【摘 要】煤矿风井噪声超标，会影响周围居民的生活，通过分析噪声的来源和成因并制定相应的治理技术措施，解决噪声污染问题。
【关键词】风井；噪声；治理
肥矿集团曹庄煤矿风井位于当地一行政村附近，周围有村民住宅、小学、中学。风机在运转时产生的噪声超过国家标准，已影响了周围村民的生活，必须对风井进行噪声治理。
1 风井主要噪声源
1.1 风井主要高噪声源主要为风机机房内电机、风井西南部风机出风口、风井西南部、风井东部防爆门
应用HS6298A噪声统计分析仪和希玛AR824噪声计，对北风井噪声进行测试得到数据：风机出风口105.0dB(A)、风机机壳1米处85.5dB(A)、机房电机1米处97.7dB(A)、防爆门1米处81.0dB(A)、值班室77.7dB(A)、西厂界89.7dB(A)、南厂界82.1dB(A)、北厂界58.9dB(A)、东厂界62.7dB(A)。
1.2 噪声源分析
矿用风机噪声根据产生部位和声源大小可分为三部分，即空气动力性噪声、机械性噪声、电动机噪声。
（1）空气动力性噪声：包括风机进气口空气动力性噪声和出气口空气的动力性噪声，是气体在流动过程中，由气体的不稳定流动、气体与气体、气体与固体间相互作用所产生的噪声。旋转噪声是由旋转的叶片周期性地打击空气质点，引起空气的压力脉冲产生噪声。涡流噪声（紊流噪声）是由物质绕流时物面形成紊流边界层及其边界分离引起物面上的压力脉动而造成的。
可见，风机的空气动力性噪声是旋转噪声和涡流噪声相互叠加的结果。所以风机空气动力性噪声的频谱一般是宽频带连续谱。
（2）机械性噪声：一方面由于回转体的不平衡及轴承磨损、破坏等产生的振动噪声；另一方面，叶轮前后形成的脉动压力迫使机壳振动造成噪声。其次，不能忽视风门受压和风速作用造成风门振动产生噪声。
（3）电动机噪声：它主要包括风扇噪声、机械噪声和电磁噪声。
2 噪声源的理论计算
2.1 风机噪声
风机噪声的声功率级，在缺乏实测资料时根据系列风机的比声功率级，按下式计算：
Ｌ■＝■＋ｌｇ（ＱＨ■） （dB）
式中：■——风机的比声功率级是单位风量（m3/min），单位风压（pa）的同系列风机产生的噪声功率级。
Q——风机的流量（m3/min）
H——风机的全风压 Ｐa
比声功率级的大小，取决于风机的结构性能和使用效率，使用效率越高，比声功率级越小。
若已知风机的比噪声级，计算A声级可用下式：
L■=L■+10lg(QH■)
式中：LSA——比A声级
2.2 电机噪声
电动机噪声可用它的A声功率来表示，从能量的角度客观地看，电动机运转辐射的噪声实质上是由电功率转换成声功率的过程，当电动机结构等其他因素确定后，其转换效率就大致确定了。这样电动机的噪声辐射声功率就与输入声功率成直接的对应关系，另一方面电动机的结构型式固定后，电动机声功率的转换效率又与转速成一定的比例关系，转速越高，声辐射的能量就越强，所以，我们可以按电动机的功率和转速来描述电动机声功率级数值的大致规律。
L■=（14±2）+20lgN+13.3lgn
式中：N——功率 ｋW
n——转速 r/min
2.3 机械噪声
由固体振动产生噪声的频谱形状不像风扇噪声那么简单，但它的计算却比风扇噪声容易处理。
2.4 噪声扩散规律
点声源，即在距离充分远的位置上存在的声源，即使是相当大的声源也可以作为点声源处理。
点声源的扩散衰减:
L■=L■－20lgr－11+10lgQ (dB) (自由声场)
线声源的声波形状呈圆柱状。
线声源的扩散衰减：
L■=L■－10lgr－10lg2π=L■-10lgr－8 (dB)
面声源的扩散衰减:
L■=L■－20lgr
以上式中：Q——指向性系数
L■——声源输出功率级
r——距离
3 噪声控制方案
3.1 噪声控制目标
南风井厂界噪声达到《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-2008）Ⅲ类标准，即昼间≤65dB(A)，夜间≤55dB(A)。
3.2 噪声控制设计原则
（1）以厂界噪声达标为目标，按照各噪声源对厂界的贡献程度，确定各噪声源的治理顺序及治理程度，尽可能以最小的治理投资达到治理的目标。
（2）噪声治理设备经济实用，防火、防腐，使用10年以上，方便设备检修。
（3）各项噪声控制设施不能影响风机的正常运转，保证机电设备的正常运行。
（4）风机扩散口吸声片选用PVC穿孔板、铝合金龙骨，吸声材料选用超细脱水玻璃丝棉。
（5）风机机壳隔声罩采用超细脱水玻璃丝棉、钢制防腐龙骨、PVC穿孔板，具有良好的吸声和装饰效果。
（6）隔声门采用冷板冲压加工制作，设备整体防腐。
（7）风机扩散口加装吸声片，阻力小于100Ｐa，并对风机扩散口加装可移式防雨罩。
3.3 噪声控制措施
对旋风机的噪声主要集中在风机出口处和电机动轮处。风机噪声不但沿管道气流传播，而且能透过机壳和管道向外辐射噪声，同时，机组的机械噪声和电磁噪声也向外传播，仅用消声器不能有效地控制噪声，必须安装设计风机隔声罩，隔声罩采用密封式。
（1）对旋风机出风口噪声治理
考虑风机的排气量和出风阻力，在出风口处安装阻性片式消声器，出风口由原5000×3600mm（长×宽，不规则椭圆形）扩大到5600×4200mm（长×宽，长方形），为防止震动，出风口消声器单独支撑，并由扩大法兰软对接。因出风口环境比较潮湿，选用4mm铝塑板作为消声外壳，铝合金为龙骨，消声片侧面用2.5mm厚的PVC穿孔板（穿孔板＞25%），吸声材料采用不同容重的超细脱水玻璃丝棉板，吸声片厚度为100mm。
（2）风机房外风机机壳的噪声治理
针对风机机壳的检修、维修、更换和散热，隔声罩片式组装，加装检修门。
隔声结构中的吸声材料选用厚度100mm、容重28-46kg/m3超细脱水玻璃丝棉板。
（3）机房噪声治理
由于对旋风机电机车机房内噪声较大，对风机房的噪声进行隔声治理及安装隔声门和加装隔声窗。隔声门采用冷板冲压加工制作，设备整体防腐，厚度为100mm。隔声窗采用双层玻璃结构，为消除高频吻合效应，隔声窗采用3mm和5mm厚玻璃，玻璃间间距为8mm，边缘处采用橡胶压条压紧，既起到了密封作用又起到了有效的阻尼作用，隔声窗的实际隔声量大于20dB。
（4）防爆门噪声治理
由于防爆门离东厂界较近，且防爆门噪声较大，对东厂界噪声有影响，要对防爆门进行噪声治理。但考虑到防爆门的特殊性，因此对防爆门进行150mm厚高容重玻璃丝棉吸声、隔声，并用δ=0.8mm彩钢板包扎。
4 噪声控制效果
通过以上噪声控制治理措施后，经过对几个敏感处测量，达到了国家规定的III类区标准。
［责任编辑：王迎迎］
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