矿山噪声污染及其防治

矿山环境保护,第四章 矿山噪声污染及其防治,矿山噪声污染及其防治,振动、声波和噪声噪声的物理量度噪声的主观评价噪声的危害、容许标准和测定技术噪声的控制原理和方法矿山机械设备噪声控制,矿山噪声污染及其防治,4-1 振动、声波和噪声,振动、声波和噪声,一、振动与声波 振动的物体是声音的来源。振动在弹性介质（气体、固体和液体）中以波的形式进行传播，这种弹性波称为声波。声音在空气中产生和传播，如图4-1所示。,振动、声波和噪声,振动、声波和噪声,几个概念：声源：产生声波的振动源。声场：介质中有声波存在的区域。声线：声波传播方向。二、噪声1.定义狭义（物理学）：是指声强和频率的变化都无规律、杂乱无章的声音。,振动、声波和噪声,广义：人们不需要的声音。 这里所说的噪声与个体所处的环境和主观感觉反应有关，也就是说，判断一个声音是否属于噪声，主观上的因素往往起着决定性的作用。2.噪声的特点与受害人生理和心理因素有关；局限性：指影响范围；分散性：噪声源；,振动、声波和噪声,暂时性：相对其它污染源的持久性。3.噪声的分类按照产生的机理不同，可分为：机械性噪声（球磨机、破碎机、电锯）、空气动力性噪声（凿岩机、扇风机、鼓风机、空气压缩机）和电磁性噪声（电动机、变压器）。按照频率不同，可分为：低频噪声、中频噪声和高频噪声。,振动、声波和噪声,城市噪声的分类：工厂生产噪声：特别是地处居民区而没有声学防护措施或防护设施不好的工厂辐射出的噪声，对居民的日常生活干扰十分严重。 （资料）交通噪声：城市噪声主要来自交通运输。 施工噪声：随着我国城市现代化建设，城市建筑施工噪声越来越严重。 社会噪声：社会噪声主要是指社会人群活动时发出的噪声。,矿山噪声污染及其防治,4-2 噪声的物理量度,噪声的物理量度,一、声压 在空气中，由于声波扰动，空气压强就在大气压的附近迅速起伏变化，出现压强改变量称为声压。单位是帕斯卡，用Pa表示。瞬时声压：是指某瞬时媒质中压强相对于无声波时的压强的改变量。有效声压：一段时间内瞬时声压的均方根值。闻阈声压：正常人耳刚可听到的最小声压值。,噪声的物理量度,痛阈声压：使人耳产生疼痛感觉的界限声压。二、声压级 所谓声压级是测出声音的有效声压与基准声压之比的常用对数乘以20，用Lp表示，单位为dB。 用声压级代替声压的好处：把闻阈声压与痛阈声压差值从数百万倍范围改为0120dB的范围。,噪声的物理量度,三、声强与声强级声强：是指垂直于声波传播的指定面上，单位时间内通过单位面积的声能，用I表示，单位为 。 声强级：是指某点声强与基准声强的比值取常用对数再乘以10的数值，用LI表示，单位为dB。四、声功率与声功率级声功率：表示声源特性的物理量，是指声源在单位时间内向外辐射出的总声能，单位为W。,噪声的物理量度,声功率级：是指声源发射的声功率与基准声功率的比值取常用对数再乘以10的数值，用LW表示，单位为dB。,矿山噪声污染及其防治,4-5 噪声的主观评价,噪声的主观评价,一、等响曲线、响度和响度级 当声音的频率发生变化时，就需要在各种频率条件下进行人的听力试验，这种试验得出的曲线称为等响曲线，如图4-8所示。,噪声的主观评价,噪声的主观评价,在等响曲线中，每一条曲线上的各点代表不同频率和声压级的纯音，但是人耳的主观响度感觉是一样的，即响度级是一样的，所以称为等响曲线。 响度级的单位为方，闻阈线为零方响度线，痛阈线为120方响度线。,噪声的主观评价,从等响曲线中可以看出：人耳对高频声敏感，而对低频声不敏感。当声压级小和频率低时，声压级值和响度级值的差别很大。当声压级高于100dB时，等响曲线已渐拉平。