煤炭洗選加工企業(yè)的振動污染危害及其防治

[摘要]振動污染被列入當今七大公害之一，逐步引起社會廣泛關(guān)注。文章分析了煤炭加工存在的主要振動污染源和特性，以及振動污染對人體健康、周邊環(huán)境、設備和建筑物的影響，根據(jù)其振動特性，提出了防治或減緩影響的幾點有效措施。

[關(guān)鍵詞]煤炭加工；振動污染；危害；防治

前言

在煤炭洗選加工生產(chǎn)中存在較多的環(huán)境污染源，如廢水、粉塵、噪聲和振動污染，特別是廢水與噪聲污染影響選煤廠周邊居民生活的現(xiàn)象較為突出。近幾年，隨著選煤技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境保護政策的更高要求，新建、擴建、技改的大中型煤炭洗選加工企業(yè)在設計和施工中，都有較完善的污染物防治技術(shù)措施，煤炭洗選加工廢水實現(xiàn)廠內(nèi)閉路循環(huán)利用，技術(shù)上可以做到零排放；在煤炭存貯、轉(zhuǎn)載運輸過程中產(chǎn)生的粉塵污染，采用閉封倉存貯及除塵技術(shù)，控制生產(chǎn)過程中的煤粉塵污染；對主要噪聲源采取了消聲、吸聲、隔聲及減振等降噪技術(shù)措施，廠界噪聲基本能達到國家有關(guān)標準。

煤炭洗選加工生產(chǎn)過程中噪聲和振動污染常常同時存在，有時以噪聲污染為主，有時以振動污染為主，但振動又不同于噪聲，有其相對獨立的特性。對于煤炭加工企業(yè)振動污染源，特別是那些對人體健康影響較大的低頻率大振幅振動，在施工設計、設備安裝和生產(chǎn)管理中幾乎沒有采取針對性控制和預防技術(shù)措施。因此，筆者認為有必要對煤炭洗選加工企業(yè)的振動污染源采取積極有效的防治措施，以保障現(xiàn)場操作工人的身心健康，促進安全生產(chǎn)。

1、主要振動污染源及特性

煤炭洗選加工企業(yè)生產(chǎn)具有各類機電設備集中、作業(yè)空間狹小、自動化程度不高的特點，產(chǎn)生低頻振動源的設備較多。利用振動進行脫水分級的振動篩，產(chǎn)生振動頻率低（15～18Hz）、振幅大（7～9mm）、振動強度高的機械振動源，座式安裝的振動篩均采用彈簧或橡膠隔振支座，減弱了其振動傳遞強度，當與周邊物體如入料箱、接水漏斗、出料槽剛性接觸時，振動傳遞加強，且振動篩設計布置集中，容易產(chǎn)生振動的疊加或共振現(xiàn)象，振動幅度明顯增加；高速運轉(zhuǎn)類設備如風機、水泵、離心機、破碎機、電動機、齒輪傳動箱等穩(wěn)定運行時，產(chǎn)生的最低振動頻率為設備的驅(qū)動頻率，其振動特點是振動頻率不高、振幅和振動強度級小，當轉(zhuǎn)動部件運轉(zhuǎn)不平衡（靜不平衡或偶不平衡）時，易產(chǎn)生振幅較大、振動強度較高的不穩(wěn)定振動源，其影響更大；電磁振動給料機、變壓器等設備易產(chǎn)生高頻率低振幅的電磁振動源。

另外，如溜煤槽、破碎機類設備生產(chǎn)中還易產(chǎn)生極低頻率的沖擊振動；膠帶和刮板類運輸設備因磨擦和碰撞產(chǎn)生的低頻振動；在生產(chǎn)中還有因設備質(zhì)量問題，如齒輪、軸承間隙過大，也會產(chǎn)生不同頻率振幅的振動?？傊禾肯催x加工企業(yè)幾乎所有的機電設備都會產(chǎn)生不同程度的振動，且以低頻率大振幅的振動源為主?？梢哉f煤炭洗選加工企業(yè)的操作工人在作業(yè)時間內(nèi)都處在振動作業(yè)環(huán)境之中。

