件加工及裝配的精度，增大旋轉(zhuǎn)部件的同心度，從而減小其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)及噪音。

噪聲傳播過程的控制是煤礦企業(yè)對(duì)通風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行控制的主要途徑，其具體控制方法多種多樣。一是在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口（管）、進(jìn)風(fēng)口（管）安裝消聲設(shè)備，可有效對(duì)噪聲傳播進(jìn)行控制。二是設(shè)置隔音措施。風(fēng)機(jī)外殼體輻射出的噪音可通過設(shè)置隔音棚、隔音室等進(jìn)行處理，并在其內(nèi)襯安裝各類吸聲材料，可有效控制輻射噪音。三是隔振措施。振動(dòng)噪音同樣是噪音污染的重要來源，因此風(fēng)機(jī)殼體等構(gòu)件的材料宜選用高密度材料，增加自重、減小振動(dòng)，同時(shí)可在振動(dòng)較強(qiáng)的區(qū)域設(shè)置減振器等。四是包裹措施。對(duì)傳播噪音較大的管路等使用軟性隔音材料進(jìn)行包裹，可有效減小噪音污染[5]。

3 通風(fēng)機(jī)噪聲控制實(shí)踐

礦井主通風(fēng)機(jī)采用FBCDZ-6-980型防爆軸流式通風(fēng)機(jī)，其通風(fēng)效率高、運(yùn)行穩(wěn)定性好，可應(yīng)用于礦井長期連續(xù)運(yùn)行的工作條件，但同樣存在煤礦通風(fēng)機(jī)噪音污染較大的問題，煤礦對(duì)其噪音污染控制采取了多種處理途徑。一是對(duì)通風(fēng)機(jī)房進(jìn)行專門的隔音改造，提高墻體厚度及封閉程度，同時(shí)換裝高性能隔音門窗，有效阻斷了噪音的向外擴(kuò)散途徑。二是在機(jī)房內(nèi)墻、房頂及地板上加裝一層隔音材料，如穿孔吸聲板材，這種新型板材可通過自身的孔隙對(duì)噪音起到摩擦和遲滯作用，進(jìn)而可將噪音轉(zhuǎn)化為熱能并進(jìn)行釋放，可有效過濾掉50%以上的噪音。三是在機(jī)房內(nèi)壁上在輔裝一層約5 mm厚度的阻尼板，從而弱化聲波的共振現(xiàn)象。四是對(duì)通風(fēng)機(jī)的進(jìn)出風(fēng)口安裝消音器，并對(duì)部分噪聲管路進(jìn)行覆蓋包裹，控制噪聲源，減輕噪音污染。通過以上多種減噪、降噪措施的應(yīng)用，煤礦主通風(fēng)機(jī)的噪聲污染得到了有效控制，并受到了良好的實(shí)踐應(yīng)用效果。

4 結(jié)語

煤礦主通風(fēng)機(jī)噪音污染較大，控制起來也存在諸多困難，且目前的技術(shù)條件還無法對(duì)其進(jìn)行完全意義上的控制。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)噪音形成及傳播過程的研究，從通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配、安裝、應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理控制，將通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲污染控制在規(guī)定合理范圍內(nèi)。

[1] 彭佑多，羅善明，郭迎福，等.環(huán)境友好型礦山機(jī)械內(nèi)涵及其研究現(xiàn)狀[J].煤炭學(xué)報(bào)，2009，34（4）：560-571.

[2] 刁文慶.低噪音對(duì)旋式軸流局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2002.

[3] 王明奎.煤礦用主通風(fēng)機(jī)的振動(dòng)特性研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2009.

[4] 張瑜盟.煤礦軸流式通風(fēng)機(jī)噪聲治理的探討[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017，32（2）：186-187.

[5] 韓進(jìn)，王啟立.煤礦通風(fēng)機(jī)噪聲分析與降噪治理[J].煤炭技術(shù)，2016，35（5）：265-267.