鐵路煤炭運(yùn)輸防凍車方法及應(yīng)用分析

辛東海

[山東能源集團(tuán)（棗莊）物商有限公司鐵運(yùn)車務(wù)段，山東棗莊277000]

0 引言

在礦井開采、運(yùn)輸、洗選等過程中，通常要用大量的水來降低煤粉的濃度，防止污染。而這種情況下，在冬季或者溫度比較低的時(shí)候，煤炭運(yùn)輸過程中很容易結(jié)冰，不僅會(huì)增加運(yùn)輸費(fèi)用，還容易導(dǎo)致運(yùn)輸安全事故。因此，研究煤炭運(yùn)輸車輛的防凍措施有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 影響鐵路煤炭貨運(yùn)防凍能力的因素

隨著礦業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)男枨笠踩找嬖黾?，運(yùn)輸防凍的工作也日益增多。而鐵路運(yùn)輸防凍作業(yè)受多種因素的影響，如凍液性質(zhì)、運(yùn)輸方式、車輛型號(hào)、氣候因素、待取待掛要求、到達(dá)翻卸、凍車清理、放行審核等，這些都會(huì)對(duì)其防凍能力產(chǎn)生一定的影響。在具體的運(yùn)營(yíng)和管理中，汽車、電氣、機(jī)械等部門要進(jìn)行協(xié)調(diào)，無(wú)論哪一步出了差錯(cuò)，都有可能引發(fā)安全事故。

2 鐵路煤炭運(yùn)輸凍車原因

2.1 運(yùn)輸過程中氣溫較低

一些煤炭運(yùn)輸?shù)蔫F路線路溫度普遍偏低，特別是從十一月到來年的三月，很多地區(qū)的溫度都會(huì)低于零度。尤其是遭遇寒潮、降雪等天氣因素的影響，很多主要運(yùn)輸煤炭的地區(qū)溫度會(huì)降至-20oC。在運(yùn)送過程中整體氣溫相對(duì)較低，是導(dǎo)致大凍車事件的主要原因[1]。

2.2 煤炭水分含量較高

近年來，隨著中國(guó)煤炭資源供需形勢(shì)的變化，對(duì)洗精煤的需求量顯著提高，但許多地區(qū)的開采設(shè)備比較落后，難以將其中的水分很好地分離出來。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸量占全國(guó)煤炭運(yùn)輸量的90%以上，而大量實(shí)踐證明，含水量較高是導(dǎo)致鐵路煤炭運(yùn)輸大凍車事件的主要因素。

2.3 防凍劑噴涂質(zhì)量不高

當(dāng)前，我國(guó)許多地方以噴涂防凍劑作為主要的煤炭防凍手段，但在實(shí)際使用過程中，存在以下問題：第一，對(duì)防凍劑噴涂設(shè)備的維修、保養(yǎng)不到位；第二，在噴涂防凍劑時(shí)未聘請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)，噴涂時(shí)力度和技巧不到位，導(dǎo)致防凍劑噴涂不均、覆蓋范圍不足，防凍效果較差[2]。

2.4 裝車作業(yè)的整體條件較差

在進(jìn)行煤炭運(yùn)輸時(shí)，部分企業(yè)為了提高鐵路運(yùn)輸?shù)恼w效果，節(jié)省一部分的運(yùn)輸投入，提高了列車的運(yùn)輸噸位。然而，在裝車路段，很多車站的路況條件并不理想，導(dǎo)致大大延長(zhǎng)裝車時(shí)間，不少車在整裝后，沒有進(jìn)行吊運(yùn)，使得裝載煤炭的列車在低溫區(qū)域停放時(shí)間過長(zhǎng)，如果氣溫持續(xù)降低，則極易發(fā)生凍車問題。

2.5 煤炭的在途儲(chǔ)運(yùn)期較長(zhǎng)

在鐵路煤炭運(yùn)輸過程中，如果在列車掛運(yùn)、編組等環(huán)節(jié)耽誤過多時(shí)間，或者出現(xiàn)列車中途停留等問題，會(huì)不可避免地延長(zhǎng)煤炭運(yùn)輸時(shí)間，容易影響防凍劑的整體防凍效果，可能出現(xiàn)煤炭?jī)?nèi)部水分凍結(jié)現(xiàn)象，會(huì)提高凍車事故的發(fā)生概率。

