三塘湖礦區(qū)煤炭集運(yùn)方案研究

史曉濤

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司線運(yùn)處，西安 710043)

三塘湖礦區(qū)煤炭集運(yùn)方案研究

史曉濤

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司線運(yùn)處，西安 710043)

將哈額鐵路是新疆煤炭外運(yùn)的北翼通道，是三塘湖礦區(qū)的運(yùn)煤干線，連接礦區(qū)多條煤炭集運(yùn)線。根據(jù)將哈額鐵路通道的功能定位及建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合礦區(qū)規(guī)劃、通道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全面系統(tǒng)分析區(qū)域內(nèi)各礦區(qū)集運(yùn)線線路走向、站點(diǎn)布設(shè)，統(tǒng)籌規(guī)劃三塘湖礦區(qū)的集運(yùn)線方案，從而使將哈額鐵路通道與各礦區(qū)集運(yùn)線共同形成高效合理的煤炭集運(yùn)系統(tǒng)。

將哈額鐵路;新疆北通道;三塘湖礦區(qū);煤炭集運(yùn)

1 通道概況

新疆煤炭資源分布集中，主要分布于北疆的準(zhǔn)噶爾、新疆東部的吐哈、南疆的伊犁(含庫拜)三大區(qū)域。根據(jù)最新疆煤開發(fā)思路:伊犁煤田由于水資源豐富、運(yùn)距遠(yuǎn)以就地轉(zhuǎn)化為主;南疆庫拜煤田主要供南疆使用，少量焦煤出疆并由吐哈和準(zhǔn)東礦區(qū)補(bǔ)充部分動力煤;準(zhǔn)東煤田水資源相對豐富，以發(fā)展煤電等高載能產(chǎn)業(yè)為主，部分煤炭外運(yùn);吐哈煤田位于新疆最東部，是自治區(qū)規(guī)劃的煤炭外運(yùn)主要基地，主要開發(fā)三塘湖、淖毛湖、大南湖等礦區(qū)。新疆集運(yùn)規(guī)模詳見表1［1］。

目前新疆所產(chǎn)煤炭以供省內(nèi)消費(fèi)為主，主要外運(yùn)供應(yīng)甘肅河西地區(qū)，主要外運(yùn)通道為蘭新鐵路。隨著新疆煤炭資源的大規(guī)模開發(fā)，將形成“一主兩翼”的煤炭外運(yùn)格局(圖1)。

表1 新疆煤炭集運(yùn)規(guī)模 萬t

“主脊”蘭新鐵路通道:為疆煤外運(yùn)的主通道，主要供甘肅河西、川渝東部地區(qū)、部分供兩湖、華東地區(qū)。

“南翼”大南湖至敦煌至格爾木鐵路:主要供青藏地區(qū)。

“北翼”將軍廟-三塘湖-淖毛湖-臨河鐵路:為疆煤外運(yùn)的北部通道，通過神朔-朔黃、大秦、山西東南部通道等煤炭通道轉(zhuǎn)水運(yùn)供華東地區(qū)。

圖1 新疆煤炭外運(yùn)格局

將軍廟至哈密至額濟(jì)納鐵路起點(diǎn)位于新疆昌吉州境內(nèi)的烏將線終點(diǎn)將軍廟站，向東經(jīng)昌吉州木壘縣、奇臺縣北部地區(qū)后，又經(jīng)哈密市巴里坤縣北部的三塘湖礦區(qū)、伊吾縣的淖毛湖礦區(qū)，在梧桐水分行:向東往內(nèi)蒙額濟(jì)納方向(既北線額哈鐵路)，向南跨越星星峽啞口后進(jìn)入甘肅省境內(nèi)，并引入終點(diǎn)蘭新鐵路柳溝車站。

將哈額鐵路與哈臨線、包蘭線臨河至包頭段、大包線、大秦線，共同構(gòu)成了疆煤外運(yùn)的北翼通道［2］，其中除將哈額鐵路外其它各線均為運(yùn)輸?shù)暮蠓酵ǖ?，并且均已建?將哈額鐵路連接了準(zhǔn)東、三塘湖、淖毛湖三大煤田，是北翼通道上游的主要集運(yùn)鐵路;除了形成新疆外出的北翼通道外，向南延伸連接蘭新鐵路，以滿足近、遠(yuǎn)期河西地區(qū)的煤炭需求。