2、振動的主要危害

2.1 對人體健康的影響

煤炭洗選加工企業(yè)現(xiàn)場操作工人接觸振動影響的途徑主要有：一是人體沉浸在振動的介質(zhì)中；二是從支持人體的物體表面向人體傳遞的振動（全身振動）。直接接觸作用于人體局部的振動機率較少，常見于全身振動的影響。長期受到低頻大振幅的全身振動影響，易導致人體足部周圍神經(jīng)和血管的改變，主要表現(xiàn)為腳痛、易疲勞、皮膚溫度降低等癥狀；由于振動的加速度引起內(nèi)耳調(diào)節(jié)人體的平衡功能失調(diào)，還會出現(xiàn)頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、面色蒼白、出冷汗、體溫下降等一系列臨床表現(xiàn)[2]。與噪聲一樣也會對人產(chǎn)生心理影響，主要表現(xiàn)是令人煩躁不安、易于疲勞、精力不集中、工作效率降低。

振動的頻率、加速度、振幅不同，對人體健康的影響程度有較大的差異。人體各部位都有其較固定的共振頻率，如眼的共振頻率為18～50Hz，頭部為2～30Hz，胸腔內(nèi)臟為4～8Hz和10～12Hz，心臟為5Hz，脊柱為30Hz，手為30～40Hz，神經(jīng)系統(tǒng)為250Hz。當人體內(nèi)臟器官發(fā)生強烈共振時，會受到較嚴重的傷害，人體對4～8Hz和10～12Hz的振動能量傳遞最大，其生理影響也最大。加速度愈大的振動危害性愈大，人體對振動級強度的感覺閾值是50～60dB，根據(jù)ISO全身振動暴露的評價方法，在作業(yè)場地，8小時容許暴露標準的振動級強度不超過80dB。大振幅低頻率的振動易使人體內(nèi)臟產(chǎn)生位移，小振幅高頻率的振動對人體的神經(jīng)末梢影響較大，振幅為0.5mm～5mm的振動，其危害最大。

2.2 對廠區(qū)及周圍環(huán)境的影響

廠區(qū)周圍居民對煤炭洗選加工生產(chǎn)中產(chǎn)生的噪聲影響其夜間睡眠的反映較大，這種影響一方面是機械振動或空氣流動產(chǎn)生的高聲功能級噪聲；另一方面是機械振動通過地面?zhèn)鞑ヒ鹁用穹课莸匕寰植空駝踊驒C械低頻聲音以壓力波向居民房屋傳播，使房屋窗子和門發(fā)出振動噪聲。

煤炭洗選加工企業(yè)周邊居民直觀感覺到的影響是生產(chǎn)中產(chǎn)生的噪聲，而忽視了煤炭洗選加工生產(chǎn)中產(chǎn)生的振動影響，這種振動通過地面或地中傳播到居民房屋可能引起門窗振動發(fā)出聲音，其效果是增強了噪聲的影響，也可能引起居民房屋地板振動產(chǎn)生振動影響。根據(jù)GB10070—88《城市區(qū)域環(huán)境振動標準》，廠界周邊居民區(qū)的振動應滿足晝間不超過75dB，夜間72dB的標準要求。

2.3 對建筑物及設備的影響

煤炭洗選加工企業(yè)主廠房大都采用土建框架結(jié)構(gòu)，機械振動通過設備基礎傳遞給廠房的承重梁產(chǎn)生一定頻率的振動，當其振動頻率與主廠房框架梁（柱）固有頻率相等時，便會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，使廠房出現(xiàn)較大幅度的振動而危及廠房安全。如某新建煤炭洗選加工企業(yè)由于機械設備振動與主廠房產(chǎn)生共振現(xiàn)象，使主廠房產(chǎn)生劇烈搖晃而無法投入生產(chǎn)。通過加固主廠房框架梁和減輕機械設備激振力等方法來避開共振，解決廠房劇烈搖晃問題。

隨著煤炭洗選加工企業(yè)自動化水平的提高，大量使用了高精密度的現(xiàn)場監(jiān)測儀器儀表和自動控制設備，而這些儀器設備對振動都有較高的限制要求，由于振動的影響，容易造成這些儀器設備的失靈，甚至損壞。如某煤炭洗選加工企業(yè)煤質(zhì)化驗室修建在皮帶運輸走廊下面，且直接與皮帶走廊支承柱相連接，使化驗室處在較強的振動環(huán)境之中，造成分析天平類精密儀器的頻繁損壞，嚴重影響了化驗數(shù)據(jù)的準確性。

3、防治措施

防治振動的危害，主要從振動源、傳播途徑和受振體三個方面采取積極有效措施，常用的方法有：減輕機械激振力或改變機械振動方向，加重機械設備基礎，增設隔振裝置或隔振墊，加大振動源距離或設置隔振溝，穿帶個人防護品等。針對煤炭洗選加工生產(chǎn)特點，可采取以下防治措施降低振動污染的危害。