2.6 部分車型不適于運(yùn)載洗精煤

在進(jìn)行煤炭運(yùn)輸時(shí)，部分地區(qū)在運(yùn)輸列車的選擇上，依然習(xí)慣選用C 系列的“浴盆車”，但這類列車有較多的內(nèi)支撐桿，盆底的褶皺也相對(duì)多，在裝卸煤炭的過程中，若煤炭在車內(nèi)有結(jié)冰現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致列車結(jié)冰。

而且，因此類列車的底部為圓形，一旦出現(xiàn)結(jié)冰的情況，車廂里沒有足夠的空間來處理，會(huì)極大程度地影響裝卸效率[3]。

3 提高鐵路煤炭運(yùn)輸防凍效果的主要途徑

3.1 嚴(yán)格控制煤炭含水量

首先，整修洗選脫水設(shè)備。在防凍期來臨之際，各個(gè)車務(wù)段應(yīng)該根據(jù)煤炭運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，與裝車企業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通，使其對(duì)洗選設(shè)備和烘干設(shè)備進(jìn)行整修和養(yǎng)護(hù)，爭(zhēng)取將煤炭本身的水分控制在一定程度之內(nèi)。

此外，在煤炭洗選過程中，應(yīng)當(dāng)留出足夠的瀝水時(shí)間，絕對(duì)不能邊洗變裝。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)定期檢查煤炭含水率，并定期、定時(shí)地對(duì)各個(gè)裝車站發(fā)出的煤炭含水量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，上報(bào)調(diào)度所，然后根據(jù)分析結(jié)果選擇配送方式。另外，在裝車之前，還要根據(jù)天氣變化、煤炭含水量等指標(biāo)來確定防凍液的具體用量[4]。

3.2 全面提升防凍劑噴灑質(zhì)量

第一，全面檢查防凍劑質(zhì)量，防凍劑質(zhì)量會(huì)對(duì)煤炭防凍結(jié)果產(chǎn)生直接影響，因此，必須嚴(yán)格控制防凍液質(zhì)量。一般情況下，防凍劑的冰點(diǎn)和黏稠度應(yīng)該控制在-46oC 和6MPa·s。防凍劑到裝設(shè)站時(shí)，均必須做出檢測(cè)報(bào)告，提交的資料符合要求才能使用。同時(shí)，對(duì)防凍劑的質(zhì)量也要進(jìn)行嚴(yán)格的管理，每月都要對(duì)防凍劑生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行隨機(jī)抽查，并進(jìn)行監(jiān)督檢查。進(jìn)入抗凍期后，必須加強(qiáng)對(duì)防凍劑質(zhì)量的檢驗(yàn)。在此期間，可以將各部門工作人員的防凍劑質(zhì)量檢驗(yàn)工作納入考核范圍，最大限度地保證防凍劑的質(zhì)量。

第二，定期檢查噴灑設(shè)備，防凍劑的使用離不開噴灑設(shè)備，而噴灑設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)對(duì)防凍劑的防凍效果產(chǎn)生直接影響。因此，在使用噴灑設(shè)備之前，應(yīng)該對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況、使用情況進(jìn)行全面檢查，同時(shí)做好相關(guān)記錄。如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)了故障問題，如管路堵塞、噴頭堵塞、泵壓不足、出液不均勻等，需要立即聯(lián)系專業(yè)維修人員，對(duì)其進(jìn)行檢查維修。

第三，開展防凍液噴灑工作時(shí)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范。在煤炭裝車過程中，每個(gè)裝車站都應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)要求，按照防凍作業(yè)規(guī)范開展防凍劑噴灑工作，不得擅自減少用量或簡(jiǎn)化流程，要全面掌握作業(yè)方法，保證防凍劑的噴灑合理。防凍劑噴灑人員應(yīng)該結(jié)合工作實(shí)際，全面監(jiān)控防凍劑的噴灑情況，提高防凍劑的噴灑質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)防凍劑噴灑全覆蓋、無(wú)死角。另外，對(duì)于軌道電路的安裝位置或者道床間遺留的防凍劑，要進(jìn)行全面清理[5]。此外，針對(duì)中部機(jī)車出現(xiàn)的不能噴灑或者噴灑不到位的問題，需要合理選擇噴灑設(shè)備。對(duì)于這種情況，一般可在整體噴灑之后選擇移動(dòng)式的噴灑設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充噴灑。在裝車的時(shí)候，如使用裝載機(jī)進(jìn)行20t 煤炭裝車，應(yīng)該在煤炭裝載中噴灑一次防凍液，如使用筒倉(cāng)進(jìn)行裝車，需要在裝車或者進(jìn)倉(cāng)之前，噴灑一次防凍劑，防止煤炭出現(xiàn)凍結(jié)問題后漏斗也被凍上。如果遇到寒潮天氣，需要做好預(yù)警工作，安排專人進(jìn)行盯控，并根據(jù)實(shí)際情況合理控制防凍劑噴灑量。

