煤炭铁路运输中的环境污染

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一、铁路运煤的环境污染

1.运煤中煤尘影响铁路运行。散煤料在车厢运输过程中，车厢顶部煤层表面风力可达5级以上，表面煤尘极易散落。特别在两车会车时，风力会急剧加大形成煤粉的扬尘。当列车通过隧道时风力剧增，列车车厢表面的细颗粒煤及煤尘被吹落到列车外部。由于风力和颠簸作用，漂浮的煤尘极易停留在隧道内部并吸附到隧道表面及沿线电网和电路绝缘子等设备上，严重影响了沿线电网和电路绝缘子的寿命。由于煤尘的酸性特点，对铁路沿线的构筑物、建筑物、钢轨和扣件产生腐蚀破坏。当扬尘落下并黏附于机车上，引起机车本身设备故障，增加了沿线维护和检修工人的工作量。在铁路沿线一些狭小空间如果煤尘浓度过高，还存在煤尘爆炸的危险。

2.运煤中煤尘影响铁路沿线人员健康。运煤中产生的煤尘破坏了铁路沿线的工作环境，影响了沿线工人的健康。特别在一些空间较为局限的隧道内，长期进行维护和检修的工人更容易吸入煤尘，危害工人身体健康。在北方的陕西、山西、内蒙古有的地方空气中扬尘质量浓度达到34～85mg/m3，远超过国家规定的0.5mg/m3标准，极大地威胁着沿线群众的身体健康。

3.运煤中煤尘影响铁路周围农作物。飞舞的煤尘落到周围农作物叶面上，会减少其光合作用面积，影响农作物生长。原煤中一些化学物质(如硫)会随着雨水流到周围的耕地或者地下水，从而改变土壤的化学成分，影响耕种。被污染的农作物销售受到严重制约，降低了沿线居民的收入，增加了社会的不稳定因素。

二、铁路运煤污染的应对措施

1.车厢加盖或篷布遮盖防尘法。在货运列车车厢上加盖或利用篷布等遮盖，防止煤粉散落和吹入空气中。这种方法简单，防尘效果较好，但成本较高，操作麻烦。煤炭运输在列车车箱加盖或拉篷布的过程中，需要依靠众多工人完成，不仅增加了人工数量和装车费用，还降低了铁路的装车速度。使用后的篷布还需要定期更换和清洗，增加了维护工作量。因此，车厢加盖或篷布遮盖防尘法的人工安全、工资成本、装车时间等都成为抑制铁路运输发展的重要因素。

2.洒水防尘法。洒水防尘法是较为传统的除尘方式，也是目前铁路煤炭运输采取的主要除尘措施。洒水防尘包括车辆洒水和喷淋洒水两种方式，根据煤炭的运输量和环境温度综合考虑选择合适的洒水方式。当煤尘浓度较高时，为了尽量减少散水水量，可利用一些化学添加剂，增加水湿润煤尘的效果。洒水防尘经济性较差。采用散水车散水时，所配套的油料、燃料及相应配套部件较贵，洒水成本高。同时在北方一些缺水地区，水源供给极为困难。洒水防尘受环境温度影响较大，当环境温度升高后，水的蒸发较快，微尘量急剧增加。此时需要增加洒水量和洒水频率，浪费大量的水资源，不利于环保和节能。可见，洒水防尘并非经济有效的方法。

3.列车煤粒表面表层固化技术。列车煤粒表面表层固化技术，是通过使用固化抑尘剂喷洒在煤层表面，使煤层表面形成以煤块、煤粒和煤尘黏结在一起的直径较大的固化层，以此达到防止扬尘污染效果的防尘技术。抑尘药剂主要利用药剂的凝聚和成膜作用将煤尘捕捉、团聚和固化，将煤尘锁在其网状结构内。该网状结构也可以将水分锁住，降低水的蒸发，同时起到保湿的作用。抑尘剂分为固体抑尘剂和液体抑尘剂两种。使用固体抑尘剂时，按照所需总量合理配备固体抑尘剂和水，配比为1∶100～1∶150。在搅拌罐中，通过转数和流量调节配液浓度，合格后进入储液系统备用。液体抑尘剂使用时，直接将液体抑尘剂原液和水，以1∶100配比混合，检测到达所需浓度后，即可进入储液系统备用。喷洒装置分为固定式和移动式两种。兰州交通大学、北京交通大学等研制的固化剂，列车在行驶600多km后，煤损耗在1%左右，而且喷洒该覆盖剂后，煤车沿线运行中，煤损耗可减少到0.2%。此研究成果正在试点推广。

