平山煤業(yè)風(fēng)井廠區(qū)噪聲治理技術(shù)應(yīng)用

郭歡歡

（山西保利平山煤業(yè)股份有限公司，山西 晉城 048006）

工業(yè)噪聲已成為威脅礦井職工生命健康的重要因素，隨著當(dāng)前“綠色礦山”建設(shè)工作的不斷推進(jìn)，噪聲治理已成為礦井環(huán)保的一項(xiàng)重點(diǎn)工作[1]?！豆I(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12348-2008）Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲，白天不得超過60 dB（A），夜間不得超過50 dB（A）[2]。以平山煤業(yè)為例，該礦由于地面主通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)必須24 h 不間斷工作，礦井生產(chǎn)區(qū)域噪聲區(qū)域點(diǎn)多面廣，傳播范圍強(qiáng)，現(xiàn)場空氣動(dòng)力性噪聲、壓縮機(jī)電磁噪聲、閥門渦流噪聲明顯超標(biāo)。因此需要對礦井廠區(qū)噪聲進(jìn)行綜合化、多元化治理，提升“綠色礦山”建設(shè)水平。

1 現(xiàn)場概況

平山煤業(yè)為保利能源集團(tuán)下屬高瓦斯生產(chǎn)礦井，主采3#煤層。礦井共布置南風(fēng)井、北風(fēng)井兩個(gè)風(fēng)井站區(qū)，區(qū)內(nèi)布置主通風(fēng)機(jī)房及空壓機(jī)房，其主要設(shè)施布置及噪聲測量點(diǎn)平面布置如圖1。

圖1 南、北風(fēng)井主要設(shè)施及噪聲監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖

如圖1 所示，礦區(qū)南風(fēng)井與居民區(qū)距離較近?，F(xiàn)場主通風(fēng)機(jī)房內(nèi)配備有2 臺(tái)軸流通風(fēng)機(jī)，型號為FBCDZNo.28/2×355 型，電機(jī)額定功率均為355 kW。目前2 號通風(fēng)機(jī)運(yùn)行，1 號通風(fēng)機(jī)處于熱備用狀態(tài)，為一用一備。北風(fēng)井配備有空壓機(jī)房、主通風(fēng)機(jī)房和瓦斯抽采泵房。其中空壓機(jī)房內(nèi)布置4臺(tái)螺桿式空壓機(jī)，型號ML300-2S，電機(jī)額定功率300 kW，目前1 號、4 號空壓機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，2號、3 號空壓機(jī)停運(yùn)；主通風(fēng)機(jī)房配備2 臺(tái)型號為FBCDZNo.28/2×355 型軸流通風(fēng)機(jī)，電機(jī)額定功率均為355 kW，目前2 號通風(fēng)機(jī)運(yùn)行，1 號通風(fēng)機(jī)處于熱備用狀態(tài)；瓦斯抽采泵房內(nèi)配備兩組地面瓦斯抽采泵站，也處于一用一備狀態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)檢測，南風(fēng)井南廠界處日平均噪聲為67 dB（A），東、西廠界處日平均噪聲為60 dB（A）；北風(fēng)井南廠界處平均噪聲值為80.0 dB（A），西廠界處最大平均噪聲值為70.0 dB（A）（與居民區(qū)相距300 m），北風(fēng)井西門口廠界處的平均噪聲值為55.0 dB（A），北風(fēng)井北廠界處的平均噪聲值為69.0 dB（A），東廠界處平均噪聲值67.5 dB（A）。可見南風(fēng)井、北風(fēng)井廠內(nèi)噪音均超出標(biāo)準(zhǔn)要求，因此必須針對性尋找噪聲源，及時(shí)進(jìn)行噪聲治理。

2 原因分析

現(xiàn)場噪聲源主要包括三個(gè)方面：一是空氣動(dòng)力性噪聲，即通風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使空氣在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生渦流沖擊，使設(shè)備振動(dòng)從而發(fā)出噪聲；二是通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、抽放泵等機(jī)組電機(jī)轉(zhuǎn)子電磁力作用時(shí)產(chǎn)生的電磁噪聲，是現(xiàn)場噪聲的主要來源，該類噪聲點(diǎn)多面廣，頻率基本保持在200～3000 Hz 左右，為典型的中頻噪聲，傳播范圍廣，衰減??；三是各類閥門工作時(shí)產(chǎn)生的渦流噪聲，即各類管道流體脈動(dòng)引起閥門附件機(jī)械振動(dòng)噪聲、空穴作用引起的噪聲以及閥門減壓時(shí)的氣體動(dòng)力噪聲[3-4]，占比較小，噪聲范圍小。此外現(xiàn)場只為工作人員配備了消音耳塞、耳罩等防護(hù)設(shè)備，各類機(jī)房配備的門窗、排氣扇均無消聲措施，未對廠界噪聲進(jìn)行有效遏制。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 聲源處治理

