矿井井下噪声技术的研究

长期工作在剧烈的噪声环境中，会对工作人员的生理、心理造成极大的伤害，使人反应迟钝、注意力分散，进而造成生命财产损失。尽管井下有很多隔音罩、隔音板等被动降噪隔音设施，但被动降噪仅对高频噪声有较好的降噪效果，因此，需要先进的降噪算法解决井下的中低频噪声问题。主动降噪技术根据两个任意声波在一定条件下可进行叠加的基本原理，利用电子设备产生一个与环境噪声能量相等、相位相差180°的抵消噪声，让两声波在人耳处发生干涉，从而进行抵消降噪。

进一步深入研究了密闭空间的主动降噪技术，并取得重大突破。杭州爱华仪器有限公司了解到直到20世纪下半叶，随着信号处理技术的不断发展和集成电路的广泛应用，主动降噪技术在军用领域得到长足发展，后来逐步用于工业生产和民用领域，包括汽车、地铁、飞行器、矿井等。

井下的噪声源主要是采煤机、输送机和破碎机等开采设备，且大部分噪声信号是采煤机切割煤体的噪声及其自身机械噪声，动力装置、传动装置、开采装置及液压装置等引起震动，从而产生噪声。但是由于矿井井下工作空间狭小，反射噪声较多，容易在狭小空间内形成混合噪声，这会导致井下噪声远远超过国家标准。

矿井井下噪声强度大，频率范围相对集中，选用的主动降噪设备仅对高频噪声信号有较好效果。杭州爱华仪器有限公司了解到本文通过对ＬＭＳ算法和FX-LMS算法的原理进行分析研究，选择FX-LMS主动降噪算法，降低噪声对井下工作人员身心健康的影响，同时保证工作人员之间的正常交流，对井下操作的高度安全化和生产效率不断提高有重要意义。仿真结果表明，基于误差信号的FX-LMS主动降噪方法，选择合适收敛步长和滤波器长度，可以得到较为理想的降噪效果，但由于FX-LMS算法的步长是固定的，所以无法兼顾收敛速度和稳态误差。如何更好地提高主动降噪的降噪范围和效果，还需要更深、更广泛的研究与探索。