铁路货场卸煤槽多种装卸工艺的对比分析

马建文

（中铁第四勘测设计院集团有限公司，武汉430063）

1 研究背景

在我国，煤在一次能源的结构中约占3/4，从现今的资源储量和能源利用比进行分析，煤在今后相当长的时间里依然会是我国最主要的一次能源。相应的，对煤的巨大的需求量使人们对它的运输容量、运输速度有极高的要求，我国60%以上的煤都是通过经济、快速的铁路体系进行运输的，这需要与铁路运煤相匹配的能大量作业且高效运行的卸料系统进行协同作业。

在煤的卸料系统中，煤料到达目的货场之后，无论是通过翻车机、漏斗车还是螺旋卸车机进行装卸，都需要建立输送通道将煤从轨道旁边的受煤装置（卸煤槽）转移到货场最终堆垛处。因此，提高卸煤槽的装卸工艺性能对整个煤料运输质量的提升都具有极大的促进意义。

2 卸煤槽的系统组成

在铁路货场卸煤槽的整个施工过程中，煤从车厢卸料、皮带输送到货场堆垛，最核心的装卸工艺是受煤和给料。也就是说，卸煤槽和给料机的工艺性能决定了整个装卸过程的作业速率。

2.1 卸煤槽

当煤料通过铁路运输从原料矿场到达目的地货场后，必须在短时间内将其从车厢中卸下，并使空车离位留下新的载货车的补位区间，否则就会发生压车排队的现象，从而影响整个装卸工艺的作业速率。因此，需要建设作业线足够长、容量足够大的卸煤槽，为随后输送环节的给料装置提供良好的作业平台，保证在新的载煤列车到来前完成煤料的皮带输送转移工作。

2.2 给料机

煤料到达铁路货场后，无论是使用何种方式卸煤，为避免煤料直接从列车车厢倾倒入输送机器中而带来巨大的冲击力，当煤料从车厢中转移出来之后，一般都会以卸煤槽进行缓冲，再将煤料通过给料机制输送到传输通道（皮带传输机）中进行最终转移[1]。因此，需要足够高效的给料机制，能够在短时间内将煤料从卸煤槽转移进输送通道，再通过皮带输送将煤料转移到最终的堆垛货场，完成整个铁路货场卸煤槽的装卸作业[2]。

3 卸煤槽卸煤方案

煤料从车厢转移到卸煤槽之后需要人工对列车进行工作确认和残渣清理，因此，需新建一条卸煤作业线，卸煤线的长度及相应的土建施工方法根据不同方案的列车编组形式、技术需求等进行确定。

列车编组的具体形式和对应的卸煤作业线的建设方案如下。

3.1 方案1：缝式煤槽+叶轮给煤机

方案描述：卸煤线有效卸煤坑长度115.2 m，可容纳8 节车皮同时卸车。坑内为底部长槽型煤斗，配置4 台叶轮给煤机，并设一条输煤皮带，输送能力为3 000 t/h。如图1 所示。

工艺流程：卸煤作业时，4 台叶轮给煤机分别随螺旋卸车机移动（若是漏斗车卸煤则煤料直接卸入受煤坑中），持续卸料和给料。

计算缝式煤槽容积V=S×L缝=20.48×120=2 457.6 m3（S为缝式煤槽截面积；L为缝式煤槽长度），输煤密度在容积计算中取0.85 t/m3。C70 货车额定载重按70 t 计算，则可容纳车辆数量N=V×0.85/70=29.84，取29 辆。叶轮给煤机工程造价为35万元/台，4 台共计140 万元。

图1 方案1 工作原理示意图

3.2 方案2：卸煤料斗+振动给料机

方案描述：卸煤线有效卸煤坑长度115.2 m，可容纳8 节车皮同时卸车，卸煤坑为16 个独立卸煤料斗，每节车皮对应2 个卸煤料斗，每个卸煤料斗下配置1 台振动给料机，单台振动给料机能力为300～800 t/h。设1 条输煤皮带，输送能力3 000 t/h。如图2 所示。

