煤炭鐵路運輸中的環境污染

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一、鐵路運煤的環境污染

1.運煤中煤塵影響鐵路運行。散煤料在車廂運輸過程中，車廂頂部煤層表面風力可達5級以上，表面煤塵極易散落。特別在兩車會車時，風力會急劇加大形成煤粉的揚塵。當列車通過隧道時風力劇增，列車車廂表面的細顆粒煤及煤塵被吹落到列車外部。由于風力和顛簸作用，漂浮的煤塵極易停留在隧道內部并吸附到隧道表面及沿線電網和電路絕緣子等設備上，嚴重影響了沿線電網和電路絕緣子的壽命。由于煤塵的酸性特點，對鐵路沿線的構筑物、建筑物、鋼軌和扣件產生腐蝕破壞。當揚塵落下并黏附于機車上，引起機車本身設備故障，增加了沿線維護和檢修工人的工作量。在鐵路沿線一些狹小空間如果煤塵濃度過高，還存在煤塵爆炸的危險。

2.運煤中煤塵影響鐵路沿線人員健康。運煤中產生的煤塵破壞了鐵路沿線的工作環境，影響了沿線工人的健康。特別在一些空間較為局限的隧道內，長期進行維護和檢修的工人更容易吸入煤塵，危害工人身體健康。在北方的陜西、山西、內蒙古有的地方空氣中揚塵質量濃度達到34～85mg/m3，遠超過國家規定的0.5mg/m3標準，極大地威脅著沿線群眾的身體健康。

3.運煤中煤塵影響鐵路周圍農作物。飛舞的煤塵落到周圍農作物葉面上，會減少其光合作用面積，影響農作物生長。原煤中一些化學物質(如硫)會隨著雨水流到周圍的耕地或者地下水，從而改變土壤的化學成分，影響耕種。被污染的農作物銷售受到嚴重制約，降低了沿線居民的收入，增加了社會的不穩定因素。

二、鐵路運煤污染的應對措施

1.車廂加蓋或篷布遮蓋防塵法。在貨運列車車廂上加蓋或利用篷布等遮蓋，防止煤粉散落和吹入空氣中。這種方法簡單，防塵效果較好，但成本較高，操作麻煩。煤炭運輸在列車車箱加蓋或拉篷布的過程中，需要依靠眾多工人完成，不僅增加了人工數量和裝車費用，還降低了鐵路的裝車速度。使用后的篷布還需要定期更換和清洗，增加了維護工作量。因此，車廂加蓋或篷布遮蓋防塵法的人工安全、工資成本、裝車時間等都成為抑制鐵路運輸發展的重要因素。

2.灑水防塵法。灑水防塵法是較為傳統的除塵方式，也是目前鐵路煤炭運輸采取的主要除塵措施。灑水防塵包括車輛灑水和噴淋灑水兩種方式，根據煤炭的運輸量和環境溫度綜合考慮選擇合適的灑水方式。當煤塵濃度較高時，為了盡量減少散水水量，可利用一些化學添加劑，增加水濕潤煤塵的效果。灑水防塵經濟性較差。采用散水車散水時，所配套的油料、燃料及相應配套部件較貴，灑水成本高。同時在北方一些缺水地區，水源供給極為困難。灑水防塵受環境溫度影響較大，當環境溫度升高后，水的蒸發較快，微塵量急劇增加。此時需要增加灑水量和灑水頻率，浪費大量的水資源，不利于環保和節能。可見，灑水防塵并非經濟有效的方法。

3.列車煤粒表面表層固化技術。列車煤粒表面表層固化技術，是通過使用固化抑塵劑噴灑在煤層表面，使煤層表面形成以煤塊、煤粒和煤塵黏結在一起的直徑較大的固化層，以此達到防止揚塵污染效果的防塵技術。抑塵藥劑主要利用藥劑的凝聚和成膜作用將煤塵捕捉、團聚和固化，將煤塵鎖在其網狀結構內。該網狀結構也可以將水分鎖住，降低水的蒸發，同時起到保濕的作用。抑塵劑分為固體抑塵劑和液體抑塵劑兩種。使用固體抑塵劑時，按照所需總量合理配備固體抑塵劑和水，配比為1∶100～1∶150。在攪拌罐中，通過轉數和流量調節配液濃度，合格后進入儲液系統備用。液體抑塵劑使用時，直接將液體抑塵劑原液和水，以1∶100配比混合，檢測到達所需濃度后，即可進入儲液系統備用。噴灑裝置分為固定式和移動式兩種。蘭州交通大學、北京交通大學等研制的固化劑，列車在行駛600多km后，煤損耗在1%左右，而且噴灑該覆蓋劑后，煤車沿線運行中，煤損耗可減少到0.2%。此研究成果正在試點推廣。

