晉煤集團西區自營地方鐵路方案研究

馬文軍

(中鐵第六勘察設計院集團有限公司 線路站場設計院，天津 300308)

1 概述

山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司(以下簡稱“晉煤集團”)西區自營地方鐵路是山西省集疏運系統的重要組成部分，能夠保障晉城地區能源輸出、滿足我國煤炭供給需求及保障國民經濟發展的需要，在促進地區經濟發展、降低煤炭運輸成本、保護環境等方面具有重要意義。晉煤集團西區自營地方鐵路完善了晉南區域鐵路網布局，增加了集運網絡的靈活性，連通作用顯著，紐帶效果明顯，可進一步發揮集運網絡整體效益，保障山西中南部地區能源基地的煤炭輸出，進一步發揮集運網絡整體效益[1]。深入研究與相鄰鐵路之間的關系，在滿足晉煤集團運輸需求的同時，科學地制定本線的主要技術標準，確保與周邊路網主要技術標準相匹配。選線時結合沿線采空區、井田分布情況，研究線路接軌方案及局部走向方案，確定了經濟、合理的線路方案[2-3]。

在滿足晉煤集團長遠發展需要的同時，制定了合理的技術標準，以保證與周邊路網合理銜接。晉煤集團西區自營地方鐵路適宜采用的主要技術標準為：鐵路等級為I級；正線數目為單線；限制坡度為13‰；最小曲線半徑為600 m；牽引種類為電力；機車類型為SS4貨運機車；牽引質量為5 000 t；到發線有效長為1 080 m；閉塞類型為半自動閉塞[4-5]。

2 晉煤集團西區自營地方鐵路線路走向方案

本線北端接軌引入山西中南部鐵路長子南站山西省長子縣能源交通物流有限公司長子南鐵路專用線，途經晉城礦區趙莊井田、長平井田、樊莊井田、永和井田，南至東大井田。本線主要服務于晉城礦區煤炭外運，通過在建山西中南部鐵路，形成一條縱貫晉城礦區南北的煤炭集運通道。

本項目主要吸引范圍為晉城市，2020年晉城市的煤炭產量達到9 140萬t，除當地消費794 萬t外，外運量達到8 346萬t，其中利用侯月線(侯馬—月山)及太焦線(太原—焦作)外運量為5 260萬t，本項目接軌于山西中南部鐵路通道，線路沿線擁有豐富的煤炭資源，依托該條大能力出海通道以及當地豐富的煤炭儲量、充足的產能，建設大型、高效的裝車基地，為積極發展煤炭經濟提供了有利條件。

鐵路運輸單位運費只有公路的1/6，在大宗、低附加值的散堆貨物運輸中，具有明顯競爭優勢。通過修建鐵路運輸貨物，可為煤炭運輸提供大運力、低成本、安全可靠、全天候的運輸服務，使當地煤炭能順暢外運，降低煤炭銷售價格，增強在市場中的競爭能力，對于實現我國能源發展戰略，將當地資源優勢轉化為經濟優勢，促進地方經濟快速發展，拉動內需，增加人口就業，保障東南沿海地區能源供應等具有重要意義。

2.1 接軌方案研究

晉煤集團西區井田位于長治市長子縣南部、晉城市沁水縣東部和高平市西部地區，區域內既有鐵路太焦線、侯月線，在建鐵路有山西中南部鐵路通道、嘉南線(嘉峰—南陳鋪)。由于太焦線、侯月線前方通道能力限制，本線吸引范圍的煤炭考慮主要通過接入在建山西中南部鐵路通道外運。因此，按照同吸引井田地理位置就近原則，本線研究選擇山西中南部鐵路通道長子南站作為接軌站，其余山西中南部鐵路通道相鄰車站安澤站相距72 km、壺關站相距42 km，均同吸引井田位置相距較遠，工程投資較大[6]。

