陜北煤炭東出新徑路方案研究

趙偉

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室，陜西 西安 710043)

0 引言

陜北地區(qū)煤炭資源富集，煤炭工業(yè)為區(qū)域支柱產(chǎn)業(yè)[1]。2022年榆林煤炭產(chǎn)量5.84億t，其中鐵路承擔煤炭外運量為3億t。根據(jù)榆林市能源“十四五”發(fā)展規(guī)劃、榆林市“十四五”國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等，未來需要提供4.8億t的鐵路外運能力，其中東出2.6億t。陜北榆林煤炭外運鐵路通道運量預(yù)測表如表1所示[2-4]。

表1 陜北榆林煤炭外運鐵路通道運量預(yù)測表萬tTab.1 Freight volume Prediction of railway channel for coal transportation in Yulin, Northern Shaanxi

目前，該地區(qū)煤炭東出主要依靠包西鐵路(包頭—西安)銜接太中銀(太原—中衛(wèi)—銀川)—黃韓侯(黃陵—韓城—侯馬)—隴海(蘭州—連云港)—包蘭(包頭—蘭州)等橫向鐵路通道完成。隨著陜北煤炭的不斷開發(fā)，以及疆煤經(jīng)包西、瓦日鐵路(瓦塘—日照)南下，煤炭東出運輸需求不斷增長。在區(qū)域鐵路網(wǎng)中，包西鐵路榆林至綏德間能力已飽和，同時，太中銀鐵路后方徑路石太段能力趨于飽和，導致運輸不暢，無法滿足陜煤和疆煤進一步的東出需求[5-7]。為此，如何進一步優(yōu)化區(qū)域路網(wǎng)，保障國家能源安全，既滿足陜北煤炭東出需求，也為蒙煤南運、疆煤東運提供運輸通道，成為亟需解決的課題。

1 陜北煤炭鐵路運輸問題解析

1.1 東向通路不暢且后方通道能力不足

既有路網(wǎng)東出通道中，神朔鐵路(神木—朔州)較為順直，但運能已飽和，無法承擔更多陜北東出煤流[8]；其余東出通道均需先經(jīng)包西鐵路榆林至綏德段南下，再經(jīng)太中銀等其他橫向通路東出，繞行距離長，經(jīng)濟性較差；既有太中銀、黃韓侯、隴海等橫向大通道均在路網(wǎng)骨干通道中，其前后通道局部區(qū)段(石太鐵路(石家莊—太原)、侯月鐵路(侯馬—月山)、隴海鐵路三門峽至洛陽段)能力趨于飽和，無法承擔更多東出煤流[9]。

1.2 包西鐵路榆林至綏德段運能飽和

包西鐵路榆林至綏德段是陜北煤炭東出和南下的疊加區(qū)段，同時又是包海通道的重要構(gòu)成，承擔著中長途普速旅客列車和白貨貨物列車的運輸任務(wù)。2022年區(qū)段貨運量1.16億t、旅客列車對數(shù)14對/d，能力利用率達100%。

1.3 既有支線鐵路能力緊張

靖神鐵路(靖邊—神木西)、紅檸鐵路(神木西—檸條塔)是陜北煤炭重要的集運線路。既有靖神鐵路為單線鐵路，受能力制約，煤炭自靖神鐵路中段南北分向運輸，靖神鐵路孟家灣以南區(qū)段南下運輸至浩吉鐵路(浩勒報吉—吉安)南下，孟家灣以北區(qū)段北上至神木西后再繞經(jīng)包西鐵路南向運輸，繞行距離長、經(jīng)濟性差；紅檸鐵路煤流先向西運輸至神木西站，后經(jīng)包西鐵路南下北上疏解，再經(jīng)其他橫向通道東向運輸，繞行距離長，經(jīng)濟性差。

