矿用通风机噪声治理技术研究_靳晓霞.pdf

矿用通风机噪声治理技术研究靳晓霞（阳泉煤业集团七元煤业有限责任公司，山西晋中045000）摘要：以煤矿主扇风机为研究对象，通过对空气动力性噪声、电机噪声及机械噪声等不同噪声源采用不同治理方案、治理技术进行综合降噪处理，并进行噪声源检测发现治理效果较好，符合国家噪声排放标准。关键词：主扇风机；噪声；治理技术中图分类号：TD724文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0270-020引言煤矿企业中央风井主扇风机因靠近矿区居民区，设计方案未涉及相关隔声降噪措施，主扇风机在夜间不间断工作严重影响到居民正常生产生活，该中央风机包括两台对旋式扇风机设备，通过噪声检测发现 A声级达 99 dB，因此急需对该中央风井主扇风机进行降噪处理。1主扇风机噪声测试及原因分析1.1噪声测试依据相关噪声测试标准，在主扇风机机房内及居民区附近布设如图 1 所示的 10 个噪声测试点位，对布设点位采集到的噪声数据进行分析可以看出，在主扇风机机房侧噪声值为 85 dB，居民区侧噪声值为 65dB，远超出正常标准值，干扰到居民正常生产生活，急需进行降噪处理。1.2主扇风机噪声原因分析通过分析各噪声测试点位的数据可以发现，产生噪声源主要包括排风漏风空气动力性噪声、电机设备运转摩擦机械动力性噪声两部分。其中空气性噪声产生的原因包括扇风机吸气、排气运行过程在出口处产生的压力波动以及对旋式风机抽出风流时产生的压力差，出现声波形式的能量辐射效果，从而形成空气动力性噪声；机械动力性噪声产生原因则是在扇风机电动力运转、风机动轮等内部零件摩擦过程中产生的噪声声波，通过辐射形式对外传递，这种噪声特点在于频率宽，声级可达 99 dB。2噪声综合治理技术标准及要求在对主扇风机机房进行噪声治理过程中，要确保不会影响到扇风机整体供风性能，同时也要起到良好的噪声防止效果，因此对扇风机机房噪声治理主要考虑以下几个原则：首先噪声治理应不影响主扇风机设备正常运转，在风道、管道内布置的风门风窗等构筑物不应影响到扇风机风量供应；同时隔音、吸音材料应满足设计标准，有一定防腐、防潮功能；主扇风机设备原始布局不应随意改变，噪声治理方案不应影响后续主扇风机设备日常维修保养工作。除上述要求外，主扇风机噪声治理标准为机房白天噪声低于 65 dB，夜间噪声低于 55 dB。3主扇风机噪声治理技术分析基于矿区内部主扇风机机房噪声源特点，从空气动力性噪声及机械动力性噪声两方面设计噪声治理方案。3.1空气动力性噪声治理方案对空气动力性噪声的治理方式主要采用吸音式，通过在主扇风机出风口处安装消声器、机房管道内侧外侧覆盖吸声棉等方式对噪声进行吸附式治理。1）出风口处吸气排气风压噪声。主扇风机设备在安装过程中通常会自带消声片等降噪结构，但通过上述测试结果可以看出，排风口处噪声仍在 99 dB（A），主要是因为排气过程中风压产生的高低频噪声影响。通过扩大出风口规格至 4.7 m3.6 m，并安装阻性片式消声器，在出风口处采用法兰结构软对接消声器装置来降低主扇风机出风口处噪声值，消声器具体结构如下页图 2 所示。消声器外壳采用 3 mm 厚钢板材质，龙骨采用铝合金材质降低消声器重量并提升隔音性能，同时侧面采用 3 mm 厚 PVC 穿孔板，中间吸声材料为超细脱水玻璃丝棉板，整体吸声片厚度可达100 mm1。上述阻性片式消声器可降低低频设备噪声收稿日期：2022-09-19作者简介：靳晓霞（1986），女，山西静乐人，本科，毕业于太原理工大学安全工程专业，机电助理工程师，从事煤矿安全培训工作。总第 242 期2023 年第 6 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 242No.6，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.06.1101回风口；2通风管道；3风机房；4风管；5出风口；6外侧山脉；7门；8居民区图 1主扇风机机房噪声测试点位方案1234565432167898710技术应用2023 年第 6 期幅度 35 dB 左右，效果显著。2）扇风机机房漏风噪声。对于漏风噪声的治理同样是采用覆盖吸声材质的方式进行，可在主扇风机内部伸缩管道内覆盖一层 5 cm 厚的吸音棉，并在该管道的外侧采用混凝土浇筑处理，混凝土外侧同样覆盖吸音棉结构，降低管道辐射泄露的噪声。同时可在反风门内侧喷涂阻尼漆加装消声垫，并在门四周密封橡胶皮以及毛毡等材料，降低反风门来回开启过程中的漏风噪声。在设备检修过程中通过风门以及风道时，可通过设计双层隔声门的方式来进行防噪处理，噪声在通过单层风门吸附后向第二层隔声门进行传播时，噪声量将大幅衰减，因此设置双层隔声门可大幅降低噪声值，起到良好的吸附效果。或采用 S 型通道的方式降低漏风噪声2，但需要注意的是在风道或管道内构筑 S 型通道会影响到主扇风机正常的风量供应，因此适用性较差。3.2机械动力性噪声治理方案对于机械动力性噪声的治理方案主要采用隔音方式，包括在主扇风机外侧整体构筑隔声罩的方式对主扇风机动轮叶片以及电动机产生的机械噪声进行隔绝，以及通过在机房内部安装隔音门窗等方式对噪声进行隔绝。1）主扇风机隔声罩噪声治理。由于辐射噪声不仅沿机房内部通风管道气流传播，还可透过扇风机设备外壳及混凝土墙体向外辐射噪声，仅靠出风口处消声器装置很难有效降低噪声值，因此提出在扇风机设备外侧安装隔声罩的治理方案。隔声罩采用片式组装方式，除一侧检修门用于主扇风机设备检修，散热处理外实施全密封处理方式，如图 3-1 所示。同时隔声罩材质结构如图 3-2 所示，选用与消声器装置相同的厚度为 100 mm 超细脱水玻璃丝棉板以及 3 mm 厚 PVC穿孔板，外侧同样选用 3mm 厚钢板起到防潮以及支撑作用，为提高整体隔声板强度内部龙骨采用钢架结构3。2）设置隔音层。