煤炭海上运输风险及对策

摘要：电煤事关我国部分地区的经济社会发展和民生需求。阐述煤炭的危险特性，结合事故案例分析煤炭海上运输风险，在梳理煤炭运输有关国际公约和国内法规要求的基础上，提出加强煤炭海上运输安全的对策。

关键词：海上运输；煤炭；散装货物；自燃

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 一、引言

煤炭是我国的重要能源，被广泛应用于工业生产和人民生活。我国煤炭主产地分布于山西、陕西、甘肃、新疆等西部和北方省区，上海、江苏、浙江、福建、广东等东南部较发达的省市电煤消费需求较大，所需煤炭主要通过以公路、铁路为主的“西煤东运”和以海上船舶运输为主的“北煤南运”方式获得。2020年，约7.25亿t电煤被以海运方式从北方港口运往南方城市。通过海上运输的电煤大都属于《国际海运固体散装货物规则》中的B类固体散装货物，其海上运输安全直接关系到东南部地区的经济社会发展和人民的正常生活。为切实保障电煤海上运输安全，结合事故案例分析煤炭海上运输风险，梳理分析煤炭运输有关的国际公约和国内法规要求，提出加强煤炭海上运输安全的对策。

 二、煤炭的危险特性

 ( 一 ) 释放易燃易爆气体

煤炭是具有孔隙-裂隙二元结构的吸附体，其内部吸附着大量在煤化作用过程中形成的甲烷等易燃气体。[1]煤炭被从地下开采出来运输到港口，温度和压力发生了变化，其中吸附的甲烷等气体在一定程度上得到了释放。随着船舶货舱内温度升高，煤炭会进一步释放甲烷等气体。甲烷比空气轻，会积存于货舱或其他封闭处所的上部，如果货物处所舱壁不气密，甲烷可进入邻近货物处所内。甲烷含量在5%～16%的甲烷/空气混合气体即为爆炸性气体，能被火花或明火点燃。[2]电火花、摩擦火花、燃着的火柴或香烟都可点燃这种爆炸性气体。

 ( 二 ) 化学反应活性较强

煤炭具有低温易氧化特征，化学反应活性较强，易发生氧化反应导致自热自燃并释放有毒气体。尤其是褐煤，燃点较低 ( 270～310℃ )。[3]煤炭自燃可分为低温氧化、自热、自燃三个阶段。煤炭在常温状态下氧化能够产生热量，若供氧量充足，热量长时间无法散去，温度持续升高并加速煤炭自身的氧化，就会产生大量热量。当煤炭自身的温度达到燃点时，煤炭则发生自燃。煤炭自燃产生的一氧化碳也是易燃易爆气体。一氧化碳被人吸入后，会导致人员中毒。此外，煤炭的自热自燃不仅会放出一氧化碳、二氧化碳等气体，还会导致货舱内的氧气含量急剧降低，可能导致人员窒息。[4]

 ( 三 ) 部分煤炭具有易流态化的特性

《国际海运固体散装货物规则》中将煤炭归属于A类和B类货物，对于A类 ( 小于1 mm的颗粒按重量计不低于10%，或小于10 mm的颗粒按重量计不低于50% ) 煤炭，运输时的货物含水率超过适运水分极限就可能出现流态化现象，降低船舶稳性。[5]大部分船舶运输的煤炭由于粒径较大不具有易流态化特性，因此散装运输的煤炭均为B组货物。故本文不对A类煤炭进行探讨。

 ( 四 ) 遇水产生腐蚀性液体

煤炭中含有硫的氧化物，遇水易发生反应并产生引起腐蚀的酸，腐蚀船舶的金属结构，因此经常装运煤炭的船舶货舱底板会严重锈蚀。

 三、煤炭海上运输风险

 ( 一 ) 货舱缺氧可导致作业船员窒息

 2022年3月9日，香港特别行政区政府海事处通告，某散货船装运煤炭至印度，在纳夫拉基锚地进行卸货前准备时，水手长开舱进入货舱试图从船舶起重机上解卸抓斗，却摔落至货堆边缘，后因缺氧昏迷。发现情况后，进入货舱营救的木匠和管事也因缺氧倒下。3人经送岸抢救后，最终仍2死1伤。船舶载运煤炭时，货舱氧气被持续消耗，二氧化碳及一氧化碳大量产生并堆积于货堆上部、货舱通道等空余空间中。此次事故中的水手长未遵守《防止船舶封闭处所缺氧危险作业安全规程 ( GB16993—2021 )》等相关规定，未在通风完毕和测氧达标后进入货舱。且水手长摔落进入货舱后，船舶营救措施存在失误，导致后续救援人员死伤。

