華亭煤礦齒軌卡軌車的噪聲治理

張 浩

甘肅華亭煤電股份有限公司華亭煤礦

1 前言

華亭煤礦現用的3臺（套）齒軌卡軌車主要用于井下2501采區輔運大巷斜巷段及各采區聯絡巷的物料和人員的提升運輸。由于礦井井巷具有坡度大，運輸大巷及各聯絡巷交錯復雜等特點，同時井下各項生產任務繁重，物料運輸工作任務量大，3臺齒軌卡軌車長期處于滿負荷、長時間運行狀態，目前所有機車在運行期間噪聲嚴重超標，50m范圍內噪聲值達到100dB 以上，對職工的身心健康造成嚴重威脅。

為了進一步提高礦井提升運輸系統安全高效的運行，最大限度的減少井下作業人員由于噪聲帶來的職業病危害，創造更好的經濟效益和社會效益，急需對齒軌卡規車進行系統全面的噪聲治理改造。

2 噪聲源的基本情況

2.1 主要噪聲設備

齒軌卡軌車系德國Scharf公司研制生產，通過柴油發動機驅動，配備特殊設計鉗型導向裝置，以液壓傳動系統為動力傳遞媒介的高效煤礦井下輔助運輸設備。機車主要由兩個駕駛室和一個驅動部組成，三者之間采用高強度連桿連接，機車連接裝置采用萬向軸設計，可實現上下、左右擺動。

2.2 噪聲監測情況

（1）監測時間：2018年5月17日。

（2）現場條件：2501采區4號車場，溫度：20℃，風速：5.6m/s～5.8m/s。

（3）運行狀況：機車正常運行，并牽引6輛重載礦車。

（4）監測儀器：HS5633B 精密聲級計。

（5）監測方法：《工業企業其他控制設計規范》。

（7）監測結果。

表1 ZL 200-130-600D型齒軌卡軌車

表2 ZL 200-80-600D型齒軌卡軌車

3 噪聲特征分析

根據噪聲監測結果和設備實際使用情況，齒軌卡軌車所發出的其他可分為：柴油發動機的空氣動力其他、燃燒其他、機械其他，運行時卡軌車和軌道的撞擊聲。

（1）發動機空氣動力其他主要包括進、排氣和風扇其他，其主要是由進氣、排氣時和風扇旋轉時引起了空氣振動而產生的其他。

（2）燃燒噪聲：由燃燒過程產生的結構振動來源于氣缸內氣體壓力的變化，它包括由氣缸內壓力劇變引起的動力載荷，以及由沖擊波引起氣體的高頻振動。

（3）機械其他：柴油機的機械其他是由于氣體壓力及機件的慣性作用，使相對運動零件之間產生撞擊和振動而激發的其他。機械其他主要包括活塞的敲擊其他、齒輪機構其他、配氣機構其他、軸承其他、高壓油泵其他、不平衡慣性力引起的機體振動和其他等。

（4）其他污染的特征綜述。A.其他源強度高，其他級均超過96dB以上，嚴重危害職工身心健康和機車正常安全行車。B.齒軌卡軌車的主要其他源是發動機其他。C.其他是連續的穩態其他。D.設備其他以中、高頻為主。這種其他對人體健康影響特別嚴重，而且傳播距離遠、影響范圍大。E.由于井下巷道斷面條件及風速影響，混響嚴重。

4 噪聲治理措施的選擇

從聲源對噪聲進行治理是種最積極、最徹底的措施，通過選用低其他設備、改進機械設備的結構、提高設備的裝配精度等方面來實現。齒軌卡軌車作為整機提升運輸設備，其設備結構及性能已定型，無法對聲源進行噪聲治理，因此暫不考慮此類方案。

當從聲源上降低其他難以實現時．就需要在其他傳播途徑上采取措施加以控制。這類措施主要有：

（1）采取“鬧靜分開”的設計原則，縮小其他干擾范圍。

（2）采取聲學控制技術措施。當采取上述辦法仍不能控制其他危害時．就需要采取隔聲、吸聲等聲學技術措施。這是當前噪聲治理工作的重要內容，通過這些措施的靈活應用，將會有效地控制其他污染。

