《货物学》第七章

第七章散装固体货物第七章散装固体货物散装固体货物指的是除了液体和气体外，由颗粒状、粉状或较大块状物组成的物质或其混合物，其组成成分基本均匀，并且不用任何包装容器又不按件计数的直接装船运输的货物。为了保证固体散装货物的安全运输，国际海事组织（IMO）制定了《固体散装货物安全操作规则》(BCCode)，为固体散装货物运输提供了操作指南。第一节谷物谷物是水上运输的大宗货物之一。谷物的水上运输有些采用袋装形式，有些采用散装集装箱形式，但大量的还是采用散装运输的形式。第一节谷物一、谷物的种类与成分1.谷物的种类谷物种类繁多，但基本上可分为谷类、豆类和油料类。谷类的主要品种有：稻谷、小麦、大麦、元麦、黑麦、荞麦、玉米、高粱、粟米等。豆类的主要品种有：大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、赤豆等。油料类的主要品种有：芝麻、花生、油菜籽、棉籽、向日葵等。水运中运量较大的有稻谷、小麦、玉米以及成品粮中的大米等。第一节谷物一、谷物的种类与成分2.谷物的成分谷物的品种很多，化学成分也很复杂。主要是由淀粉、糖分、蛋白质、脂肪、水分、纤维素和矿物质组成，另外还含少量的酶、维生素、色素等物质。当然，不同的品种其各种成分的含量是有差异的。几种主要谷物的化学成分的含量见表7—1。第一节谷物二、谷物与运输有关的特性1.一般特性（1）吸附性谷物有吸收外界异味和有害气体的特性，而且一经感染后就很难去掉，会影响食用，甚至不能食用。谷物与运输有关的特性1.一般特性（2）吸收和散发水分谷物在舱内有吸收水分与散发水分的能力。因为谷物是多孔性胶体物质，从内到外分布着许多毛细管，联结谷物颗粒内的细胞和组织；另外，成分中的糖类和蛋白质等亲水物质与水有很强的亲和力。当外界湿度大时，谷物会吸收水分使本身含水量、重量增加，会增强呼吸强度，有利于微生物的生长繁殖，引起谷物发霉变质；当外界湿度小时，谷物向四周散发水分。谷物与运输有关的特性1.一般特性（3）微生物危害谷物中含有很多微生物，如一千克谷粒中含有数万个到数百万个微生物。微生物的种类主要有细菌、霉菌、酵母菌。谷物含有丰富的营养物质，在适宜的温度和含水量条件下，由于霉菌繁殖分泌，有大量的酶，可为细菌和酵母菌的生长创造条件，以致造成谷物发霉变质。微生物一般以谷物超过安全水分，温度为25℃~35℃时生长最快，低温、干燥环境对微生物有抑制作用。谷物与运输有关的特性1.一般特性（4）粮虫危害谷物很容易感染害虫。害虫不仅蛀食谷物，引起重量损失和品质降低，而且害虫在取食、呼吸、排泄和变态等生命活动中，散发热量和水分，促使结露、生芽、霉变，所产生的分泌物、粪便、尸体、皮屑等还会污染谷物。粮虫的种类很多，我国已发现的粮虫有五十多种，如米象、谷象等。粮虫的繁殖与温度（适宜温度为18℃~32℃，某些粮虫可在低于15℃或高于40℃条件下活动）、水（潮湿条件）、空气成分（因其呼吸需氧）、粮谷谷粒完整度（组织完整者不易受侵害）等因素有关。谷物与运输有关的特性1.一般特性（5）呼吸特性谷物是处于休眠状态的活的有机体，靠呼吸作用获得能量以维持生命。这种呼吸过程极为复杂，在有氧和缺氧条件下都能进行，前者为有氧呼吸，后者为缺氧呼吸。这些反应的过程如下：①淀粉（C6H12O6）n在淀粉酶作用下，先转化为麦芽糖，再转化为葡萄糖，并由葡萄糖氧化放出热能维持生命活动的需要，其反应为：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+热量②脂肪氧化（C15H31COO）3C3H5+72.5O2=5lCO2+49H2O+热量③缺氧条件下呼吸C6H12O6=2C2H5OH+2CO2+热量谷物与运输有关的特性1.一般特性（5）呼吸特性谷物的呼吸反应过程中产生热量和水分，除了有利于微生物生长外，反应本身也会消耗和破坏谷物的有机成分（特别是缺氧条件下的呼吸），使谷物品质降低，甚至变质。谷物的呼吸作用越强，营养成分消耗得越多，谷物的含水量和温度是决定其呼吸强度的主要因素。在一定范围内，呼吸强度随含水量的增大和温度的升高而增大，其中，含水量对任何谷物来说都是最主要的因素。也就是说，任何谷物最终发生变质事故的主要原因是由于含水量超过了一定限度。谷物与运输有关的特性1.一般特性（5）呼吸特性我国外贸部门专门规定了谷物的含水量 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，见表7—2。凡含水量不超过表中的限定值，在运输途中又能采取正确的通风措施，即可确保谷物的运输质量。谷物与运输有关的特性1.一般特性（6）发热性谷物在储运中，货堆温度不正常上升的现象，称为谷物发热。谷物发热的主要原因是谷物内生物体（包括谷物本身、微生物、害虫）进行呼吸作用产生热量积聚的结果。