 ( 二 ) 明火作业易引发货舱爆炸

 2019年4月4日，中国香港籍散货船“大全”轮满载煤炭从美国巴尔的摩港出发，开往卸货港荷兰艾默伊登港。开航后船员发现3号货舱前舱口围板上液压柱塞漏油。考虑到甲板漏油、溢油和舱口盖操作缓慢的潜在危险，轮机长决定在到达艾默伊登前的航程中修理故障。4月17日，在对3号货舱前舱口围板上液压柱塞进行维修时，船员进行明火作业，使用气体喷枪拆除泄漏的液压柱塞的连接。在作业期间，货舱发生爆炸，致3名船员受伤，其中1人于事故两天后在医院被宣告死亡。案例中的船员明显违反操作规程进行明火作业，导致货舱爆炸事故发生。

 ( 三 ) 甲烷泄漏可引发货舱毗邻处所爆炸

 2021年2月19日，某船从美国载运煤炭开往西班牙途中，在直布罗陀湾英属直布罗陀水域，船舶锚机间发生闪爆。事故造成四名船员受伤，船舶和设备不同程度地受损。该船1号货舱下舱通道与锚机间相连，航行期间连接处舱门未有效锁闭，造成货舱内的甲烷气体进入锚机间并聚集达到爆炸极限。船员未能确保货舱气体隔离，在货舱毗邻处所进行明火作业前未测氧测爆，导致爆炸事故发生。

 ( 四 ) 货物氧化自热易导致自燃

 2019年11月17日，“众盟航联”轮在辽宁鲅鱼圈卸货期间，第一、三、五货舱所载煤炭发生自燃，所幸扑救及时，未造成人员伤亡。2018年7月26日，京唐港散货堆场煤炭发生自燃。自燃的煤炭系堆场囤积的高热值蒙煤，受连续多日的高温天气影响，由自热发展为自燃，并持续燃烧至次日才被扑灭。此次煤炭自燃事故由大量堆积的煤炭持续自热导致。在船舶运输时也难以避免煤炭自热，需要船舶引以为戒。载运煤炭特别是电煤这样热值较高的动力煤时，定时进行货舱温度监测和气体测量是非常必要的操作，可以尽早发现货物变化并采取措施终止或延缓险情发展，进而保障人员、船舶、货物、环境的安全。

 四、国际公约和国内法规关于煤炭运输的要求

 ( 一 ) 《国际海运固体散装货物规则》的要求

散装货物运输船舶须遵守《国际海运固体散装货物规则》( IMSBC ) 的要求。该规则列明了煤的物质特性和危险属性，并对煤炭海上运输时防火防液、货舱保持清洁干燥、完货平舱、货舱气体检测等做出要求。

 ( 二 )《海运固体散装货物安全监督管理规定》的要求

《海运固体散装货物安全监督管理规定》划分了托运人、港口作业委托人、承运人等多方的安全管理责任。按照该规定，托运人及作业委托人应对货物适运性负责，对拟交付运输的煤炭提交具有相应资质的检测机构出具的涵盖货物分组分类、粒度分布、积载因数、静止角等参数的鉴定材料及海事监管部门审批的《固体散装货物安全适运声明书》。对于IMSBC中未列出的货物，还应当提交检测机构出具的货物运输条件鉴定材料。例如黄骅港杂货码头常出现一种名为兰炭的散装货物，笔者遍寻IMSBC等书籍均未果，询问从业人员后得知兰炭与焦炭制作工艺相似，二者区别为兰炭由单一优质煤种低温干馏制成，因此其相关货物属性及运输要求目前参考焦炭执行。