將哈額鐵路通道全線區(qū)段貨流密度見表2［3］。

由表2可以看出，將哈額鐵路集運(yùn)礦區(qū)自西向東為準(zhǔn)東礦區(qū)、三塘湖礦區(qū)和淖毛湖礦區(qū)，近期運(yùn)量分別為:1 800萬t、2 050萬t、650萬t;疏運(yùn)經(jīng)北翼通道東去1 600萬t，經(jīng)蘭新鐵路南下2 900萬t。

圖2 三塘湖礦區(qū)平面

表2 通道區(qū)段貨流密度匯總 萬t

2 三塘湖礦區(qū)概況

三塘湖礦區(qū)是將哈額鐵路最主要的集運(yùn)礦區(qū)，位于新疆自治區(qū)哈密市巴里坤縣境內(nèi)，屬于三塘湖盆地山前傾斜洪積平原區(qū)，礦區(qū)呈東西向條帶狀分布，東西長196 km，南北寬33 km，面積約5051 km2，地形較平坦開闊，地勢由南向北微傾，地面高程一般560～1 050 m，見圖2。區(qū)內(nèi)人煙稀少，多為典型的戈壁荒漠地貌，風(fēng)蝕作用強(qiáng)烈。礦區(qū)分為東西兩部分:石頭梅礦區(qū)、條湖礦區(qū)位于東部礦區(qū)，漢水泉、庫木蘇位于西部礦區(qū)，見圖3。

圖3 三塘湖礦區(qū)區(qū)塊劃分

三塘湖礦區(qū)預(yù)測儲量 586 億 t［4，5］，三塘湖規(guī)劃近期產(chǎn)能3 800萬t、總產(chǎn)能12 200萬t，其中由鐵路外運(yùn)為近期1 800萬t，遠(yuǎn)期3 900萬t。

3 三塘湖礦區(qū)集運(yùn)方案

3.1 研究的思路和方法

(1)將哈額鐵路是一條高效、大能力的運(yùn)煤通道，根據(jù)通道的功能定位及建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合礦區(qū)分布與各礦井規(guī)劃產(chǎn)能，全局統(tǒng)籌、近遠(yuǎn)結(jié)合，對三塘湖礦區(qū)集運(yùn)方案進(jìn)行研究，從而形成高效合理且綜合效益高的煤炭集運(yùn)系統(tǒng)。

(2)將哈額鐵路是一條服務(wù)于礦區(qū)的煤運(yùn)通道，線路選線、站位布置應(yīng)符合井田規(guī)劃，選線時線路應(yīng)盡量不占壓或少占壓礦藏，并且需要盡量離礦區(qū)近，以減小專用線引入長度，所以線路應(yīng)盡量走行于礦區(qū)邊緣;專用線不可避免地要占壓礦藏，應(yīng)結(jié)合地形、貨流方向等因素合理定線，盡量減少占壓。

(3)在研究集運(yùn)系統(tǒng)方案布局時，專用線采用的坡系應(yīng)與通道一致，推薦系統(tǒng)內(nèi)各集運(yùn)線采用6‰或6/13‰均衡坡［6］，使之形成具備煤炭整列到發(fā)、運(yùn)輸高效的綜合運(yùn)輸體系，最大限度地發(fā)揮集煤功能，更好地服務(wù)于礦區(qū)。

(4)研究范圍內(nèi)線路行經(jīng)區(qū)域多為風(fēng)沙戈壁地貌，線路附近地廣人稀，僅三塘湖鄉(xiāng)、老爺廟口岸及部分已開發(fā)礦區(qū)有人居住，將哈額鐵路及各集運(yùn)專用線兼具國土開發(fā)的作用，故線路、站點(diǎn)設(shè)置應(yīng)盡量離人口居住地近，以方便當(dāng)?shù)鼐用窦拌F路工人生活。