如果谷物货堆内热量产生比散失快时，货堆温度就会升高，同时，温度的增高又为生物体的旺盛呼吸创造了条件，这样就会产生谷物货堆自身促进发热的现象。谷物发热的最高温度可达65℃。谷物与运输有关的特性1.一般特性（7）陈化性谷物随着储存期的延长，由于酶的活性减弱，呼吸降低，原生质胶体结构松弛，物理化学性质改变，品质变劣，这种由新到陈、由旺盛到衰老的现象，称为谷物的陈化。谷物陈化，既是谷物本身生理变化，又是其生化变化的自然现象。谷物陈化的深度与保管时间成正比。高温高湿、杂质多、虫、霉滋生，易加速谷物的陈化。谷物与运输有关的特性2.散堆特性粮谷散运，粮谷移动和堆存过程中具有多种物理属性，除应注意上述特性可能造成的质量事故外，还应注意其散堆特性：散堆特性（1）散落性指块粒状物质在外力影响下能松散流动的性质。散落性的大小与块粒形状、表面状态、含水量、夹杂物和所受外力等因素有关。粮谷属于散落性较大的货物。粮谷的这一特性使它在散运时能有很高的装卸效率；判断货运安全(贮运稳定性，如散落性小，说明水分多，易生霉结块等)；确定自流设备角度的依据；影响粮堆与舱壁的压力(散落性大，倾压则大)。但对于航运安全却有所危害，如粮面滑动会导致船舶倾侧等。散堆特性（1）散落性散落性的大小常用不受任何限制和外力时静止自然坡度角，即静堆积角的大小加以判断。粮谷由高处自然散落，在平面上会形成圆锥体，该锥体的圆锥面与底面的夹角即为静堆积角。堆积角大，则散落性小；反之则散落性大。主要粮谷及油菜籽的静堆积角见表7-3。当散堆的块粒状物体受到震动时，它的堆积角会发生变化。一般动堆积角约为静堆积角的一半。粮谷在船舱内散装，由于航行时受外力影响，粮堆经受震动，所以它原来的堆积角就会发生变化。这样，当谷物(未满舱)经平舱后，在船舶横摇角达到a/2时(a为谷物静堆积角)，其表面部分就会发生移动，这会严重影响船舶稳性。散堆特性（2）沉积性指块粒状物质在外力影响下，能将其堆装体积缩小(在堆装高度上表现为下沉)的性质。影响沉积性的因素有：粮粒的大小、表面光滑程度、杂质含量、粮堆高度及入舱方式等。散堆特性（2）沉积性粮谷具有这一特性的根本原因是块粒状物体之间存在着一定的空隙。物体间空隙的大小常用孔隙率(度)表示，其式为：C=（V-V1）/V×100%式中：C一孔隙率；V一块粒物体散堆的体积；V1一散堆块粒物体的实际体积。主要谷物容重及孔隙率见表7-4。散堆特性（2）沉积性散堆谷物具有沉积性，对于船舶装运时的航行安全有一定的影响。如满舱装载的谷物在船舶航行时货物会下沉，结果会在谷物表面出现相当大的空间(散堆谷物下沉约能产生原货堆体积2%的空间)，为谷物表面滑动创造了条件，对航行有一定的危险。三、谷物的运输与保管1.船舶散装谷物的稳性要求散装货物的下沉和移动对船舶稳性有相当大的影响。装运散装谷物的船舶，不论是满载或部分装载，经过一段时间航行后，舱内由于谷物下沉，必定存在空舱容积和出现谷物自由流动面。在这种情况下，当船舶横摇时，散装谷物的表面就会随之发生滑动，从而产生与自由液面相类似的，对船舶稳性的严重影响。散装谷物船舶的稳性要求为了保障船舶航行安全，针对船舶装运散装谷物的特点，《1974年国际海上人命安全公约》(SOLAS1974)，对一切装运散装谷物的船舶(包括专用船和普通杂货船)提出了完整稳性要求。其要求具体如下：（1）由于谷物移动而产生的横倾角不大于12度。但准于船舶装运散粮的主管机关可根据稳性 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要求较小的横倾角(如允许的横倾角可以限制为当露天甲板的边缘在静水中被浸没时的横倾角)。散装谷物船舶的稳性要求（2）在静稳性曲线图上，到达倾侧力臂曲线与复原力臂曲线的纵坐标最大差值的横倾角或40度角或“进水角”时(取其小者)，该两曲线之间的净面积或剩余面积在一切装载情况下应不小于0·075米/弧度。（3）经修正各舱内自由液面影响后的初稳性应不小于0·3米。以上要求的目标是将谷物移动所产生的倾侧力矩减少到保证航行安全的程度。此外，船舶装载散粮，根据装货港缔约国政府要求，船长应该据有关的认可资料，证明该船在任何航程的各阶段，均能满足上述要求的稳性标准，因此，装载后应确保船舶在启航前处以正浮状态。2.散粮的几种装载方式（1）满载舱系指在任何舱内，经装载或平舱(使谷物自由面整成水平，并使谷物移动的影响减至最小）之后，散装谷物达到其可能的最高水平。（2）部分装载舱又叫松散舱，系指在任何舱内，散装谷物未装载到满载舱所规定的状态。（3）共通装载舱系指上下共通的货舱，装谷物时可作为一个舱来考虑，谷物移动面只有一个，此时对稳性的影响比底舱舱口关闭时为小。3.散装谷物船舶的主要防移装置及止移措施现在，散装谷物海上运输多数采用专用散粮船，此外仍利用普通杂货船。