4.堵漏、整平、喷洒固化剂综合防尘法。此方法就是运煤列车装车前先用堵漏材料堵塞车厢的缝隙，然后装车时平整煤车表面，最后用固化剂喷洒煤车表面煤颗粒。实现装车、整平、喷洒自动化控制，解决煤尘扬尘污染。神华集团采用这种方法，大大降低了煤尘对铁路沿线的污染，2012年减少煤炭损失70万t，产生直接经济效益达2.8亿元。可见，煤炭铁路运输过程中的减少煤尘环境污染比较新颖和有效防治方法是化学抑尘剂的开发和应用，而且该方法处于不断创新和发展中［13］。中国铁路运输抑尘技术于2007年开始应用，目前，全国已经建成喷洒站32个，在建和规划中的喷洒站25个。中国已建成的抑尘剂喷淋站可完成煤炭运量2.0亿～2.2亿t的喷淋作用，占全国煤炭运量的14%左右，在建或处于设计阶段的抑尘剂喷淋站可完成煤炭运量1.7亿～2.0亿t的喷淋作业。目前，煤粒表面表层固化技术在沈阳、呼和浩特、郑州、南宁、武汉等铁路局和新矿集团、广铁集团等单位获得了广泛应用。由于固化技术抑尘剂的作用，将煤粒和煤尘有效团聚成团及闭锁的网状结构，减少了煤炭运输列车对旅客列车车厢的污染及旅客的人身伤害，也减少了煤尘对铁路沿线人民群众、建筑物、农作物的污染］，净化了铁路沿线的自然环境。因而，推广表面表层固化技术，减少铁路运煤中的煤尘污染尤为重要。煤粒表面表层固化技术目前存在的主要问题是有些抑尘剂是利用“三废”制成，有可能造成二次污染，还有一些抑尘剂价格过高。因此，研制低成本、无二次污染、易分解的抑尘剂是新型抑尘剂的发展方向。

3结语

中国煤炭运输以铁路为主，煤炭运输中产生大量飞尘，造成了环境污染和资源损失。若干单位的煤粒表面表层固化技术得以应用，并取得了较好的效果。因此，应加大对固化剂的研究，积极推广利用以表层颗粒固化技术为主的多种防尘措施。

作者：王铁力单位：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司管道输煤所

1.运煤中煤尘影响铁路运行。散煤料在车厢运输过程中，车厢顶部煤层表面风力可达5级以上，表面煤尘极易散落。特别在两车会车时，风力会急剧加大形成煤粉的扬尘。当列车通过隧道时风力剧增，列车车厢表面的细颗粒煤及煤尘被吹落到列车外部。由于风力和颠簸作用，漂浮的煤尘极易停留在隧道内部并吸附到隧道表面及沿线电网和电路绝缘子等设备上，严重影响了沿线电网和电路绝缘子的寿命。由于煤尘的酸性特点，对铁路沿线的构筑物、建筑物、钢轨和扣件产生腐蚀破坏。当扬尘落下并黏附于机车上，引起机车本身设备故障，增加了沿线维护和检修工人的工作量。在铁路沿线一些狭小空间如果煤尘浓度过高，还存在煤尘爆炸的危险。

2.运煤中煤尘影响铁路沿线人员健康。运煤中产生的煤尘破坏了铁路沿线的工作环境，影响了沿线工人的健康。特别在一些空间较为局限的隧道内，长期进行维护和检修的工人更容易吸入煤尘，危害工人身体健康。在北方的陕西、山西、内蒙古有的地方空气中扬尘质量浓度达到34～85mg/m3，远超过国家规定的0.5mg/m3标准，极大地威胁着沿线群众的身体健康。