在主扇风机机房屋顶可采用上下两层吸声板材进行隔音，其中上层由于附带防潮防雨等功能可选用内部充填玻璃棉的石膏板材料，下层可采用一些复合吸声板材，同时两层之间可预留 100 mm左右的空气夹层提高隔音降噪效果。在不考虑漏音影响下，该方案可降低声级 45 dB 左右，隔音效果显著；同时由于主扇风机机房配电室噪声较低，电机房噪声相对较高，因此可通过安装隔声门构造等方式使各机房间相互独立，对于噪声量较大的机房进行隔音处理，通过这种方式可大幅缩小所需隔音治理范围，节省了噪声治理费用，降低了噪声治理难度。在主扇风机电机房内部设置两道上述高隔音性能的隔音门时，隔绝音量可达 58 dB（A）左右，同样设置单层隔音窗的隔音效果可达 28 dB（A）左右，但如果安装双层隔音窗，并由于噪声在两层窗户之间快速衰减，整体隔音效果将达到 60 dB（A）左右。4主扇风机噪声治理结果分析通过上述对空气动力性、机械动力性噪声进行治理，并重新对各噪声检测点位进行噪声检测发现，主扇风机机房区域内噪声值白天 54.6 dB，夜间 52.6dB；居民区附近噪声值白天 50.2 dB，夜间 49.6 dB；主扇风机排风口处噪声值 80.5 dB。由此可以看出，各检测点位噪声数值基本符合噪声排放标准，同时主扇风机设备在经过噪声综合治理后运行平稳，对煤矿通风系统安全未产生影响。综上，主扇风机设备噪声治理方案设计合理，各种降噪措施均取得良好实用效果，采用消声器装置、隔声罩以及各种隔音措施进行主扇风机机房降噪处理的实际应用效果显著。5结语由于主扇风机设备在运行过程中极易产生因出风口排气吸气挤压风流产生的高分贝噪声、电机及动轮叶片摩擦产生的机械噪声，严重影响到矿区职工以及附近居民的生产生活。因此针对主扇风机设备产生噪声的原因，设计吸声器装置、隔音层等降噪方案，从1消声器外壳；2消声片图 2阻性片式消声器1隔声罩；2主扇风机3-1主扇风机隔声罩结构1多孔板；2PVC 穿孔板；3超细玻璃丝棉；4钢制骨架3-2隔声罩材质结构图 3主扇风机隔声罩结构及其材质结构布设方案12212341（下转第 277 页）靳晓霞：矿用通风机噪声治理技术研究2712023 年第 6 期4结语采用 U 型金属锚架联合支护后，围岩的支护效果得到显著增强，锚杆及金属棚架的承载能力都得到大幅提升。通过联合支护效果，使得锚杆原有托板与围岩之间较小的接触面积变为整体 U 型棚架对围岩的支撑力，锚杆锚固强度得到显著提升；金属棚架由于锚杆的作用力，增加了原本没有的侧向应力，侧向承载力得到显著提升，防止了棚腿收缩对巷道的变形破坏。经数值模拟分析可以看出，联合支护下的金属锚架应力值较低，通过金属锚架联合支护，巷道的稳定性大幅提高，锚固效果也更好。参考文献1王君烨，李大鹏，张伟光.杨庄煤矿机巷超前支架选型设计J.煤炭技术，2021（10）：209-211.2经来旺，姜清，刘宁，等.极松散煤层巷道 U 型钢支架的数值模拟与分析J.煤矿开采，2012（6）：54-57.3李敬佩，经来旺，杨仁树，等.高地压软岩巷道锚架组合支护机理与技术J.煤矿开采，2013（4）：80-83.（编辑：王慧芳）图 4施加锚杆作用下的应力对比Metal Anchor Support Technology and Numerical Simulation Analysis for Machine LaneWang Wei（Dongqu Coal Mine Transportation Department,Xishan Coal and Electricity Company,Taiyuan Shanxi030200）Abstract:Taking a mining area machine roadway as the background,this paper analyzes and demonstrates the effectiveness of using metalbrackets and anchor rods to support the soft rock roadway,and conducts numerical simulation analysis.It can be found that the strength ofthe combined support of the two is much greater than the sum of the individual effects.This provides a reference for the design of roadwaysupport in soft rock layers and similar situations.Key words:soft rock roadway;combined support;numerical simulation84736353433323132.7应力/MPa21191613118.25.63.00.38应力/MPa4-1非全段锚固4-2全段锚固Application Analysis of Different Types of Air Compressor Drying DevicesJiang Aoyin（Department of Energy and Environment,Shougang Jingtang Iron and Steel United Co.,Ltd.,TangshanHebei 063200）Abstract:Compressed air is widely used in industrial production,and users such as instrumentation gas have corresponding requirementson its quality.In order to ensure that the quality of compressed air is qualified,the air compressor needs to be matched with a dryingdev