不论采用何种船舶装运散粮，船舶在整个航程中都应满足《SOLAS1974》规定的完整稳性要求。如果船舶装载散装谷物后不能符合完整稳性要求，则可以在装载谷物的一个或几个舱内设置相应的防移装置，或采取一定的止移措施，达到减少或消除舱内谷物移动而产生危险，以满足《SOLAS1974》规定的确保船舶安全航行所必需的稳性要求。通常，专用船的舱口围板较高，且因没有翼舱而使货舱上部宽度减小，所以经常能满足完整稳性要求。散装谷物船舶的主要防移装置(1)谷物补给装置装运散装谷物的船舶货舱，由于装载时受条件限制，以及船舶航行颠簸、摇摆时谷物下沉，总会存在一定的空档。为了使主要货舱内形成的空挡，能不断地由散装谷物填满，散装谷物的船船可以设置必要的补给装置，它包括添注漏斗和围井。船舶散装谷物的防移装置(2)谷物止移装置除少数船舶在货舱纵中线的舱口以外部位设置固定的纵向隔壁外，大多数装运散粮的止移装置是可拆卸的。主要的谷物止移装置是止移(动)板。止移板是在舱内纵向垂直放置的木质或钢质板壁。为了在舱内架设止移板，舱底设有专门的立柱插座。立柱是垂直设置的，用以支持止移板的重要构件。具体安装要求见 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 。船舶散装谷物的防移装置(3)谷物表面的固定装置谷物表面的固定装置一般有两种：一种是利用粗帆布、木板、钢丝绳及花兰螺丝等用具作覆盖及绑扎处理，以此固定谷物表面。另一种是利用袋装谷物或其他适宜的货物压在散装谷物货堆的表面，以此固定谷物表面。船舶散装谷物的防移装置(4)舱口盖的固定装置当船舶底舱内装满散装谷物，而上面的甲板间舱没有装载散装谷物或其他货物时，为防止货舱内的谷物在航行过程中通过舱口盖移到甲板间舱内，必需采取相应的措施。通常，应根据主管机关同意的方式，在舱口盖上加压一定的重量或装设某种固定装置，使舱口盖得以固定。船舶在不同装载状况的止移措施（1）满载舱止移措施满载舱时的止移措施包括设置纵向隔壁、设置托盘和设置散装谷物捆包等方法。（2）部分装载舱止移措施散装谷物非装满整个货舱时，即为部分装载舱，其止移措施主要是固定散装谷物表面。具体可采用散装谷物表面堆装货物、谷物表面捆扎或绑缚等方法。散装谷物船舶的防移装置及止移措施在某些情况下可以免除止移装置与补给装置，如当货舱装载的谷物不超过舱容约1/3，或底舱有轴道分隔而装载量不超过舱容的1/2，时，可以免除止移装置；原构造为装载液体货物的深舱，在装满散谷，且舱盖紧密时可免设添注漏斗。散装谷物船舶的防移装置及止移措施特殊船舶装载散装谷物的情况与上不同。如油轮散运谷物(油舱必须清扫干净)，因油轮货舱结构本身具有纵向隔舱，它能防止谷物表面滑动所造成的危险；专门设计的散装船，在构造上已考虑到《SOLASl974》的具体要求，所以无须另行设置止移装置，但装载时仍应符合装满铺平的原则和不致使船舶在航行中产生大于5°倾斜的要求。谷物的运输与保管注意事项（1）装货前应全面检查货舱及设备并使之处于适用状态。货舱和衬垫必须保证清洁、干燥、无虫害、无异味、严密，若货舱装运过有毒、有害、有异味和扬尘性货物或被虫害感染的谷物，必须清扫洗舱干净或经药剂熏蒸，向装货港有关部门 申请 关于撤销行政处分的申请关于工程延期监理费的申请报告关于减免管理费的申请关于减租申请书的范文关于解除警告处分的申请 验舱，只有当检验合格并取得验舱证书后，才允许装运。疏通舱内污水沟，以保持其畅通，对货舱污水泵和通风设备作全面检查并试运行，保证其运行状况良好。（2）合理编制积载计划，备妥止移装置（如必要时），填写散装谷物稳性计算表，只有满足《SOLASl974》的稳性要求后，才准许装货。谷物的运输与保管注意事项（3）非整船装运谷物时，严禁与易散发水分货物、易散发热量货物、有异味货物、污秽货物、有毒货物以及影响谷物质量的其他货物混装。（4）承运前，加强对谷物质量的检查，防止接受含水量超标、发热、霉变、有虫害的谷物，以免扩大损失。谷物的运输与保管注意事项（5）航行途中应定时测量谷物的温度，并根据外界条件，进行正确通风散发热量和防止出汗。（6）谷物原则上应堆放在仓库内，仓库的条件与货舱基本相同，做好垫垛。港口短期存放可利用仓库或露天堆场，露天堆存应有较高的底部垫板和良好的铺盖，防止雨湿。复习思考题1.谷物与运输有关的一般特性有哪些？谷物的散堆特性有哪些？它们对船舶的航行安全有什么影响？2.什么是谷物的呼吸特性（写出其反应方程式）？影响其呼吸强度的主要因素是什么？3.《1974年国际海上人命安全公约》(SOLASl974)，对一切装运散装谷物的船舶提出的完整稳性要求是什么？如不符合要求，可采用哪些方法来止移？4.谷物的运输与保管应注意哪些事项？第二节矿石一、矿石的种类及成分地藏矿产丰富，种类繁多，分类方法也有多种。