图2 方案2 工作原理示意图

工艺流程：卸煤作业时，8 节车厢将煤卸至16 个独立卸煤料斗中，此时卸煤料斗未饱和，由专用调车机牵引列车，继续后8 节列车卸煤（若是漏斗车卸煤则煤料直接卸入受煤坑中）。16 个卸煤料斗可容纳21 节货车存煤。卸煤料斗饱和后，开启振动给料机，基于底部输煤皮带的能力限制，最多4 台给料机同时工作。16 个卸煤料斗全部清空后，由专用调车机牵引列车，继续后16 节列车卸煤。

计算卸煤料斗容积V1=V2N1=108.62×16=1 737.9 m3（V2为单个料斗的容积；N1为料斗数量），输煤密度在容积计算中取0.85t/m3。C70 货车额定载重按70 t 计算，则可容纳车辆数量N2=V1×0.85/70=21.10，取21 辆。振动给料机工程造价35 万元/台，16 台共计560 万。另综合考虑由于深度增加造成的底板防护费用以及土方开挖费用增量，土建总造价增加130 万元左右。

3.3 方案3：卸煤料斗+活化给料机

方案描述：卸煤线有效卸煤坑长度115.2 m，可容纳8 节车皮同时卸车，卸煤坑为16 个独立卸煤料斗，每节车皮对应2 个卸煤料斗，每个卸煤料斗下配置1 台活化给料机，单台活化给料机能力为500～1 500 t/h。设一条输煤皮带，输送能力3 000 t/h。如图3 所示。

图3 方案3 工作原理示意图

工艺流程：卸煤作业时，8 节车厢将煤卸至16 个独立卸煤料斗中，此时卸煤料斗未饱和，由专用调车机牵引列车，继续后8 节列车卸煤（若是漏斗车卸煤则煤料直接卸入受煤坑中）。16 个卸煤料斗可容纳18 节货车存煤。卸煤料斗饱和后，开启活化给料机，基于底部输煤皮带的能力限制，最多4 台给料机同时工作。16 个卸煤料斗全部清空后，由专用调车机牵引列车，继续后16 节列车卸煤。

计算卸煤料斗容积V1=V2N1=96.38×16=1 542.2 m3，输煤密度在容积计算中取0.85 t/m3。C70 货车额定载重按70 t 计算，则可容纳车辆数量N2=V1×0.85/70=18.73，取18 辆。活化给料机工程造价75 万元/台，16 台共计1 200 万元。

4 方案综合对比

方案对比分析如表1 所示。

表1 铁路货场卸煤槽装卸工艺方案对比分析

由表1 可知：

1）方案1 可以进行连续作业，工程造价低，但是对煤质要求高，对于黏性较大的煤存在黏煤现象，叶轮与缝式煤槽底部结构存在缝隙，易存煤。所以方案1 适合在煤质较高的时候采用。

2）方案2 对煤质要求一般，在处理颗粒度大、黏性大的煤时容易发生黏煤现象，降低了卸煤效率。同时，方案2 中土建结构挖深大，需增加额外的土建工程造价。所以方案2 适合在资金较为充裕，不存在大颗粒煤料及冬季冻煤作业时采用。

3）方案3 对煤质要求低，可以装卸黏煤以及颗粒度大或颗粒不均匀的煤料，且不会出现黏煤、卡煤现象，装卸效率高。虽然一次性工程造价偏高，但在煤料吞吐量大、煤炭品质不一、种类繁杂、并且装卸量较一般货场大很多的情况中，方案3是最适合的方式。

5 结论

上述3 种方案是对整个铁路货场煤料装卸最常见和最普遍的情况进行的针对性组合的工艺，能够满足绝大多数情况下的装卸需求。在铁路货场的实际建设过程中，煤料来源、煤料品质、四季气候等都会对铁路货场卸煤槽的装卸产生影响，因而需要根据不同的情况进行不同的方案组合。