3.运煤中煤尘影响铁路周围农作物。飞舞的煤尘落到周围农作物叶面上，会减少其光合作用面积，影响农作物生长。原煤中一些化学物质(如硫)会随着雨水流到周围的耕地或者地下水，从而改变土壤的化学成分，影响耕种。被污染的农作物销售受到严重制约，降低了沿线居民的收入，增加了社会的不稳定因素。

二、铁路运煤污染的应对措施

1.车厢加盖或篷布遮盖防尘法。在货运列车车厢上加盖或利用篷布等遮盖，防止煤粉散落和吹入空气中。这种方法简单，防尘效果较好，但成本较高，操作麻烦。煤炭运输在列车车箱加盖或拉篷布的过程中，需要依靠众多工人完成，不仅增加了人工数量和装车费用，还降低了铁路的装车速度。使用后的篷布还需要定期更换和清洗，增加了维护工作量。因此，车厢加盖或篷布遮盖防尘法的人工安全、工资成本、装车时间等都成为抑制铁路运输发展的重要因素。

2.洒水防尘法。洒水防尘法是较为传统的除尘方式，也是目前铁路煤炭运输采取的主要除尘措施。洒水防尘包括车辆洒水和喷淋洒水两种方式，根据煤炭的运输量和环境温度综合考虑选择合适的洒水方式。当煤尘浓度较高时，为了尽量减少散水水量，可利用一些化学添加剂，增加水湿润煤尘的效果。洒水防尘经济性较差。采用散水车散水时，所配套的油料、燃料及相应配套部件较贵，洒水成本高。同时在北方一些缺水地区，水源供给极为困难。洒水防尘受环境温度影响较大，当环境温度升高后，水的蒸发较快，微尘量急剧增加。此时需要增加洒水量和洒水频率，浪费大量的水资源，不利于环保和节能。可见，洒水防尘并非经济有效的方法。

3.列车煤粒表面表层固化技术。列车煤粒表面表层固化技术，是通过使用固化抑尘剂喷洒在煤层表面，使煤层表面形成以煤块、煤粒和煤尘黏结在一起的直径较大的固化层，以此达到防止扬尘污染效果的防尘技术。抑尘药剂主要利用药剂的凝聚和成膜作用将煤尘捕捉、团聚和固化，将煤尘锁在其网状结构内。该网状结构也可以将水分锁住，降低水的蒸发，同时起到保湿的作用。抑尘剂分为固体抑尘剂和液体抑尘剂两种。使用固体抑尘剂时，按照所需总量合理配备固体抑尘剂和水，配比为1∶100～1∶150。在搅拌罐中，通过转数和流量调节配液浓度，合格后进入储液系统备用。液体抑尘剂使用时，直接将液体抑尘剂原液和水，以1∶100配比混合，检测到达所需浓度后，即可进入储液系统备用。喷洒装置分为固定式和移动式两种。兰州交通大学、北京交通大学等研制的固化剂，列车在行驶600多km后，煤损耗在1%左右，而且喷洒该覆盖剂后，煤车沿线运行中，煤损耗可减少到0.2%。此研究成果正在试点推广。

