鐵路煤炭運輸防凍車方法及應用分析

辛東海

[山東能源集團（棗莊）物商有限公司鐵運車務段，山東棗莊277000]

0 引言

在礦井開采、運輸、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候，煤炭運輸過程中很容易結冰，不僅會增加運輸費用，還容易導致運輸安全事故。因此，研究煤炭運輸車輛的防凍措施有十分重要的現實意義。

1 影響鐵路煤炭貨運防凍能力的因素

隨著礦業生產規模的擴大，對鐵路運輸的需求也日益增加，運輸防凍的工作也日益增多。而鐵路運輸防凍作業受多種因素的影響，如凍液性質、運輸方式、車輛型號、氣候因素、待取待掛要求、到達翻卸、凍車清理、放行審核等，這些都會對其防凍能力產生一定的影響。在具體的運營和管理中，汽車、電氣、機械等部門要進行協調，無論哪一步出了差錯，都有可能引發安全事故。

2 鐵路煤炭運輸凍車原因

2.1 運輸過程中氣溫較低

一些煤炭運輸的鐵路線路溫度普遍偏低，特別是從十一月到來年的三月，很多地區的溫度都會低于零度。尤其是遭遇寒潮、降雪等天氣因素的影響，很多主要運輸煤炭的地區溫度會降至-20oC。在運送過程中整體氣溫相對較低，是導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，隨著中國煤炭資源供需形勢的變化，對洗精煤的需求量顯著提高，但許多地區的開采設備比較落后，難以將其中的水分很好地分離出來。相關數據顯示，目前我國鐵路煤炭運輸量占全國煤炭運輸量的90%以上，而大量實踐證明，含水量較高是導致鐵路煤炭運輸大凍車事件的主要因素。

2.3 防凍劑噴涂質量不高

當前，我國許多地方以噴涂防凍劑作為主要的煤炭防凍手段，但在實際使用過程中，存在以下問題：第一，對防凍劑噴涂設備的維修、保養不到位；第二，在噴涂防凍劑時未聘請專業的技術人員進行指導，噴涂時力度和技巧不到位，導致防凍劑噴涂不均、覆蓋范圍不足，防凍效果較差[2]。

2.4 裝車作業的整體條件較差

在進行煤炭運輸時，部分企業為了提高鐵路運輸的整體效果，節省一部分的運輸投入，提高了列車的運輸噸位。然而，在裝車路段，很多車站的路況條件并不理想，導致大大延長裝車時間，不少車在整裝后，沒有進行吊運，使得裝載煤炭的列車在低溫區域停放時間過長，如果氣溫持續降低，則極易發生凍車問題。

2.5 煤炭的在途儲運期較長

在鐵路煤炭運輸過程中，如果在列車掛運、編組等環節耽誤過多時間，或者出現列車中途停留等問題，會不可避免地延長煤炭運輸時間，容易影響防凍劑的整體防凍效果，可能出現煤炭內部水分凍結現象，會提高凍車事故的發生概率。

2.6 部分車型不適于運載洗精煤

在進行煤炭運輸時，部分地區在運輸列車的選擇上，依然習慣選用C 系列的“浴盆車”，但這類列車有較多的內支撐桿，盆底的褶皺也相對多，在裝卸煤炭的過程中，若煤炭在車內有結冰現象，很容易導致列車結冰。

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

3 提高鐵路煤炭運輸防凍效果的主要途徑

3.1 嚴格控制煤炭含水量

首先，整修洗選脫水設備。在防凍期來臨之際，各個車務段應該根據煤炭運輸的實際情況，與裝車企業進行協調溝通，使其對洗選設備和烘干設備進行整修和養護，爭取將煤炭本身的水分控制在一定程度之內。

