陕北煤炭东出新径路方案研究

赵伟

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室，陕西 西安 710043)

0 引言

陕北地区煤炭资源富集，煤炭工业为区域支柱产业[1]。2022年榆林煤炭产量5.84亿t，其中铁路承担煤炭外运量为3亿t。根据榆林市能源“十四五”发展规划、榆林市“十四五”国民经济发展规划等，未来需要提供4.8亿t的铁路外运能力，其中东出2.6亿t。陕北榆林煤炭外运铁路通道运量预测表如表1所示[2-4]。

表1 陕北榆林煤炭外运铁路通道运量预测表万tTab.1 Freight volume Prediction of railway channel for coal transportation in Yulin, Northern Shaanxi

目前，该地区煤炭东出主要依靠包西铁路(包头—西安)衔接太中银(太原—中卫—银川)—黄韩侯(黄陵—韩城—侯马)—陇海(兰州—连云港)—包兰(包头—兰州)等横向铁路通道完成。随着陕北煤炭的不断开发，以及疆煤经包西、瓦日铁路(瓦塘—日照)南下，煤炭东出运输需求不断增长。在区域铁路网中，包西铁路榆林至绥德间能力已饱和，同时，太中银铁路后方径路石太段能力趋于饱和，导致运输不畅，无法满足陕煤和疆煤进一步的东出需求[5-7]。为此，如何进一步优化区域路网，保障国家能源安全，既满足陕北煤炭东出需求，也为蒙煤南运、疆煤东运提供运输通道，成为亟需解决的课题。

1 陕北煤炭铁路运输问题解析

1.1 东向通路不畅且后方通道能力不足

既有路网东出通道中，神朔铁路(神木—朔州)较为顺直，但运能已饱和，无法承担更多陕北东出煤流[8]；其余东出通道均需先经包西铁路榆林至绥德段南下，再经太中银等其他横向通路东出，绕行距离长，经济性较差；既有太中银、黄韩侯、陇海等横向大通道均在路网骨干通道中，其前后通道局部区段(石太铁路(石家庄—太原)、侯月铁路(侯马—月山)、陇海铁路三门峡至洛阳段)能力趋于饱和，无法承担更多东出煤流[9]。

1.2 包西铁路榆林至绥德段运能饱和

包西铁路榆林至绥德段是陕北煤炭东出和南下的叠加区段，同时又是包海通道的重要构成，承担着中长途普速旅客列车和白货货物列车的运输任务。2022年区段货运量1.16亿t、旅客列车对数14对/d，能力利用率达100%。

1.3 既有支线铁路能力紧张

靖神铁路(靖边—神木西)、红柠铁路(神木西—柠条塔)是陕北煤炭重要的集运线路。既有靖神铁路为单线铁路，受能力制约，煤炭自靖神铁路中段南北分向运输，靖神铁路孟家湾以南区段南下运输至浩吉铁路(浩勒报吉—吉安)南下，孟家湾以北区段北上至神木西后再绕经包西铁路南向运输，绕行距离长、经济性差；红柠铁路煤流先向西运输至神木西站，后经包西铁路南下北上疏解，再经其他横向通道东向运输，绕行距离长，经济性差。

1.4 缺乏高标准、大能力东出通道

现状榆神矿区、榆横矿区煤炭东运主要经包西铁路在绥德转太中银铁路后运输，包西铁路榆林至绥德段能力已饱和，神瓦铁路(张家峁—冯家川)建成后仅满足沿线货运量，无法适应地区货运量增长，随着研究年度区域内矿区开发、煤炭产能提升，煤炭外运需求将进一步增加，运输能力无法满足区域内煤炭向东外运需求，榆林地区煤炭东出需要一条高标准、大能力通道。

2 陕北煤炭东出新径路方案提出

针对上述陕北煤炭铁路运输存在的问题，基于中长期铁路网规划，结合既有铁路现状，考虑到覆盖沿线神府、府谷等矿区的需求，以及运输径路的顺畅便捷性，构筑陕北煤炭东出新径路成为必要的研究课题[10-12]。新径路方案的目标为利用瓦日通道(瓦塘—日照)富余能力，形成径路顺直、运输流畅的陕煤东出通道，解决陕煤东向运输能力不足问题，同时，释放包西铁路瓶颈区段的运能，支撑陕煤南向运输。

结合区域包西、瓦日铁路通道现状和在建项目情况，考虑对沿线神府、府谷等矿区的覆盖以及通过运量运输径路的顺畅便捷性，从包西、瓦日间通道统筹考虑，为解决陕煤、疆煤等东出、南下问题，研究了2个径路方案。方案Ⅰ为既有通道扩能、远期新建通道方案(以下简称“沿既有通道扩能方案”)，方案Ⅱ为新建通道、既有神木西—瓦塘维持现状方案(以下简称“沿规划新建通道方案”)。陕北煤炭东出新径路方案示意图如图1所示。

图1 陕北煤炭东出新径路方案示意图Fig.1 Schematic diagram of the plan for the new path of coal transportation from the east of northern Shaanxi