4.堵漏、整平、喷洒固化剂综合防尘法。此方法就是运煤列车装车前先用堵漏材料堵塞车厢的缝隙，然后装车时平整煤车表面，最后用固化剂喷洒煤车表面煤颗粒。实现装车、整平、喷洒自动化控制，解决煤尘扬尘污染。神华集团采用这种方法，大大降低了煤尘对铁路沿线的污染，2012年减少煤炭损失70万t，产生直接经济效益达2.8亿元。可见，煤炭铁路运输过程中的减少煤尘环境污染比较新颖和有效防治方法是化学抑尘剂的开发和应用，而且该方法处于不断创新和发展中［13］。中国铁路运输抑尘技术于2007年开始应用，目前，全国已经建成喷洒站32个，在建和规划中的喷洒站25个。中国已建成的抑尘剂喷淋站可完成煤炭运量2.0亿～2.2亿t的喷淋作用，占全国煤炭运量的14%左右，在建或处于设计阶段的抑尘剂喷淋站可完成煤炭运量1.7亿～2.0亿t的喷淋作业。目前，煤粒表面表层固化技术在沈阳、呼和浩特、郑州、南宁、武汉等铁路局和新矿集团、广铁集团等单位获得了广泛应用。由于固化技术抑尘剂的作用，将煤粒和煤尘有效团聚成团及闭锁的网状结构，减少了煤炭运输列车对旅客列车车厢的污染及旅客的人身伤害，也减少了煤尘对铁路沿线人民群众、建筑物、农作物的污染］，净化了铁路沿线的自然环境。因而，推广表面表层固化技术，减少铁路运煤中的煤尘污染尤为重要。煤粒表面表层固化技术目前存在的主要问题是有些抑尘剂是利用“三废”制成，有可能造成二次污染，还有一些抑尘剂价格过高。因此，研制低成本、无二次污染、易分解的抑尘剂是新型抑尘剂的发展方向。

3结语

中国煤炭运输以铁路为主，煤炭运输中产生大量飞尘，造成了环境污染和资源损失。若干单位的煤粒表面表层固化技术得以应用，并取得了较好的效果。因此，应加大对固化剂的研究，积极推广利用以表层颗粒固化技术为主的多种防尘措施。

作者：王铁力单位：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司管道输煤所

1.运煤中煤尘影响铁路运行。散煤料在车厢运输过程中，车厢顶部煤层表面风力可达5级以上，表面煤尘极易散落。特别在两车会车时，风力会急剧加大形成煤粉的扬尘。当列车通过隧道时风力剧增，列车车厢表面的细颗粒煤及煤尘被吹落到列车外部。由于风力和颠簸作用，漂浮的煤尘极易停留在隧道内部并吸附到隧道表面及沿线电网和电路绝缘子等设备上，严重影响了沿线电网和电路绝缘子的寿命。由于煤尘的酸性特点，对铁路沿线的构筑物、建筑物、钢轨和扣件产生腐蚀破坏。当扬尘落下并黏附于机车上，引起机车本身设备故障，增加了沿线维护和检修工人的工作量。在铁路沿线一些狭小空间如果煤尘浓度过高，还存在煤尘爆炸的危险。

2.运煤中煤尘影响铁路沿线人员健康。运煤中产生的煤尘破坏了铁路沿线的工作环境，影响了沿线工人的健康。特别在一些空间较为局限的隧道内，长期进行维护和检修的工人更容易吸入煤尘，危害工人身体健康。在北方的陕西、山西、内蒙古有的地方空气中扬尘质量浓度达到34～85mg/m3，远超过国家规定的0.5mg/m3标准，极大地威胁着沿线群众的身体健康。

3.运煤中煤尘影响铁路周围农作物。飞舞的煤尘落到周围农作物叶面上，会减少其光合作用面积，影响农作物生长。原煤中一些化学物质(如硫)会随着雨水流到周围的耕地或者地下水，从而改变土壤的化学成分，影响耕种。被污染的农作物销售受到严重制约，降低了沿线居民的收入，增加了社会的不稳定因素。

二、铁路运煤污染的应对措施

1.车厢加盖或篷布遮盖防尘法。在货运列车车厢上加盖或利用篷布等遮盖，防止煤粉散落和吹入空气中。这种方法简单，防尘效果较好，但成本较高，操作麻烦。煤炭运输在列车车箱加盖或拉篷布的过程中，需要依靠众多工人完成，不仅增加了人工数量和装车费用，还降低了铁路的装车速度。使用后的篷布还需要定期更换和清洗，增加了维护工作量。因此，车厢加盖或篷布遮盖防尘法的人工安全、工资成本、装车时间等都成为抑制铁路运输发展的重要因素。