1.4 缺乏高標準、大能力東出通道

現(xiàn)狀榆神礦區(qū)、榆橫礦區(qū)煤炭東運主要經(jīng)包西鐵路在綏德轉(zhuǎn)太中銀鐵路后運輸，包西鐵路榆林至綏德段能力已飽和，神瓦鐵路(張家峁—馮家川)建成后僅滿足沿線貨運量，無法適應(yīng)地區(qū)貨運量增長，隨著研究年度區(qū)域內(nèi)礦區(qū)開發(fā)、煤炭產(chǎn)能提升，煤炭外運需求將進一步增加，運輸能力無法滿足區(qū)域內(nèi)煤炭向東外運需求，榆林地區(qū)煤炭東出需要一條高標準、大能力通道。

2 陜北煤炭東出新徑路方案提出

針對上述陜北煤炭鐵路運輸存在的問題，基于中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，結(jié)合既有鐵路現(xiàn)狀，考慮到覆蓋沿線神府、府谷等礦區(qū)的需求，以及運輸徑路的順暢便捷性，構(gòu)筑陜北煤炭東出新徑路成為必要的研究課題[10-12]。新徑路方案的目標為利用瓦日通道(瓦塘—日照)富余能力，形成徑路順直、運輸流暢的陜煤東出通道，解決陜煤東向運輸能力不足問題，同時，釋放包西鐵路瓶頸區(qū)段的運能，支撐陜煤南向運輸。

結(jié)合區(qū)域包西、瓦日鐵路通道現(xiàn)狀和在建項目情況，考慮對沿線神府、府谷等礦區(qū)的覆蓋以及通過運量運輸徑路的順暢便捷性，從包西、瓦日間通道統(tǒng)籌考慮，為解決陜煤、疆煤等東出、南下問題，研究了2個徑路方案。方案Ⅰ為既有通道擴能、遠期新建通道方案(以下簡稱“沿既有通道擴能方案”)，方案Ⅱ為新建通道、既有神木西—瓦塘維持現(xiàn)狀方案(以下簡稱“沿規(guī)劃新建通道方案”)。陜北煤炭東出新徑路方案示意圖如圖1所示。

圖1 陜北煤炭東出新徑路方案示意圖Fig.1 Schematic diagram of the plan for the new path of coal transportation from the east of northern Shaanxi

3 陜北煤炭東出新徑路方案比選

3.1 沿既有通道擴能方案

既有通道基本以煤炭運輸為主，上行為重車方向、下行為輕車方向，重空車流明顯，張家峁以西下行至神木西方向有部分煤炭外運，近期507萬～1 707萬t/a、遠期560萬～1 810萬t/a，考慮車底固定循環(huán)使用，神木西至張家峁行車量近遠期達42對/d、46對/d，張家峁至馮家川段貨運量近遠期分別為5 050萬～7 300萬t/a、5 700萬～8 200萬t/a，均已超過單線鐵路上限，且既有紅檸鐵路、在建神瓦鐵路坡度大部分為足坡，加站條件困難，維持單線采用提高牽引質(zhì)量、自動站間閉塞改自動閉塞等方案均不能滿足運輸需求，單線擴能方案予以舍棄。

考慮整合路網(wǎng)資源、最大程度發(fā)揮路網(wǎng)整體效益，近期對既有紅檸、神瓦鐵路進行擴能改造，以滿足區(qū)域內(nèi)煤炭東出運輸需求；遠期結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃考慮新建包西至瓦日鐵路通道(榆佳臨鐵路(榆林—佳縣—臨縣))。

近期利用既有通道承擔項目沿線煤炭外運和部分疆煤、包西鐵路大保當以北地區(qū)及靖神鐵路小保當以北地區(qū)陜煤通過運量；遠期既有通道功能基本無變化，新建榆佳臨鐵路承擔沿線榆橫礦區(qū)、榆林地區(qū)的煤炭及疆煤外運和分流部分包西鐵路大保當至榆林區(qū)間的煤炭；根據(jù)上述建設(shè)時機及通道分工，項目貨運量預(yù)測表如表2所示。

表2 項目貨運量預(yù)測表萬tTab.2 Project freight volume prediction

線路自神木西引出，沿紅檸鐵路、神瓦鐵路增建二線，利用興保鐵路(馮家川—瓦塘)復(fù)線，引入瓦塘站。沿既有通道擴能方案可充分利用既有鐵路設(shè)施，集約用地，工程建設(shè)規(guī)模小。神木西至馮家川線路長度110.9 km，橋梁長度24.9 km，隧道長度36.7 km，橋隧比55.6%，靜態(tài)工程投資合計134.70億元。

