煤運(yùn)重載鐵路大氣污染及防治措施的調(diào)查研究.doc

煤運(yùn)重載鐵路大氣污染及防治措施的調(diào)查研究 肖丁 （中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司湖北武漢） 摘要：作為煤炭大國(guó)，年全年我國(guó)原煤產(chǎn)量為億t，而其中約的煤炭通過鐵路運(yùn)輸。但散煤在鐵路運(yùn)輸中由于列車顛簸及風(fēng)力等原因，表面煤粉易散落，導(dǎo)致了嚴(yán)重的揚(yáng)塵污染。以我國(guó)西煤東運(yùn)的主要通道大秦線為例，通過實(shí)地調(diào)研，研究煤運(yùn)重載鐵路運(yùn)營(yíng)期運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸過程中大氣污染的主要環(huán)節(jié)，總結(jié)出防治的有效措施。 關(guān)鍵詞：重載鐵路；揚(yáng)塵污染；防治措施 ：A33.1：5089 研究背景 重載鐵路概述 所謂鐵路重載運(yùn)輸，是指在一定的技術(shù)裝備條件下，擴(kuò)大列車編組長(zhǎng)度，大幅度提高列車質(zhì)量，充分利用運(yùn)輸設(shè)施的綜合能力，采用大功率內(nèi)燃或電力機(jī)車牽引而達(dá)到一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)輸方式。 作為煤炭大國(guó)，年全年我國(guó)原煤產(chǎn)量為億，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展對(duì)煤炭能源產(chǎn)生了巨大的需求，而鐵路因其運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確性和連續(xù)性強(qiáng)、速度快、運(yùn)量大、成本低和可靠安全等特點(diǎn)，使其成為目前煤炭的主要運(yùn)輸方式。但煤炭在鐵路運(yùn)輸中，由于列車顛簸及風(fēng)力作用，表面細(xì)小的煤粉粒被吹離車體，落灑到路面，導(dǎo)致了揚(yáng)塵污染，而經(jīng)過后續(xù)車輛的碾壓，會(huì)形成粒徑更小濃度更高的二次揚(yáng)塵。運(yùn)煤列車煤塵飄散對(duì)線路兩側(cè)影響程度受列車運(yùn)行速度、煤的產(chǎn)地及、風(fēng)速、空氣濕度等氣候條件影響，這不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)運(yùn)輸過程中的煤炭散落損耗會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，惡化職工的作業(yè)環(huán)境，也可能會(huì)造成潛在的行車安全隱患。 大秦線大氣污染現(xiàn)狀 大秦線，即自山西省大同市至河北省秦皇島市的鐵路全線，縱貫了山西、河北兩省，經(jīng)過北京、天津兩個(gè)直轄市，全長(zhǎng)，是中國(guó)西煤東運(yùn)的最主要通道之一。作為中國(guó)新建的第一條雙線電氣化重載運(yùn)煤專線，大秦鐵路于年底全線通車，到年運(yùn)量達(dá)到設(shè)計(jì)能力一億。 超強(qiáng)的運(yùn)量也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。經(jīng)調(diào)查，經(jīng)過多年的污染，一條“黑帶”在大秦線鐵路沿線形成，嚴(yán)重影響了鐵路兩側(cè)以內(nèi)的農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物生長(zhǎng)。這種污染在隧道入口處顯得更為嚴(yán)重。經(jīng)實(shí)地監(jiān)測(cè)，當(dāng)裝載散煤超過車廂邊頂緣時(shí)，進(jìn)出隧道時(shí)受到的擾動(dòng)氣流甚至能將粒徑以下的煤粒刮出車體。散落到地上的煤，每月可增加的厚度，很快超過鐵軌軌頂，再經(jīng)過后續(xù)列車不斷的碾壓和路軌、路基間的擠壓，形成了不斷重復(fù)的二次揚(yáng)塵。在國(guó)內(nèi)其它運(yùn)煤專用線的運(yùn)輸過程中，也不同程度地存在著類似的情況。 大氣污染防治技術(shù) 目前國(guó)內(nèi)外常用的抑塵方法主要有：機(jī)械加蓋法、集裝箱專用列車法、蓬布遮蓋法及噴淋粘結(jié)型抑塵劑法等。 （）車體加蓋法因成本高、有效負(fù)載低，同時(shí)開關(guān)動(dòng)作及開關(guān)位置與現(xiàn)有機(jī)械裝卸過程很難匹配，實(shí)際中不可行。