3.2 集運(yùn)方案研究

3.2.1 三塘湖東部礦區(qū)集運(yùn)方案

本段地形為南高北低，北側(cè)為山前沖洪積傾斜平原，地形較緩，南側(cè)局部有低山、丘陵，為避免壓覆礦藏，將哈額鐵路走行于三塘湖礦區(qū)南側(cè)邊緣，由東向西經(jīng)牛圈湖、三塘湖鄉(xiāng)到達(dá)漢水泉。區(qū)域內(nèi)集中的規(guī)劃礦井有:石頭梅一號、二號，條湖一號至七號，共計九個礦區(qū)，其中除條湖三號、四號外其他各礦區(qū)裝車點(diǎn)高程均較低，引入通道須采用足坡，個別區(qū)段需展線。根據(jù)地形、礦區(qū)裝車點(diǎn)初步規(guī)劃等，三塘湖東部礦區(qū)集運(yùn)方案為在岔哈泉站引入條湖一、二號和條湖五號至七號礦區(qū)專用線，在三塘湖站引入條湖三號、四號礦區(qū)專用線，在石頭梅一號站引入石頭梅一、二號礦區(qū)專用線，詳見圖4。

圖4 三塘湖東部礦區(qū)集運(yùn)方案

3.2.2 三塘湖西部礦區(qū)集運(yùn)方案

本段地形南北高、中間低，北側(cè)為低山丘陵區(qū)，南側(cè)為山前沖洪積傾斜平原區(qū)，地形平緩。線路經(jīng)過主要的井田分布有:礦區(qū)南部為庫木蘇一號至五號井田;礦區(qū)北部為漢水泉一號至五號井田;南、北礦區(qū)之間有一條帶狀無煤區(qū)，該無煤區(qū)寬1～5 km，長約30 km。

將哈額鐵路通道為繞避礦區(qū)，減少壓覆礦藏，研究了沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案和南側(cè)繞避礦區(qū)方案。

(1)沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案

線路自漢水泉三號引出后，穿庫木蘇五號井田后進(jìn)入庫木蘇礦區(qū)與漢水泉礦區(qū)之間的無煤區(qū)，沿?zé)o煤區(qū)向西至庫木蘇一號后折向西南到達(dá)方案比較終點(diǎn)。

范圍內(nèi)新建線路長90.95 km，橋梁比重1.53%，靜態(tài)投資19.0億元。走行于礦區(qū)內(nèi)線路長度約20 km。

本方案深入礦區(qū)的無煤區(qū)，地勢高程低，南北礦區(qū)距線路均較近，兩側(cè)礦區(qū)專用線地勢逐漸升高，引入通道可采用6/13‰均衡坡，與通道保持一致限坡。與通道方案配套的集運(yùn)方案為漢水泉二號至五號4個礦區(qū)由北側(cè)引入庫木蘇五號站;庫木蘇二號至五號4個礦區(qū)由南側(cè)引入庫木蘇五號站;漢水泉一號由北側(cè)引入庫木蘇四號站;庫木蘇一號由南側(cè)引入庫木蘇四號站;巴里坤西部礦區(qū)展線引入庫木蘇一號站。詳見圖5。

(2)礦區(qū)南側(cè)方案

該方案研究思路是為了避免中穿礦區(qū)，縮短線路長度。線路由漢水泉引出后足坡而上，行經(jīng)于南部礦區(qū)南側(cè)的丘陵區(qū)通過礦區(qū)，由庫木蘇三號井田南側(cè)通過后足坡下行向西北方案前行至方案比較終點(diǎn)。

