煤矿风机房噪声治理研究

2020-04-12刘萃苹

机械管理开发 2020年12期

关键词：吸音消音器消声

刘萃苹

（同煤集团王村煤业电讯科，山西大同037000）

引言

煤矿的风机房主要负责给井下提供空气以及排除有害气体，它是煤矿生产中不可缺少的重要设施。但风机房运行时产生的噪音非常大，不仅影响采煤工作的正常进行，也严重影响矿区附近的居民生活，所以，风机房噪音的治理是煤矿生产的重要任务。

1 风机房中产生噪音的种类

1.1 空气动力产生的噪音

空气动力产生的噪音包括吸气时产生的噪音与排气时产生的噪音，吸气时产生的噪音是气缸吸气阀在打开时空气进入气缸产生的压力声波，并且声波能量快速向外传播形成噪音，其强度可达90～110 dB。排气时产生的噪音是风机启动时以及超负荷工作时尤其是风机房放风时高压气体迅速降压造成空气膨胀产生的噪音，其强度可达105 dB以上[1]。

1.2 电机产生的噪音

电机产生的噪音有定子与转子脉动磁场产生的噪音、皮带风扇产生的噪音、电机机械部分产生的噪音等。

1.3 机械产生的噪音

风机在运行工作中需要一些机械装置进行相应辅助工作，这些机械在工作中会产生摩擦与冲击，因此会产生一定的机械噪音，其机械噪音可达90 dB。机械产生的噪音是由多种机械产生，因此，噪声频率较宽。

2 风机房噪音治理的主要内容

2.1 风机房噪音的治理原则

在治理风机房的噪音时，一定要保证风机运转正常的前提下，再进行风机噪音的降低[2]。风机房降噪、减噪必须使用没有污染并且寿命长的环保材料，而且具备防水、防腐的能力。风机房治理噪音时一定要坚持不能影响工人对风机设备的维护与检修、不能改变风机系统的分部设置、不能影响风机正常的运行等。

2.2 风机房噪音的治理标准

风机房产生的噪音等级必须控制在规定范围，白天风机房要将噪音降到60 dB以下，到了晚上风机房要将噪音降到50 dB以下。风机房在运行工作时，其风量也有规定要求，具体为风机运行工作时，最小风量必须保持150 m3/s。

3 风机房噪音治理存在的不足与现状

1）控制风机房噪音的设备主要作用是减轻污染的噪音，它是依靠隔音门、消声门来达到降低噪音的目的，但目前很多煤矿所使用的隔音门、消声门等风机房控制噪声设备已经出现破损、变形等问题，无法完成降噪的功能。

2）目前，有许多机构都进行风机房控制噪音设备的设计研究，但在实际应用中，不能达到最佳降噪的目的，特别是在对吸音墙壁材料进行调查后发现，很多风机房吸音墙壁在风机工作过程不能达到最佳吸音效果，并且吸音墙壁材料很薄[3]。

3）目前，在风机房控制噪音设备材料的选择上存在许多问题，例如风机的出风口选择的消音片在降低风机噪音的同时不具备防腐、防水的能力。

4 噪音控制的原理

4.1 吸音材料的降噪原理

利用吸音材料进行降噪的控制方式应用非常普遍，其中最为常用的材料为矿物棉吸音材料（岩棉、玻璃棉、矿渣棉等），如下页图1所示。影响材料吸音能力的原因有容重、流阻、降噪吸音量、材料厚度等，在这些原因中材料的厚度是影响材料吸音最主要的因素之一，因为吸音材料高频的吸音系数比低频的吸音系数要高，如果材料厚度加大，低频的吸音系数也将加大，因此，材料的低频吸音效果加强[4]。

4.2 消音器的降噪原理

控制消音是指使用消音器进行消音。当消音器设置在动力空气设备的出入口以及气流通道上，其消声的效果最好。当前市场上消音器品种繁多，例如小孔型的消音器、孔板型消音器、复合型消音器、抗型消音器、阻型消音器等。阻型消音器主要使用于风机房的进风口、出风口、风管等处，它能够有效将中频、高频噪音消除。抗型消音器主要有扩张型、共振型及干涉型，它们主要使用于空压机上，能够消除宽频、中频、低频噪音。复合型消音器能够将宽频噪音消除，其形式为复合阻抗消音器。孔板型消音器是一种双层的圆筒，它能够消除低频、中频噪音，主要使用在压缩机的空气进口以及锅炉的排气口。小孔型消音器能够消除各种排气产生的噪音，它的消音频带较宽，其形式为小喷注孔形式。

图1 矿物棉吸音材料

5 风机房噪音的治理措施

5.1 将配电室与电机房相分隔

要提高对噪音的治理，就需要把电机房与配电室进行隔离，使其在空间上相互独立。比如构建土砖结构的隔离墙将其隔开，隔离墙上需要设置观察窗或是隔声门以便观察监督。运行工作中的配电机器设备没有噪音，进行隔离后风机房工作噪音传播就会减少；另外，这种治理办法所需费用较少，治理之后的效果也较好，配电设备也因隔离措施而减少了电机温度的影响，有利于工作技术人员做好配电设备的管理和维护，让电机房与配电设备能够正常运行[5]。

5.2 把门和窗全部换成隔音门和隔音窗

要有效降低风机房工作噪音影响的范围，就需要将风机房的门和窗更换为隔音的，因为隔音的门窗质量较大，密封性能也较强；工作人员可以在隔离门上开个小门，这样即可保证隔音效果也便于工作人员进出。

5.3 使用毛毡和橡胶对反风门进行加固

反风门噪音的形成原因有钢板透射或是漏气以及反风门的钢板振动。通常情况下，当反风门因振动而形成噪音时，距门1 m外的噪音超过90 dB（A）。工作人员经常需要打开反风门，在对风机房进行噪音污染治理时要尽量避免影响到工人工作。故此，采取在反风门内侧门面涂抹阴尼漆的减振办法，加装消音垫，再使用毛毡和橡胶封密四周，实现降噪的目的。

5.4 研发有效散音性能的消声设备

目前，在煤矿行业风机房机器上安装的消声设备基本满足不了消声要求，应该予以拆除，同时要根据噪音扩散原理研发新的具备有效散音性能的消声设备。研发的新消声器结构仍为片式，其材质需要选择具有防腐、防水、阻燃性能的材料，对于消声器外壳的选择以轻质材料结构和混凝土钢筋结构为宜，其中外壳为轻质材料结构，制作较为方便，所需时间较短，而混凝土钢筋结构的特点是寿命使用时间较长，制作的周期也较长。