4.堵漏、整平、噴灑固化劑綜合防塵法。此方法就是運煤列車裝車前先用堵漏材料堵塞車廂的縫隙，然后裝車時平整煤車表面，最后用固化劑噴灑煤車表面煤顆粒。實現裝車、整平、噴灑自動化控制，解決煤塵揚塵污染。神華集團采用這種方法，大大降低了煤塵對鐵路沿線的污染，2012年減少煤炭損失70萬t，產生直接經濟效益達2.8億元。可見，煤炭鐵路運輸過程中的減少煤塵環境污染比較新穎和有效防治方法是化學抑塵劑的開發和應用，而且該方法處于不斷創新和發展中［13］。中國鐵路運輸抑塵技術于2007年開始應用，目前，全國已經建成噴灑站32個，在建和規劃中的噴灑站25個。中國已建成的抑塵劑噴淋站可完成煤炭運量2.0億～2.2億t的噴淋作用，占全國煤炭運量的14%左右，在建或處于設計階段的抑塵劑噴淋站可完成煤炭運量1.7億～2.0億t的噴淋作業。目前，煤粒表面表層固化技術在沈陽、呼和浩特、鄭州、南寧、武漢等鐵路局和新礦集團、廣鐵集團等單位獲得了廣泛應用。由于固化技術抑塵劑的作用，將煤粒和煤塵有效團聚成團及閉鎖的網狀結構，減少了煤炭運輸列車對旅客列車車廂的污染及旅客的人身傷害，也減少了煤塵對鐵路沿線人民群眾、建筑物、農作物的污染］，凈化了鐵路沿線的自然環境。因而，推廣表面表層固化技術，減少鐵路運煤中的煤塵污染尤為重要。煤粒表面表層固化技術目前存在的主要問題是有些抑塵劑是利用“三廢”制成，有可能造成二次污染，還有一些抑塵劑價格過高。因此，研制低成本、無二次污染、易分解的抑塵劑是新型抑塵劑的發展方向。

3結語

中國煤炭運輸以鐵路為主，煤炭運輸中產生大量飛塵，造成了環境污染和資源損失。若干單位的煤粒表面表層固化技術得以應用，并取得了較好的效果。因此，應加大對固化劑的研究，積極推廣利用以表層顆粒固化技術為主的多種防塵措施。

作者：王鐵力單位：中煤科工集團武漢設計研究院有限公司管道輸煤所

1.運煤中煤塵影響鐵路運行。散煤料在車廂運輸過程中，車廂頂部煤層表面風力可達5級以上，表面煤塵極易散落。特別在兩車會車時，風力會急劇加大形成煤粉的揚塵。當列車通過隧道時風力劇增，列車車廂表面的細顆粒煤及煤塵被吹落到列車外部。由于風力和顛簸作用，漂浮的煤塵極易停留在隧道內部并吸附到隧道表面及沿線電網和電路絕緣子等設備上，嚴重影響了沿線電網和電路絕緣子的壽命。由于煤塵的酸性特點，對鐵路沿線的構筑物、建筑物、鋼軌和扣件產生腐蝕破壞。當揚塵落下并黏附于機車上，引起機車本身設備故障，增加了沿線維護和檢修工人的工作量。在鐵路沿線一些狹小空間如果煤塵濃度過高，還存在煤塵爆炸的危險。

2.運煤中煤塵影響鐵路沿線人員健康。運煤中產生的煤塵破壞了鐵路沿線的工作環境，影響了沿線工人的健康。特別在一些空間較為局限的隧道內，長期進行維護和檢修的工人更容易吸入煤塵，危害工人身體健康。在北方的陜西、山西、內蒙古有的地方空氣中揚塵質量濃度達到34～85mg/m3，遠超過國家規定的0.5mg/m3標準，極大地威脅著沿線群眾的身體健康。

