鐵路運輸煤塵防治關鍵技術分析

薛歡義

摘要：隨著我國鐵路貨車的牽引重量以及使用規模在逐漸的提高，對于車輛的應用效果也提出了更高的要求。在鐵路進行煤炭運輸的過程中需要結合具體的煤炭分布及消費情況采取合理的運輸方式，在運輸的過程中還要注重對煤塵的防治，這樣能夠有效地減少煤炭運輸過程中粉塵對人體的危害。保證減少環境的污染，為我國煤炭行業的發展奠定穩定的基礎。

關鍵字：鐵路運輸;煤塵防治;關鍵技術

引言

我國煤炭資源區域分布不均，北多南少，西多東少，形成“北煤南運、西煤東調”的格局，運輸環節成為影響煤炭供需的關鍵因素。目前我國煤炭運輸方式，主要以鐵路敞車運輸為主，其他車型為輔，鐵路集裝箱運輸占比較低，近年國家發布一系列政策鼓勵煤炭集裝化運輸，并在全國范圍推廣 20 英尺 35t 敞頂集裝箱使用。鐵路集裝箱發送量逐年增加，逐漸形成公鐵聯運局面，有效解決鐵路運輸最后一公里痛點問題，本文重點針對用于煤炭運輸的20英尺35t敞頂集裝箱鐵路運輸方案進行研究。

1煤礦粉塵對人體的危害

若是人體肺部長時間吸入大量的粉塵，久而久之會患上塵肺病。目前，常見的三種病癥分別是：矽肺病、煤矽肺病、煤肺病，工作人員一旦在工作期間患上此類病種，就現如今的醫學水平有待進一步研究。此外，若是患病的主體對象，因發病緩慢等因素，對該病存有忽視心理，必定會對人體機能等造成嚴重損害。實際上，因塵肺病而引發的礦工致殘和死亡人數，是一個非常龐大的數量，并且每年新增塵肺病的數量也在逐年提升，長時間下來，不僅會對人體造成損害，更是會讓相關企業損失近百億元的經濟利益，此類現象的存在，在一定層次上影響了煤炭行業的可持續發展。因此，有必要對此類現象加大重視程度]。

2我國鐵路貨車運輸的影響因素

2.1影響鐵路運輸安全

列車會車時產生的強大氣流，使得煤炭顆粒加劇灑落，大顆粒煤炭擊中損傷機車玻璃，堵塞機車散熱孔，使得機車電器設備工作溫度過高，造成機車設備故障，嚴重威脅行車安全。在鐵路隧道洞口處，由于活塞風的影響，可將粒徑小于 4 ～ 5mm 的煤炭顆粒吹出車體，散落在地面的煤塵，以每月 40 ～ 50mm 的厚度不斷堆積增高，很快掩埋道床、軌枕、扣件，高出軌頂，在后續列車的碾壓下，不斷與道床結構反復擠壓，不斷重復二次揚塵污染，空氣中煤塵濃度激增，長隧道內的能見度不足 10m，嚴重惡化線路養護作業環境，威脅行車安全。由于煤塵大量堆積，污染道床結構，加劇線路板結。煤塵嚴重腐蝕鋼軌和扣件，造成安全隱患，給工務養護維修帶來了極大困難。煤塵污染使信號通信設備工作條件惡劣，維修工作困難; 經常引起接觸網放電、絕緣子短路，引發事故。如果隧道煤塵濃度處在爆炸范圍內極有可能由于接觸網電火花、列車制動引起煤塵爆炸。

2.2浪費煤炭資源，造成經濟損失

按照合理途損預計，鐵路運輸煤炭途中損失在0. 8% ～1. 2%之間，按照2019年鐵路煤炭運輸量50億 t 計算，每年造成的煤炭遺灑量達到 6000 萬 t以上，直接經濟損失達 500 億元。

2.3嚴重污染環境

煤塵進入大氣中，污染周圍空氣、水體、土壤，陜西、山西、內蒙等地鐵路沿線煤塵濃度可達到 35 ～85mg/m 3 ，遠大于國家環境空氣質量標準。在鐵路沿線形成寬度達 50 ～100m 的煤塵污染帶，線路兩側的農作物無法正常生長。