 ( 三 )《防止船舶封闭处所缺氧危险作业安全规程》( GB16993—2021 ) 的要求

《防止船舶封闭处所缺氧危险作业安全规程》( GB16993—2021 ) 作为《防止船舶货舱及封闭舱缺氧危险作业安全规程》( GB16993—1997 ) 的替代版本，对于缺氧的定义、空气质量的要求、人员能力和培训要求、作业前空气检测、易造成缺氧风险的非危险货物主要品种等进行了修改，增加了安全程序、应急救助和演习要求及提高空气检测频率的要求等内容。该新国标对于电煤运输中货舱及毗邻处所的空气监测相关操作有了更清晰的要求和更实际的操作规程。

 ( 四 ) 相关行业标准的要求

《船舶载运易释放甲烷煤炭安全技术要求》( JT/T1122—2017 )、《船舶载运易自热煤炭安全技术要求》( JT/T1121—2017 ) 均为交通行业推荐标准，分别提出了船舶载运易释放甲烷煤炭和易自热煤炭的安全技术措施，电煤运输船舶可充分参考并按照相关规定执行。

 五、加强煤炭海上运输安全的对策

 ( 一 ) 船舶 ( 船员 ) 方面的对策

 1.切实提升安全意识和风险防范能力

 ( 1 ) 加强对煤炭运输安全相关知识的学习。船员应掌握不同种类、热值的煤炭种属特性和应急预案操作流程，抓住煤炭运输各环节中风险的根本症结，通过查验船报、货报、粒度测试报告、货物信息表格后，能对本航次船舶装载货物属性有清晰判断并采取对应措施，从操作的源头减少事故险情的发生。

 ( 2 ) 落实载运煤炭期间防火措施。在保障货舱处所有效锁闭的情况下，船长仍需对可能存在的燃爆风险持审慎态度，货舱区域和毗邻处所内禁止船员吸烟和使用明火，并在显著位置张贴相应告示。货物在船及装卸期间应避免进行修补烧焊、铲凿切削或其他可能产生火源的作业，尽量选择在船舶空放航行时开展此类工作。

 ( 3 ) 熟练操作气体检测设备，规避煤炭运输风险。煤炭运输过程中发生的自热自燃、缺氧窒息、爆炸中毒等可通过定期检测货舱气体早窥端倪并予以避免。责任船员要指导全体船员掌握气体检测设备的使用方法，熟记一氧化碳预警含量、甲烷含量爆炸上下限等关键数值，提高全船风险防控意识。

 2.严格执行操作规程和维护保养计划

 ( 1 ) 落实船岸检查。责任船员 ( 一般为大副 ) 应根据煤炭种类、粒度等特性，充分考虑煤炭积载因数、船舶稳性、舱容系数等完成货物配载，与港方敲定细节后确定装卸货计划，并由船长监督执行，确保逐项落实船岸安全检查表中的具体项目。

 ( 2 ) 定时进行气体检测和货舱温度监测。在完货离港后的24 h内和航行期间的每日都对每个货舱及毗邻处所进行气体检测，并同步监测货舱内温度。尤其需要注意的是，在卸货港锚地待泊及未开舱卸货前仍需检测和监测，以便随时掌握货物属性变化。

 ( 3 ) 定期校验气体检测设备。确保检测设备传感器测量准确，并检查气体检测设备的报警数值设置与灵敏性、防火花探头与软管连接的稳固性，非自给式检测设备还要对附属气泵的工况进行检查。

 ( 4 ) 在日常维护保养中要做好舱盖滚轮、滑道、齿轮、齿条等开关舱金属件的油脂润滑，做好货舱灯、插座等货舱电器件的绝缘包裹，消除可能出现的可燃气体泄漏造成的燃爆隐患。

 ( 5 ) 在封闭空间作业应严格遵照《防止船舶封闭处所缺氧危险作业安全规程》的要求，确保完全通风且进行气体检测。作业时须有两人以上，并配备两台气体检测仪 ( 一用一备 )。