3.2 沿規(guī)劃新建通道方案

結(jié)合既有線車站工程情況、現(xiàn)狀煤炭集疏運設(shè)施、沿線煤炭資源分布，包西至瓦日通道聯(lián)絡(luò)線按照新建通道考慮。研究范圍內(nèi)佳縣為鐵路覆蓋空白區(qū)，沿規(guī)劃新建通道方案考慮兼顧佳縣、榆佳產(chǎn)業(yè)新區(qū)，有利于帶動區(qū)域發(fā)展，填補路網(wǎng)空白。承擔以包西至瓦日通道間通過的煤炭運輸為主并兼顧沿線客運任務(wù)，既有線承擔既有沿線礦區(qū)的煤炭運輸任務(wù)。

根據(jù)運量預(yù)測及通道分工，既有通道僅承擔紅檸、神瓦沿線的煤炭運量，新建通道承擔項目沿線的煤炭外運、部分疆煤及榆林以北陜煤的東向運輸和沿線部分客運，研究年度新通道近遠期預(yù)測貨運量為3 200萬t、8 350萬t，旅客列車1對/d、2對/d。結(jié)合通道分工，項目貨運量預(yù)測表如表3所示。

表3 項目貨運量預(yù)測表萬tTab.3 Project freight volume prediction

沿規(guī)劃新建通道方案主要承擔包西鐵路大保當至榆林沿線、靖神鐵路沿線及部分疆煤至瓦日鐵路以遠，少部分至榆佳工業(yè)園的煤炭貨物運輸任務(wù)，并兼顧沿線旅客及少量的其他貨物運輸。線路自包西鐵路牛家梁引出，新建單線經(jīng)佳縣至瓦日鐵路林家坪站。新建單線長度142.6 km，橋梁28.9 km，隧道63.4 km，橋隧比64.7%，工程靜態(tài)投資114.23億元，遠期增建二線工程投資75.58億元。

3.3 方案綜合比選

對沿既有通道擴能方案和沿規(guī)劃新建通道方案從工程投資、運營管理、工程設(shè)置、通道布局及沿線帶動等方面進一步論述，方案綜合比較表如表4所示。

表4 方案綜合比較表Tab.4 Comprehensive comparison of schemes

經(jīng)分析比選，沿既有通道擴能方案投資節(jié)省、可充分利用既有路網(wǎng)資源、實現(xiàn)路網(wǎng)整體效益最大化；沿規(guī)劃新建通道方案運營管理簡單、運輸組織順暢，但工程投資大，未能有效整合既有鐵路資源。陜北煤炭東出新徑路方案推薦沿既有通道擴能方案，即近期沿既有紅檸鐵路、神瓦鐵路增建二線、利用興保鐵路，實現(xiàn)疆煤、陜煤等的集運東出、南下暢通運輸。

4 結(jié)束語

結(jié)合區(qū)域包西、瓦日鐵路通道現(xiàn)狀和在建項目情況，考慮對沿線神府、府谷等礦區(qū)的覆蓋，提出構(gòu)筑沿既有紅檸—神木—興保鐵路通道擴能的包西鐵路至瓦日鐵路橫向徑路通道，遠期結(jié)合路網(wǎng)規(guī)劃考慮新建榆佳臨鐵路方案。該方案能充分利用既有鐵路設(shè)施及富余運能，工程建設(shè)規(guī)模小，服務(wù)沿線更多礦區(qū)煤炭集運，能實現(xiàn)路網(wǎng)整體效益最大化，形成徑路順直、運輸流暢的陜煤東出新通道，有效解決陜煤東向運輸能力不足問題。新徑路的建設(shè)作為國家“西煤東運”能源保障的重要基礎(chǔ)設(shè)施，具有優(yōu)化“三西”地區(qū)煤運網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，補強陜煤、疆煤東出外運能力，完善陜北煤炭集疏運體系等多種功能。