晉煤長子南交接站設計為中間站，車站中心里程為CZK7+900；接軌于長能集運站西咽喉，考慮到車站站房便于行車指揮和交通便利，將站房設在鐵路左側。

晉煤長子南交接站分為以下2個部分：①長子南萬噸組合、分解。設到發線9條(含正線1條)，到發線有效長1 700 m，9條到發線滿足萬噸列車組合分解條件；設置電力工區，設置1條接觸網作業線，有效長80 m，2條軌道車作業線，有效長80 m；機務段設置2條機庫線，有效長80 m，2條機整線，有效長200 m；工務工區設置2條軌道車庫線，有效長80 m。站坪長度范圍內坡度0‰，由晉煤地方鐵路公司自營管理。②長子南晉煤與國鐵車輛交接。設置到發線5條(含正線)，有效長均滿足1 700 m，納入國鐵代管。站坪長度范圍內坡度0‰。長子南站改造方案平面布置示意圖如圖1所示。

圖1 長子南站改造方案平面布置示意圖Fig.1 Plane layout of Changzinan Station reconstruction scheme

在長子南站西咽喉規劃設計接入山西省長子縣能源交通物流有限公司長子南鐵路專用線，專用線在長子南站南側新設長能集運站，區間新建空、重車線分別引入長子南站。研究在長能集運站南側并行新建長子南交接站接軌引出本線，新建長子南交接站同長能集運站DK1+950設聯絡線連通，進而通過長能集運站空、重車線連接山西中南部鐵路通道長子南站[7-8]。根據線路接入長子南交接站的不同位置，研究了西線接軌方案和東線接軌方案，西線接軌方案和東線接軌方案平面示意圖如圖2所示。

圖2 西線接軌方案和東線接軌方案平面示意圖Fig.2 Schematic plans of scheme of rail connection to west line and that of rail connection to east line

2.1.1 西線接軌方案

該方案線路由新建長子南交接站西咽喉DZK9+100處引出，線路折向西南，經南圈溝村、義合村、東溝村和東峪村，在東峪村的西側設隧道穿越長子木化石自然保護區緩沖區，為繞避趙莊礦采空區、近期規劃開采區，線路走行于木化石自然保護核心區東側(核心區外)，在河泊村西北側跨丹河，線路折向東南，在鹿宿村西側設趙莊站，出站后線路折向西南至比較終點DK13+200，比較段線路長度為13.2 km。

2.1.2 東線接軌方案

該方案從新建長子南交接站東咽喉ZDK6+200處引出，出站后線路折向西南穿越隧道，上跨趙莊礦既有專用線，繞避法新寺，經法新寺西側，走行于省道227的西側，并行省道227，經東莊、東范村和龍泉村，穿越坡根隧道，經坡根村、十里村、東河村和什善村，在什善村北側穿越窯頭隧道，出隧道后設趙莊站，出站后至比較終點D1K13+488，比較段線路長度為13.488 km。

2.1.3 方案比選

兩方案相距較近，工程地質條件相當，均不控制線路方案。從主要工程投資、線路長度、運營及維修養護條件、壓礦資源、對長子木化石自然保護區的影響、拆遷情況等維度，分別對2個比較方案進行綜合比較，方案綜合評價如表1所示。經綜合比選，研究暫推薦工程投資省、拆遷量小的西線接軌方案。

表1 方案綜合評價Tab.1 Comprehensive evaluation of schemes

2.2 線路局部方案比選

2.2.1 穿越和繞避長平礦近期規劃開采區方案

根據晉煤集團長平礦提供的礦區采空區分布和近期規劃開采范圍，結合周邊地形、地質情況和相關村鎮規劃，對DK13+200～DK21+700穿越長平礦區段線路研究了2個方案：穿越長平礦近期規劃開采區方案和繞避長平礦近期規劃開采區方案[9-10]。穿越和繞避長平礦近期規劃開采區方案平面示意圖如圖3所示。

圖3 穿越和繞避長平礦近期規劃開采區方案平面示意圖Fig.3 Schematic plans of schemes of crossing and bypassing short-term planned mining area of Changping Mine