3.運煤中煤塵影響鐵路周圍農作物。飛舞的煤塵落到周圍農作物葉面上，會減少其光合作用面積，影響農作物生長。原煤中一些化學物質(如硫)會隨著雨水流到周圍的耕地或者地下水，從而改變土壤的化學成分，影響耕種。被污染的農作物銷售受到嚴重制約，降低了沿線居民的收入，增加了社會的不穩定因素。

二、鐵路運煤污染的應對措施

1.車廂加蓋或篷布遮蓋防塵法。在貨運列車車廂上加蓋或利用篷布等遮蓋，防止煤粉散落和吹入空氣中。這種方法簡單，防塵效果較好，但成本較高，操作麻煩。煤炭運輸在列車車箱加蓋或拉篷布的過程中，需要依靠眾多工人完成，不僅增加了人工數量和裝車費用，還降低了鐵路的裝車速度。使用后的篷布還需要定期更換和清洗，增加了維護工作量。因此，車廂加蓋或篷布遮蓋防塵法的人工安全、工資成本、裝車時間等都成為抑制鐵路運輸發展的重要因素。

2.灑水防塵法。灑水防塵法是較為傳統的除塵方式，也是目前鐵路煤炭運輸采取的主要除塵措施。灑水防塵包括車輛灑水和噴淋灑水兩種方式，根據煤炭的運輸量和環境溫度綜合考慮選擇合適的灑水方式。當煤塵濃度較高時，為了盡量減少散水水量，可利用一些化學添加劑，增加水濕潤煤塵的效果。灑水防塵經濟性較差。采用散水車散水時，所配套的油料、燃料及相應配套部件較貴，灑水成本高。同時在北方一些缺水地區，水源供給極為困難。灑水防塵受環境溫度影響較大，當環境溫度升高后，水的蒸發較快，微塵量急劇增加。此時需要增加灑水量和灑水頻率，浪費大量的水資源，不利于環保和節能。可見，灑水防塵并非經濟有效的方法。

3.列車煤粒表面表層固化技術。列車煤粒表面表層固化技術，是通過使用固化抑塵劑噴灑在煤層表面，使煤層表面形成以煤塊、煤粒和煤塵黏結在一起的直徑較大的固化層，以此達到防止揚塵污染效果的防塵技術。抑塵藥劑主要利用藥劑的凝聚和成膜作用將煤塵捕捉、團聚和固化，將煤塵鎖在其網狀結構內。該網狀結構也可以將水分鎖住，降低水的蒸發，同時起到保濕的作用。抑塵劑分為固體抑塵劑和液體抑塵劑兩種。使用固體抑塵劑時，按照所需總量合理配備固體抑塵劑和水，配比為1∶100～1∶150。在攪拌罐中，通過轉數和流量調節配液濃度，合格后進入儲液系統備用。液體抑塵劑使用時，直接將液體抑塵劑原液和水，以1∶100配比混合，檢測到達所需濃度后，即可進入儲液系統備用。噴灑裝置分為固定式和移動式兩種。蘭州交通大學、北京交通大學等研制的固化劑，列車在行駛600多km后，煤損耗在1%左右，而且噴灑該覆蓋劑后，煤車沿線運行中，煤損耗可減少到0.2%。此研究成果正在試點推廣。

