薛歡義

摘要：隨著我國鐵路貨車的牽引重量以及使用規(guī)模在逐漸的提高，對于車輛的應(yīng)用效果也提出了更高的要求。在鐵路進行煤炭運輸?shù)倪^程中需要結(jié)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?shù)倪^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(huán)境的污染，為我國煤炭行業(yè)的發(fā)展奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵字：鐵路運輸;煤塵防治;關(guān)鍵技術(shù)

引言

我國煤炭資源區(qū)域分布不均，北多南少，西多東少，形成“北煤南運、西煤東調(diào)”的格局，運輸環(huán)節(jié)成為影響煤炭供需的關(guān)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(fā)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(fā)送量逐年增加，逐漸形成公鐵聯(lián)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?shù)?0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(xiàn)如今的醫(yī)學(xué)水平有待進一步研究。此外，若是患病的主體對象，因發(fā)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(fā)的礦工致殘和死亡人數(shù)，是一個非常龐大的數(shù)量，并且每年新增塵肺病的數(shù)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(guān)企業(yè)損失近百億元的經(jīng)濟利益，此類現(xiàn)象的存在，在一定層次上影響了煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，有必要對此類現(xiàn)象加大重視程度]。

2我國鐵路貨車運輸?shù)挠绊懸蛩?/p>

2.1影響鐵路運輸安全

列車會車時產(chǎn)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(shè)備工作溫度過高，造成機車設(shè)備故障，嚴重威脅行車安全。在鐵路隧道洞口處，由于活塞風(fēng)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(xù)列車的碾壓下，不斷與道床結(jié)構(gòu)反復(fù)擠壓，不斷重復(fù)二次揚塵污染，空氣中煤塵濃度激增，長隧道內(nèi)的能見度不足 10m，嚴重惡化線路養(yǎng)護作業(yè)環(huán)境，威脅行車安全。由于煤塵大量堆積，污染道床結(jié)構(gòu)，加劇線路板結(jié)。煤塵嚴重腐蝕鋼軌和扣件，造成安全隱患，給工務(wù)養(yǎng)護維修帶來了極大困難。煤塵污染使信號通信設(shè)備工作條件惡劣，維修工作困難; 經(jīng)常引起接觸網(wǎng)放電、絕緣子短路，引發(fā)事故。如果隧道煤塵濃度處在爆炸范圍內(nèi)極有可能由于接觸網(wǎng)電火花、列車制動引起煤塵爆炸。

2.2浪費煤炭資源，造成經(jīng)濟損失

按照合理途損預(yù)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(jīng)濟損失達 500 億元。

2.3嚴重污染環(huán)境

煤塵進入大氣中，污染周圍空氣、水體、土壤，陜西、山西、內(nèi)蒙等地鐵路沿線煤塵濃度可達到 35 ～85mg/m 3 ，遠大于國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在鐵路沿線形成寬度達 50 ～100m 的煤塵污染帶，線路兩側(cè)的農(nóng)作物無法正常生長。

2.4嚴重威脅職業(yè)健康

煤塵侵入機車乘務(wù)室，惡化了機車駕駛員的工作環(huán)境，線路養(yǎng)護的工務(wù)、電務(wù)、供電作業(yè)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(guān)鍵技術(shù)分析

3.1防塵技術(shù)措施

鐵路煤炭運輸企業(yè)的粉塵產(chǎn)生主要源于列車運行產(chǎn)生的振動，發(fā)生于列車行進時車輪與軌道的撞擊，振動源大小與軌道結(jié)構(gòu)、列車運行速度、車種、軸重等因素直接相關(guān)。振動會導(dǎo)致運輸?shù)拿禾糠蹓m逸散，并引發(fā)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(yōu)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(dǎo)致產(chǎn)生的粉塵。檢測結(jié)果顯示，站區(qū)勞動者接觸的粉塵濃度均符合國家職業(yè)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(qū)防塵措施的設(shè)置滿足職業(yè)衛(wèi)生要求。

3.2發(fā)揮鐵路運輸市場準(zhǔn)入制度的積極作用

當(dāng)前，鐵路運輸市場中運輸服務(wù)的供給過剩，管理產(chǎn)品的同質(zhì)化正在出現(xiàn)，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(yè)也不愿支付少于供應(yīng)成本的費用而維持業(yè)務(wù)活動。這場惡性競爭的關(guān)鍵在于鐵路運輸市場進入門檻太低，市場準(zhǔn)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(zhǔn)入控制，以提高鐵路運輸?shù)姆?wù)質(zhì)量和運輸效率，促進運輸業(yè)發(fā)展。市場競爭進入良性循環(huán)，超限超載現(xiàn)象將顯而易見的控制。

