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1、1,环境工程第六专题矿山噪声污染与控制,2,第五章 噪声污染与控制,第一节 噪声及危害第二节 噪声的度量和噪声标准第三节 噪声控制方法第四节 振动防治技术,3,第一节 噪声及危害,一 噪声的定义凡是不需要的声音，就是噪声。过响声；妨碍声；不愉快声；影响声,4,1、噪声的来源（1）交通噪声城市环境噪声70的来源（2）工业噪声（2）建筑施工噪声（3）生活噪声,5,噪声污染的危害对人体生理的影响对人体心理的影响对生产活动的影响,6,1、噪声对听力的损伤长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；慢性的噪声性耳聋听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值
2、来表示。,7,听力正常（听力损失在15dB以内)；接近正常（听力损失1525dB)；轻度耳聋（听力损失2540dB)；中度耳聋（听力损失4065dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10的人产生噪声性耳聋。强噪声性耳聋，或爆震性耳聋,8,2、噪声对睡眠的干扰40dB的连续噪声可使10的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50的人受到影响；40dB的突发性噪声可使10的人惊醒，到60dB时，可使70的人惊醒。,9,3、噪声能诱发疾病长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧
3、张反应，使肾上腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高；噪声会引起消化系统的疾病，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡；会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。,10,4、噪声影响语言交谈和通讯联络的干扰当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB；当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖；当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。,11,5、特强噪声会对仪器设备和建筑结构造成危害当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效；当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏；当噪声超过140dB时，轻型建筑物会遭受损
4、伤。,12,第二节 噪声的量度与标准,描述噪声特性的方法：物理扰动：声波的物理量，客观量度人耳的听觉特性来描述：感觉到得刺激，主观,13,第二节 噪声的量度与标准,声能量W：由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势能。动能和势能之和即为声能量。J声场：空间中存在声波的区域。声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量J/m3,14,瞬时声压P(t)有效声压Pe,15,声强I单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。,16,（一）声压、声能量、声强和声功率,4、声功率W声功率就是指声源在单位时间内辐射出来的总声能量。
5、单位：W。,17,1、级的概念1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。表达式：r10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率成正比。工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一，符号为dB。re时，级的单位为奈培（Np）。1Np8.686dB,由于数量相差很大，引入级,18,主要声学量的级和基准,19,2、声压级LpLp20lg（p/p0）Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p02105 Pa。对于听阈Lp0；对于痛阈Lp120dB。,某些环境下的声压和声压级,21,3、声强级LILI10lg（I/I0）LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I011012瓦/
6、米2。,22,LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/p02)+10lg p02/(I0 c)=LP+10lg400/c 当在1atm，38.9时，空气的c 400Pas/m，LI Lp 在一般情况下，空气中的声波LI与 Lp 的值相差0.2dB，故LILp,23,（二）声波的测量单位,4、声功率级LWLW10lg（W/W0）LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W011012瓦。,24,（二）声波的测量单位,LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/W0)=10lg I/10-12+10lgS=LI+10lgSLP+10lgS对于球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=L
