华亭煤矿齿轨卡轨车的噪声治理

张 浩

甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿

1 前言

华亭煤矿现用的3台（套）齿轨卡轨车主要用于井下2501采区辅运大巷斜巷段及各采区联络巷的物料和人员的提升运输。由于矿井井巷具有坡度大，运输大巷及各联络巷交错复杂等特点，同时井下各项生产任务繁重，物料运输工作任务量大，3台齿轨卡轨车长期处于满负荷、长时间运行状态，目前所有机车在运行期间噪声严重超标，50m范围内噪声值达到100dB 以上，对职工的身心健康造成严重威胁。

为了进一步提高矿井提升运输系统安全高效的运行，最大限度的减少井下作业人员由于噪声带来的职业病危害，创造更好的经济效益和社会效益，急需对齿轨卡规车进行系统全面的噪声治理改造。

2 噪声源的基本情况

2.1 主要噪声设备

齿轨卡轨车系德国Scharf公司研制生产，通过柴油发动机驱动，配备特殊设计钳型导向装置，以液压传动系统为动力传递媒介的高效煤矿井下辅助运输设备。机车主要由两个驾驶室和一个驱动部组成，三者之间采用高强度连杆连接，机车连接装置采用万向轴设计，可实现上下、左右摆动。

2.2 噪声监测情况

（1）监测时间：2018年5月17日。

（2）现场条件：2501采区4号车场，温度：20℃，风速：5.6m/s～5.8m/s。

（3）运行状况：机车正常运行，并牵引6辆重载矿车。

（4）监测仪器：HS5633B 精密声级计。

（5）监测方法：《工业企业其他控制设计规范》。

（7）监测结果。

表1 ZL 200-130-600D型齿轨卡轨车

表2 ZL 200-80-600D型齿轨卡轨车

3 噪声特征分析

根据噪声监测结果和设备实际使用情况，齿轨卡轨车所发出的其他可分为：柴油发动机的空气动力其他、燃烧其他、机械其他，运行时卡轨车和轨道的撞击声。

（1）发动机空气动力其他主要包括进、排气和风扇其他，其主要是由进气、排气时和风扇旋转时引起了空气振动而产生的其他。

（2）燃烧噪声：由燃烧过程产生的结构振动来源于气缸内气体压力的变化，它包括由气缸内压力剧变引起的动力载荷，以及由冲击波引起气体的高频振动。

（3）机械其他：柴油机的机械其他是由于气体压力及机件的惯性作用，使相对运动零件之间产生撞击和振动而激发的其他。机械其他主要包括活塞的敲击其他、齿轮机构其他、配气机构其他、轴承其他、高压油泵其他、不平衡惯性力引起的机体振动和其他等。

（4）其他污染的特征综述。A.其他源强度高，其他级均超过96dB以上，严重危害职工身心健康和机车正常安全行车。B.齿轨卡轨车的主要其他源是发动机其他。C.其他是连续的稳态其他。D.设备其他以中、高频为主。这种其他对人体健康影响特别严重，而且传播距离远、影响范围大。E.由于井下巷道断面条件及风速影响，混响严重。

4 噪声治理措施的选择

从声源对噪声进行治理是种最积极、最彻底的措施，通过选用低其他设备、改进机械设备的结构、提高设备的装配精度等方面来实现。齿轨卡轨车作为整机提升运输设备，其设备结构及性能已定型，无法对声源进行噪声治理，因此暂不考虑此类方案。

当从声源上降低其他难以实现时．就需要在其他传播途径上采取措施加以控制。这类措施主要有：

（1）采取“闹静分开”的设计原则，缩小其他干扰范围。

（2）采取声学控制技术措施。当采取上述办法仍不能控制其他危害时．就需要采取隔声、吸声等声学技术措施。这是当前噪声治理工作的重要内容，通过这些措施的灵活应用，将会有效地控制其他污染。