,噪声的主观评价,二、声级计的计权网络、A声级和等效连续A声级1.计权网络和A声级 噪声可用声级计测量。噪声计能把声音转变成为电压，经过处理后用电表指示出分贝数。 通常采用A、B、C、D四套计权网络。其中A网络是为模拟等响曲线中40（phon）的曲线而设计的，它对1000Hz以下的声音有较大的衰减。 由A网络测出的噪声级称为A计权声级，简称A声级，其单位为dB(A)，记作LA。,噪声的主观评价,2.等效连续A声级 为了合理地比较、评价不同的、非连续噪声源的噪声强度，人们提出将一定时间内不连续的噪声能量用总的发声时间进行平均的方法来评价噪声对人的影响。用这种方法计算出来的声级称为等效声级或等效连续A声级，用符号 Leq表示，单位仍为dB(A)。,矿山噪声污染及其防治,4-6 噪声的危害、容许标准和测 定技术,噪声的危害、容许标准和测定技术,一、噪声的危害 噪声污染对人的影响不单决定于声音的物理性质，而且与人的心理和生理状态有关。吵闹的噪声使人讨厌、烦恼，精神不宜集中，影响工作效率，妨碍休息和睡眠等。在强噪声下暴露一段时间后，听觉引起暂时性听阈上移，听力变迟钝，称为听觉疲劳。如长期在强噪声下工作，听觉疲劳就不能恢复，内耳听觉器官发生病变，暂时性阈移变成永久性,噪声的危害、容许标准和测定技术,阈移或耳聋，称噪声性耳聋，也叫职业性听力损失。（大量统计资料表明，噪声级在80dB以下时，能保证长期工作不致耳聋；在85dB的条件下，有10%的人可能产生职业性耳聋；在90dB的条件下，有20%的人可能产生职业性耳聋。）如果人们突然暴露在140160dB的高强度噪声下，就会使听觉器官发生急性外伤，引起鼓膜破裂流血，双耳完全失听。长期在强噪声下工作的工人，除了耳聋外，还有头昏、头痛、神经衰弱、消化不良等症状，往往导致高血压和心血管病。（资料）,噪声的危害、容许标准和测定技术,噪声对胎儿造成危害。高强度的噪声还能破坏机械设备及建筑物。研究证明，150dB以上的强噪声，由于声波振动，会使金属疲劳，由于声疲劳可造成飞机及导弹失事。,噪声的危害、容许标准和测定技术,表4-5列出矿山噪声的危害情况。,噪声的危害、容许标准和测定技术,二、噪声的容许标准1.工业企业噪声卫生标准 该标准是听力保护标准，它所规定的噪声标准是指人耳位置的稳态A声级或非稳态噪声的等效声级，如表4-6所示。,噪声的危害、容许标准和测定技术,噪声的危害、容许标准和测定技术,2.环境噪声标准 2008年10月1日起实施的工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）中的工业企业厂界环境噪声排放限值如表4-7所示。,噪声的危害、容许标准和测定技术,3.噪声暴露率 以噪声级高于90dB(A)为标准，对于超过90dB(A)实际噪声暴露时间除以容许暴露时间，即为噪声暴露率。,噪声的危害、容许标准和测定技术,三、噪声测定技术1.声级计 声级计不仅可以单独用于声级测量，还可以和相应的仪器配套，进行频谱分析、振动测量等。 声级计一般分为普通声级计和精密声级计两种，精密声级计又可分为用于测量稳态噪声和测量脉冲噪声两类，如图4-13所示。,噪声的危害、容许标准和测定技术,噪声的危害、容许标准和测定技术,2.频率分析仪 频率分析仪是用来测量噪声频谱的仪器，在矿山噪声测量时，常用倍频程带通滤波器。3.