礦山噪聲污染與控制.ppt

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1,,環(huán)境工程第六專題礦山噪聲污染與控制,2,第五章噪聲污染與控制,第一節(jié)噪聲及危害第二節(jié)噪聲的度量和噪聲標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)噪聲控制方法第四節(jié)振動防治技術(shù),3,第一節(jié)噪聲及危害,一噪聲的定義凡是不需要的聲音，就是噪聲。過響聲；妨礙聲；不愉快聲；影響聲,4,1、噪聲的來源（1）交通噪聲——城市環(huán)境噪聲70％的來源（2）工業(yè)噪聲（2）建筑施工噪聲（3）生活噪聲,,5,,噪聲污染的危害對人體生理的影響對人體心理的影響對生產(chǎn)活動的影響,6,1、噪聲對聽力的損傷長期在強(qiáng)噪聲環(huán)境下工作，會使內(nèi)耳聽覺組織受到損傷，造成耳聾；——慢性的噪聲性耳聾聽力損失用500Hz、1000Hz和2000Hz三個頻率上聽力損失的平均值來表示。,7,聽力正常（聽力損失在15dB以內(nèi))；接近正常（聽力損失15～25dB)；輕度耳聾（聽力損失25～40dB)；中度耳聾（聽力損失40～65dB)；重度耳聾（聽力損失65dB以上）。噪聲級在80dB以內(nèi)，才能保證人們長期工作不發(fā)生耳聾。在90dB以下，只能保證80％的人工作40年后不會耳聾；85dB仍會有10％的人產(chǎn)生噪聲性耳聾。強(qiáng)噪聲性耳聾，或爆震性耳聾,8,2、噪聲對睡眠的干擾40dB的連續(xù)噪聲可使10％的人睡眠受到影響；70dB的連續(xù)噪聲可使50％的人受到影響；40dB的突發(fā)性噪聲可使10％的人驚醒，到60dB時，可使70％的人驚醒。,9,3、噪聲能誘發(fā)疾病長期暴露在強(qiáng)噪聲環(huán)境下，會引起人體的緊張反應(yīng)，使腎上腺素分泌增加，引起心率加快，血壓升高；噪聲會引起消化系統(tǒng)的疾病，引起消化不良，誘發(fā)胃腸粘膜潰瘍；會引起疲勞、頭暈及記憶力衰退，誘發(fā)神經(jīng)衰弱癥。,10,4、噪聲影響語言交談和通訊聯(lián)絡(luò)的干擾當(dāng)人們交談距離為1米時，平均聲級為65dB；當(dāng)環(huán)境噪聲級高于語言聲級10dB時，談話聲音會被環(huán)境噪聲完全掩蓋；當(dāng)噪聲級超過90dB時，即使大喊大叫也難以進(jìn)行正常交談。,11,5、特強(qiáng)噪聲會對儀器設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)造成危害當(dāng)噪聲級超過135dB時，電子儀器的連接部位會出現(xiàn)錯動，微調(diào)元件發(fā)生偏移，使儀器發(fā)生故障而失效；當(dāng)超過150dB時，儀器的元件可能失效或損壞；當(dāng)噪聲超過140dB時，輕型建筑物會遭受損傷。,12,第二節(jié)噪聲的量度與標(biāo)準(zhǔn),描述噪聲特性的方法：物理擾動：聲波的物理量，客觀量度人耳的聽覺特性來描述：感覺到得刺激，主觀,13,第二節(jié)噪聲的量度與標(biāo)準(zhǔn),聲能量W：由于聲擾動，聲波在媒質(zhì)中傳播，產(chǎn)生動能和形變的勢能。動能和勢能之和即為聲能量。J聲場：空間中存在聲波的區(qū)域。聲能密度D：聲場中單位體積媒質(zhì)所含有的聲能量J/m3,14,,瞬時聲壓P(t)有效聲壓Pe,15,聲強(qiáng)I單位時間內(nèi)，通過和聲波射線垂直的單位面積內(nèi)的聲能量稱為聲強(qiáng)，即在傳播方向上通過單位面積上的聲功率。單位：W/m2。,16,（一）聲壓、聲能量、聲強(qiáng)和聲功率,4、聲功率W聲功率就是指聲源在單位時間內(nèi)輻射出來的總聲能量。單位：W。,17,1、級的概念1個量的級是這個量與同類基準(zhǔn)值之比的對數(shù)，用L表示。表達(dá)式：r＝10時，級的單位為貝（耳），級表示的量與功率成正比。工程上常用分貝表示級，是貝的十分之一，符號為dB。r＝e時，級的單位為奈培（Np）。