蓬布遮蓋常見于汽車運(yùn)輸中，但重載鐵路自動(dòng)化程度高、列車運(yùn)量大、作業(yè)速度快，若采用篷布覆蓋，需要大量人力，將對(duì)運(yùn)煤效率產(chǎn)生影響，實(shí)施較困難。采用集裝箱專用列車才發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用，但造價(jià)較高，目前在我國(guó)還不太適用。由于自動(dòng)化程度高、施工簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)，化學(xué)試劑表面抑塵法是比較容易實(shí)施的方法。 （）根據(jù)化學(xué)試劑的不同，化學(xué)劑表面抑塵法又分為表面濕潤(rùn)法和粘結(jié)固定法。表面濕潤(rùn)法是指利用具有保濕和吸濕性能的化學(xué)溶液，使散煤表面保持濕潤(rùn)，從而達(dá)到抑塵的目的。 （）表面粘結(jié)固定法是利用給散煤表面噴灑化學(xué)粘結(jié)劑，在其表面形成一層有一定強(qiáng)度和韌性的固化層，以達(dá)到阻止散煤散落的方法。因?yàn)楸砻嬲辰Y(jié)固定法防塵效果好，是鐵路散煤及其它散體物料運(yùn)輸過程防塵最有效的方法。 煤運(yùn)重載鐵路大氣污染的防治措施 根據(jù)大秦線的實(shí)際情況，其主要大氣污染防治為散煤在運(yùn)輸過程中的煤揚(yáng)塵防治，而縱觀煤運(yùn)重載鐵路的大氣污染問題，還要考慮到裝卸煤點(diǎn)的煤塵防治，因此探討了運(yùn)煤列車煤揚(yáng)塵防治和卸煤點(diǎn)的煤塵防治措施。 運(yùn)煤列車煤揚(yáng)塵防治 在煤炭的運(yùn)輸過程中，每節(jié)車廂均需做好抑塵工作，采用標(biāo)準(zhǔn)可參照鐵道部頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)條件第部分：抑塵劑（）和鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)條件第部分：噴灑裝置及方法（），標(biāo)準(zhǔn)對(duì)運(yùn)輸過程中采用的煤炭抑塵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)要求。 實(shí)際操作過程中，根據(jù)抑塵工作操作面的的不同，抑塵劑可采用人工、機(jī)械或自行式噴灑設(shè)備車及鋪設(shè)固定管道的方法進(jìn)行噴灑作業(yè)；人工噴灑僅適用于面積小于的現(xiàn)場(chǎng)，利用人工壓力式噴藥裝置對(duì)物料面積進(jìn)行均勻噴灑。當(dāng)處理面積在時(shí)，可采用以由單人利用電動(dòng)力噴射推行實(shí)現(xiàn)機(jī)械噴灑，射程為左右，采用該設(shè)備作業(yè)便利且降塵效果好，投資小但效率較低。自行式噴灑設(shè)備車適用于處理面積大于的物料表面抑塵，射程可達(dá)，通過鋪設(shè)管道并安裝噴灑器，向固定的料場(chǎng)、運(yùn)行貨車噴灑抑塵劑，效率高，抑塵效果好，但投資較大。 大秦線采用的抑塵設(shè)備主要有移動(dòng)式和固定式類，移動(dòng)式抑塵設(shè)備為一臺(tái)裝有配制好抑塵劑并配有噴灑設(shè)施的汽車，可對(duì)運(yùn)煤列車進(jìn)行噴灑；固定式抑塵設(shè)備則有擺臂式自動(dòng)噴灑裝置、對(duì)噴式自動(dòng)噴灑裝置、龍門式噴灑裝置種形式。液體抑塵劑的制備是簡(jiǎn)單的物理溶解過程，其制備流程（見圖、圖）。 固定式抑塵設(shè)備的噴灑采用電腦進(jìn)行自動(dòng)控制。運(yùn)煤列車裝好車通過抑塵站時(shí)，抑塵站內(nèi)固定式抑塵劑噴灑裝置將自動(dòng)向運(yùn)煤列車噴淋粘結(jié)劑，噴淋至運(yùn)煤列車表面的粘結(jié)劑將在煤塵表面進(jìn)行固結(jié)，大大降低運(yùn)煤列車沿線煤塵飄散，有效控制煤塵污染。列車以一定時(shí)速行經(jīng)噴灑設(shè)備時(shí)，抑塵劑均勻噴灑在煤炭表面，形成一層保護(hù)“篷布”，在車廂與車廂之間的車鉤間，噴灑則自動(dòng)停止，防止浪費(fèi)抑塵劑。抑塵劑應(yīng)使用可降解的有機(jī)高分子材料制得，無(wú)毒副作用，無(wú)異味，對(duì)材料無(wú)腐蝕，人體接觸不會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)，在日光照射下周會(huì)自然降解，不會(huì)造成二次污染。 