3.1 設計中合理工藝布局

工藝設計時應將機械振動源較集中的主廠房遠離周邊居民房、廠區(qū)辦公樓布置，根據(jù)振動傳播特性，當離開振動源的距離在20米以上，則距離每增加一倍，振動強度級下降6dB以上；滿足20米以上距離有困難，可考慮增設深度為5米以上的隔振溝，能達到下降6dB以上的效果。當主廠房同一層面需布置多臺機械設備時，在滿足生產(chǎn)工藝要求的條件下，應采取激振力相互抵消的對稱布置，降低機械振動強度級。對于受振動影響較大的精密儀器室如計算機控制室，不應設置在生產(chǎn)主廠房內(nèi)，盡可能遠離主廠房機械振動源布置。

3.2 加強設備維護保養(yǎng)

煤炭洗選加工企業(yè)機械高速運轉(zhuǎn)類設備較多，磨損嚴重，容易因嚴重磨損造成間隙過大而產(chǎn)生碰撞、沖擊性不穩(wěn)定振動，如機械基礎的固定螺栓松動，機械本體的振動受到明顯加強，在設備運行過程中應注意設備振動情況，及時更換磨損嚴重的設備部件。還應及時處理和解決水泵、風機的葉輪，離心機的篩籃、刮刀等部件因生產(chǎn)質(zhì)量造成的靜態(tài)不平衡，或在設備運行中因磨損、平衡配重塊脫落造成的動態(tài)不平衡，而產(chǎn)生振動強度級放大現(xiàn)象。

3.3 采用隔振、吸振、阻尼等減振技術(shù)措施

根據(jù)煤炭洗選加工企業(yè)機械設備使用性能及特點，采用隔振裝置（墊）的減振技術(shù)措施，簡單易行，減振效果顯著（一般可降低10dB以上）。所謂隔振，就是將振動源與承載物或地基之間的剛性連接改為彈性連接，利用彈性裝置的隔振作用，減弱振動源與承載物或地基之間的能量傳遞，達到降低振動影響的目的。對于煤炭洗選加工企業(yè)主廠房內(nèi)機械設備基礎均應安裝隔振裝置（墊）進行積極隔振，振動強度級較高的振動篩類設備在滿足工藝性能要求下應盡可能采用減振效果好的橡膠彈簧支座；對需要避免外來振動影響的精密儀器設備應敷設隔振墊進行消極隔振。隔振裝置通常采用隔振器、隔振元件和填充各種隔振材料，如玻璃纖維板、橡皮、軟木、毛氈等。

3.4 做好個人防護

選煤廠現(xiàn)場操作工人長期處在振動環(huán)境下作業(yè)，為了降低振動對人體健康的傷害，應嚴格要求工人工作時穿具有良好減振效果的橡膠底勞保鞋，嚴禁穿傳振系數(shù)較大的硬質(zhì)底鞋，如皮鞋、硬質(zhì)塑料鞋等。不斷提高選煤廠自動化水平，采取巡視檢查或監(jiān)視設備運行的生產(chǎn)組織形式代替現(xiàn)行設備定崗的傳統(tǒng)操作方式，以減少工人的振動接觸時間，達到降低振動影響的目的。

4、結(jié)束語

在工業(yè)生產(chǎn)中，造成嚴重后果的振動較為少見，但選煤廠工人長期接觸低頻的全身振動，對工人生理和心理健康的不良影響是肯定的，應引起選煤廠生產(chǎn)管理責任者的重視，積極采取有效防治措施降低振動污染的危害是十分必要的。

目前，國內(nèi)尚無有關(guān)工業(yè)企業(yè)振動衛(wèi)生標準和法規(guī)，對于選煤廠生產(chǎn)車間內(nèi)振動強度級是否超標，超標程度及對工人健康不良影響情況都有待進一步的研究。

參考文獻

[1][日]守田榮等著.振動—被忽視的環(huán)境公害[M].北京:科學出版社，1985

[2]吳英主編.安全衛(wèi)生[M].天津大學出版社，1999

[3]羅輝主編.環(huán)保設備設計與應用[M].北京:高等教育出版社，2002

作者簡介

幸大學（1953—），男，重慶市，本科，副教授，工程師，重慶工程職業(yè)技術(shù)學院正院級領導干部，研究方向：礦井通風，職業(yè)安全健康。