1Np＝8.686dB,由于數(shù)量相差很大，引入級,18,主要聲學(xué)量的級和基準(zhǔn),19,2、聲壓級LpLp＝20lg（p/p0）Lp為聲壓級，單位dB；p為有效聲壓，Pa；基準(zhǔn)聲壓p0＝210－5Pa。對于聽閾Lp＝0；對于痛閾Lp＝120dB。,,某些環(huán)境下的聲壓和聲壓級,21,3、聲強(qiáng)級LILI＝10lg（I/I0）LI為聲強(qiáng)級，單位dB；I為聲強(qiáng)，瓦/米2；基準(zhǔn)聲強(qiáng)I0＝110－12瓦/米2。,,22,LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/p02)+10lg[p02/(I0ρc)]=LP+10lg400/ρc當(dāng)在1atm，38.9℃時，空氣的ρc＝400Pas/m，LI＝Lp在一般情況下，空氣中的聲波LI與Lp的值相差0.2dB，故LI≈Lp,,23,（二）聲波的測量單位,4、聲功率級LWLW＝10lg（W/W0）LW為聲功率級，單位dB；W為聲功率，瓦；基準(zhǔn)聲功率W0＝110－12瓦。,24,（二）聲波的測量單位,LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/W0)=10lg[I/10-12]+10lgS=LI+10lgS≈LP+10lgS對于球面聲波，距離聲源半徑微r，則有：LW=LP+10lg4πr2＝LP+20lgr＋11對于半球面聲波，距離聲源半徑微r，則有：LW=LP+10lg2πr2＝LP+20lgr＋8,25,（三）噪聲級的合成,1、噪聲級合成是按照能量的疊加規(guī)律進(jìn)行疊加的。2、聲強(qiáng)級：聲強(qiáng)與能量成正比?？偮晱?qiáng)等于各聲強(qiáng)之和。假設(shè)有n個噪聲源同時存在，聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級分別為I1、I2、…In和L1、L2、…Ln。則：L1＝10lgI1/I0，L2＝10lgI2/I0，…Ln＝10lgIn/I0。I1/I0＝100.1L1，I2/I0＝100.1L2，…In/I0＝100.1Ln。所以，總聲強(qiáng)級L＝10lg（I1/I0＋I(xiàn)2/I0…In/I0）＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）,26,（三）噪聲級的合成,3、聲壓級：能量與聲壓的平方成正比?？偮晧旱钠椒降扔诟髀晧号欧胖汀＜僭O(shè)有n個噪聲源同時存在，聲壓與聲壓級分別為p1、p2、…pn和L1、L2、…Ln。則：Lp1＝20lgp1/p0，Lp2＝20lgp2/p0，…，Lpn＝20lgpn/p0。（p1/p0）2＝100.1Lp1，（p1/p0）2＝100.1Lp2，…，（p1/p0）2＝100.1Lpn。所以，總聲壓級Lp＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）,27,（三）噪聲級的合成,4、n個相同噪聲級合成的總噪聲級L＝10lg（100.1L1＋100.1L2＋…＋100.1Ln）＝10lg（n100.1L1）＝L1＋10lgn當(dāng)n＝2時，L＝L1＋10lg2＝L1＋3即表示兩個相同的聲壓級相加，能量增加一倍，聲級增加3dB。,28,（三）噪聲級的合成,5、不同噪聲級的合成假設(shè)存在兩個噪聲源，聲壓級分別為L1、L2，且L1>L2，則有：L－L1＝10lg（100.1L1＋100.1L2）－L1＝10lg[100.1L1＋100.1L2）/100.1L1]＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]設(shè)噪聲合成的附加值△L＝10lg[1+10—0.1(L1-L2)]，則L＝L1＋△L其中△L可查表，根據(jù)表可知，當(dāng)L1-L2>6dB時，△L<1dB，所以當(dāng)兩個聲源中的一個噪聲級超出另一個噪聲級6～8dB，則較弱的噪聲可以忽略不計。,29,兩噪聲級合成的附加值,30,（三）噪聲級的合成,6、計算例題例1強(qiáng)度為80dB的噪聲，其相應(yīng)的聲壓為多少？