2.4嚴重威脅職業健康

煤塵侵入機車乘務室，惡化了機車駕駛員的工作環境，線路養護的工務、電務、供電作業人員長期遭受煤塵污染，對身體健康造成嚴重損害。

3鐵路運輸煤塵防治關鍵技術分析

3.1防塵技術措施

鐵路煤炭運輸企業的粉塵產生主要源于列車運行產生的振動，發生于列車行進時車輪與軌道的撞擊，振動源大小與軌道結構、列車運行速度、車種、軸重等因素直接相關。振動會導致運輸的煤炭粉塵逸散，并引發落在軌道上的粉塵揚塵。煤炭具有含水性，在裝車后噴液體固化劑且在車輛、線路形式選擇方面采用優化措施，同時線路維修工對軌道進行維護，均可減輕鐵路振動導致產生的粉塵。檢測結果顯示，站區勞動者接觸的粉塵濃度均符合國家職業接觸限值的要求且線路維修工會定期對軌道進行維護，即站區防塵措施的設置滿足職業衛生要求。

3.2發揮鐵路運輸市場準入制度的積極作用

當前，鐵路運輸市場中運輸服務的供給過剩，管理產品的同質化正在出現，形成了低水平的市場競爭，其主要是降低運費和運輸超載。在這種情況下，即使為了在市場上生存，運輸企業也不愿支付少于供應成本的費用而維持業務活動。這場惡性競爭的關鍵在于鐵路運輸市場進入門檻太低，市場準入控制不嚴格。因此，在鐵路運輸市場上要實行嚴格的市場準入控制，以提高鐵路運輸的服務質量和運輸效率，促進運輸業發展。市場競爭進入良性循環，超限超載現象將顯而易見的控制。

3.3運煤車堵漏技術

針對運煤車輛車箱變形所引起的側端墻縫隙大和車箱破損帶來的煤炭撒落損失問題，創新發明了運煤車堵漏材料。首先研究確定了堵漏材料的選擇原則，要求堵漏材料不能影響煤質，即堵漏材料在組成、性狀、外觀等方面盡量與煤相似，既要有與車皮和煤良好的粘附性能，又要有合適的抗壓、抗震動、跌落強度; 同時原材料應來源廣泛，制備工藝簡單，綜合成本低，工藝要求低。堵漏材料的配方原理是： 膠黏劑為水溶性高分子材料，為了保證破碎性，高分子的分子量不宜太大，并適度交聯，增加脆性和防水性。固化劑為水硬性膠凝材料及交聯劑，對堵漏材料的凝速及強度有主導作用，該組分與有機粘合劑混合后，經過物理化學過程能由可塑性漿體變為塊狀體，并能將分散粒狀材料膠結為整體，對車體表面有較好的粘附力。填充骨架材料應盡量少引入不燃雜質，選擇本公司所產煤粉。研究中選用了煤炭企業所產煤粉，使用推廣時，可選擇當地煤粉，適當調整配方。助劑應具有表面活性，可以降低水的表面強力，有助于水對煤和車箱的濕潤。穩定劑為粘土之類物質在水中起分散和保護膠體的作用，給予分散體系以穩定性，以保證足夠的保質期[3]。

3.4完善的超限超載法律法規和運作體制

首先，應遵循以人為本的原則，盡快建立我國道路交通管理法律制度，本著公正與嚴格的原則，應盡快建立適合節假日的運輸法律體系;然后，明確交通運輸統一法規的主管部門，及時確定各項工作的權利和責任。主體上，避免交叉管理或多重管理的現象;第三，創新管理體系，優化計劃規劃和規則，能科學，合理，細致地劃分部門管理，以形成一個系統。最后，建立交通法庭以建立完善專業的交通行為審判機關，處理交通違法行為。運輸系統缺乏合理配置，導致我國鐵路超限超載運輸現象發生的一個重要原因是政府部門不能夠發揮政府的監管和指導作用。為了充分發揮中國各種運輸方式的供應能力和運輸資源運輸能力的相對優勢。對于鐵路運輸車輛，超載現象更加突出的領域，在較短的時間內，用于運輸煤炭，礦產和木材等低附加值產品，適時提高鐵路運輸技術水平，合理布局相關鐵路路線，提高運輸效率。從長遠來看，我們應該加強和改善鐵路和其他基礎設施的規劃，并在建設中，合理布局鐵路路線，重點放在自然資源密集的地區。有了這個同時，我們將加大政府支持力度，改善運輸條件，提高運輸服務質量，滿足運輸需求。