3.3 適當(dāng)縮短煤炭運(yùn)輸時(shí)間

第一，應(yīng)當(dāng)有效提高裝車效率。在煤炭裝車過程中，必須保證裝車和加固車輛的工序同步實(shí)施，優(yōu)化安排調(diào)車作業(yè)，保證重機(jī)、空車快取快動(dòng)，以最大程度地縮短裝車時(shí)間。

第二，進(jìn)行掛運(yùn)上線工作。所有裝車站都必須與列車運(yùn)行調(diào)度機(jī)構(gòu)保持溝通，使其了解列車的掛運(yùn)時(shí)間，以便有針對(duì)性地開展調(diào)度工作，節(jié)省溝通上的時(shí)間成本，最大限度地縮短運(yùn)輸時(shí)間。

第三，保證各個(gè)渠道的溝通暢通，所有裝載站點(diǎn)與裝卸中心站必須建立完善的信息溝通配合機(jī)制，在裝載前及時(shí)了解裝卸站點(diǎn)的具體進(jìn)度，把握貨物的裝貨時(shí)間，保證貨物運(yùn)輸平衡，避免煤炭集中到達(dá)而產(chǎn)生堆存現(xiàn)象。

3.4 全面提升源頭裝車質(zhì)量

第一，強(qiáng)化重點(diǎn)貨物防控力度。在煤炭運(yùn)輸中，含水量超過13%的洗選煤和煤泥等，不能用“浴盆車”裝運(yùn)，同時(shí)必須控制其含水量，可適當(dāng)加入干煤、塊煤等來中和其含水量。如果處理后煤炭的含水量依然超過13%，則需要向上級(jí)匯報(bào)，并安排相關(guān)人員進(jìn)行盯控。

第二，應(yīng)該及時(shí)處理凍煤粉碎塊和殘煤，在開始裝車之前，應(yīng)該對(duì)站臺(tái)貨物進(jìn)行翻轉(zhuǎn)檢查，如果發(fā)現(xiàn)凍煤，需要對(duì)其進(jìn)行碾壓處理，如有必要可以進(jìn)行破碎處理，破碎粒度應(yīng)控制在25cm 以下。

第三，為了避免卸車時(shí)翻車機(jī)的漏斗被凍煤凍住，需要對(duì)可能上凍和容易上凍的貨物進(jìn)行清點(diǎn)記錄，以便提早做好準(zhǔn)備，降低上凍概率。如果列車已經(jīng)出現(xiàn)了凍車問題，下級(jí)人員需要立即向上級(jí)匯報(bào)，并通過增加機(jī)械設(shè)備和勞動(dòng)力的形式，壓縮處理時(shí)間，提高解凍效率。

第四，要充分利用貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)追蹤卸載后的空車運(yùn)行情況，如果出現(xiàn)空車偏載、偏重的問題，需要及時(shí)與調(diào)度站聯(lián)系，并在最近的站點(diǎn)停車查找原因，消除故障隱患。

3.5 構(gòu)建防凍車應(yīng)急管理制度

現(xiàn)有的裝站點(diǎn)必須從實(shí)際狀況入手，構(gòu)建防凍車應(yīng)急管理制度，制度內(nèi)容應(yīng)包括對(duì)卸車勞力的管理，對(duì)機(jī)械設(shè)備、防凍劑的供給，以及對(duì)防凍設(shè)備的維修。同時(shí)，開展應(yīng)急演練，確保在出現(xiàn)事故后能夠應(yīng)對(duì)自如，保證在天氣惡劣的情況下能對(duì)凍車問題進(jìn)行有效處理，保證煤炭運(yùn)輸?shù)陌踩⒏咝А?/p>