解：Lp＝20lg（p/p0），則，p＝p010Lp/20所以，p＝210－51080/20＝0.2Pa例2聲強(qiáng)為10－6W/m2時的聲強(qiáng)級是多少？解：L＝10lg（I/I0）＝10lg（10－6/10－12）所以，L＝60dB,31,（三）噪聲級的合成,例3室內(nèi)洗衣機(jī)工作時，測得噪聲聲壓p＝0.02Pa；電冰箱單獨(dú)開動時聲壓級是54dB，試計算兩者同時開動時的合成聲壓級。解：洗衣機(jī)單獨(dú)工作時聲壓級為：L1＝20lg0.02/（210－5）＝203＝60dB電冰箱聲壓級L2＝54dBL1-L2＝6dB，所以△L＝1dB則兩者同時工作時L＝60＋1＝61dB,32,（三）噪聲級的合成,例4、聲壓級分別為70、84、78、82、86、89dB，試計算合成聲壓級。解（1）首先將聲壓級按從大到小順序排列：89、86、84、82、78、70；（2）89與86合成：合成聲壓級＝89＋1.8＝90.8dB；（3）90.8與84合成：90.8＋0.84＝91.64dB；（4）91.64與82合成：91.64＋0.46＝92.1dB（5）由于92.1－78＝14.1dB，因而78、70dB兩個聲源可忽略不計。則總聲壓級為92.1dB。,33,（四）噪聲級的相減,1、噪聲級相減是按照能量的相減進(jìn)行的。噪聲級的相減與相加類似，實質(zhì)都是聲能的加和減。例：室內(nèi)有兩個噪聲源，同時工作時總聲壓級為82dB，當(dāng)其中一個聲源停止工作時，測得室內(nèi)聲壓級為81dB，試求另一聲源的聲壓級。解：由于82－81＝1dB，則另一聲源聲壓級＝81－6＝75dB。,34,五、噪聲評價,（一）人耳的聽覺特性與A聲級1、人耳的聽覺特性不同頻率的聲音，即使聲壓級相同，人耳感覺的響亮程度不同。人耳對1000～5000Hz的聲音最敏感。人耳的聽覺系統(tǒng)具有濾波的功能—“酒會效應(yīng)”，即人耳能在有其他噪聲存在的環(huán)境下聽出某些頻率的聲音。,35,（一）人耳的聽覺特性與A聲級,2、響度響度是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級概念，是描述聲音大小的主觀感覺量。不僅取決于聲音的強(qiáng)度(如聲壓級)，還與它的頻率及波形有關(guān)。響度的單位是宋(sone)，符號是“N”。,36,（一）人耳的聽覺特性與A聲級,2、響度級響度級是用來定量地確定聲音的輕或響的程度的參數(shù)；響度級是建立在兩個聲音的主觀比較上的。定義1000Hz純音聲壓級的分貝值為響度級的數(shù)值，任何其它頻率的聲音，當(dāng)調(diào)節(jié)1000Hz純音的強(qiáng)度使之與這聲音一樣響時，該1000Hz純音的聲壓級分貝數(shù)定義為這一聲音的響度級。,37,（一）人耳的聽覺特性與A聲級,響度級的單位是方(phon)，符號是“LN”。響度與響度級的關(guān)系：聲壓級每增加10方，響度值加倍N＝2(LN-40)/10或LN＝40＋33.3lgN等響曲線：對各頻率進(jìn)行試聽分析，達(dá)到同樣響度級時，頻率與聲壓級的關(guān)系曲線。,39,（一）人耳的聽覺特性與A聲級,3、A聲級由等響曲線可以看出，人耳能聽到的最小的聲音與頻率有關(guān)，頻率低，人耳的靈敏度差；頻率高，人耳靈敏度好。如果有一臺機(jī)器發(fā)出的噪聲，含有從低到高頻聲，其噪聲一進(jìn)人耳就失真了，或被濾去了一部分低頻成分，也可以說被人耳計權(quán)了。,40,（一）人耳的聽覺特性與A聲級,由于人耳的聽覺無法測定聲音的頻率成分和相應(yīng)的強(qiáng)度，只能利用測量儀器——聲級計來測定，為了模擬人耳的聽覺特性，在聲級計中安裝了一個濾波器使它對頻率的判別與人耳相似，這個濾波器稱為A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，該聲級計稱為A聲級計。當(dāng)聲音信號進(jìn)入A網(wǎng)絡(luò)，中、低頻聲音按比例衰減通過，1000Hz聲音無衰減通過。通過A聲級計測定的聲壓級稱為A聲級，記做dBA或dB（A）。