（1）在北風(fēng)井站區(qū)空壓機(jī)房排氣管道出口處，安裝兩組阻抗式排氣消聲器。該消聲器通過面板將裝置分為兩部分，其中板外是1.2 mm 厚度的鋼板，板內(nèi)是安裝一組填充高效吸聲阻尼材料的吸聲式空腔骨架，并通過0.8 mm 厚的鍍鋅微穿孔板進(jìn)行加裝固定。通過該消聲器能夠顯著降低噪聲分貝，降噪量能夠達(dá)到10～30 dB（A）。

（2）在北風(fēng)井地面瓦斯抽采站，設(shè)計(jì)在配氣閥門處安裝擴(kuò)張式復(fù)合消聲器。當(dāng)泵站配氣閥門動(dòng)作時(shí)，高速氣流會(huì)引起紊流現(xiàn)象并發(fā)出噪聲，極易危害到現(xiàn)場操作人員。在閥門處安裝瓦斯配氣閥門復(fù)合消聲器[5-6]，該消聲器結(jié)構(gòu)與阻抗式排氣消聲器基本相同，降噪量能夠達(dá)到10～30 dB（A）。

（3）在北風(fēng)井站區(qū)壓風(fēng)機(jī)房后，設(shè)計(jì)在安全放空閥處安裝排氣消聲器。安全放空閥動(dòng)作時(shí)，能夠瞬間發(fā)出100 dB（A）以上的噪聲，必須進(jìn)行降噪處理。經(jīng)現(xiàn)場測試，降噪量達(dá)到25～45 dB（A）。

3.2 傳播過程治理

（1）在北風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)房內(nèi)墻安裝復(fù)合阻尼型高效吸聲體，對墻體進(jìn)行吸聲處理。北風(fēng)井和南風(fēng)井站區(qū)隔聲屏障及隔聲墻設(shè)置位置平面圖如圖2。

圖2 北、南風(fēng)井站區(qū)隔聲屏障及隔聲墻設(shè)置位置平面圖

如圖2 所示，通過在原有墻體上安裝隔聲屏障，通過隔聲屏障內(nèi)的蜜胺復(fù)合型高效吸聲材料及濾布，可以對噪聲進(jìn)行有效吸收?，F(xiàn)場安裝后吸聲效果好，可以降低噪聲8～10 dB（A）左右。

（2）對南風(fēng)井站主通風(fēng)機(jī)房普通門、窗進(jìn)行改造，將原有隔聲效果差的門窗更換為隔聲門窗。門、窗是傳播噪聲的主要途徑。由于主通風(fēng)機(jī)房電機(jī)噪聲達(dá)90 dB（A）左右，通風(fēng)機(jī)房隔聲門面板與消聲器面板基本相同，降噪量可達(dá)10～30 dB（A）。此外在排氣裝置面朝居民處各砌筑長×寬×高為15 m×0.24 m×6 m 的磚混結(jié)構(gòu)隔聲墻，東面設(shè)置一道長×寬×高為15 m×0.1 m×6 m 的拆裝式隔聲屏障，能夠有效降噪10～20 dB（A）左右。

（3）在北風(fēng)井站區(qū)主通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、瓦斯抽采站三處廠界設(shè)置隔聲屏障和隔聲墻。隔聲墻的尺寸與南風(fēng)井基本相同，隔聲量10～20 dB（A）。

4 效果分析

根據(jù)2020 年四季度環(huán)保局監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)，可知現(xiàn)場數(shù)據(jù)見表1。

結(jié)合表1 數(shù)據(jù)可知，南風(fēng)井、北風(fēng)井廠界內(nèi)噪聲大小均符合規(guī)定，滿足環(huán)保要求。

表1 2020 年四季度環(huán)保局監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)表

對噪聲治理前后的月度噪聲稅繳納情況進(jìn)行對比，見表2、表3。

由表2、表3 對比可知，該礦噪聲治理前后的月度噪聲稅可減少30 850 元，每年可節(jié)約36 萬元左右，環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益可觀。

表2 噪聲治理前月度噪聲稅繳納數(shù)據(jù)表

表3 噪聲治理后月度噪聲稅繳納數(shù)據(jù)表

5 結(jié)論

通過更換隔聲門窗，在排氣裝置四周設(shè)置隔聲墻和隔聲屏障，在排氣管道出口安裝阻抗式排氣消聲器等措施，降低了南、北風(fēng)井各廠界噪聲值，風(fēng)井站內(nèi)4 個(gè)噪聲監(jiān)測點(diǎn)最大噪聲從80 dB（A）降低到60.1 dB（A），平均噪聲從72.9 dB（A）降低到55.6 dB（A），改善了周邊環(huán)境，滿足了相關(guān)規(guī)定要求，噪聲治理后每年可減少36 萬元環(huán)保費(fèi)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。