有的将矿石分为：黑色金属(钢铁工业)矿石，如铁、锰矿石等；有色金属矿石，如铜、锌矿石等；稀有金属矿石，如金、银矿石等；分散元素矿石，如锗、镓矿石等；放射性矿石，如铀矿石和钍矿石等。有的将矿石分为金属矿石和非金属矿石两大类。第二节矿石二、矿石与运输有关的性质1.比重大无论哪一种矿石的比重都大于1，因而其积载因数都比较小。若按比重将矿物分级，则可分为：轻矿石比重在2·5以下；中等矿石比重在2·5-4.0；重矿石比重4·0以上。部分矿石的比重见表7-5。运输中把矿石称为重货，当利用杂货船装运矿石时，若各舱所装重量分配不当，容易破坏船体强度，对航行不利。若是少量运输，在积载时常用作压舱货。矿石与运输有关的性质2·自然倾角较大矿石的自然倾角比较大，一般为30-50度。说明流动性较小，在一定的底面积上可以堆得较高。整船或大量装运矿石时，常利用这一特性，堆装成锥形，以提高船舶重心。矿石与运输有关的性质3·易蒸发水分开采出来的矿石中含有不同程度的水分，经精选的矿石含的水分更多。因此，在空气的相对湿度较低时，这些水分易蒸发。所以，矿石不能与怕湿货混装在一舱。矿石与运输有关的性质4.易扬尘污染在运输中，矿石常保存着开采时带有的泥土杂质，随着水分的蒸发，泥土和杂质常破裂脱落，在装卸过程中极易飞扬。所以，运输中矿石被列为污染性粗劣货物，不能与清洁怕污染的货物混装一舱。矿石与运输有关的性质5.渗水性一些经加工的精选矿粉（水洗矿粉）中含有较多的水分，航行中受外力作用（如船舶摇摆）矿粉中的水分会渗离出来，在舱内形成水泥浆。这些水泥浆能随船舶倾侧而流动，有可能造成翻船事故，严重威胁着航行安全。当矿物中含水量达9%时，所渗出的水就有移动的可能；含水量达12%时就会造成大量泥浆水的移动。矿石与运输有关的性质6.冻结性矿石含水量较大，在低温（如冬季）下易冻结，给装卸作业带来困难。矿石与运输有关的性质7.自热和自燃性自燃性是指矿石受热后可燃烧的性质。自然界中具有自燃性的矿物不多，其中如自然硫、有机炭（如煤炭）等一般具有自燃性。自热性是指矿物被氧化后发生化学变化产生自热的现象。自然界中具有自热性的矿物则较多，如黄铁矿、白铁矿、黄铜矿等硫化物矿物以及部分氧化物矿物均具有自热性。如含水量在4-5%的精选铜矿粉等较易发热，温度可达80度。矿石与运输有关的性质8.瓦斯危害金属矿石能散发它所吸附的挥发性气体（较常见的是甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫的混合物，具有毒性并可燃烧）。运输中，货舱内积聚这些气体危害性很大。9.放射性有些矿物，如铀矿、钍矿石等具有放射性，因而对人体有害。运输时要按规定作为危险货物处理或作必要防护。第二节矿石三、矿石的运输与保管装运矿石，除有专门的船驳外，一般也经常大量地使用普通杂货船。通常准许运输矿石的船舶，要有特别坚固的结构，有足够的双层底空间，有保证安全运输的技术设备。矿石的运输与保管1.矿石积载不当所造成的影响矿石比重大，如果积载不当，对船体及航行有较大的影响，主要表现在以下三个方面：(1)影响船舶稳性利用普通杂货船大量装运矿石往往会使船舶重心位置过低，产生过大的GM值，使船舶在风浪中急剧的频繁地摇摆，严重影响船体结构、船舶机械、船员工作和整个航行的安全。矿石积载不当所造成的影响(2)影响船体强度若各舱所载重量分配不当，如矿石过分集中于船体某些部位，容易破坏船体纵总强度和局部强度，其结果能引起船舶弯曲变形，如中垂、中拱等。它不但影响船体结构强度，在波浪作用下还会便船体裂损折断，发生沉没等严重事故。矿石积载不当所造成的影响(3)影响航行抗浪船舶当有较好的抗浪性能，常使首部稍为抬高，但如矿石积载不当，船首部装载较多，常会引起首部潜水，影响抗浪并增大航行阻力。这是由于首舱装载数量铰多，会使船舶纵摇时具有较大的转动惯量，因而首部入水后有继续下沉的趋势。综合上述，矿石必须在船上妥为积载，其具体积载要求又随船舶类型以及装载量的不同而不同。2.矿石积载（1）矿石整船装运使用普通杂货船整船装运矿石时，凡有两层舱的船舶，为使其有正常适宜的稳性，应在二层舱内装载1／5～1／4的航次载货量，底舱的舱口盖上最好不装或少装，以防止舱盖受压下塌和卸货时卸货机损伤舱盖。装载时，应尽量将矿石堆向两舷和前后舱壁，其中堆向两舷能减缓摇摆强度。如果由于某种原因，不能将矿石堆向两舷和前后舱壁时，则必须把所有装在两层舱内的矿石铺平，底舱装载的矿石要整成截面角锥形，其截面不小于甲板舱口的面积。矿石积载（1）矿石整船装运凡无二层舱的单甲板船，应在舱内设置一个锥形架或铺加内底，以提高矿石货堆重心。这样做虽然装卸时费工较多，但对远航船舶仍然必要。各舱装载数量应按舱容大小比例分配，而不能过于集中于某部位。由于矿石积载因数小，杂货船舱容富裕较大，对装入各舱的货物重量较难准确掌握。