平山煤業風井廠區噪聲治理技術應用

郭歡歡

（山西保利平山煤業股份有限公司，山西 晉城 048006）

工業噪聲已成為威脅礦井職工生命健康的重要因素，隨著當前“綠色礦山”建設工作的不斷推進，噪聲治理已成為礦井環保的一項重點工作[1]。《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348-2008）Ⅱ類標準規定，工業企業廠界環境噪聲，白天不得超過60 dB（A），夜間不得超過50 dB（A）[2]。以平山煤業為例，該礦由于地面主通風機、空壓機必須24 h 不間斷工作，礦井生產區域噪聲區域點多面廣，傳播范圍強，現場空氣動力性噪聲、壓縮機電磁噪聲、閥門渦流噪聲明顯超標。因此需要對礦井廠區噪聲進行綜合化、多元化治理，提升“綠色礦山”建設水平。

1 現場概況

平山煤業為保利能源集團下屬高瓦斯生產礦井，主采3#煤層。礦井共布置南風井、北風井兩個風井站區，區內布置主通風機房及空壓機房，其主要設施布置及噪聲測量點平面布置如圖1。

圖1 南、北風井主要設施及噪聲監測點平面布置圖

如圖1 所示，礦區南風井與居民區距離較近。現場主通風機房內配備有2 臺軸流通風機，型號為FBCDZNo.28/2×355 型，電機額定功率均為355 kW。目前2 號通風機運行，1 號通風機處于熱備用狀態，為一用一備。北風井配備有空壓機房、主通風機房和瓦斯抽采泵房。其中空壓機房內布置4臺螺桿式空壓機，型號ML300-2S，電機額定功率300 kW，目前1 號、4 號空壓機處于運行狀態，2號、3 號空壓機停運；主通風機房配備2 臺型號為FBCDZNo.28/2×355 型軸流通風機，電機額定功率均為355 kW，目前2 號通風機運行，1 號通風機處于熱備用狀態；瓦斯抽采泵房內配備兩組地面瓦斯抽采泵站，也處于一用一備狀態。經現場監測點檢測，南風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）（與居民區相距300 m），北風井西門口廠界處的平均噪聲值為55.0 dB（A），北風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）。可見南風井、北風井廠內噪音均超出標準要求，因此必須針對性尋找噪聲源，及時進行噪聲治理。

2 原因分析

現場噪聲源主要包括三個方面：一是空氣動力性噪聲，即通風機電機轉動使空氣在設備內部產生渦流沖擊，使設備振動從而發出噪聲；二是通風機、空壓機、抽放泵等機組電機轉子電磁力作用時產生的電磁噪聲，是現場噪聲的主要來源，該類噪聲點多面廣，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，衰減小；三是各類閥門工作時產生的渦流噪聲，即各類管道流體脈動引起閥門附件機械振動噪聲、空穴作用引起的噪聲以及閥門減壓時的氣體動力噪聲[3-4]，占比較小，噪聲范圍小。此外現場只為工作人員配備了消音耳塞、耳罩等防護設備，各類機房配備的門窗、排氣扇均無消聲措施，未對廠界噪聲進行有效遏制。

3 方案設計

3.1 聲源處治理

（1）在北風井站區空壓機房排氣管道出口處，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，降噪量能夠達到10～30 dB（A）。

（2）在北風井地面瓦斯抽采站，設計在配氣閥門處安裝擴張式復合消聲器。當泵站配氣閥門動作時，高速氣流會引起紊流現象并發出噪聲，極易危害到現場操作人員。在閥門處安裝瓦斯配氣閥門復合消聲器[5-6]，該消聲器結構與阻抗式排氣消聲器基本相同，降噪量能夠達到10～30 dB（A）。

（3）在北風井站區壓風機房后，設計在安全放空閥處安裝排氣消聲器。安全放空閥動作時，能夠瞬間發出100 dB（A）以上的噪聲，必須進行降噪處理。經現場測試，降噪量達到25～45 dB（A）。

3.2 傳播過程治理

（1）在北風井主通風機房內墻安裝復合阻尼型高效吸聲體，對墻體進行吸聲處理。北風井和南風井站區隔聲屏障及隔聲墻設置位置平面圖如圖2。

圖2 北、南風井站區隔聲屏障及隔聲墻設置位置平面圖

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

（2）對南風井站主通風機房普通門、窗進行改造，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。由于主通風機房電機噪聲達90 dB（A）左右，通風機房隔聲門面板與消聲器面板基本相同，降噪量可達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 的磚混結構隔聲墻，東面設置一道長×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）在北風井站區主通風機房、壓風機房、瓦斯抽采站三處廠界設置隔聲屏障和隔聲墻。隔聲墻的尺寸與南風井基本相同，隔聲量10～20 dB（A）。

4 效果分析

根據2020 年四季度環保局監測站監測數據，可知現場數據見表1。

結合表1 數據可知，南風井、北風井廠界內噪聲大小均符合規定，滿足環保要求。

表1 2020 年四季度環保局監測站監測數據表

對噪聲治理前后的月度噪聲稅繳納情況進行對比，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，每年可節約36 萬元左右，環保經濟效益可觀。

表2 噪聲治理前月度噪聲稅繳納數據表

表3 噪聲治理后月度噪聲稅繳納數據表

5 結論

通過更換隔聲門窗，在排氣裝置四周設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、北風井各廠界噪聲值，風井站內4 個噪聲監測點最大噪聲從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），改善了周邊環境，滿足了相關規定要求，噪聲治理后每年可減少36 萬元環保費用，具有一定的經濟和社會效益。