4.堵漏、整平、噴灑固化劑綜合防塵法。此方法就是運煤列車裝車前先用堵漏材料堵塞車廂的縫隙，然后裝車時平整煤車表面，最后用固化劑噴灑煤車表面煤顆粒。實現裝車、整平、噴灑自動化控制，解決煤塵揚塵污染。神華集團采用這種方法，大大降低了煤塵對鐵路沿線的污染，2012年減少煤炭損失70萬t，產生直接經濟效益達2.8億元。可見，煤炭鐵路運輸過程中的減少煤塵環境污染比較新穎和有效防治方法是化學抑塵劑的開發和應用，而且該方法處于不斷創新和發展中［13］。中國鐵路運輸抑塵技術于2007年開始應用，目前，全國已經建成噴灑站32個，在建和規劃中的噴灑站25個。中國已建成的抑塵劑噴淋站可完成煤炭運量2.0億～2.2億t的噴淋作用，占全國煤炭運量的14%左右，在建或處于設計階段的抑塵劑噴淋站可完成煤炭運量1.7億～2.0億t的噴淋作業。目前，煤粒表面表層固化技術在沈陽、呼和浩特、鄭州、南寧、武漢等鐵路局和新礦集團、廣鐵集團等單位獲得了廣泛應用。由于固化技術抑塵劑的作用，將煤粒和煤塵有效團聚成團及閉鎖的網狀結構，減少了煤炭運輸列車對旅客列車車廂的污染及旅客的人身傷害，也減少了煤塵對鐵路沿線人民群眾、建筑物、農作物的污染］，凈化了鐵路沿線的自然環境。因而，推廣表面表層固化技術，減少鐵路運煤中的煤塵污染尤為重要。煤粒表面表層固化技術目前存在的主要問題是有些抑塵劑是利用“三廢”制成，有可能造成二次污染，還有一些抑塵劑價格過高。因此，研制低成本、無二次污染、易分解的抑塵劑是新型抑塵劑的發展方向。

3結語

中國煤炭運輸以鐵路為主，煤炭運輸中產生大量飛塵，造成了環境污染和資源損失。若干單位的煤粒表面表層固化技術得以應用，并取得了較好的效果。因此，應加大對固化劑的研究，積極推廣利用以表層顆粒固化技術為主的多種防塵措施。

作者：王鐵力單位：中煤科工集團武漢設計研究院有限公司管道輸煤所

1.運煤中煤塵影響鐵路運行。散煤料在車廂運輸過程中，車廂頂部煤層表面風力可達5級以上，表面煤塵極易散落。特別在兩車會車時，風力會急劇加大形成煤粉的揚塵。當列車通過隧道時風力劇增，列車車廂表面的細顆粒煤及煤塵被吹落到列車外部。由于風力和顛簸作用，漂浮的煤塵極易停留在隧道內部并吸附到隧道表面及沿線電網和電路絕緣子等設備上，嚴重影響了沿線電網和電路絕緣子的壽命。由于煤塵的酸性特點，對鐵路沿線的構筑物、建筑物、鋼軌和扣件產生腐蝕破壞。當揚塵落下并黏附于機車上，引起機車本身設備故障，增加了沿線維護和檢修工人的工作量。在鐵路沿線一些狹小空間如果煤塵濃度過高，還存在煤塵爆炸的危險。

2.運煤中煤塵影響鐵路沿線人員健康。運煤中產生的煤塵破壞了鐵路沿線的工作環境，影響了沿線工人的健康。特別在一些空間較為局限的隧道內，長期進行維護和檢修的工人更容易吸入煤塵，危害工人身體健康。在北方的陜西、山西、內蒙古有的地方空氣中揚塵質量濃度達到34～85mg/m3，遠超過國家規定的0.5mg/m3標準，極大地威脅著沿線群眾的身體健康。

3.運煤中煤塵影響鐵路周圍農作物。飛舞的煤塵落到周圍農作物葉面上，會減少其光合作用面積，影響農作物生長。原煤中一些化學物質(如硫)會隨著雨水流到周圍的耕地或者地下水，從而改變土壤的化學成分，影響耕種。被污染的農作物銷售受到嚴重制約，降低了沿線居民的收入，增加了社會的不穩定因素。

二、鐵路運煤污染的應對措施

1.車廂加蓋或篷布遮蓋防塵法。在貨運列車車廂上加蓋或利用篷布等遮蓋，防止煤粉散落和吹入空氣中。這種方法簡單，防塵效果較好，但成本較高，操作麻煩。煤炭運輸在列車車箱加蓋或拉篷布的過程中，需要依靠眾多工人完成，不僅增加了人工數量和裝車費用，還降低了鐵路的裝車速度。使用后的篷布還需要定期更換和清洗，增加了維護工作量。因此，車廂加蓋或篷布遮蓋防塵法的人工安全、工資成本、裝車時間等都成為抑制鐵路運輸發展的重要因素。