所以，杂货船全船装载矿石时，除了严密注意各舱均衡装载外，通常规定全船减载20％左右，以减轻船体负荷。矿石积载（1）矿石整船装运装卸矿石时，必须注意船体受力情况，各舱应基本上同时开始作业（一般先从中舱开始，其他各舱相继同时开始作业），使各舱均衡地同时加载或卸载，逐步装载或卸毕，绝不允许单一地进行某一货舱的作业。若受装卸机械限制时应采用各舱轮流作业的方式；逐渐紧接着装满或卸毕。为了保证船舶有较好的抗浪性能，船舶首尾舱装载时应尽可能使矿堆重心移向船肿部，如首舱矿石应适当地堆向后舱壁，尾舱矿石应适当地堆向前舱壁，以利船舶各部位重力与浮力的均衡，并减少转动惯量，使船首顶浪时不致潜入水中，船尾不致过久地下倾，影响推进。矿石积载（1）矿石整船装运书上图7-1是矿石的各种装载形式。其中(a)装载方便快速，但船体横向中央部分受力过剧，船体会产生严重的变形；(b)装载时两层舱需进行平堆，但船体受力情况比较好(c)装载受力良好，但装载费工。实际上常采用(b)式。矿石积载（2）矿石部分装载杂货船部分装载矿石时，应考虑其他货载中途港卸下或矿石在中途港卸下时船体的受力情况是否会使其出现严重变形。当舱内矿石上面须配装其他货物时，矿石应平堆(扒平)以适合其上堆装货物的要求，并用垫板，防水布或席子等妥善隔离。同时应考虑平堆的重心较低时对船舶稳性的影响。矿石积载部分装载矿石，除应确保船体安全及航行安全外，针对矿石的具体性质尚有如下具体的要求：①矿石应与怕潮货、怕扬尘货分舱装运，其他一切能够混和或渗杂到矿石货堆中去的散装货物，也不可与矿石同装一舱。②不同种类的矿石不可同装一舱，甚至也不许用衬垫物隔离装载，而应分舱装运。有资料说明，混杂的不良后果，如铁矿石中含杂质增加1%，则熔炼燃料要增加2%，高炉生产率会降低3%。所以运输时应防止矿石之间的混杂。矿石积载③装运易自热的矿石时，在运送过程中要定时测温。当舱内发热且温度较高时，应及时采取措施。装运的精选铜矿粉的含水量在5%以下，易自热、自热的矿石应与其他易燃货物、怕热货物分舱装载。④装载散发蒸汽和有害气体的矿石时，在航行中需经常进行通风(表面通风)换气工作，以疏散气体。矿石积载（3）矿石专用船装载矿石由于矿石专用船充分考虑矿石装运上的特性，所以具有较高的技术和经济性能。目前较为典垫的矿石专用船如图7-2所示。它具有双层船底结构、舱容系数较小；舱形符合矿石成堆的自然倾斜，同时利用隔舱部位上方难于装货的场所增设小型辅助货舱，以此达到充分利用空间和提高整船重心的目的；货舱上部斜面成翼舱，用于压载调节整船重心位置。此外，船舶一般不配置起货装备。矿石积载（3）矿石专用船装载矿石除专用矿石船外，70年代在国际上出现一支相当可观的矿油兼用船队，这种兼用船的构造如图7—3所示，它较好地解决了矿石单向运输对船舶经营的不良影响。但也出现过多起船舶爆炸的事故，所以尚待进一步研究完善。不论专用矿石船或矿油兼用船，为提高卸货效率以加速船舶周转，曾出现采用自卸方式或配备垂直连续提升装置等船舶类型。这类船舶装运矿石，在积载处理上甚为简便，但当载运量较小时。应充分注意船体总纵向受力是否均匀和如何将整船重心提高到适当位置的问题。矿石的运输与保管3.矿石运输中的具体注意事项(1)在装矿石以前，应仔细检查和清扫船舶的污水沟、排水系统，应把污水沟盖堵严，以防止矿砂落入沟内。(2)我国交通部规定散运含水量在8%以上的精选矿粉中，针对渗水性(含水层)，装舱时应安装纵向止动板以减少渗水后自由液面对船舶稳性的影响，当装运量较大时，更不能忽视渗水移动所造成的严重后果。一些国家订有专门关于运输含水矿粉的运输规则；对于海运含水精选矿粉的船舶，在海上保险时，有专门的条款加以规定。在装运这类矿石时，船方申请公证机构作监视装载等检验，并取得证明，具有重要意义。矿石运输中的具体注意事项(3)矿石运输应注意选定航线，要时刻注意海洋上的气象变化，避免在恶劣气象条件下航行，一旦面临较大的横向波浪或恶浪冲击船体，要避兔较长时间在同--方面受波浪的打击，航行中应避兔由于燃料、淡水不断消耗而出现船体发生倾斜的现象，同时要分析船体出现倾斜现象的原因以期及早恢复正浮。绝对禁止在船体明显倾斜状态下继续航行。航行途中应尽力在情况许可条件下进行舱内通风，同时应经常注意污水沟的变化，当污水增加时，应立即进行排水，查清污水增加的原因并采取措施。装运矿石后，其货堆在24小时内易发生变化要特别加以注意，万一发生货堆倒塌或有移动现象，应及时采取安全措施。复习思考题1.矿石与运输有关的特性有哪些？2.矿石如积载不当，对船体及航行的影响主要表现哪几个方面？3.散运含水量在8％以上的精选矿粉中时应采取哪些安全措施？为什么？4.矿石在运输保管中应注意些什么？第三节煤炭一、煤炭的种类及成分1.煤的种类（1）按碳化程度分类这是最普通的分类法。随含碳程度不同，形成各种不同的煤，如泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。