①隔声：隔声措施主要有隔声罩，隔声室（驾驶室），隔声屏，隔声门、窗等。当需要把强其他源封闭在一个较小空间，可选择各种形式的隔声罩、隔声屏。这种措施会使整个其他水平明显降低，减轻对周围的其他污染。在强其他的设备旁，仅需要为作业人员创造较小的不受外面强其他干扰的空间时，可选择各种形式的隔声室（驾驶室）。

②吸声：吸声措施主要有设备周围做吸声结构及空间吸声体。混响严重的地方，均可采取吸声处理。据工程实践，一般降嗓量可达15～18dB(A)。

5 噪声治理措施

5.1 齿轨卡轨车发动机部分

（1）在发动机两侧加装百叶式进风消声器，采用液压杆上下关启，既解决了卡轨车两侧空间不足的现实情况，又解决了发动机需通风散热的要求。加装百叶式进风消声器后，发动机外侧降噪预期达到10dB以上。（2）在卡轨车冷却系统加装消声器。

5.2 齿轨卡轨车驾驶室部分

将驾驶室进行封闭，最大限度的降低驾驶室内的噪声，确保司机的身心健康和行车安全，同时在驾驶室内加装空调系统进行强制换风，改善司机工作环境。

齿轨卡轨车其他治理主要设施：（1）BY-2 型主机隔声消声装置：3 套；（2）JX-50 型驾驶室封闭系统：6 套；（3）SR-2 型冷却系统消声器：9套；（4）KT-2型空调系统：6套。

5.3 隔音材料及设施的技术要求

（1）隔声墙（板）的结构要求对设备的其他进行频谱分析，根据分析结果确定隔声罩的组合结构及隔声材料与吸声材料的选择。

（2）吸声材料必须选用多孔的、柔软的超细玻璃棉、玻璃纤维及高强度304不锈钢吸声板，具有吸音性能好、无污染、防潮、阻燃、耐腐蚀、脱水不结块等多种优良性能，能增强罩体的隔声量、环保性能及使用寿命。

（3）隔音罩、消声器的设计必须与生产工艺的要求相配合，不能影响生产和妨碍操作，门、窗的位置要便于出入和观察设备运行，进、排气消声器的设计要满足设备的通风换气、散热降温。

（4）隔声罩为板块组合式结构，可以灵活拆装，便于维修。材质具有防火、防爆、耐腐蚀、坚固耐用的功能且环保美观，免维护。隔音罩和消声器的声学性能都是按等透射的原则设计的，各部件接逢及与管道相接的部位都用软材料做了密封处理，以免降低隔声效果。

（5）要求采用的吸音隔音板材可水冲洗，强度满足要求，表面经过防锈处理，内填充材料不结块，有效吸音隔音使用年限不小于10年。

（6）各类其他控制设施在使用中要便于生产观察、维修和更换，要易装、易拆，所有连接均软性接触。

（7）吸声材料采用离心玻璃棉，憎水率98%以上。

（8）所有吸声板、隔声板均采用阻燃材料，并且耐腐蚀、耐潮湿。

（9）为便于设备检修和人员通行，要留有足够的门、洞，开关方便。

（10）其他控制设施与设备协调，美观耐用。

6 降噪治理实施效果

6.1 安全效益

通过对3台齿轨卡轨车进行噪声治理，可最大限度的消除机车运行期间的各类安全隐患，进一步遏止矿井提升运输系统零星事故的发生，提高轨道运输系统的安全风险防范能力。

6.2 经济效益

通过对3台齿轨卡轨车进行噪声治理，驾驶室封闭并加装空调系统后，经检测，驾驶室内噪声动态值小于70dB（忽略背景噪声），8h内持续接触噪声排放平均值未超过80dB，齿轨卡轨车在2501辅运大巷9°上山重载运行时，最大噪声排放值不超过85dB（50m范围内）。进一步减小井下提升运输系统和其他作业人员的职业病危害，改善了作业环境，提高工作效率。（机车噪声和背景噪声修正值需参照GB 12348—2008标准）。