①隔聲：隔聲措施主要有隔聲罩，隔聲室（駕駛室），隔聲屏，隔聲門、窗等。當需要把強其他源封閉在一個較小空間，可選擇各種形式的隔聲罩、隔聲屏。這種措施會使整個其他水平明顯降低，減輕對周圍的其他污染。在強其他的設備旁，僅需要為作業人員創造較小的不受外面強其他干擾的空間時，可選擇各種形式的隔聲室（駕駛室）。

②吸聲：吸聲措施主要有設備周圍做吸聲結構及空間吸聲體。混響嚴重的地方，均可采取吸聲處理。據工程實踐，一般降嗓量可達15～18dB(A)。

5 噪聲治理措施

5.1 齒軌卡軌車發動機部分

（1）在發動機兩側加裝百葉式進風消聲器，采用液壓桿上下關啟，既解決了卡軌車兩側空間不足的現實情況，又解決了發動機需通風散熱的要求。加裝百葉式進風消聲器后，發動機外側降噪預期達到10dB以上。（2）在卡軌車冷卻系統加裝消聲器。

5.2 齒軌卡軌車駕駛室部分

將駕駛室進行封閉，最大限度的降低駕駛室內的噪聲，確保司機的身心健康和行車安全，同時在駕駛室內加裝空調系統進行強制換風，改善司機工作環境。

齒軌卡軌車其他治理主要設施：（1）BY-2 型主機隔聲消聲裝置：3 套；（2）JX-50 型駕駛室封閉系統：6 套；（3）SR-2 型冷卻系統消聲器：9套；（4）KT-2型空調系統：6套。

5.3 隔音材料及設施的技術要求

（1）隔聲墻（板）的結構要求對設備的其他進行頻譜分析，根據分析結果確定隔聲罩的組合結構及隔聲材料與吸聲材料的選擇。

（2）吸聲材料必須選用多孔的、柔軟的超細玻璃棉、玻璃纖維及高強度304不銹鋼吸聲板，具有吸音性能好、無污染、防潮、阻燃、耐腐蝕、脫水不結塊等多種優良性能，能增強罩體的隔聲量、環保性能及使用壽命。

（3）隔音罩、消聲器的設計必須與生產工藝的要求相配合，不能影響生產和妨礙操作，門、窗的位置要便于出入和觀察設備運行，進、排氣消聲器的設計要滿足設備的通風換氣、散熱降溫。

（4）隔聲罩為板塊組合式結構，可以靈活拆裝，便于維修。材質具有防火、防爆、耐腐蝕、堅固耐用的功能且環保美觀，免維護。隔音罩和消聲器的聲學性能都是按等透射的原則設計的，各部件接逢及與管道相接的部位都用軟材料做了密封處理，以免降低隔聲效果。

（5）要求采用的吸音隔音板材可水沖洗，強度滿足要求，表面經過防銹處理，內填充材料不結塊，有效吸音隔音使用年限不小于10年。

（6）各類其他控制設施在使用中要便于生產觀察、維修和更換，要易裝、易拆，所有連接均軟性接觸。

（7）吸聲材料采用離心玻璃棉，憎水率98%以上。

（8）所有吸聲板、隔聲板均采用阻燃材料，并且耐腐蝕、耐潮濕。

（9）為便于設備檢修和人員通行，要留有足夠的門、洞，開關方便。

（10）其他控制設施與設備協調，美觀耐用。

6 降噪治理實施效果

6.1 安全效益

通過對3臺齒軌卡軌車進行噪聲治理，可最大限度的消除機車運行期間的各類安全隱患，進一步遏止礦井提升運輸系統零星事故的發生，提高軌道運輸系統的安全風險防范能力。

6.2 經濟效益

通過對3臺齒軌卡軌車進行噪聲治理，駕駛室封閉并加裝空調系統后，經檢測，駕駛室內噪聲動態值小于70dB（忽略背景噪聲），8h內持續接觸噪聲排放平均值未超過80dB，齒軌卡軌車在2501輔運大巷9°上山重載運行時，最大噪聲排放值不超過85dB（50m范圍內）。進一步減小井下提升運輸系統和其他作業人員的職業病危害，改善了作業環境，提高工作效率。（機車噪聲和背景噪聲修正值需參照GB 12348—2008標準）。