各种煤的区别及相互关系见表7-6所示。(2)按自燃倾向分类煤具有自燃性，但不同煤种的自燃程度不同。按自燃倾向分类，对运输贮存时控制自燃事故具有实用意义。煤按自燃倾向分类见表7-7所示。第三节煤炭1.煤的种类(3)按用途分类动力用煤。如发电、工业燃料、民用燃料等。一般为发热较大的烟煤和无烟煤。制煤气用煤。主要是含挥发分较多的褐煤。炼焦用煤。这是一种具有较好的粘结性，且固定碳与挥发物有一定比例的烟煤。第三节煤炭2.煤的化学成分煤是由植物在地下经隔绝空气并在细菌的作用下先后经过泥炭化阶段和由泥炭转变为褐煤，烟煤、无烟煤阶段而形成的。煤大体上由两部分物质构成，一部分能够燃烧，一部分不能燃烧。用工业分析法对煤的成分与含量进行分析的，其主要成为固定碳、挥发物，灰分和水分等，除此之外还有一些矿物质和岩石砂土等杂质。第三节煤炭2.煤的化学成分固定炭和挥发物两者构成煤的可燃部分，这两种成分总和叫煤的可燃体。其中，固定碳主要是碳素，是主要可燃物，发热量由它决定，一般含量达26%~98％(随着碳化程度而变化)。挥发物是煤中易挥发的物质，主要是：氢、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯和其他碳氢化合物。当煤受强热时，煤内部分解生成挥发物，它可在气态或蒸气状态下燃烧，其含量随煤碳化程度的增大而减少。灰分和水分等为煤中的不可燃成分。其中，灰分是指煤质燃烧后剩余部分——无机矿物，它又分为外在灰分和内在灰分，灰分的含量对燃烧有直接影响。水分包括外在水、内在水和化合(结晶水)水。煤的化学成分发热量是煤的综合性质量指标，它随着固定碳、挥发物、灰分和水分的含量不同而不同。一般地说，碳化程度高者发热量较高，但当挥发物含量过低时，则发热量有降低的倾向。我国主要煤种成分含量见表7—8所示。由煤的成分可见，煤主要是由有机物部分和无机物部分共同构成的，但决定煤性质的主要是它的有机物部分。煤分子中，除含有C、H、O外，还含有少量的N、S、P等元素。二、煤炭与运输有关的性质按IMO制定的《固体散货安全操作规则》(BCCode)，煤炭是属于“仅在散装运输时会产生危险的物质”，因此，运输时必须遵守《固体散货安全操作规则》。在煤炭运输中，虽然在正常情况下不会有明显的货运质量问题，但是，在船舶运送和港口装卸堆存过程中，如不掌握它的有关特性，也会发生事故甚至是严重事故。此外，由于性质上的原因，还会造成装卸作业困难或撒落、飞扬等造成减量损失，污染环境，甚至引起可燃、粉尘爆炸事故。归结起来煤炭与海运有关的性质如下：煤炭与运输有关的性质1.冻结性含有吸附水(内在水)和外在水(受潮水)，含水量超过5%的湿煤，在冬季条件下，远距离运送或贮存时会冻结在一起。多孔的煤和小块的煤最易冻结。冻结的煤严重影响港口的装卸作业为解决冻结煤的装卸要花费巨大的人力和物力。有许多防冻剂可以防止煤的冻结，如生石灰、食盐、氯化钙、锯末、泥煤渣等，但这不但要产生额外费用，还会降低煤的质量或增加自热自燃性，最好的方法是控制煤的含水量在5%以下。煤炭与运输有关的性质2.风化性风化是各种岩石(包括煤)崩溃和变化的一种过程，风化分物理风化和化学风化两种。物理风化引起岩石的松散和破碎，同时使煤的光泽和颜色发生变化，而其组成末变化。温度的剧烈变化，是造成物理风化的原因，硫分含量超过15%的煤会更加强烈地遭受风化而变为粉末。(接下）煤炭与运输有关的性质2.风化性化学风化是岩石和矿物成分的分解。化学风化主要是由空气中的氧气作用而引起的，特别是在被氧气、二氧化碳和其他气体所饱和的那种矿物水的作用下更易发生。因此可以说，氧化作用和水化作用(吸收水分)就是化学风化的一种过程。由于这两种作用的结果，煤体中所含的有机物质会发生很大的化学变化。煤经过化学变化，不但会减少挥发成分，对于褐煤和某些无烟煤，还会减少可燃物质的含量，对于炼焦煤，则显著地降低其粘结性。(接下）煤炭与运输有关的性质2.风化性由于风化使煤炭形成碎渣和煤末，使装卸工作过程中增加煤的损失量，特别是在有风时，当1立方米空气中含有10-32克煤粉时，这时的气体具有爆炸危险性。因此，必须注意防火，特别是在船舱内进行装卸时更应如此。这种爆炸的火源，可以是火柴点燃，金属物品撞击火花，电线短路等。同时，空气中煤粉含煤大，对装卸人员的健康会带来危害。煤炭与运输有关的性质2.风化性煤的风化倾向与自燃倾向一样与煤的种类、岩相组成、贮运时间、煤的筛分组成、黄铁矿及水分含量、环境的温湿度、季节等因素有关。这些也是确定煤是否能经受得住远距离运输和换装，以及是否在保管期间不会发生显著质量变化和相伴产生损失的因素。在较长时间贮存煤，以及托运煤时，就必须考虑风化倾向。煤炭与运输有关的性质3.