（1）局部穿越長平礦近期規劃開采區方案。按照鐵路在礦區內盡量順直選線原則，避免線路曲折展線多壓覆礦產資源的原則，本方案線路從比較起點DK13+200處引出，線路折向西南，在傘蓋村西南側設郝家莊1號、2號隧道、明家溝1號、2號隧道和公家山隧道，至比較終點DK21+700，比較段線路長為8.5 km。

（2）繞避長平礦近期規劃開采區方案。按照盡量減少對礦區生產干擾的影響，利用礦區內既有500 kV高壓輸電線路保安煤柱通道，繞避礦區近期規劃開采區的原則，本方案從比較起點D2K13+200處引出，線路折向西，在長平礦界內沿長平礦近期規劃開采區邊界，設反向曲線隧道穿越，至比較終點D2K22+333，比較段線路長度9.133 km。

（3）方案優缺點分析。兩方案相距較近，工程地質條件相當，均不控制線路方案。從主要工程投資、線路長度、工程方面、運營及維修養護條件、對礦井影響、壓礦資源等維度，分別對2個比較方案進行綜合比較。方案綜合評價如表2所示。

根據表2分析，局部穿越長平礦近期規劃開采區方案較繞避長平礦近期規劃開采區方案主要工程投資節省1 458.46萬元，但局部穿越長平礦近期規劃開采區，對礦井生產影響相對較大。繞避長平礦近期規劃開采區方案利用500 kV高壓輸電線路保安煤柱后壓覆礦產資源為947萬t。綜上分析，本次研究推薦對長平礦近期規劃開采影響小，且壓覆礦產資源量少的繞避長平礦近期規劃開采區方案[11-12]。

表2 方案綜合評價Tab.2 Comprehensive evaluation of schemes

2.2.2 丁村東、西側走行方案

結合丁村附近下灣河周邊地形情況，本次在DK26+000～DK33+600研究了2個方案，即丁村西側方案和丁村東側方案。丁村西側方案和丁村東側方案平面示意圖如圖4所示。

圖4 丁村西側方案和丁村東側方案平面示意圖Fig.4 Schematic plans of schemes involving west side and east side of Ding Village

（1）丁村西側方案。線路從比較起點引出后折向西，穿越南村隧道后，上跨下灣河和北固公路，在丁村的北側線路折向西南，經丁村、蔣西村、匣石灣村、瓦窯上村、棗元村和寺溝村至比較終點DK33+600，比較段線路長7.6 km。

（2）丁村東側方案。線路從比較起點引出后，在南村的南側設隧道穿越七星嶺和尹家山，線路折向西，出隧道后線路上跨下灣河和北固公路，在棗元村的北側線路折向西南，穿越沙土窯隧道至比較終點D3K33+970，比較段線路長7.97 km。

（3）方案優缺點分析。兩方案相距較近，工程地質條件相當，均不控制線路方案。從主要工程投資、線路長度、工程方面、壓礦資源、對周邊村鎮影響等維度，分別對2個比較方案進行綜合比較，方案綜合評價如表3所示。

根據表3分析，丁村西側方案較丁村東側方案主要工程投資節省287.639萬元，且壓覆礦產資源量相對較少，工程較易實施。因此，本次研究推薦投資省的丁村西側方案[13]。

表3 方案綜合評價Tab.3 Comprehensive evaluation of schemes

3 結束語

晉煤集團西區自營地方鐵路的建設是促進運輸結構調整的需要，是實現晉煤集團煤炭集約化運輸的保證，同時完善了該區域路網布局，增加了路網機動性。結合山西地區鐵路路網的功能定位以及地區發展需要，研究晉煤集團西區自營地方鐵路方案，對比長子南站西咽喉西線和東線2種接軌方案，比較分析各項接入方案的線路布局方式、工程投資及對城市規劃的影響等，可以為同類礦區鐵路線路的設計提供參考和借鑒[14-15]。