4 高性能防凍劑配制方法研究

防凍劑通常由降凝劑、緩蝕劑和輔助品等構(gòu)成。減凝劑是防凍劑中的主要成分，其主要功能是降低溶劑的冰點(diǎn)，分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩種類型；緩蝕劑的主要功能是降低溶劑對(duì)配制裝置、貯液裝置、噴射裝置、輸液管道、列車客室和鋼軌的侵蝕，延長(zhǎng)裝置使用時(shí)間；輔助品主要是用于調(diào)整pH 值、黏度等參數(shù)。

基于理論研究、試驗(yàn)對(duì)比分析、試驗(yàn)測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等對(duì)高性能防凍劑配制方法進(jìn)行研究?？紤]到成本問題，采用便宜易得的無(wú)機(jī)型CaCl2作為主要降凝劑。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，CaCl2濃度提高，冰點(diǎn)將相應(yīng)下降，其降低冰點(diǎn)的作用非常明顯。但并不是CaCl2的濃度越高效果越好，在具體配制過程中要充分考慮煤炭運(yùn)輸沿途的最低溫度，并調(diào)節(jié)好CaCl2的占比，以免浪費(fèi)成本。

5 凍車高風(fēng)險(xiǎn)煤炭品種防凍劑噴灑工藝改進(jìn)

近幾年，根據(jù)港口裝卸車的凍煤信息反饋，凍煤一般聚集在車輛的初期落煤沖擊區(qū)域和車幫二側(cè)底部的水分堆積區(qū)域。據(jù)了解，太原鐵路局的管內(nèi)鐵路運(yùn)輸煤大部分是水洗技術(shù)煤，但由于洗選技術(shù)陳舊、煤炭和煤泥分開不完全等，導(dǎo)致含水量居高不下?；疖囋谕拘旭倳r(shí)間也較長(zhǎng)，經(jīng)常出現(xiàn)中途停留、集中到達(dá)、排隊(duì)卸車以及上萬(wàn)噸以上單元車輛分批包裝運(yùn)輸組合的現(xiàn)象，其中“浴盆型”C80 列車的冰車問題尤為突出。

技術(shù)改造后，防凍劑能適應(yīng)噴灑體系的壓強(qiáng)、黏性、密度和流速要求，工藝設(shè)備與原管路體系連接得當(dāng)、匹配合理，適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)需要。完成上述工藝改革后，為更有效地緩解凍車問題，裝車公司還要進(jìn)行如下幾項(xiàng)工作。

第一，出臺(tái)防凍車輛管理措施，完善防凍車輛管理體系，確定防凍劑關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，優(yōu)化防凍劑噴灑工藝，健全防凍車輛應(yīng)對(duì)預(yù)案。

第二，確定工作職責(zé)。責(zé)任單位要組建好相應(yīng)的組織管理機(jī)構(gòu)，并明確具體負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)、責(zé)任機(jī)關(guān)，進(jìn)一步細(xì)化站段和各站區(qū)日常管理與協(xié)作制度，形成高效聯(lián)合、有效應(yīng)對(duì)、快速反應(yīng)的機(jī)制。

第三，嚴(yán)格篩選防凍劑供貨商。供貨商必須具備法定生效的工商部門經(jīng)營(yíng)執(zhí)照及其他必要的法規(guī)證實(shí)文書，以及合理的質(zhì)量保證手段。

第四，與當(dāng)?shù)罔F路相關(guān)單位保持聯(lián)系，及時(shí)通知調(diào)度員預(yù)計(jì)裝車時(shí)間，并積極聯(lián)系火車頭，縮短列車到站時(shí)間，盡量減少半路停留時(shí)間、避免重機(jī)集中到達(dá)。

第五，對(duì)主要車次進(jìn)行跟蹤。對(duì)那些使用“浴盆型”C 型列車、K 型列車及萬(wàn)噸以上的動(dòng)車組等重點(diǎn)車輛實(shí)行逐列跟蹤監(jiān)控。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸防凍車工作中尚有亟須改進(jìn)之處，需要相關(guān)工作人員全面、性深地刻意識(shí)到我國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸防凍車管理工作的重要性，并根據(jù)實(shí)際的天氣情況、交通運(yùn)輸相關(guān)要求等，采取更具針對(duì)性的舉措，以有效提高我國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸防凍車效果，促進(jìn)我國(guó)煤炭運(yùn)送質(zhì)量與鐵路運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的提高。