此外，在煤炭洗選過程中，應當留出足夠的瀝水時間，絕對不能邊洗變裝。同時，應當定期檢查煤炭含水率，并定期、定時地對各個裝車站發出的煤炭含水量數據進行匯總分析，上報調度所，然后根據分析結果選擇配送方式。另外，在裝車之前，還要根據天氣變化、煤炭含水量等指標來確定防凍液的具體用量[4]。

3.2 全面提升防凍劑噴灑質量

第一，全面檢查防凍劑質量，防凍劑質量會對煤炭防凍結果產生直接影響，因此，必須嚴格控制防凍液質量。一般情況下，防凍劑的冰點和黏稠度應該控制在-46oC 和6MPa·s。防凍劑到裝設站時，均必須做出檢測報告，提交的資料符合要求才能使用。同時，對防凍劑的質量也要進行嚴格的管理，每月都要對防凍劑生產企業進行隨機抽查，并進行監督檢查。進入抗凍期后，必須加強對防凍劑質量的檢驗。在此期間，可以將各部門工作人員的防凍劑質量檢驗工作納入考核范圍，最大限度地保證防凍劑的質量。

第二，定期檢查噴灑設備，防凍劑的使用離不開噴灑設備，而噴灑設備的運行狀態會對防凍劑的防凍效果產生直接影響。因此，在使用噴灑設備之前，應該對設備的運行情況、使用情況進行全面檢查，同時做好相關記錄。如果在檢查過程中發現了故障問題，如管路堵塞、噴頭堵塞、泵壓不足、出液不均勻等，需要立即聯系專業維修人員，對其進行檢查維修。

第三，開展防凍液噴灑工作時必須嚴格遵循相關規范。在煤炭裝車過程中，每個裝車站都應該嚴格遵守相關要求，按照防凍作業規范開展防凍劑噴灑工作，不得擅自減少用量或簡化流程，要全面掌握作業方法，保證防凍劑的噴灑合理。防凍劑噴灑人員應該結合工作實際，全面監控防凍劑的噴灑情況，提高防凍劑的噴灑質量，實現防凍劑噴灑全覆蓋、無死角。另外，對于軌道電路的安裝位置或者道床間遺留的防凍劑，要進行全面清理[5]。此外，針對中部機車出現的不能噴灑或者噴灑不到位的問題，需要合理選擇噴灑設備。對于這種情況，一般可在整體噴灑之后選擇移動式的噴灑設備進行補充噴灑。在裝車的時候，如使用裝載機進行20t 煤炭裝車，應該在煤炭裝載中噴灑一次防凍液，如使用筒倉進行裝車，需要在裝車或者進倉之前，噴灑一次防凍劑，防止煤炭出現凍結問題后漏斗也被凍上。如果遇到寒潮天氣，需要做好預警工作，安排專人進行盯控，并根據實際情況合理控制防凍劑噴灑量。

3.3 適當縮短煤炭運輸時間

第一，應當有效提高裝車效率。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施，優化安排調車作業，保證重機、空車快取快動，以最大程度地縮短裝車時間。

第二，進行掛運上線工作。所有裝車站都必須與列車運行調度機構保持溝通，使其了解列車的掛運時間，以便有針對性地開展調度工作，節省溝通上的時間成本，最大限度地縮短運輸時間。

第三，保證各個渠道的溝通暢通，所有裝載站點與裝卸中心站必須建立完善的信息溝通配合機制，在裝載前及時了解裝卸站點的具體進度，把握貨物的裝貨時間，保證貨物運輸平衡，避免煤炭集中到達而產生堆存現象。

3.4 全面提升源頭裝車質量

第一，強化重點貨物防控力度。在煤炭運輸中，含水量超過13%的洗選煤和煤泥等，不能用“浴盆車”裝運，同時必須控制其含水量，可適當加入干煤、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%，則需要向上級匯報，并安排相關人員進行盯控。

第二，應該及時處理凍煤粉碎塊和殘煤，在開始裝車之前，應該對站臺貨物進行翻轉檢查，如果發現凍煤，需要對其進行碾壓處理，如有必要可以進行破碎處理，破碎粒度應控制在25cm 以下。