7、P+10lg4r2 LP+20lgr11对于半球面声波，距离声源半径微r，则有：LW=LP+10lg2r2 LP+20lgr8,25,（三）噪声级的合成,1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、I2、In和L1、L2、Ln。则：L110lg I1/I0，L210lg I2/I0，Ln10lg In/I0。I1/I010 0.1L1，I2/I010 0.1L2，In/I010 0.1Ln。所以，总声强级L10lg（I1/I0 I2/I0 In/I0）10lg（10 0.1L110 0.1L
8、2 10 0.1Ln）,26,（三）噪声级的合成,3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、p2、pn和L1、L2、Ln。则：Lp120lg p1/p0，Lp220lg p2/p0，Lpn20lg pn/p0。（p1/p0）210 0.1Lp1，（p1/p0）2 10 0.1Lp2，（p1/p0）210 0.1Lpn。所以，总声压级Lp10lg（10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln）,27,（三）噪声级的合成,4、n个相同噪声级合成的总噪声级L10lg（10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln）
9、10lg（n 10 0.1L1）L110lgn当n2时，LL110lg2 L13即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。,28,（三）噪声级的合成,5、不同噪声级的合成假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2，则有：LL110lg（10 0.1L110 0.1L2）L1 10lg 10 0.1L1 10 0.1L2）/10 0.1L1 10lg 1+10 0.1(L1-L2)设噪声合成的附加值L 10lg 1+10 0.1(L1-L2)，则LL1 L其中L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时，L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级68dB，则
10、较弱的噪声可以忽略不计。,29,两噪声级合成的附加值,30,（三）噪声级的合成,6、计算例题例1 强度为80dB的噪声，其相应的声压为多少？解：Lp20lg（p/p0），则，pp010 Lp/20所以，p210510 80/200.2Pa例2 声强为106 W/m2时的声强级是多少？解：L10lg（I/I0）10lg（106/1012）所以，L60dB,31,（三）噪声级的合成,例3 室内洗衣机工作时，测得噪声声压p0.02Pa；电冰箱单独开动时声压级是54dB，试计算两者同时开动时的合成声压级。解：洗衣机单独工作时声压级为：L120lg0.02/（2105）20360dB电冰箱声压级L254
11、dBL1-L26dB，所以L1dB则两者同时工作时L60161dB,32,（三）噪声级的合成,例4、声压级分别为70、84、78、82、86、89dB，试计算合成声压级。解（1）首先将声压级按从大到小顺序排列：89、86、84、82、78、70；（2）89与86合成：合成声压级891.890.8dB；（3）90.8与84合成：90.80.8491.64dB；（4）91.64与82合成：91.640.4692.1dB（5）由于92.17814.1dB，因而78、70dB两个声源可忽略不计。则总声压级为92.1dB。,33,（四）噪声级的相减,1、噪声级相减是按照能量的相减进行的。噪声级的相减与相
12、加类似，实质都是声能的加和减。例：室内有两个噪声源，同时工作时总声压级为82dB，当其中一个声源停止工作时，测得室内声压级为81dB，试求另一声源的声压级。解：由于82811dB，则另一声源声压级81675dB。,34,五、噪声评价,（一）人耳的听觉特性与A声级1、人耳的听觉特性不同频率的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度不同。人耳对10005000Hz的声音最敏感。人耳的听觉系统具有滤波的功能“酒会效应”，即人耳能在有其他噪声存在的环境下听出某些频率的声音。,35,（一）人耳的听觉特性与A声级,2、响度响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，是描述声音大小 的主观感觉量。不仅取决于声
13、音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度 的单位是宋(sone)，符号是“N”。,36,（一）人耳的听觉特性与A声级,2、响度级响度级是用来定量地确定声音的轻或响的程度的参数；响度级是建立在两个声音的主观比较上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响 度级的数值，任何其它频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，该1000Hz纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。,37,（一）人耳的听觉特性与A声级,响度级的单位是方(phon)，符号是“LN”。响度与响度级的关系：声压级每增加10方，响度值加倍 N2(LN-40)/10 或 LN4033.3lgN等响曲线：
14、对各频率进行试听分析，达到同样响度级时，频率与声压级的关系曲线。,39,（一）人耳的听觉特性与A声级,3、A声级由等响曲线可以看出，人耳能听到的最小的声音与频率有关，频率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。如果有一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成分，也可以说被人耳计权了。,40,（一）人耳的听觉特性与A声级,由于人耳的听觉无法测定声音的频率成分和相应的强度，只能利用测量仪器声级计来测定，为了模拟人耳的听觉特性，在声级计中安装了一个滤波器使它对频率的判别与人耳相似，这个滤波器称为A计权网络，该声级计称为A声级计。当声音信号进入A网络，中、低