2.灑水防塵法。灑水防塵法是較為傳統的除塵方式，也是目前鐵路煤炭運輸采取的主要除塵措施。灑水防塵包括車輛灑水和噴淋灑水兩種方式，根據煤炭的運輸量和環境溫度綜合考慮選擇合適的灑水方式。當煤塵濃度較高時，為了盡量減少散水水量，可利用一些化學添加劑，增加水濕潤煤塵的效果。灑水防塵經濟性較差。采用散水車散水時，所配套的油料、燃料及相應配套部件較貴，灑水成本高。同時在北方一些缺水地區，水源供給極為困難。灑水防塵受環境溫度影響較大，當環境溫度升高后，水的蒸發較快，微塵量急劇增加。此時需要增加灑水量和灑水頻率，浪費大量的水資源，不利于環保和節能。可見，灑水防塵并非經濟有效的方法。

3.列車煤粒表面表層固化技術。列車煤粒表面表層固化技術，是通過使用固化抑塵劑噴灑在煤層表面，使煤層表面形成以煤塊、煤粒和煤塵黏結在一起的直徑較大的固化層，以此達到防止揚塵污染效果的防塵技術。抑塵藥劑主要利用藥劑的凝聚和成膜作用將煤塵捕捉、團聚和固化，將煤塵鎖在其網狀結構內。該網狀結構也可以將水分鎖住，降低水的蒸發，同時起到保濕的作用。抑塵劑分為固體抑塵劑和液體抑塵劑兩種。使用固體抑塵劑時，按照所需總量合理配備固體抑塵劑和水，配比為1∶100～1∶150。在攪拌罐中，通過轉數和流量調節配液濃度，合格后進入儲液系統備用。液體抑塵劑使用時，直接將液體抑塵劑原液和水，以1∶100配比混合，檢測到達所需濃度后，即可進入儲液系統備用。噴灑裝置分為固定式和移動式兩種。蘭州交通大學、北京交通大學等研制的固化劑，列車在行駛600多km后，煤損耗在1%左右，而且噴灑該覆蓋劑后，煤車沿線運行中，煤損耗可減少到0.2%。此研究成果正在試點推廣。

4.堵漏、整平、噴灑固化劑綜合防塵法。此方法就是運煤列車裝車前先用堵漏材料堵塞車廂的縫隙，然后裝車時平整煤車表面，最后用固化劑噴灑煤車表面煤顆粒。實現裝車、整平、噴灑自動化控制，解決煤塵揚塵污染。神華集團采用這種方法，大大降低了煤塵對鐵路沿線的污染，2012年減少煤炭損失70萬t，產生直接經濟效益達2.8億元。可見，煤炭鐵路運輸過程中的減少煤塵環境污染比較新穎和有效防治方法是化學抑塵劑的開發和應用，而且該方法處于不斷創新和發展中［13］。中國鐵路運輸抑塵技術于2007年開始應用，目前，全國已經建成噴灑站32個，在建和規劃中的噴灑站25個。中國已建成的抑塵劑噴淋站可完成煤炭運量2.0億～2.2億t的噴淋作用，占全國煤炭運量的14%左右，在建或處于設計階段的抑塵劑噴淋站可完成煤炭運量1.7億～2.0億t的噴淋作業。目前，煤粒表面表層固化技術在沈陽、呼和浩特、鄭州、南寧、武漢等鐵路局和新礦集團、廣鐵集團等單位獲得了廣泛應用。由于固化技術抑塵劑的作用，將煤粒和煤塵有效團聚成團及閉鎖的網狀結構，減少了煤炭運輸列車對旅客列車車廂的污染及旅客的人身傷害，也減少了煤塵對鐵路沿線人民群眾、建筑物、農作物的污染］，凈化了鐵路沿線的自然環境。因而，推廣表面表層固化技術，減少鐵路運煤中的煤塵污染尤為重要。煤粒表面表層固化技術目前存在的主要問題是有些抑塵劑是利用“三廢”制成，有可能造成二次污染，還有一些抑塵劑價格過高。因此，研制低成本、無二次污染、易分解的抑塵劑是新型抑塵劑的發展方向。

三、結語

中國煤炭運輸以鐵路為主，煤炭運輸中產生大量飛塵，造成了環境污染和資源損失。若干單位的煤粒表面表層固化技術得以應用，并取得了較好的效果。因此，應加大對固化劑的研究，積極推廣利用以表層顆粒固化技術為主的多種防塵措施。

作者：王鐵力單位：中煤科工集團武漢設計研究院有限公司管道輸煤所