,41,（一）人耳的聽覺特性與A聲級,4、B、C、D聲級A、B和C計權(quán)聲級的主要差別在于對低頻成分的衰減程度，A衰減最多，B其次，C最少。A計權(quán)聲級是模擬人耳對55分貝以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性；B計權(quán)聲級是模擬55分貝到85分貝的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性；C計權(quán)聲級是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性；D計權(quán)聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機(jī)噪聲的測量。A計權(quán)聲級表征人耳主觀聽覺較好，故實際中較常采用A計權(quán)聲級。,42,（二）等效連續(xù)聲級(Leq),A計權(quán)聲級能較好評價連續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲，但對一個起伏的或不連續(xù)的噪聲，A計權(quán)聲級就不合適了。用噪聲能量按時間平均方法來評價噪聲對人影響，即等效連續(xù)聲級，符號“Leq”。它是用一個相同時問內(nèi)聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級來表示該段時間內(nèi)噪聲的大小。數(shù)學(xué)表達(dá)式：,43,（二）等效連續(xù)聲級(Leq),如果測量是在同樣的采樣時間間隔，則表達(dá)式變?yōu)椋簳円沟刃暭塋dn,44,二、噪聲標(biāo)準(zhǔn),噪聲標(biāo)準(zhǔn)主要分為聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)方法標(biāo)準(zhǔn)三類（一）我國環(huán)境噪聲允許范圍1980年根據(jù)生理和心理學(xué)研究，結(jié)合我國的實際情況，制定了我國環(huán)境噪聲允許范圍。,45,（二）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB3096-93）按區(qū)域功能劃分的,46,（三）聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)——《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ87－85）,47,（三）聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)——《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ87－85）,工作環(huán)境噪聲每增加3dB，工作時間就必須減少一半。,48,（三）聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)——《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ87－85）,實例1：某現(xiàn)有企業(yè)某車間有一臺機(jī)床，運(yùn)轉(zhuǎn)時A聲級為111dB，試問工人在該噪聲環(huán)境下，每日累積最長工作時間為多少？解：根據(jù)工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，99dB時為1小時，聲級每升高3dB，工作時間縮短一半，則：111－99＝12dB，12/3＝4，即工作時間為1/24＝1/16小時≈4分鐘。,49,（四）機(jī)動車輛噪聲標(biāo)準(zhǔn),50,二、噪聲的控制,（一）噪聲的控制原理噪聲傳播的三個階段：噪聲源、傳播途徑和接受者；,51,二、噪聲的控制,噪聲控制原理：在噪聲到達(dá)耳膜之前，采取阻尼、隔振、吸聲、隔聲、消聲器、個人防護(hù)和建筑布局等七大措施，盡力減弱或降低聲源的振動，或?qū)鞑ブ械穆暷芪盏?