噪声测量方法进行测量时应将传声器尽量接近机械的辐射面，这样可使噪声的直达声场足够大，而其它噪声源的干扰相对较小；测量前，应首先检查声级计的电池电压是否满足要求，并用活塞发声器对声级计进行校正；,噪声的危害、容许标准和测定技术,测量噪声要避免风、雨、雪的干扰，若风力在三级以上时，要在声级计传声器上加防风罩，在五级以上时应停止测量；手持仪器进行测量，应尽可能使仪器离开身体，传声器距离地面1.21.5m，离房屋或墙壁23m，以避免反射声的影响；在测定时，若本底噪声小于被测噪声10dB以上，则本底噪声的影响可忽略不计。,矿山噪声污染及其防治,4-7 噪声的控制原理和方法,噪声的控制原理和方法,一、噪声控制的一般方法从声源上根治噪声：这是最根本的措施，包括降低激发力，减小系统各环节对激发力的响应以及改变操作程序或改造工艺过程等。在噪声传播途径上降低噪声：这是噪声控制中的普遍技术，常用技术有吸音、隔声、使用消声器及隔振等。,噪声的控制原理和方法,在噪声接受点采取防护措施：在声源和传播途径上采取控制措施有困难或无法进行时，接受噪声的个人可以采取个人防护。,噪声的控制原理和方法,二、吸声处理 吸声：吸声降噪是一种在传播途径上控制噪声强度的方法。当声波入射到物体表面时，部分入射声能被物体表面吸收而转化成其它能量，这种现象叫做吸声。在吸声降噪过程中，常采用多孔性吸声材料、板状共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构和微穿孔板共振吸声结构等技术 。,噪声的控制原理和方法,1.多孔性吸声材料 常用的吸声材料分三种类型，即纤维型、泡沫型和颗粒型。 纤维型多孔吸声材料有玻璃纤维、矿渣棉、毛毡、甘蔗纤维、木丝板等。 颗粒型吸声材料有膨胀珍珠岩和微孔吸声砖等。2.吸声结构 a 单孔共振吸声器：共振吸声器是由腔体和颈口组成的共振结构，又称亥姆霍兹共振器 (如图),噪声的控制原理和方法,这种吸声器对频率选择性很强，因此吸声的频带较窄。,噪声的控制原理和方法,b 穿孔板：穿孔板共振吸声结构是噪声控制中广泛采用的一种吸声装置，它可以看作由许多单孔共振腔并联组成。c 微穿孔板：普通穿孔板的厚度一般为1.5l0mm，孔径为215mm，穿孔率为0.5%5%左右；而微穿孔板吸声结构的板厚及孔径均小于lmm，穿孔率为1%3%，它与板后的空腔一起组成微穿孔板吸声结构。这种结构具有较宽的吸声频带。,噪声的控制原理和方法,d 薄板吸声结构：不穿孔的薄板如金属板、胶合板、石膏板、塑料板等，使它的周边固定，其背后留一定厚度的空气层，就构成了薄板共振吸声结构，它对低频声有较好的吸声性能。e 空间吸声体：把吸声材料或吸声结构悬挂在室内离壁面一定距离的空间中，称为空间吸声体。,噪声的控制原理和方法,空间吸声体适用于大面积、多声源、高噪声车间,噪声的控制原理和方法,三、隔声 对于空气传声的场合，可以在噪声传播途中，利用墙体、各种板材及其构件将接受者分隔开来，使噪声在空气中传播受阻而不能顺利地通过，以减少噪声对环境的影响，这种措施通称为隔声。隔声是噪声控制工程中常用的一种技术措施，常用的隔声构件有各类隔声罩、隔声间及隔声屏障等。,噪声的控制原理和方法,a 隔声间：由隔声墙及隔声门窗等构件组成的房间称为隔声间，它通常包括隔声、吸声、消声器、阻尼和减振等几种噪声控制措施的综合治理装置，它是多种声学构件组合。b 隔声罩：当噪声源比较集中或只有个别噪声源时，可将噪声源封闭在一个小的隔声空间内，这种隔声设备称为隔声罩。 c 隔声屏障：在声源与接收点之间设置障板，阻断声波的直接传播，以降低噪声，这样的结构称声屏障。,噪声的控制原理和方法,四、消声器 消声器是一种既能使气流通过又能有效地降低噪声的设备，对于通风管道、排气管道等噪声源，在进行降噪处理时，需采用消声技术。 