陜北煤炭東出新徑路方案研究

趙偉

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司 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

陜北地區煤炭資源富集，煤炭工業為區域支柱產業[1]。2022年榆林煤炭產量5.84億t，其中鐵路承擔煤炭外運量為3億t。根據榆林市能源“十四五”發展規劃、榆林市“十四五”國民經濟發展規劃等，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測表萬tTab.1 Freight volume Prediction of railway channel for coal transportation in Yulin, Northern Shaanxi

目前，該地區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—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，以及疆煤經包西、瓦日鐵路(瓦塘—日照)南下，煤炭東出運輸需求不斷增長。在區域鐵路網中，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，如何進一步優化區域路網，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包西鐵路榆林至綏德段南下，再經太中銀等其他橫向通路東出，繞行距離長，經濟性較差；既有太中銀、黃韓侯、隴海等橫向大通道均在路網骨干通道中，其前后通道局部區段(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段，同時又是包海通道的重要構成，承擔著中長途普速旅客列車和白貨貨物列車的運輸任務。2022年區段貨運量1.16億t、旅客列車對數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段南下運輸至浩吉鐵路(浩勒報吉—吉安)南下，孟家灣以北區段北上至神木西后再繞經包西鐵路南向運輸，繞行距離長、經濟性差；紅檸鐵路煤流先向西運輸至神木西站，后經包西鐵路南下北上疏解，再經其他橫向通道東向運輸，繞行距離長，經濟性差。

1.4 缺乏高標準、大能力東出通道

現狀榆神礦區、榆橫礦區煤炭東運主要經包西鐵路在綏德轉太中銀鐵路后運輸，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，無法適應地區貨運量增長，隨著研究年度區域內礦區開發、煤炭產能提升，煤炭外運需求將進一步增加，運輸能力無法滿足區域內煤炭向東外運需求，榆林地區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，基于中長期鐵路網規劃，結合既有鐵路現狀，考慮到覆蓋沿線神府、府谷等礦區的需求，以及運輸徑路的順暢便捷性，構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段的運能，支撐陜煤南向運輸。

結合區域包西、瓦日鐵路通道現狀和在建項目情況，考慮對沿線神府、府谷等礦區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—瓦塘維持現狀方案(以下簡稱“沿規劃新建通道方案”)。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。

考慮整合路網資源、最大程度發揮路網整體效益，近期對既有紅檸、神瓦鐵路進行擴能改造，以滿足區域內煤炭東出運輸需求；遠期結合路網規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及靖神鐵路小保當以北地區陜煤通過運量；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、榆林地區的煤炭及疆煤外運和分流部分包西鐵路大保當至榆林區間的煤炭；根據上述建設時機及通道分工，項目貨運量預測表如表2所示。

表2 項目貨運量預測表萬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施，集約用地，工程建設規模小。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%，靜態工程投資合計134.70億元。

3.2 沿規劃新建通道方案

結合既有線車站工程情況、現狀煤炭集疏運設施、沿線煤炭資源分布，包西至瓦日通道聯絡線按照新建通道考慮。研究范圍內佳縣為鐵路覆蓋空白區，沿規劃新建通道方案考慮兼顧佳縣、榆佳產業新區，有利于帶動區域發展，填補路網空白。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，既有線承擔既有沿線礦區的煤炭運輸任務。

根據運量預測及通道分工，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測貨運量為3 200萬t、8 350萬t，旅客列車1對/d、2對/d。結合通道分工，項目貨運量預測表如表3所示。

表3 項目貨運量預測表萬tTab.3 Project freight volume prediction

沿規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，少部分至榆佳工業園的煤炭貨物運輸任務，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劃新建通道方案從工程投資、運營管理、工程設置、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

經分析比選，沿既有通道擴能方案投資節省、可充分利用既有路網資源、實現路網整體效益最大化；沿規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，實現疆煤、陜煤等的集運東出、南下暢通運輸。

4 結束語

結合區域包西、瓦日鐵路通道現狀和在建項目情況，考慮對沿線神府、府谷等礦區的覆蓋，提出構筑沿既有紅檸—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，遠期結合路網規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施及富余運能，工程建設規模小，服務沿線更多礦區煤炭集運，能實現路網整體效益最大化，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。新徑路的建設作為國家“西煤東運”能源保障的重要基礎設施，具有優化“三西”地區煤運網絡結構，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。