3 陕北煤炭东出新径路方案比选

3.1 沿既有通道扩能方案

既有通道基本以煤炭运输为主，上行为重车方向、下行为轻车方向，重空车流明显，张家峁以西下行至神木西方向有部分煤炭外运，近期507万～1 707万t/a、远期560万～1 810万t/a，考虑车底固定循环使用，神木西至张家峁行车量近远期达42对/d、46对/d，张家峁至冯家川段货运量近远期分别为5 050万～7 300万t/a、5 700万～8 200万t/a，均已超过单线铁路上限，且既有红柠铁路、在建神瓦铁路坡度大部分为足坡，加站条件困难，维持单线采用提高牵引质量、自动站间闭塞改自动闭塞等方案均不能满足运输需求，单线扩能方案予以舍弃。

考虑整合路网资源、最大程度发挥路网整体效益，近期对既有红柠、神瓦铁路进行扩能改造，以满足区域内煤炭东出运输需求；远期结合路网规划考虑新建包西至瓦日铁路通道(榆佳临铁路(榆林—佳县—临县))。

近期利用既有通道承担项目沿线煤炭外运和部分疆煤、包西铁路大保当以北地区及靖神铁路小保当以北地区陕煤通过运量；远期既有通道功能基本无变化，新建榆佳临铁路承担沿线榆横矿区、榆林地区的煤炭及疆煤外运和分流部分包西铁路大保当至榆林区间的煤炭；根据上述建设时机及通道分工，项目货运量预测表如表2所示。

表2 项目货运量预测表万tTab.2 Project freight volume prediction

线路自神木西引出，沿红柠铁路、神瓦铁路增建二线，利用兴保铁路(冯家川—瓦塘)复线，引入瓦塘站。沿既有通道扩能方案可充分利用既有铁路设施，集约用地，工程建设规模小。神木西至冯家川线路长度110.9 km，桥梁长度24.9 km，隧道长度36.7 km，桥隧比55.6%，静态工程投资合计134.70亿元。

3.2 沿规划新建通道方案

结合既有线车站工程情况、现状煤炭集疏运设施、沿线煤炭资源分布，包西至瓦日通道联络线按照新建通道考虑。研究范围内佳县为铁路覆盖空白区，沿规划新建通道方案考虑兼顾佳县、榆佳产业新区，有利于带动区域发展，填补路网空白。承担以包西至瓦日通道间通过的煤炭运输为主并兼顾沿线客运任务，既有线承担既有沿线矿区的煤炭运输任务。

根据运量预测及通道分工，既有通道仅承担红柠、神瓦沿线的煤炭运量，新建通道承担项目沿线的煤炭外运、部分疆煤及榆林以北陕煤的东向运输和沿线部分客运，研究年度新通道近远期预测货运量为3 200万t、8 350万t，旅客列车1对/d、2对/d。结合通道分工，项目货运量预测表如表3所示。

表3 项目货运量预测表万tTab.3 Project freight volume prediction

沿规划新建通道方案主要承担包西铁路大保当至榆林沿线、靖神铁路沿线及部分疆煤至瓦日铁路以远，少部分至榆佳工业园的煤炭货物运输任务，并兼顾沿线旅客及少量的其他货物运输。线路自包西铁路牛家梁引出，新建单线经佳县至瓦日铁路林家坪站。新建单线长度142.6 km，桥梁28.9 km，隧道63.4 km，桥隧比64.7%，工程静态投资114.23亿元，远期增建二线工程投资75.58亿元。

3.3 方案综合比选

对沿既有通道扩能方案和沿规划新建通道方案从工程投资、运营管理、工程设置、通道布局及沿线带动等方面进一步论述，方案综合比较表如表4所示。

表4 方案综合比较表Tab.4 Comprehensive comparison of schemes

经分析比选，沿既有通道扩能方案投资节省、可充分利用既有路网资源、实现路网整体效益最大化；沿规划新建通道方案运营管理简单、运输组织顺畅，但工程投资大，未能有效整合既有铁路资源。陕北煤炭东出新径路方案推荐沿既有通道扩能方案，即近期沿既有红柠铁路、神瓦铁路增建二线、利用兴保铁路，实现疆煤、陕煤等的集运东出、南下畅通运输。

4 结束语

结合区域包西、瓦日铁路通道现状和在建项目情况，考虑对沿线神府、府谷等矿区的覆盖，提出构筑沿既有红柠—神木—兴保铁路通道扩能的包西铁路至瓦日铁路横向径路通道，远期结合路网规划考虑新建榆佳临铁路方案。该方案能充分利用既有铁路设施及富余运能，工程建设规模小，服务沿线更多矿区煤炭集运，能实现路网整体效益最大化，形成径路顺直、运输流畅的陕煤东出新通道，有效解决陕煤东向运输能力不足问题。新径路的建设作为国家“西煤东运”能源保障的重要基础设施，具有优化“三西”地区煤运网络结构，补强陕煤、疆煤东出外运能力，完善陕北煤炭集疏运体系等多种功能。