礦井作業(yè)降低噪音的主要途徑

　 礦用局扇是礦井主要噪音源之一，其音值常達(dá)100～110dB(A)，大大超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的噪音允許標(biāo)準(zhǔn)。因此，降低噪音不僅是保護(hù)井下作業(yè)人員的身體健康的需要，而且也是改善井下作業(yè)環(huán)境和提高生產(chǎn)效率的有效途徑。

　　一、局扇噪音及其指向

　　局扇噪音主要由風(fēng)流旋渦、輪葉旋轉(zhuǎn)和機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生。空氣流進(jìn)旋轉(zhuǎn)的輪葉間時(shí)，將在輪葉間產(chǎn)生渦旋。隨著輪葉的旋轉(zhuǎn)，渦旋周期性的產(chǎn)生與消滅，，而發(fā)出了渦旋聲音。旋渦的頻率沿輪葉半徑方向逐漸改變，旋渦聲音的聲譜是一種連續(xù)聲譜。同時(shí)，空氣進(jìn)人了旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)時(shí)，不僅在葉片前后形成脈動(dòng)的壓力，而且還發(fā)生氣流打擊葉片的現(xiàn)象，發(fā)出旋轉(zhuǎn)聲音。風(fēng)流漩渦的聲音和旋轉(zhuǎn)的聲音一般稱為空氣動(dòng)力噪音。

　　風(fēng)機(jī)和機(jī)械噪音主要是由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡、軸承安裝不良、個(gè)別零件的振動(dòng)以及機(jī)殼的毛病等原因而引起。在機(jī)械噪聲中，機(jī)殼的聲音起著主要作用，機(jī)殼的聲音可能由于在內(nèi)部脈動(dòng)壓力使機(jī)殼發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)而形成。

　　空氣動(dòng)力噪音與機(jī)械噪音相比，空氣動(dòng)力噪音是主要的。因此，局扇的消音主要是消除風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力噪音。風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力噪音的高低與風(fēng)機(jī)類型、尺寸、葉片的形狀和數(shù)量、每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)、空氣的流速等有關(guān)。如果風(fēng)機(jī)尺寸不合適，風(fēng)機(jī)不在最大效率下運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)過(guò)高，空氣流動(dòng)不均勻都能使噪音增大。

　　局扇發(fā)生的噪音不是在所有的方向上很均勻地輻射，它就像一個(gè)半球形噪音源，在局扇進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口和風(fēng)機(jī)兩側(cè)的倍頻率噪音譜基本上是一致的。所以，要想消除這個(gè)噪音，必須在風(fēng)機(jī)人風(fēng)口、出風(fēng)口、機(jī)殼上同時(shí)采用消音或隔音措施。

　　二、有效利用消音材料，降低局扇噪音

　　六十年代，我國(guó)一些礦山曾用過(guò)植物纖維、玻璃纖維、泡沫塑料等作吸音材料制作局扇的阻性消音器。今天，除有些單位繼續(xù)用這些材料作消音外，還有些單位研究利用微穿孔板控制局扇噪音。

　　微穿孔板是利用聲波傳過(guò)時(shí)，空氣在孔中來(lái)回摩擦而消耗能的。吸音材料所以能夠吸收聲能，也是由于材料的多孔性。聲波進(jìn)入孔隙能引起孔隙中的空氣和材料的細(xì)小纖維的振動(dòng)，由于摩擦和粘滯阻力，使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能被吸收掉。因此，材料愈松，孔愈多，且表面又富有細(xì)孔，孔與孔之間又互相連通，聲波才能順利透人材料內(nèi)部，吸引材料的消音效果也就愈好。

　　三、改進(jìn)設(shè)備性能，降低局扇噪音

　　1.研制風(fēng)壓大、效率高、噪音低的局扇
　　礦井使用的通風(fēng)機(jī)有主扇、輔扇和局扇3種，而局扇又是應(yīng)用范圍最廣、數(shù)量最多的一種通風(fēng)設(shè)備。目前全國(guó)約有5萬(wàn)臺(tái)在運(yùn)行，年耗電量為數(shù)十億度。所以研制風(fēng)壓大、效率高、噪音低、體積小、重量輕的局扇是非常有意義的。日本三井三池制造廠研制成功的“無(wú)聲對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)”和“低噪音型混流通風(fēng)機(jī)”兩種局扇，它們吸音結(jié)構(gòu)易于更換，可以使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期維持在低噪音范圍內(nèi)運(yùn)行。沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠研制成功的BKJ66-1No4.6子午加速新型礦井局部通風(fēng)機(jī)，其最高效率達(dá)到了92%，而且噪音區(qū)比舊局扇降低6bB(A)以上。

　　2.研制通風(fēng)阻力小，消音效果好的消音器
　　如果局扇總在一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，那么將局扇用隔音罩罩住音量為16dB，普通鋼板(厚3mm)隔音小間的隔音為lldB。但是，井下局扇多是經(jīng)常移動(dòng)的通風(fēng)設(shè)備，這就為研制局扇消音器帶來(lái)了困難。首先，為了達(dá)到消音的目的，風(fēng)機(jī)連同前后消音器一起的總長(zhǎng)度有2-3m，重量也很重，所以井下工人寧可忍受高噪音的影響，也不愿經(jīng)常搬運(yùn)這個(gè)龐然大物。況且，井下巷道空間也有限，2~3m長(zhǎng)的消音機(jī)組也給生產(chǎn)帶來(lái)不便。因此，體積小、重量輕，或者雖然體積大一點(diǎn)，重一點(diǎn)，但拆卸非常方便的消音器，一定會(huì)受到工人們歡迎的。

　　3.加強(qiáng)通風(fēng)管道降噪音措施
　　在加強(qiáng)消音特性研究的同時(shí)，作為通風(fēng)設(shè)備，包括風(fēng)筒在內(nèi)，它的合理使用也.必須進(jìn)一步研究。一般通風(fēng)管道也有聲振動(dòng)，它是由于通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)，以及沿著管道運(yùn)動(dòng)的氣流所引起。為了減低這種噪音，應(yīng)該在管道的法蘭盤連接處加入橡皮或帆布做成的軟連接。為了減少管道壁噪音的輻射，可用減振材料(瀝青減振膏、瀝青、抹灰等)涂覆金屬管道壁的外表面。并且，還要合理地選擇通風(fēng)參數(shù)，使風(fēng)機(jī)在最大效率下運(yùn)轉(zhuǎn)，保證風(fēng)流的穩(wěn)定性，以創(chuàng)造良好的井下作業(yè)環(huán)境。