，或設(shè)置障礙，使聲音全部或部分反射出去，減弱噪聲對耳膜的作用。,52,（二）噪聲的控制途徑,1、從聲源上降低噪聲——最根本的方法研制和采用噪聲低的設(shè)備和加工工藝。,53,（二）噪聲的控制途徑,2、在傳播途徑上控制噪聲（1）吸聲——聲波在傳播過程中發(fā)生摩擦和阻尼，能降低10～15dB。吸聲材料（內(nèi)部要多孔、孔孔要相連通且這些孔要與外界連通）：玻璃棉、泡沫塑料、吸聲磚等；吸收結(jié)構(gòu)：共振吸聲、薄板吸聲、微孔板吸聲結(jié)構(gòu)等。（2）隔聲——使聲能受到阻擋而不能直接通過，能降低10～35dB。隔聲墻、隔聲罩、隔聲間和聲屏障等,54,（二）噪聲的控制途徑,（3）隔振——防止振動能量從振源傳播出去。如金屬彈簧、橡膠墊等。（4）消聲器——只能降低空氣動力設(shè)備的進(jìn)排氣口噪聲或沿管道傳播的噪聲，可降低20～40dB。主要有阻性、抗性及復(fù)合性消聲器等。,55,（二）噪聲的控制途徑,3、在接受點(diǎn)阻止噪聲——最后的辦法上述兩種方法失效后，采用的方法；主要有耳塞、耳罩、防聲蠟棉和防護(hù)面具等。,56,,吸聲技術(shù)隔聲技術(shù)消聲器噪聲主動控制（看書）,57,振動防治技術(shù),振動物體在平衡位置附近做周期性的往復(fù)運(yùn)動原因：部件不平衡，磁力不平衡，部件碰撞振動與噪聲（20~20000Hz），空氣聲，結(jié)構(gòu)聲,58,,振動危害空氣噪聲，結(jié)構(gòu)噪聲對設(shè)備，建筑物人體（雷諾式癥狀，器官共振）,59,,振動控制技術(shù)振源，途徑，接受體振源振動控制隔振阻尼減振,60,礦山噪聲污染及其防治,礦山噪聲分類按照頻率分1．低頻噪聲：頻率在別300赫以下；3．中頻噪聲：頻率在300一800赫范因內(nèi)3．高頻噪聲：頻率在800赫以上。,61,,按噪聲的持續(xù)方式1．連續(xù)性噪聲2．間斷性噪聲聲源產(chǎn)生的特性1．機(jī)械噪聲2．氣流噪聲3．電磁噪聲,62,礦山噪聲污染源,礦山噪聲污染源很多。采礦生產(chǎn)過程（鉆眼、爆破、通風(fēng)、裝載、壓氣、提升、運(yùn)輸、排水）選礦過程（皮帶運(yùn)輸、碎礦、球磨、篩分、搖床）聲級高、強(qiáng)度大、頻譜復(fù)雜、干擾時間長和連續(xù)噪聲多的特點(diǎn)。,63,礦山噪聲的危害,一、損傷聽覺二、能破壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)(dB＞80分貝)三、引起心血管病和消化系統(tǒng)疾病四、影響安全生產(chǎn)，致使工傷事故發(fā)生五、降低工作效率，使勞動生產(chǎn)率下降六、影響通風(fēng)防塵工作的正常進(jìn)行（獨(dú)頭工作面）七、高強(qiáng)度噪聲損害建筑物及儀器設(shè)備八、造成經(jīng)濟(jì)損失,64,噪聲治理的基本手段,一、降低聲源噪聲1．選擇和研制低噪聲設(shè)備2．提高機(jī)械設(shè)備的加工精度及加工方法3．提高安裝技術(shù)，保證安裝質(zhì)量4．改變能源性質(zhì)（液?氣）5．搞好維修及管理,65,,二、傳播送徑上控制噪聲1．合理地進(jìn)行礦山總體設(shè)計與布局2．利用屏蔽阻止噪聲傳播3．利用聲源的指向性控制噪聲4．隔聲5．隔振6．吸聲7．消聲8．綜合治理,66,三、個體防護(hù),1．防聲耳塞2．防聲棉耳塞3．防護(hù)耳罩4．防聲帽盔,67,鑿巖機(jī)噪聲及治理,氣動鑿巖機(jī)的噪聲污染是采礦工業(yè)中最嚴(yán)重的噪聲危害，它具有聲級高、頻帶寬的特點(diǎn)。鑿巖機(jī)噪聲一般為110一220dB(A)，,68,二、噪聲產(chǎn)生的原因,1．排氣噪聲（65-94%）2．鋼釬振動3．機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲,69,噪聲治理,1．研制低噪聲的附巖機(jī)，從本源上盡可能降低噪聲2．裝置消聲器3．消聲套4．消聲罩5、對鑿巖工作面附近巷道壁面噴涂消聲材料，增加吸聲，減少反射聲6．個體防護(hù)7．改進(jìn)勞動組織及生產(chǎn)管理,