铁路煤炭运输防冻车方法及应用分析

2021-06-28辛东海

运输经理世界 2021年34期

辛东海

[山东能源集团（枣庄）物商有限公司铁运车务段，山东枣庄277000]

0 引言

在矿井开采、运输、洗选等过程中，通常要用大量的水来降低煤粉的浓度，防止污染。而这种情况下，在冬季或者温度比较低的时候，煤炭运输过程中很容易结冰，不仅会增加运输费用，还容易导致运输安全事故。因此，研究煤炭运输车辆的防冻措施有十分重要的现实意义。

1 影响铁路煤炭货运防冻能力的因素

随着矿业生产规模的扩大，对铁路运输的需求也日益增加，运输防冻的工作也日益增多。而铁路运输防冻作业受多种因素的影响，如冻液性质、运输方式、车辆型号、气候因素、待取待挂要求、到达翻卸、冻车清理、放行审核等，这些都会对其防冻能力产生一定的影响。在具体的运营和管理中，汽车、电气、机械等部门要进行协调，无论哪一步出了差错，都有可能引发安全事故。

2 铁路煤炭运输冻车原因

2.1 运输过程中气温较低

一些煤炭运输的铁路线路温度普遍偏低，特别是从十一月到来年的三月，很多地区的温度都会低于零度。尤其是遭遇寒潮、降雪等天气因素的影响，很多主要运输煤炭的地区温度会降至-20oC。在运送过程中整体气温相对较低，是导致大冻车事件的主要原因[1]。

2.2 煤炭水分含量较高

近年来，随着中国煤炭资源供需形势的变化，对洗精煤的需求量显著提高，但许多地区的开采设备比较落后，难以将其中的水分很好地分离出来。相关数据显示，目前我国铁路煤炭运输量占全国煤炭运输量的90%以上，而大量实践证明，含水量较高是导致铁路煤炭运输大冻车事件的主要因素。

2.3 防冻剂喷涂质量不高

当前，我国许多地方以喷涂防冻剂作为主要的煤炭防冻手段，但在实际使用过程中，存在以下问题：第一，对防冻剂喷涂设备的维修、保养不到位；第二，在喷涂防冻剂时未聘请专业的技术人员进行指导，喷涂时力度和技巧不到位，导致防冻剂喷涂不均、覆盖范围不足，防冻效果较差[2]。

2.4 装车作业的整体条件较差

在进行煤炭运输时，部分企业为了提高铁路运输的整体效果，节省一部分的运输投入，提高了列车的运输吨位。然而，在装车路段，很多车站的路况条件并不理想，导致大大延长装车时间，不少车在整装后，没有进行吊运，使得装载煤炭的列车在低温区域停放时间过长，如果气温持续降低，则极易发生冻车问题。

2.5 煤炭的在途储运期较长

在铁路煤炭运输过程中，如果在列车挂运、编组等环节耽误过多时间，或者出现列车中途停留等问题，会不可避免地延长煤炭运输时间，容易影响防冻剂的整体防冻效果，可能出现煤炭内部水分冻结现象，会提高冻车事故的发生概率。

2.6 部分车型不适于运载洗精煤

在进行煤炭运输时，部分地区在运输列车的选择上，依然习惯选用C 系列的“浴盆车”，但这类列车有较多的内支撑杆，盆底的褶皱也相对多，在装卸煤炭的过程中，若煤炭在车内有结冰现象，很容易导致列车结冰。

而且，因此类列车的底部为圆形，一旦出现结冰的情况，车厢里没有足够的空间来处理，会极大程度地影响装卸效率[3]。

3 提高铁路煤炭运输防冻效果的主要途径

3.1 严格控制煤炭含水量

首先，整修洗选脱水设备。在防冻期来临之际，各个车务段应该根据煤炭运输的实际情况，与装车企业进行协调沟通，使其对洗选设备和烘干设备进行整修和养护，争取将煤炭本身的水分控制在一定程度之内。