自燃性煤的自燃是指当煤与空气中的氧发生氧化反应，释放出热量，其热量散发不出，造成温度升高，使煤的氧化反应愈加激烈，达到煤的自燃点时，引起燃烧的现象。影响煤的自燃因素与风化类似。但当煤中混有如泥炭、干草、棉屑等易腐烂发酵的有机物质，由于喜热和耐高温衍生物活动的结果，能发生自热，这种热量也会影响煤的自燃。(接下）煤炭与运输有关的性质3.自燃性许多煤在常温下易缓慢氧化，当煤炭中若有水和含硫矿物存在时，会促进煤的氧化，当积热不散，会引起自燃。煤堆自燃的过程，一般经过三个阶段：（1）潜伏阶段：煤的氧化进程很慢，放出来的热量能够向堆外散发出去，这个阶段的特征是温度稳定。潜伏期的长短，依据煤的性质、温湿度、空气流通状态以及成堆前客观条件的影响等而不同。煤炭与运输有关的性质3.自燃性（2）升温阶段：这个阶段煤的氧化进程因其本身结构的变化而开始变快，产生的热量增多，当产生的热量大于向外散发出的热量时，就发生了热量的积累，当热量积累到一定程度时（一般为60℃左右），氧化反应速度加快，温度急剧上升。（3）自燃阶段：煤由缓慢氧化到剧烈氧化，直至发生自燃。煤炭与运输有关的性质3.自燃性经验资料证明，煤的自燃倾向决定于可燃物中挥发物的含量。由无烟煤起至长烟煤和褐烟煤止，是逐渐增大的。新开采出的煤和新制出的煤砖，尤其易发生自燃。外界因素，如季凄节、气候条件、天气状况、外来热源等对煤的自燃有直接影响。多次观察表明煤炭发生自燃常在春季融雪时期或初秋热雨以后。煤炭与运输有关的性质4.易燃易爆性从煤中挥发出来的煤气易燃，当煤气与空气混合达到一定比例时，遇火就会引起爆炸。装卸时若煤粉飞扬过多，当1立方米空气中含有10～32克煤粉遇火也会发生爆炸。煤气不仅易燃易爆，而且有毒性，吸入较多后人会窒息。煤炭与运输有关的性质5.污染性港口煤炭转运作业不可避免地产生煤尘逸散，特别是非专用码头的机械设备、工艺过程及堆场设施均缺少防尘手段和措施，煤尘飞扬难免。据美国华盛顿KaLama港 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，年运量为1500万吨的煤港，产生的煤尘总量约为5千吨，占转运煤量的0·02%。煤尘是煤微粒子与空气相对运动及弹性碰撞等产生的。其产生与煤粉含量、煤的含水量、风速、落差高度、卸货量、地形条件等有关。劣质煤(烟煤、无烟煤和褐煤)受氧化和煤屑化作用比优质煤更快，故产生的尘量更多。煤尘随风飘移，大者沉积在周围环境，10微米以下长期飘移污染环境。(接下）煤炭与运输有关的性质5.污染性我国有关部门曾在某港采用卫生学指测方法测定，测得煤尘均值为48.4mg/m2，超过国家卫生标准的3·84倍，美国卫生标准的24·1倍。根据人体生理学、解剖学研究，10微米以下的粉尘可通过上呼吸道进入肺部，停滞相当长的时间。煤尘不仅导致类风湿尘肺。职业性支气管炎、尘肺发生，同时煤炭中含有国际公认的强致癌物质，所以，必须对煤尘污染防止防治。三、煤炭的运输与保管1·船舶装运煤炭的安全要求(1)一般具有两层底船舶才准予载运煤灰。凡无双底的船舶，必须具有坚固地舱底板才能用于运煤。运煤的汽轮机船或内燃机船，必设有合乎规章所要求的蒸汽灭火或二氧化碳灭火设备。凡煤舱的有害气体能够通到舱房和起居室的船不准运煤，这方面要受到港口卫生机关的检查。所有与装煤货舱接触的舱室及隔壁均应是气密的。煤炭的运输与保管1·船舶装运煤炭的安全要求(2)船舶在装煤之前，须对污水沟及水管网罩等处作彻底检查，应扫清并检查污水沟盖和舱底板是否完整，以防煤块落入污水沟内堵塞网罩。船舶装运煤炭的安全要求(3)远距离运送煤炭船舶要严格防止煤炭自燃、发生火灾，其主要措施有：①载煤船的每一个煤舱均应有测温管，此管直通上甲板，借此，可测得舱内任何深处之温度。在舱内煤堆中间处或角落处，均须通以此管。目前多用硬质塑料管，既可散热又可测温，并对装卸作业影响较小。②装运煤炭须进行表面通风。但货舱的通风装置和其他透气处所均必有严密的盖子，以防止新鲜空气不断地流入，加速煤炭的氧化。船舶装运煤炭的安全要求③定时测定煤温。船员在每一岗位都要测量舱内煤的温度。其方法是把标度由20摄氏度到15O摄氏度的实验型水银温度计放入各测温管中。驾驶员应把测量结果记入航海日记。当煤温达到40-45摄氏度时，必须增加每日测温观察的次数，当温度升高到60摄氏度或更高时，船长必须设法控制温度进一步上升。控制发热的措施是，翻舱阻止空气进入舱内，注入二氧化碳等。如控制发热的措施无效，煤炭己经开始自燃(温度非常高，还有硫磺和松脂的气味，或者有烟)，此时，应利用冷水灌舱，并不停地从舱内抽水带出热量，制止自燃，降低温度。船舶装运煤炭的安全要求(4)防止煤炭发生燃烧和爆炸事故，其措施包括：①35℃以上为热煤，无论如何禁止装船，该温度应置在煤堆1米深处测得的。②防止空气通过钢桅孔板进入装煤货舱。③货舱内不应有木块、麻屑、布条、纸条(片)、麻袋、谷草及其他易燃物。