2.洒水防尘法。洒水防尘法是较为传统的除尘方式，也是目前铁路煤炭运输采取的主要除尘措施。洒水防尘包括车辆洒水和喷淋洒水两种方式，根据煤炭的运输量和环境温度综合考虑选择合适的洒水方式。当煤尘浓度较高时，为了尽量减少散水水量，可利用一些化学添加剂，增加水湿润煤尘的效果。洒水防尘经济性较差。采用散水车散水时，所配套的油料、燃料及相应配套部件较贵，洒水成本高。同时在北方一些缺水地区，水源供给极为困难。洒水防尘受环境温度影响较大，当环境温度升高后，水的蒸发较快，微尘量急剧增加。此时需要增加洒水量和洒水频率，浪费大量的水资源，不利于环保和节能。可见，洒水防尘并非经济有效的方法。

3.列车煤粒表面表层固化技术。列车煤粒表面表层固化技术，是通过使用固化抑尘剂喷洒在煤层表面，使煤层表面形成以煤块、煤粒和煤尘黏结在一起的直径较大的固化层，以此达到防止扬尘污染效果的防尘技术。抑尘药剂主要利用药剂的凝聚和成膜作用将煤尘捕捉、团聚和固化，将煤尘锁在其网状结构内。该网状结构也可以将水分锁住，降低水的蒸发，同时起到保湿的作用。抑尘剂分为固体抑尘剂和液体抑尘剂两种。使用固体抑尘剂时，按照所需总量合理配备固体抑尘剂和水，配比为1∶100～1∶150。在搅拌罐中，通过转数和流量调节配液浓度，合格后进入储液系统备用。液体抑尘剂使用时，直接将液体抑尘剂原液和水，以1∶100配比混合，检测到达所需浓度后，即可进入储液系统备用。喷洒装置分为固定式和移动式两种。兰州交通大学、北京交通大学等研制的固化剂，列车在行驶600多km后，煤损耗在1%左右，而且喷洒该覆盖剂后，煤车沿线运行中，煤损耗可减少到0.2%。此研究成果正在试点推广。

4.堵漏、整平、喷洒固化剂综合防尘法。此方法就是运煤列车装车前先用堵漏材料堵塞车厢的缝隙，然后装车时平整煤车表面，最后用固化剂喷洒煤车表面煤颗粒。实现装车、整平、喷洒自动化控制，解决煤尘扬尘污染。神华集团采用这种方法，大大降低了煤尘对铁路沿线的污染，2012年减少煤炭损失70万t，产生直接经济效益达2.8亿元。可见，煤炭铁路运输过程中的减少煤尘环境污染比较新颖和有效防治方法是化学抑尘剂的开发和应用，而且该方法处于不断创新和发展中［13］。中国铁路运输抑尘技术于2007年开始应用，目前，全国已经建成喷洒站32个，在建和规划中的喷洒站25个。中国已建成的抑尘剂喷淋站可完成煤炭运量2.0亿～2.2亿t的喷淋作用，占全国煤炭运量的14%左右，在建或处于设计阶段的抑尘剂喷淋站可完成煤炭运量1.7亿～2.0亿t的喷淋作业。目前，煤粒表面表层固化技术在沈阳、呼和浩特、郑州、南宁、武汉等铁路局和新矿集团、广铁集团等单位获得了广泛应用。由于固化技术抑尘剂的作用，将煤粒和煤尘有效团聚成团及闭锁的网状结构，减少了煤炭运输列车对旅客列车车厢的污染及旅客的人身伤害，也减少了煤尘对铁路沿线人民群众、建筑物、农作物的污染］，净化了铁路沿线的自然环境。因而，推广表面表层固化技术，减少铁路运煤中的煤尘污染尤为重要。煤粒表面表层固化技术目前存在的主要问题是有些抑尘剂是利用“三废”制成，有可能造成二次污染，还有一些抑尘剂价格过高。因此，研制低成本、无二次污染、易分解的抑尘剂是新型抑尘剂的发展方向。

三、结语

中国煤炭运输以铁路为主，煤炭运输中产生大量飞尘，造成了环境污染和资源损失。若干单位的煤粒表面表层固化技术得以应用，并取得了较好的效果。因此，应加大对固化剂的研究，积极推广利用以表层颗粒固化技术为主的多种防尘措施。

作者：王铁力单位：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司管道输煤所