此外，在煤炭洗选过程中，应当留出足够的沥水时间，绝对不能边洗变装。同时，应当定期检查煤炭含水率，并定期、定时地对各个装车站发出的煤炭含水量数据进行汇总分析，上报调度所，然后根据分析结果选择配送方式。另外，在装车之前，还要根据天气变化、煤炭含水量等指标来确定防冻液的具体用量[4]。

3.2 全面提升防冻剂喷洒质量

第一，全面检查防冻剂质量，防冻剂质量会对煤炭防冻结果产生直接影响，因此，必须严格控制防冻液质量。一般情况下，防冻剂的冰点和黏稠度应该控制在-46oC 和6MPa·s。防冻剂到装设站时，均必须做出检测报告，提交的资料符合要求才能使用。同时，对防冻剂的质量也要进行严格的管理，每月都要对防冻剂生产企业进行随机抽查，并进行监督检查。进入抗冻期后，必须加强对防冻剂质量的检验。在此期间，可以将各部门工作人员的防冻剂质量检验工作纳入考核范围，最大限度地保证防冻剂的质量。

第二，定期检查喷洒设备，防冻剂的使用离不开喷洒设备，而喷洒设备的运行状态会对防冻剂的防冻效果产生直接影响。因此，在使用喷洒设备之前，应该对设备的运行情况、使用情况进行全面检查，同时做好相关记录。如果在检查过程中发现了故障问题，如管路堵塞、喷头堵塞、泵压不足、出液不均匀等，需要立即联系专业维修人员，对其进行检查维修。

第三，开展防冻液喷洒工作时必须严格遵循相关规范。在煤炭装车过程中，每个装车站都应该严格遵守相关要求，按照防冻作业规范开展防冻剂喷洒工作，不得擅自减少用量或简化流程，要全面掌握作业方法，保证防冻剂的喷洒合理。防冻剂喷洒人员应该结合工作实际，全面监控防冻剂的喷洒情况，提高防冻剂的喷洒质量，实现防冻剂喷洒全覆盖、无死角。另外，对于轨道电路的安装位置或者道床间遗留的防冻剂，要进行全面清理[5]。此外，针对中部机车出现的不能喷洒或者喷洒不到位的问题，需要合理选择喷洒设备。对于这种情况，一般可在整体喷洒之后选择移动式的喷洒设备进行补充喷洒。在装车的时候，如使用装载机进行20t 煤炭装车，应该在煤炭装载中喷洒一次防冻液，如使用筒仓进行装车，需要在装车或者进仓之前，喷洒一次防冻剂，防止煤炭出现冻结问题后漏斗也被冻上。如果遇到寒潮天气，需要做好预警工作，安排专人进行盯控，并根据实际情况合理控制防冻剂喷洒量。

3.3 适当缩短煤炭运输时间

第一，应当有效提高装车效率。在煤炭装车过程中，必须保证装车和加固车辆的工序同步实施，优化安排调车作业，保证重机、空车快取快动，以最大程度地缩短装车时间。

第二，进行挂运上线工作。所有装车站都必须与列车运行调度机构保持沟通，使其了解列车的挂运时间，以便有针对性地开展调度工作，节省沟通上的时间成本，最大限度地缩短运输时间。

第三，保证各个渠道的沟通畅通，所有装载站点与装卸中心站必须建立完善的信息沟通配合机制，在装载前及时了解装卸站点的具体进度，把握货物的装货时间，保证货物运输平衡，避免煤炭集中到达而产生堆存现象。

3.4 全面提升源头装车质量

第一，强化重点货物防控力度。在煤炭运输中，含水量超过13%的洗选煤和煤泥等，不能用“浴盆车”装运，同时必须控制其含水量，可适当加入干煤、块煤等来中和其含水量。如果处理后煤炭的含水量依然超过13%，则需要向上级汇报，并安排相关人员进行盯控。