在装载时必须加以监视，防止这类易燃物落入舱内与煤混在一起。（接下）船舶装运煤炭的安全要求④在任何情况下，装煤船的通风筒口附近，以及可能聚积爆炸性气体的舱间，均不得有任何火种。这无论在船舶航行或停泊时均须遵守。此外，非指定的地方，绝对禁止吸烟。为防止装煤处所发生混合气体爆炸，进入这些处所应使用矿工用的安全灯或不会引起爆炸的干电池灯，或光源严闭于灯内而插头在舱外的电灯，绝对禁止使用其他任何灯火。⑤凡通过煤舱的蒸汽管道均须加以绝热隔离，装煤货舱与机舱、锅炉舱或其他发热处所的隔舱壁必须用石棉或其他绝热材料予以阻隔。⑥绝对禁止将易燃物和爆炸物与煤同装在一舱运输。在必须同时运输这些货物时，它们只能装在有绝热隔堵的金属舱壁与煤舱隔开的另外舱间。（接下）船舶装运煤炭的安全要求(5)装煤时应尽量防止煤决破碎，以保证其质量。可以使用一些能减少冲击和缩短投下距离的装备，防止煤块破碎。(6)进入煤舱作业，必须保证安全，应有必要的预防措施。如应遵章报告船长，在经批准后方可进行作业，同时应将有关事项记入航海日记，进入煤舱作业的人员须戴上防毒面具等。2.堆存煤炭时的安全要求此时主要是防止煤炭发生严重的风化损失和自燃。(1)堆场的要求一般利用露天场地堆存煤炭，但堆场要符合下列条件：场地必须有一定的排水坡度，且较高而干燥，不会积水，场地应不受地下热源(电缆、油管、蒸汽管等)的影响，应另有相当于煤堆所占面积的1/6的场地，以供捣堆处理时使用，应有足够的消防设备，电器照明应有安全设备，煤堆之间以及煤堆与周围建筑物之间应有足够的安全距离。此距离见表7-9所示。堆存煤炭时的安全要求(2)煤堆高度控制为防止煤炭发生严重的风化损失和自燃，应根据不同的煤种和堆存期决定安全的煤堆高度。通常煤炭在港口的堆存期不会太长，但也有较长期堆存的情况，不应忽视。表7-10为煤堆高度的限制。如对煤堆采取特殊措施，则堆高可适当提高，但如煤种的含硫量较大时，则应降低堆高标准。堆存煤炭时的安全要求(3)防止煤堆自燃的措施一方面要使空气与煤隔绝，抑制其氧化，另一方面是使空气流通，利用空气流通带走热量。具体方法有：①打眼法②压实法③灌水法④化学覆盖法⑤物理覆盖法⑥定期测温法堆存煤炭时的安全要求(4)煤堆的降温措施当煤温达到40摄氏度时，无论属于何种煤，每昼夜测温次数不得少于两次。当煤温达到或超过60摄氏度时，或每昼夜温度上升5摄氏度时，应采取以下措施：①挖沟。在煤堆高温区，挖出几道纵横的沟渠，达到散热降温的目的。②松堆。降低煤堆高度，分成若干小堆，使温度下降。③倒堆。将堆全部或部分转移。搬移中使之散热。堆存煤炭时的安全要求(4)煤堆的降温措施④灌水。在高温部位的堆顶上，挖出若干个浅坑，然后大量灌水，水渗出后带出热量。对己有局部自燃的煤堆，应将自燃部分挖开再灌水，防止因灌水不均匀挥发物和油类分解而接火复燃。甚至积热不散，蔓延助长了自燃。若将燃煤挖出，离开高温区，散热后可不必灌水。（5）防风化损失措施主要措施有：推陈出新，缩短堆存时间；减少碰击；用洒水压实来防风蚀；防雨风，挖排水沟，防流失。煤炭的运输与保管3·防煤冻结，以免影响装卸作业(1)为了避免煤冻结，最好的办法是在发送时，只装运水分不超过5%的标准湿度煤。(2)对已冻结的煤，则先用凿煤机、空气压缩锤或其他简单的工具如撬杠、锄头、丁字镐等把冻煤敲碎。为了改善卸载工具，而把煤炭加热时，则需采用蒸汽，电力或其他装置。目前世界上己有专门设计制造的解冻设备可利用。煤炭的运输与保管(3)采用防冻剂可防止煤冻结。如生石灰、食盐、氯化钙、石墨和白土等。可分层洒在煤的中间或与煤混在一起。锯末、碎谷草、泥煤渣和其他类似物可铺垫在煤的底层。但采用上述物质不但产生额外费用，增大煤的运费，降低了煤的质量，有些杂质的混入更能使煤发生自热和自燃。我国唐山煤炭研究所研制的IMA型号的901、902防冻剂，一般每吨湿煤加3千克可起到在冬季既可防冻又可防尘的目的。煤炭的运输与保管4·防止煤尘污染，保障环境卫生和人员健康(1)我国防煤尘和煤污水污染物的设计标准①《工业企业设施卫生标准》②《工业“三废”排放标准》③《港口装卸作业煤粉尘控制指标》煤炭的运输与保管(2）主要防治设施①干式除尘系统。②湿式除尘系统。③化学除尘剂。④加强人群和个人的防护，如设置空调、带日罩、定期体检等。散装固体货物以上介绍了有代表性的三种散装干质货物的运输，散干货当然远不止有以上三例。固体物质散装运输有许多优点，如节约大量包装费用，便宜，采用机械化连续装卸作业，加速了船舶周转，提高了船舶载重量等。但并不是每种干质货物都可散装运输的，如粉状硫磺就不可散装运输，具体还要考虑其特性来决定。复习思考题1.煤炭与运输有关的特性有哪些？在运输保管中应注意些什么？2.煤堆自燃的过程一般要经过哪三个阶段？3.煤炭是否是危险货物？4.为固体散装货物的运输提供指南的国际规则是哪个？