平山煤业风井厂区噪声治理技术应用

郭欢欢

（山西保利平山煤业股份有限公司，山西 晋城 048006）

工业噪声已成为威胁矿井职工生命健康的重要因素，随着当前“绿色矿山”建设工作的不断推进，噪声治理已成为矿井环保的一项重点工作[1]。《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）Ⅱ类标准规定，工业企业厂界环境噪声，白天不得超过60 dB（A），夜间不得超过50 dB（A）[2]。以平山煤业为例，该矿由于地面主通风机、空压机必须24 h 不间断工作，矿井生产区域噪声区域点多面广，传播范围强，现场空气动力性噪声、压缩机电磁噪声、阀门涡流噪声明显超标。因此需要对矿井厂区噪声进行综合化、多元化治理，提升“绿色矿山”建设水平。

1 现场概况

平山煤业为保利能源集团下属高瓦斯生产矿井，主采3#煤层。矿井共布置南风井、北风井两个风井站区，区内布置主通风机房及空压机房，其主要设施布置及噪声测量点平面布置如图1。

图1 南、北风井主要设施及噪声监测点平面布置图

如图1 所示，矿区南风井与居民区距离较近。现场主通风机房内配备有2 台轴流通风机，型号为FBCDZNo.28/2×355 型，电机额定功率均为355 kW。目前2 号通风机运行，1 号通风机处于热备用状态，为一用一备。北风井配备有空压机房、主通风机房和瓦斯抽采泵房。其中空压机房内布置4台螺杆式空压机，型号ML300-2S，电机额定功率300 kW，目前1 号、4 号空压机处于运行状态，2号、3 号空压机停运；主通风机房配备2 台型号为FBCDZNo.28/2×355 型轴流通风机，电机额定功率均为355 kW，目前2 号通风机运行，1 号通风机处于热备用状态；瓦斯抽采泵房内配备两组地面瓦斯抽采泵站，也处于一用一备状态。经现场监测点检测，南风井南厂界处日平均噪声为67 dB（A），东、西厂界处日平均噪声为60 dB（A）；北风井南厂界处平均噪声值为80.0 dB（A），西厂界处最大平均噪声值为70.0 dB（A）（与居民区相距300 m），北风井西门口厂界处的平均噪声值为55.0 dB（A），北风井北厂界处的平均噪声值为69.0 dB（A），东厂界处平均噪声值67.5 dB（A）。可见南风井、北风井厂内噪音均超出标准要求，因此必须针对性寻找噪声源，及时进行噪声治理。

2 原因分析

现场噪声源主要包括三个方面：一是空气动力性噪声，即通风机电机转动使空气在设备内部产生涡流冲击，使设备振动从而发出噪声；二是通风机、空压机、抽放泵等机组电机转子电磁力作用时产生的电磁噪声，是现场噪声的主要来源，该类噪声点多面广，频率基本保持在200～3000 Hz 左右，为典型的中频噪声，传播范围广，衰减小；三是各类阀门工作时产生的涡流噪声，即各类管道流体脉动引起阀门附件机械振动噪声、空穴作用引起的噪声以及阀门减压时的气体动力噪声[3-4]，占比较小，噪声范围小。此外现场只为工作人员配备了消音耳塞、耳罩等防护设备，各类机房配备的门窗、排气扇均无消声措施，未对厂界噪声进行有效遏制。

3 方案设计

3.1 声源处治理

（1）在北风井站区空压机房排气管道出口处，安装两组阻抗式排气消声器。该消声器通过面板将装置分为两部分，其中板外是1.2 mm 厚度的钢板，板内是安装一组填充高效吸声阻尼材料的吸声式空腔骨架，并通过0.8 mm 厚的镀锌微穿孔板进行加装固定。通过该消声器能够显著降低噪声分贝，降噪量能够达到10～30 dB（A）。

（2）在北风井地面瓦斯抽采站，设计在配气阀门处安装扩张式复合消声器。当泵站配气阀门动作时，高速气流会引起紊流现象并发出噪声，极易危害到现场操作人员。在阀门处安装瓦斯配气阀门复合消声器[5-6]，该消声器结构与阻抗式排气消声器基本相同，降噪量能够达到10～30 dB（A）。

（3）在北风井站区压风机房后，设计在安全放空阀处安装排气消声器。安全放空阀动作时，能够瞬间发出100 dB（A）以上的噪声，必须进行降噪处理。经现场测试，降噪量达到25～45 dB（A）。

3.2 传播过程治理

（1）在北风井主通风机房内墙安装复合阻尼型高效吸声体，对墙体进行吸声处理。北风井和南风井站区隔声屏障及隔声墙设置位置平面图如图2。

图2 北、南风井站区隔声屏障及隔声墙设置位置平面图

如图2 所示，通过在原有墙体上安装隔声屏障，通过隔声屏障内的蜜胺复合型高效吸声材料及滤布，可以对噪声进行有效吸收。现场安装后吸声效果好，可以降低噪声8～10 dB（A）左右。

（2）对南风井站主通风机房普通门、窗进行改造，将原有隔声效果差的门窗更换为隔声门窗。门、窗是传播噪声的主要途径。由于主通风机房电机噪声达90 dB（A）左右，通风机房隔声门面板与消声器面板基本相同，降噪量可达10～30 dB（A）。此外在排气装置面朝居民处各砌筑长×宽×高为15 m×0.24 m×6 m 的砖混结构隔声墙，东面设置一道长×宽×高为15 m×0.1 m×6 m 的拆装式隔声屏障，能够有效降噪10～20 dB（A）左右。

（3）在北风井站区主通风机房、压风机房、瓦斯抽采站三处厂界设置隔声屏障和隔声墙。隔声墙的尺寸与南风井基本相同，隔声量10～20 dB（A）。

4 效果分析

根据2020 年四季度环保局监测站监测数据，可知现场数据见表1。

结合表1 数据可知，南风井、北风井厂界内噪声大小均符合规定，满足环保要求。

表1 2020 年四季度环保局监测站监测数据表

对噪声治理前后的月度噪声税缴纳情况进行对比，见表2、表3。

由表2、表3 对比可知，该矿噪声治理前后的月度噪声税可减少30 850 元，每年可节约36 万元左右，环保经济效益可观。

表2 噪声治理前月度噪声税缴纳数据表

表3 噪声治理后月度噪声税缴纳数据表

5 结论

通过更换隔声门窗，在排气装置四周设置隔声墙和隔声屏障，在排气管道出口安装阻抗式排气消声器等措施，降低了南、北风井各厂界噪声值，风井站内4 个噪声监测点最大噪声从80 dB（A）降低到60.1 dB（A），平均噪声从72.9 dB（A）降低到55.6 dB（A），改善了周边环境，满足了相关规定要求，噪声治理后每年可减少36 万元环保费用，具有一定的经济和社会效益。