 ( 二 ) 船舶营运企业方面的对策

 1.主体责任落实到位

 ( 1 ) 制定相关操作程序和管理制度。船舶所有人、经营人或管理人作为承运人对船舶适航性负责，依据《海运固体散装货物安全监督管理规定》第五条之要求，按照交通运输部有关规定建立实施船舶安全营运和防污染管理体系或者制度，包括载运固体散装货物的程序、须知或者管理制度。

 ( 2 ) 及时更新管理体系文件。航运企业要做好船舶安全管理体系文件审核工作，按照最新法规要求及时更新应急预案、程序文件、操作规程等，确保船员操作有规可循。

 2.岸基支持及时有效

 ( 1 ) 为船舶配足气体检测设备并定期校准。在船仪器需送检时提前将已校验合格的仪器送达，并将待检仪器校验合格后作为备用仪器，保持在船仪器始终处于可用状态。还可为船舶配备标准气体，以便船员在维护保养设备时对设备进行检测。

 ( 2 ) 为船舶配备《国际海运固体散装货物规则》、《危险货物医疗救助指南》、稳性资料手册、配载仪 ( 船长150 m以上且《国内航行海船法定检验技术规则 ( 2011 )》施行以后建造的船舶必须装载，其他船舶参考配备 )。

 ( 三 ) 海事监管方面的对策

 1.推动具备测氧测爆功能的气体检测设备列入《船用产品检验规则》

《海运固体散装货物安全监督管理规定》第29条规定：“船舶载运可能释放有毒气体、易燃气体或者造成货物处所缺氧的固体散装货物时，应当配备相应的气体测量仪器……”《船用产品检验规则》的重要产品持证目录中与气体探测相关的有便携式氧气浓度测量仪 ( 8.30 )、固定式氧气分析和气体探测设备 ( 8.31 )、固定式碳氢气体监测系统 ( 8.32 )，但未涵盖前文所述应当配备的“相应的气体测量仪器”，造成目前船舶配备的测氧测爆仪器良莠不齐，埋下安全隐患。因此呼吁将测氧测爆仪器列入《船用产品检验规则》的重要产品持证目录。

 2.强化船员适任能力考核和检查

建议将煤炭种属特性和煤炭海运相关的应急操作作为船员适任考试题目，以促使船员学习相关知识并提升相关技能。海事管理机构在对载运煤炭船舶进行安全检查时，应强化对船员实际操作能力的检查。

 3.加强煤炭运输船舶监管

建立煤炭运输船舶监管工作机制，从货物静态申报核批到现场动态监管的各个环节严格履行货物申报管理和现场检查工作要求。

 4.加强普法宣传

落实好“谁执法谁普法”的普法责任，海事执法人员在登轮开展安全检查工作时，对船员实施普法宣传，通过介绍相关的事故案例提升船员的安全意识，进而督促船舶和营运企业落实安全责任，积极防范煤炭海上运输风险。

 六、结束语

煤炭海上运输安全保障工作责任重大、涉及面广，船舶营运企业、运输船舶和海事管理机构等相关方应各司其职，在严格落实安全生产工作要求的同时，协力做好船舶适航、船员适任、货物适载的基础工作。相关方应紧紧抓牢船舶装卸货和海上运输的重点环节，防范煤炭海上运输风险，共同维护好海上电煤运输安全，更好地服务经济社会发展。

参考文献：

[1] 韦毓良.论煤炭运输之甲烷爆炸[J].水上消防,2020(1):11-13.

[2] 赵象卓,包小龙,吴涛,等.船舶载运煤炭甲烷释放特性研究[J].安全与环境学报,2015(6):136-140.

[3] 戚晟德.铁路运输中储存煤炭自燃防治技术的应用探讨[J].现代工业经济和信息化,2022(6):136-137.

[4] 高亮,徐邦祯.海运煤炭的自燃反应和防止措施[J].航海技术,2012(2):35-36.

[5] 齐立平.散装煤炭的船舶安全运输[J].航海技术,2012(4):30-32.

作者简介：

许怀志，沧州海事局，一级行政执法员。

王立明，国能远海航运 ( 天津 ) 有限公司，轮机长。

本文刊发于《世界海运》2023年第1期，转发须注明作者和原文出处。