3.5高效環保煤炭防凍劑開發情況

為滿足煤炭運輸過程中防凍、防銹、防腐和低溫穩定性等多個方面的性能要求，需要對高效環保煤炭防凍劑配方進行合理的選擇。由于防凍劑是多組分混合物，其綜合性能受降凝劑以及添加劑的類型、添加量等諸多因素的影響，且各因素之間的相互作用具有一定的模糊性。若想得到出色的降凝性，就需要足夠的降凝劑，但是降凝劑的量增加會影響其低溫穩定性，容易析出，因而在防凍劑配方優選過程中，常會遇到部分信息已知、部分信息未知的不確定現象。因此，為篩選出綜合性能良好的防凍劑配方，必須進行整體考察，并平衡好各項性能之間的制約關系。通過對有機無機降凝劑、緩蝕劑、增稠劑的單因子實驗及對高效環保煤炭防凍劑配方的綜合研究，通過凝點、冰點、粘度及金屬材料實驗室均勻腐蝕全浸試驗，考察了各項組分的種類及含量對高效環保煤炭防凍劑防凍、防銹、防腐和低溫穩定性等性能的影響。最終確定了高效環保煤炭防凍劑的最佳配方。

3.6凍車高風險煤種防凍液噴灑工藝改造

近幾年，根據港口卸車凍煤信息反饋，凍煤主要集中在車廂初期落煤沖擊區和車幫兩側下部水分沉積區，一定程度上山能重裝泰安煤機公司研發的防凍液噴灑工藝不能完全滿足北方極寒天氣下的防凍車需求。據了解，太原鐵路局管內鐵路運輸煤炭大多為水洗煤，由于洗選工藝陳舊、煤與煤泥分離不徹底、綜采實施抑塵噴水等措施造成含水量居高不下;列車在途運行時間較長，常有途中保留、集中到達、排隊卸車和萬噸單元列車分批裝車組合的情況，尤其是浴盆式 C80 貨車防凍車壓力更為明顯。經過現場調研，肖家集運站緩沖倉入料口 1200mm 的膠帶機在 3.2m/s 的轉速下煤流量為 0.4t/s，防凍液噴灑量為 1.5L/s，即噸煤噴入了約 3.8L 防凍液，該噴灑量相對煤流量來說是極少的。該工藝設計的主要目是為了降低煤與煤之間的凍結強度，而忽略了煤與車皮的凍結問題。據統計，肖家集運站 2017 和 2018 年凍車事件主要發生形態為煤與車皮凍結，準旗周邊裝車站也為此類情況。所以，噴灑工藝改造就很有必要。

結語

隨著我國社會經濟穩定的發展，煤炭資源的開發利用效率也在逐漸的提高。在進行煤炭資源開發的過程中，需要通過運輸保證煤炭資源的合理調配。在運輸的過程中由于會產生粉塵污染，從而給工作人員以及生態環境造成嚴重的威脅。因此，需要運輸部門加強對煤塵的防治措施，減少對周圍環境的不良危害，確保煤炭資源的運輸安全，為我國煤炭行業的穩定發展提供重要的基礎支持。

參考文獻

[1]胡躍兵.煤炭鐵路線貨運需求分析與貨運能力計算[D].成都：西南交通大學，2018.

[2]蔡文.基于“海鐵”聯運模式的煤炭調運方案研究[D].大連：大連海事大學，2019.

[3]董緒章，樊金成.大秦線重載運輸效益分析[J].鐵道經濟研究，2015（1）：20-23.