3.3運煤車堵漏技術(shù)

針對運煤車輛車箱變形所引起的側(cè)端墻縫隙大和車箱破損帶來的煤炭撒落損失問題，創(chuàng)新發(fā)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(zhì)，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(yīng)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(lián)，增加脆性和防水性。固化劑為水硬性膠凝材料及交聯(lián)劑，對堵漏材料的凝速及強度有主導(dǎo)作用，該組分與有機粘合劑混合后，經(jīng)過物理化學(xué)過程能由可塑性漿體變?yōu)閴K狀體，并能將分散粒狀材料膠結(jié)為整體，對車體表面有較好的粘附力。填充骨架材料應(yīng)盡量少引入不燃雜質(zhì)，選擇本公司所產(chǎn)煤粉。研究中選用了煤炭企業(yè)所產(chǎn)煤粉，使用推廣時，可選擇當(dāng)?shù)孛悍?，適當(dāng)調(diào)整配方。助劑應(yīng)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(wěn)定劑為粘土之類物質(zhì)在水中起分散和保護膠體的作用，給予分散體系以穩(wěn)定性，以保證足夠的保質(zhì)期[3]。

3.4完善的超限超載法律法規(guī)和運作體制

首先，應(yīng)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(yīng)盡快建立適合節(jié)假日的運輸法律體系;然后，明確交通運輸統(tǒng)一法規(guī)的主管部門，及時確定各項工作的權(quán)利和責(zé)任。主體上，避免交叉管理或多重管理的現(xiàn)象;第三，創(chuàng)新管理體系，優(yōu)化計劃規(guī)劃和規(guī)則，能科學(xué)，合理，細致地劃分部門管理，以形成一個系統(tǒng)。最后，建立交通法庭以建立完善專業(yè)的交通行為審判機關(guān)，處理交通違法行為。運輸系統(tǒng)缺乏合理配置，導(dǎo)致我國鐵路超限超載運輸現(xiàn)象發(fā)生的一個重要原因是政府部門不能夠發(fā)揮政府的監(jiān)管和指導(dǎo)作用。為了充分發(fā)揮中國各種運輸方式的供應(yīng)能力和運輸資源運輸能力的相對優(yōu)勢。對于鐵路運輸車輛，超載現(xiàn)象更加突出的領(lǐng)域，在較短的時間內(nèi)，用于運輸煤炭，礦產(chǎn)和木材等低附加值產(chǎn)品，適時提高鐵路運輸技術(shù)水平，合理布局相關(guān)鐵路路線，提高運輸效率。從長遠來看，我們應(yīng)該加強和改善鐵路和其他基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃，并在建設(shè)中，合理布局鐵路路線，重點放在自然資源密集的地區(qū)。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(wù)質(zhì)量，滿足運輸需求。

3.5高效環(huán)保煤炭防凍劑開發(fā)情況

為滿足煤炭運輸過程中防凍、防銹、防腐和低溫穩(wěn)定性等多個方面的性能要求，需要對高效環(huán)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(wěn)定性，容易析出，因而在防凍劑配方優(yōu)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(xiàn)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(guān)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(huán)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(huán)保煤炭防凍劑防凍、防銹、防腐和低溫穩(wěn)定性等性能的影響。最終確定了高效環(huán)保煤炭防凍劑的最佳配方。

3.6凍車高風(fēng)險煤種防凍液噴灑工藝改造

近幾年，根據(jù)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(qū)和車幫兩側(cè)下部水分沉積區(qū)，一定程度上山能重裝泰安煤機公司研發(fā)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(jù)了解，太原鐵路局管內(nèi)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(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，肖家集運站緩沖倉入料口 1200mm 的膠帶機在 3.2m/s 的轉(zhuǎn)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(shè)計的主要目是為了降低煤與煤之間的凍結(jié)強度，而忽略了煤與車皮的凍結(jié)問題。據(jù)統(tǒng)計，肖家集運站 2017 和 2018 年凍車事件主要發(fā)生形態(tài)為煤與車皮凍結(jié)，準(zhǔn)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(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟穩(wěn)定的發(fā)展，煤炭資源的開發(fā)利用效率也在逐漸的提高。在進行煤炭資源開發(fā)的過程中，需要通過運輸保證煤炭資源的合理調(diào)配。在運輸?shù)倪^程中由于會產(chǎn)生粉塵污染，從而給工作人員以及生態(tài)環(huán)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(huán)境的不良危害，確保煤炭資源的運輸安全，為我國煤炭行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供重要的基礎(chǔ)支持。

參考文獻

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[2]蔡文.基于“海鐵”聯(lián)運模式的煤炭調(diào)運方案研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2019.

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