噴灑完畢，為了防止噴灑孔眼被抑塵劑黏住而堵塞，噴灑設(shè)備要用清水進(jìn)行沖洗。另一方法是利用多功能抑塵車從抑塵站裝載已經(jīng)制備好的抑塵劑溶液，再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行噴灑作業(yè)。 卸煤點(diǎn)煤塵防治 敞車將煤炭運(yùn)輸至終點(diǎn)后，燃煤采用準(zhǔn)軌鐵路敞車運(yùn)輸，翻車機(jī)房?jī)?nèi)采用翻車機(jī)卸煤并通過皮帶運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)。若采用封閉式的儲(chǔ)存?zhèn)}及輸送裝卸裝置，各設(shè)施粉塵逸出量很小，可忽略不計(jì)。 翻車機(jī)在翻卸過程中起塵量較大且集中，是起塵的主要環(huán)節(jié)。根據(jù)環(huán)境保護(hù)的需要，翻車機(jī)房?jī)?nèi)必須設(shè)置干式除塵裝置（通常為布袋除塵器）進(jìn)行除塵，同時(shí)在翻車卸煤的過程中輔以噴灑裝置進(jìn)行除塵。 露天堆煤場(chǎng)由于面積較大，且全部是敞開空間，煤炭在整個(gè)貯存期間，若不采取相應(yīng)措施，由于煤炭顆粒表面干燥，若碰上極端天氣條件，將造成較大范圍的污染，因此它是造成大氣環(huán)境污染的另一大污染源。露天煤堆場(chǎng)揚(yáng)塵通常包括煤堆起塵、裝卸揚(yáng)塵兩部分。露天煤堆場(chǎng)揚(yáng)塵量的多少不僅與堆煤量、含水率、裝卸作業(yè)量、裝卸落差、周圍的地理環(huán)境及氣象條件等因素有關(guān)，而且與煤堆粉塵粒徑有關(guān)。根據(jù)相關(guān)研究資料，對(duì)于造成煤場(chǎng)及其外圍環(huán)境影響的煤粉塵粒徑一般小于，再大的煤粉塵顆粒靠湍流擾動(dòng)和重力沉降作用，傳播距離在排放源附近只有幾十米的范圍，不作為擴(kuò)散量考慮。 露天堆煤場(chǎng)的揚(yáng)塵量根據(jù)煤場(chǎng)風(fēng)速的不同變化較大，由于風(fēng)速較大時(shí)，煤場(chǎng)起塵較為嚴(yán)重，因此應(yīng)要求各露天堆煤場(chǎng)在風(fēng)速大于時(shí)，停止裝卸作業(yè)，并對(duì)堆垛加篷布苫蓋，防止揚(yáng)塵造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。 露天煤堆場(chǎng)通常需要灑水抑塵并且安裝防風(fēng)抑塵網(wǎng)，采用移動(dòng)式噴水設(shè)備保持煤堆的含水率在左右，并可通過設(shè)置防風(fēng)抑塵網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步降塵，減小對(duì)周圍環(huán)境的影響（見圖）。 結(jié)語(yǔ) 隨著最嚴(yán)新環(huán)保法的實(shí)施，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)上升為國(guó)家的基本國(guó)策。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)顯得越來(lái)越突出和迫切。近年來(lái)，以霧霾為代表的環(huán)境污染公共事件，引起了全社會(huì)的高度關(guān)注。煤炭等散貨的運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、裝卸，在帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也帶來(lái)了巨大的環(huán)境污染。鐵路環(huán)境保護(hù)應(yīng)貫徹“優(yōu)化優(yōu)先、綜合治理”的原則，使經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。 通過對(duì)大秦線現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，研究既有重載鐵路鐵路大氣污染現(xiàn)狀及防治措施，對(duì)其他相關(guān)重載鐵路環(huán)保設(shè)計(jì)起到借鑒作用。同時(shí)，通過對(duì)煤運(yùn)重載鐵路大氣污染主要問題和相應(yīng)防治措施的研究，為我國(guó)鐵路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明