第三，為了避免卸車時翻車機的漏斗被凍煤凍住，需要對可能上凍和容易上凍的貨物進行清點記錄，以便提早做好準備，降低上凍概率。如果列車已經出現了凍車問題，下級人員需要立即向上級匯報，并通過增加機械設備和勞動力的形式，壓縮處理時間，提高解凍效率。

第四，要充分利用貨運計量安全檢測系統，重點追蹤卸載后的空車運行情況，如果出現空車偏載、偏重的問題，需要及時與調度站聯系，并在最近的站點停車查找原因，消除故障隱患。

3.5 構建防凍車應急管理制度

現有的裝站點必須從實際狀況入手，構建防凍車應急管理制度，制度內容應包括對卸車勞力的管理，對機械設備、防凍劑的供給，以及對防凍設備的維修。同時，開展應急演練，確保在出現事故后能夠應對自如，保證在天氣惡劣的情況下能對凍車問題進行有效處理，保證煤炭運輸的安全、高效。

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，分為有機和無機兩種類型；緩蝕劑的主要功能是降低溶劑對配制裝置、貯液裝置、噴射裝置、輸液管道、列車客室和鋼軌的侵蝕，延長裝置使用時間；輔助品主要是用于調整pH 值、黏度等參數。

基于理論研究、試驗對比分析、試驗測試、現場應用等對高性能防凍劑配制方法進行研究。考慮到成本問題，采用便宜易得的無機型CaCl2作為主要降凝劑。試驗發現，在一定范圍內，CaCl2濃度提高，冰點將相應下降，其降低冰點的作用非常明顯。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輸沿途的最低溫度，并調節好CaCl2的占比，以免浪費成本。

5 凍車高風險煤炭品種防凍劑噴灑工藝改進

近幾年，根據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域和車幫二側底部的水分堆積區域。據了解，太原鐵路局的管內鐵路運輸煤大部分是水洗技術煤，但由于洗選技術陳舊、煤炭和煤泥分開不完全等，導致含水量居高不下。火車在途行駛時間也較長，經常出現中途停留、集中到達、排隊卸車以及上萬噸以上單元車輛分批包裝運輸組合的現象，其中“浴盆型”C80 列車的冰車問題尤為突出。

技術改造后，防凍劑能適應噴灑體系的壓強、黏性、密度和流速要求，工藝設備與原管路體系連接得當、匹配合理，適應工業生產需要。完成上述工藝改革后，為更有效地緩解凍車問題，裝車公司還要進行如下幾項工作。

第一，出臺防凍車輛管理措施，完善防凍車輛管理體系，確定防凍劑關鍵技術指標，優化防凍劑噴灑工藝，健全防凍車輛應對預案。

第二，確定工作職責。責任單位要組建好相應的組織管理機構，并明確具體負責領導、責任機關，進一步細化站段和各站區日常管理與協作制度，形成高效聯合、有效應對、快速反應的機制。

第三，嚴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營執照及其他必要的法規證實文書，以及合理的質量保證手段。

第四，與當地鐵路相關單位保持聯系，及時通知調度員預計裝車時間，并積極聯系火車頭，縮短列車到站時間，盡量減少半路停留時間、避免重機集中到達。

第五，對主要車次進行跟蹤。對那些使用“浴盆型”C 型列車、K 型列車及萬噸以上的動車組等重點車輛實行逐列跟蹤監控。

6 結語

當前，我國鐵路煤炭運輸防凍車工作中尚有亟須改進之處，需要相關工作人員全面、性深地刻意識到我國鐵路煤炭運輸防凍車管理工作的重要性，并根據實際的天氣情況、交通運輸相關要求等，采取更具針對性的舉措，以有效提高我國鐵路煤炭運輸防凍車效果，促進我國煤炭運送質量與鐵路運輸經濟效益的提高。