范圍內(nèi)線路長87.37 km，橋梁比重2.56%，靜態(tài)投資19.51億元。進(jìn)入礦區(qū)的范圍約14 km。

圖5 沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案

該方案行走于礦區(qū)南側(cè)地勢較高處，礦區(qū)內(nèi)裝車點(diǎn)地形較低，橫向坡度大(約在15‰左右)，專用線與將哈額鐵路通道連接需采用6‰坡度足坡展線。經(jīng)研究，與將哈額鐵路相近的幾個礦區(qū)僅庫木蘇三號礦區(qū)裝車點(diǎn)有可展線引入通道庫木蘇四號站，其他如庫木蘇一號、四號、五號裝車點(diǎn)若直接引入通道，礦區(qū)專用線展線長、接入困難，同時專用線修建時壓覆礦藏多;北部漢水泉各礦區(qū)更無條件與通道直接相聯(lián)。所以，與本方案配套的集運(yùn)方案只能采用北側(cè)庫木蘇礦區(qū)、漢水泉礦區(qū)集運(yùn)至中部無煤區(qū)，形成集運(yùn)支線，再連接集運(yùn)支線至通道。方案如圖6所示。

(3)方案比較及推薦意見

從線路工程條件分析:沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案走行于山前平原區(qū)，地形條件平坦、開闊，工程設(shè)置簡單。礦區(qū)南側(cè)方案靠近天山，經(jīng)過低山丘陵區(qū)，地形較復(fù)雜，局部工程設(shè)置高填深挖，橋梁比重較高。從地形與工程設(shè)置條件評價沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案較優(yōu)。

圖6 南側(cè)繞避礦區(qū)方案

從施工與運(yùn)營養(yǎng)護(hù)維修方面分析:沿礦區(qū)南側(cè)方案基本與在建三鳴公路S332伴行，施工、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)交通較為方便;深入礦區(qū)方案目前沿線人跡罕至，交通不便，條件不如礦區(qū)南側(cè)方案好，但隨著后期礦區(qū)開發(fā)，已經(jīng)有進(jìn)入礦區(qū)的道路引入，且標(biāo)準(zhǔn)較好，可為鐵路建設(shè)及運(yùn)營服務(wù)。

從線路與礦區(qū)規(guī)劃、井田分布分析:沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案位于庫木蘇礦區(qū)與漢水泉礦區(qū)之間，各礦區(qū)裝車點(diǎn)引線至通道均為下坡，集運(yùn)條件好，集運(yùn)線總長度約155.6 km。巴里坤西部礦區(qū)若通過將哈額鐵路外運(yùn)，需建設(shè)專用線約150 km。

礦區(qū)南側(cè)方案行經(jīng)于礦區(qū)南側(cè)，地勢高，專用線直接引入困難，需首先形成集煤支線，支線再沿?zé)o煤區(qū)引入通道，專用線建設(shè)總長度約187.2 km。巴里坤西部礦區(qū)引入通道，需建設(shè)專用線約142 km。

從工程經(jīng)濟(jì)性分析:通過工程經(jīng)濟(jì)比較可知，由于南側(cè)繞避礦區(qū)方案走行于山前，橋梁比重大、路基高填深挖段落長，土方量較大。線路雖較沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案短3.58 km，但投資高5 076萬元。

比較段落位于三塘湖礦區(qū)庫木蘇井田，沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案和南側(cè)繞避礦區(qū)方案對應(yīng)的礦區(qū)集煤專用線總建設(shè)規(guī)模不同，南側(cè)繞避礦區(qū)方案較沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案增加31.6 km，集煤專用線總投資規(guī)模增加5.72億元。

綜合分析:沿?zé)o煤區(qū)穿越方案雖然線路長度展長3.58 km，但工程簡單，投資節(jié)省5076萬元，且該方案走行于地形低洼的無煤區(qū)，對庫木蘇及漢水泉各礦區(qū)的引入條件好，專用線總建設(shè)規(guī)模小，綜合經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢較為明顯。