15、频声音按比例衰减通过，1000Hz声音无衰减通过。通过A声级计测定的声压级称为A声级，记做dBA或dB（A）。,41,（一）人耳的听觉特性与A声级,4、B、C、D声级A、B和C计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减程 度，A衰减最多，B其次，C最少。A计权声级是模拟人耳 对55分贝以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55分贝到85分贝的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的 模拟，专用于飞机噪声的测量。A计权声级表征人耳主观听觉较好，故实 际中较常采用A计权声级。,42,（二）等效连续声级(Leq),A计权声级能较好评价连续稳态 噪声，但对
16、一个起伏的或不连续的噪声，A计权声级就不合适 了。用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响，即等效连续声级，符号“Leq”。它是用一个相同时问内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内噪 声的大小。数学表达式：,43,（二）等效连续声级(Leq),如果测量是在同样的采样时间间隔，则表达式变为：昼夜等效声级Ldn,44,二、噪声标准,噪声标准主要分为声环境质量标准、环境噪声排放标准以及技术方法标准三类（一）我国环境噪声允许范围 1980年根据生理和心理学研究，结合我国的实际情况，制定了我国环境噪声允许范围。,45,（二）城市区域环境噪声标准（GB3096-93）按区域功能划分的,46,（
17、三）听力保护标准工业企业噪声卫生标准（GBJ8785）,47,（三）听力保护标准工业企业噪声卫生标准（GBJ8785）,工作环境噪声每增加3dB，工作时间就必须减少一半。,48,（三）听力保护标准工业企业噪声卫生标准（GBJ8785）,实例1：某现有企业某车间有一台机床，运转时A声级为111dB，试问工人在该噪声环境下，每日累积最长工作时间为多少？解：根据工业企业噪声卫生标准，99dB时为1小时，声级每升高3dB，工作时间缩短一半，则：1119912dB，12/34，即工作时间为1/241/16小时4分钟。,49,（四）机动车辆噪声标准,50,二、噪声的控制,（一）噪声的控制原理噪声传播的三个
18、阶段：噪声源、传播途径和接受者；,51,二、噪声的控制,噪声控制原理：在噪声到达耳膜之前，采取阻尼、隔振、吸声、隔声、消声器、个人防护和建筑布局等七大措施，尽力减弱或降低声源的振动，或将传播中的声能吸收掉，或设置障碍，使声音全部或部分反射出去，减弱噪声对耳膜的作用。,52,（二）噪声的控制途径,1、从声源上降低噪声最根本的方法研制和采用噪声低的设备和加工工艺。,53,（二）噪声的控制途径,2、在传播途径上控制噪声（1）吸声声波在传播过程中发生摩擦和阻尼，能降低1015dB。吸声材料（内部要多孔、孔孔要相连通且这些孔要与外界连通）：玻璃棉、泡沫塑料、吸声砖等；吸收结构：共振吸声、薄板吸声、微孔板
19、吸声结构等。（2）隔声使声能受到阻挡而不能直接通过，能降低1035dB。隔声墙、隔声罩、隔声间和声屏障等,54,（二）噪声的控制途径,（3）隔振防止振动能量从振源传播出去。如金属弹簧、橡胶垫等。（4）消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，可降低2040dB。主要有阻性、抗性及复合性消声器等。,55,（二）噪声的控制途径,3、在接受点阻止噪声最后的办法上述两种方法失效后，采用的方法；主要有耳塞、耳罩、防声蜡棉和防护面具等。,56,吸声技术隔声技术消声器噪声主动控制（看书）,57,振动防治技术,振动物体在平衡位置附近做周期性的往复运动原因：部件不平衡，磁力不平衡，部件碰撞振动
20、与噪声（2020000Hz），空气声，结构声,58,振动危害空气噪声，结构噪声对设备，建筑物人体（雷诺式症状，器官共振）,59,振动控制技术振源，途径，接受体振源振动控制隔振阻尼减振,60,矿山噪声污染及其防治,矿山噪声分类按照频率分1低频噪声：频率在别300赫以下；3中频噪声：频率在300一800赫范因内3高频噪声：频率在800赫以上。,61,按噪声的持续方式1连续性噪声 2间断性噪声声源产生的特性1 机械噪声 2气流噪声 3电磁噪声,62,矿山噪声污染源,矿山噪声污染源很多。采矿生产过程（钻眼、爆破、通风、装载、压气、提升、运输、排水）选矿过程（皮带运输、碎矿、球磨、筛分、摇床）声级高、强
21、度大、频谱复杂、干扰时间长和连续噪声多的特点。,63,矿山噪声的危害,一、损伤听觉二、能破坏中枢神经系统(dB80分贝)三、引起心血管病和消化系统疾病四、影响安全生产，致使工伤事故发生五、降低工作效率，使劳动生产率下降六、影响通风防尘工作的正常进行（独头工作面）七、高强度噪声损害建筑物及仪器设备八、造成经济损失,64,噪声治理的基本手段,一、降低声源噪声1选择和研制低噪声设备2提高机械设备的加工精度及加工方法3提高安装技术，保证安装质量4改变能源性质（液气）5搞好维修及管理,65,二、传播送径上控制噪声 1合理地进行矿山总体设计与布局2利用屏蔽阻止噪声传播 3利用声源的指向性控制噪声4隔声 5隔振6吸声 7消声8综合治理,66,三、个体防护,1防声耳塞2防声棉耳塞3防护耳罩4防声帽盔,67,凿岩机噪声及治理,气动凿岩机的噪声污染是采矿工业中最严重的噪声危害，它具有声级高、频带宽的特点。凿岩机噪声一般为110一220dB(A)，,68,二、噪声产生的原因,1排气噪声（65-94%）2钢钎振动3机体内部结构产生的噪声,69,噪声治理,1研制低噪声的附岩机，从本源上尽可能降低噪声2装置消声器3消声套4消声罩5、对凿岩工作面附近巷道壁面喷涂消声材料，增加吸声，减少反射声6个体防护7改进劳动组织及生产管理,