第二，应该及时处理冻煤粉碎块和残煤，在开始装车之前，应该对站台货物进行翻转检查，如果发现冻煤，需要对其进行碾压处理，如有必要可以进行破碎处理，破碎粒度应控制在25cm 以下。

第三，为了避免卸车时翻车机的漏斗被冻煤冻住，需要对可能上冻和容易上冻的货物进行清点记录，以便提早做好准备，降低上冻概率。如果列车已经出现了冻车问题，下级人员需要立即向上级汇报，并通过增加机械设备和劳动力的形式，压缩处理时间，提高解冻效率。

第四，要充分利用货运计量安全检测系统，重点追踪卸载后的空车运行情况，如果出现空车偏载、偏重的问题，需要及时与调度站联系，并在最近的站点停车查找原因，消除故障隐患。

3.5 构建防冻车应急管理制度

现有的装站点必须从实际状况入手，构建防冻车应急管理制度，制度内容应包括对卸车劳力的管理，对机械设备、防冻剂的供给，以及对防冻设备的维修。同时，开展应急演练，确保在出现事故后能够应对自如，保证在天气恶劣的情况下能对冻车问题进行有效处理，保证煤炭运输的安全、高效。

4 高性能防冻剂配制方法研究

防冻剂通常由降凝剂、缓蚀剂和辅助品等构成。减凝剂是防冻剂中的主要成分，其主要功能是降低溶剂的冰点，分为有机和无机两种类型；缓蚀剂的主要功能是降低溶剂对配制装置、贮液装置、喷射装置、输液管道、列车客室和钢轨的侵蚀，延长装置使用时间；辅助品主要是用于调整pH 值、黏度等参数。

基于理论研究、试验对比分析、试验测试、现场应用等对高性能防冻剂配制方法进行研究。考虑到成本问题，采用便宜易得的无机型CaCl2作为主要降凝剂。试验发现，在一定范围内，CaCl2浓度提高，冰点将相应下降，其降低冰点的作用非常明显。但并不是CaCl2的浓度越高效果越好，在具体配制过程中要充分考虑煤炭运输沿途的最低温度，并调节好CaCl2的占比，以免浪费成本。

5 冻车高风险煤炭品种防冻剂喷洒工艺改进

近几年，根据港口装卸车的冻煤信息反馈，冻煤一般聚集在车辆的初期落煤冲击区域和车帮二侧底部的水分堆积区域。据了解，太原铁路局的管内铁路运输煤大部分是水洗技术煤，但由于洗选技术陈旧、煤炭和煤泥分开不完全等，导致含水量居高不下。火车在途行驶时间也较长，经常出现中途停留、集中到达、排队卸车以及上万吨以上单元车辆分批包装运输组合的现象，其中“浴盆型”C80 列车的冰车问题尤为突出。

技术改造后，防冻剂能适应喷洒体系的压强、黏性、密度和流速要求，工艺设备与原管路体系连接得当、匹配合理，适应工业生产需要。完成上述工艺改革后，为更有效地缓解冻车问题，装车公司还要进行如下几项工作。

第一，出台防冻车辆管理措施，完善防冻车辆管理体系，确定防冻剂关键技术指标，优化防冻剂喷洒工艺，健全防冻车辆应对预案。

第二，确定工作职责。责任单位要组建好相应的组织管理机构，并明确具体负责领导、责任机关，进一步细化站段和各站区日常管理与协作制度，形成高效联合、有效应对、快速反应的机制。

第三，严格筛选防冻剂供货商。供货商必须具备法定生效的工商部门经营执照及其他必要的法规证实文书，以及合理的质量保证手段。

第四，与当地铁路相关单位保持联系，及时通知调度员预计装车时间，并积极联系火车头，缩短列车到站时间，尽量减少半路停留时间、避免重机集中到达。

第五，对主要车次进行跟踪。对那些使用“浴盆型”C 型列车、K 型列车及万吨以上的动车组等重点车辆实行逐列跟踪监控。