礦區(qū)南側(cè)方案雖然有壓礦長度略短，交叉較為便利等優(yōu)點(diǎn)，但專用線引入條件困難，難以發(fā)揮集煤干線的作用。

綜上所述，采用沿?zé)o煤區(qū)穿越礦區(qū)方案。

3.3 研究結(jié)論

經(jīng)過分析、比選，三塘湖礦區(qū)專用線規(guī)劃方案見表3。

表3 將哈額鐵路通道三塘湖礦區(qū)專用線集運(yùn)規(guī)劃方案匯總

4 結(jié)語

三塘湖礦區(qū)作為新疆煤炭外運(yùn)的北翼通道——將哈額鐵路通道主要的煤炭集運(yùn)區(qū)段，該段通道方案應(yīng)結(jié)合各礦區(qū)的集運(yùn)方案，綜合考慮裝車點(diǎn)的位置、煤炭流向、工程難易程度、工程投資、運(yùn)輸成本等因素進(jìn)行綜合比選，近遠(yuǎn)結(jié)合、統(tǒng)籌規(guī)劃，從而形成高效合理，且綜合效益最優(yōu)的煤炭集運(yùn)系統(tǒng)。該段集運(yùn)方案配套通道方案的合理布局，是形成疆煤外運(yùn)北翼通道的基礎(chǔ)，是加快建設(shè)西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化路網(wǎng)布局，盡快形成西部鐵路網(wǎng)骨架的需要，對形成絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶交通走廊有著重要意義［1］。

［1］ 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.新建鐵路將軍廟至哈密(三塘湖、淖毛湖)至額濟(jì)納鐵路通道將軍廟至柳溝(安北)段可行性研究第一篇總說明［R］.西安:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，2014.

［2］ 于洋，張 凌，陳英武.疆煤外運(yùn)鐵路運(yùn)輸通道布局方案研究［J］.煤炭工程，2013(10):29-31.

［3］ 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.新建鐵路將軍廟至哈密(三塘湖、淖毛湖)至額濟(jì)納鐵路通道將軍廟至柳溝(安北)段可行性研究第二篇經(jīng)濟(jì)與運(yùn)量［R］.西安:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，2014.

［4］ 中煤國際工程集團(tuán).新疆哈密三塘湖礦區(qū)總體規(guī)劃［R］.北京:中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司，2012.

［5］ 國家發(fā)展和改革委員會.［發(fā)改能源〔2012〕3421號］國家發(fā)展改革委關(guān)于新疆三塘湖礦區(qū)總體規(guī)劃的批復(fù)［Z］.北京:國家發(fā)展和改革委員會，2012.

［6］ 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.新建鐵路將軍廟至哈密(三塘湖、淖毛湖)至額濟(jì)納鐵路通道將軍廟至柳溝(安北)段可行性研究第五篇線路篇［R］.西安:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，2014.

［7］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50090—2006 鐵路線路設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［8］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50012—2012 Ⅲ、Ⅳ鐵路設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2012.

［9］ 鐵道部第一勘測設(shè)計院.鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊·線路［M］.北京:中國鐵道出版社，1994.

［10］于洋.疆煤外運(yùn)煤炭物流系統(tǒng)規(guī)劃及建設(shè)方案研究［R］.西安:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司博士后出站報告，2011.

［11］于洋，王曉棟，馬紅偉.疆煤外運(yùn)煤炭供應(yīng)鏈構(gòu)建研究［J］.煤炭工程，2012(10):10-13，23.

［12］傅瑞珉.集疏運(yùn)系統(tǒng)背景下運(yùn)煤鐵路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與評價研究［R］.長沙:中南大學(xué)，2012.

Study of Coal Collection and Transportation Program for Santanghu Mine

SHI Xiao-tao
(Track and Transportation Department，China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd.，Xi'an 710043，China)

Jiangha'e Railway is the north corridor and a trunk line to transport coal out of Xinjiang，connecting the coal lines at Santanghu Mine.According to the functionalities and goals of Jiangha'e Railway and on the basis of the mine planning and corridor technical standards，this paper analyses the alignment of lines and layout of stations，studies the general plan of coal lines at Santanghu Mine so as to allow the combination of the railway corridor with the coal lines in various coal mines to form a effective coal transport system.

Jiangha'e Railway;Xinjiang North Corridor;Santanghu Mine;Coal collection and transportation

U212

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.05.012

1004-2954(2015)05-0054-06

2014-12-21

史曉濤(1983—)，男，工程師，2008年畢業(yè)于北京交通大學(xué)鐵道工程專業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail:tyysxt@163.com。