消声器种类很多，按其消声机理，可以把它们分为六类，即阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合消声器、微穿孔板消声器以及小孔消声器和有源消声器。,噪声的控制原理和方法,a 阻性消声器：阻性消声器主要是利用多孔材料来降低噪声的，把吸声材料固定在气流通道内壁上，或使之按照一定的方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。b 抗性消声器：抗性消声器与阻性消声器机理完全不同，它没有敷设吸声材料，而是利用管道截面的变化(扩张或收缩)使声波反射、干涉而达到消声的目的。 c 阻抗复合消声器,噪声的控制原理和方法,d 扩散消声器：扩撒消声器是一种专门用来消除流速（或压力）极高的排气放空噪声的消声器，包括小孔喷注消声器和节流减压消声器。e 微穿孔板消声器：微穿孔板消声器是阻抗复合消声器的一种特殊形式，微穿孔板吸声结构本身就是一个既有阻性又有抗性的吸声元件，把它们进行适合的组合排列，就构成了微穿孔板消声器。,噪声的控制原理和方法,f 小孔消声器：工业生产中有许多小喷孔高压排气或放空现象，如各种空气动力设备的排气、高压锅炉排气放风等，伴随这些现象的是强烈的排气喷流噪声。小孔消声器是一根直径与排气管直径相等、末端封闭的管子，管壁上钻有很多小孔，是降低气体排放时产生气流噪声的一种消声器。 g 有源消声器：有源消声器也称为电子消声器，它是一套仪器装置，主要由传声器、放大器、相移装置、功率放大器和扬声器等组成。,噪声的控制原理和方法,补充：环境噪声综合防治一、立法、规划 1996年10月正式颁布了中华人民共和国环境噪声污染防治法。 制定环境噪声污染防治法的目的是为了保护和改善人们的生活环境，保障人体健康，促进经济和社会的发展。,噪声的控制原理和方法,环境噪声污染防治法对污染防治的监督管理、工业噪声污染防治、建筑施工噪声污染防治、交通运输噪声污染防治、社会生活噪声污染防治这几方面作出具体规定，并对违反其中各条规定所应受的处罚及所应承担的法律责任作出明确规定。它是制定各种噪声标准的基础。,噪声的控制原理和方法,二、综合防治对策 目前，国内外综合防治噪声污染主要从两个方面进行：一是从噪声传播分布的区域性控制角度出发，强化城市建设规划中的环境管理，贯彻土地使用的合理布局，特别是工业区和居民区分离的原则，即在噪声污染的传播影响上间接采取防治措施；二是从噪声总能量控制出发，对各类噪声源机电设备的制造、销售和使用，即对污染源本身直接采取限制措施。具体应做到以下几点：,噪声的控制原理和方法,制定科学合理的城市规划和城市区域环境规划，划分每个区域的社会功能。有组织有计划地调整，搬迁噪声污染扰民严重而就地改造又有困难的中小企业，严格执行有关噪声环境影响评价和“三同时”项目的审批制度，以避免产生新的噪声污染。发展噪声污染现场实时监测分析技术，对工业企业进行必要的污染跟踪监测监督，及时有效地采取防治措施。,噪声的控制原理和方法,对不同的噪声源机械设备实施必要的产品噪声限制标准和分级标准。建立有关研究和技术开发、技术咨询的机构，为各类噪声源设备制造商提供技术指导，以便在产品的设计、制造中实现有效的噪声控制。 提高吸声、消声、隔声、隔振等专用材料的性能。,矿山噪声污染及其防治,4-8 矿山机械设备噪声控制,矿山机械设备噪声控制,一、冶金矿山机械设备噪声源分析 矿山噪声的特点是：声源多、连续噪声多、声级高；噪声频谱特性呈高、中频。 现场测定矿山机械设备的噪声级范围如图4-27所示。,矿山机械设备噪声控制,矿山机械设备噪声控制,二、井下噪声的特点、控制程序和处理原则1.井下噪声的特点 井下噪声与