三塘湖矿区煤炭集运方案研究

史晓涛

(中铁第一勘察设计院集团有限公司线运处，西安 710043)

三塘湖矿区煤炭集运方案研究

史晓涛

(中铁第一勘察设计院集团有限公司线运处，西安 710043)

将哈额铁路是新疆煤炭外运的北翼通道，是三塘湖矿区的运煤干线，连接矿区多条煤炭集运线。根据将哈额铁路通道的功能定位及建设目标，结合矿区规划、通道技术标准，全面系统分析区域内各矿区集运线线路走向、站点布设，统筹规划三塘湖矿区的集运线方案，从而使将哈额铁路通道与各矿区集运线共同形成高效合理的煤炭集运系统。

将哈额铁路;新疆北通道;三塘湖矿区;煤炭集运

1 通道概况

新疆煤炭资源分布集中，主要分布于北疆的准噶尔、新疆东部的吐哈、南疆的伊犁(含库拜)三大区域。根据最新疆煤开发思路:伊犁煤田由于水资源丰富、运距远以就地转化为主;南疆库拜煤田主要供南疆使用，少量焦煤出疆并由吐哈和准东矿区补充部分动力煤;准东煤田水资源相对丰富，以发展煤电等高载能产业为主，部分煤炭外运;吐哈煤田位于新疆最东部，是自治区规划的煤炭外运主要基地，主要开发三塘湖、淖毛湖、大南湖等矿区。新疆集运规模详见表1［1］。

目前新疆所产煤炭以供省内消费为主，主要外运供应甘肃河西地区，主要外运通道为兰新铁路。随着新疆煤炭资源的大规模开发，将形成“一主两翼”的煤炭外运格局(图1)。

表1 新疆煤炭集运规模 万t

“主脊”兰新铁路通道:为疆煤外运的主通道，主要供甘肃河西、川渝东部地区、部分供两湖、华东地区。

“南翼”大南湖至敦煌至格尔木铁路:主要供青藏地区。

“北翼”将军庙-三塘湖-淖毛湖-临河铁路:为疆煤外运的北部通道，通过神朔-朔黄、大秦、山西东南部通道等煤炭通道转水运供华东地区。

图1 新疆煤炭外运格局

将军庙至哈密至额济纳铁路起点位于新疆昌吉州境内的乌将线终点将军庙站，向东经昌吉州木垒县、奇台县北部地区后，又经哈密市巴里坤县北部的三塘湖矿区、伊吾县的淖毛湖矿区，在梧桐水分行:向东往内蒙额济纳方向(既北线额哈铁路)，向南跨越星星峡哑口后进入甘肃省境内，并引入终点兰新铁路柳沟车站。

将哈额铁路与哈临线、包兰线临河至包头段、大包线、大秦线，共同构成了疆煤外运的北翼通道［2］，其中除将哈额铁路外其它各线均为运输的后方通道，并且均已建成;将哈额铁路连接了准东、三塘湖、淖毛湖三大煤田，是北翼通道上游的主要集运铁路;除了形成新疆外出的北翼通道外，向南延伸连接兰新铁路，以满足近、远期河西地区的煤炭需求。

将哈额铁路通道全线区段货流密度见表2［3］。

由表2可以看出，将哈额铁路集运矿区自西向东为准东矿区、三塘湖矿区和淖毛湖矿区，近期运量分别为:1 800万t、2 050万t、650万t;疏运经北翼通道东去1 600万t，经兰新铁路南下2 900万t。

图2 三塘湖矿区平面

表2 通道区段货流密度汇总 万t

2 三塘湖矿区概况

三塘湖矿区是将哈额铁路最主要的集运矿区，位于新疆自治区哈密市巴里坤县境内，属于三塘湖盆地山前倾斜洪积平原区，矿区呈东西向条带状分布，东西长196 km，南北宽33 km，面积约5051 km2，地形较平坦开阔，地势由南向北微倾，地面高程一般560～1 050 m，见图2。区内人烟稀少，多为典型的戈壁荒漠地貌，风蚀作用强烈。矿区分为东西两部分:石头梅矿区、条湖矿区位于东部矿区，汉水泉、库木苏位于西部矿区，见图3。

图3 三塘湖矿区区块划分

三塘湖矿区预测储量 586 亿 t［4，5］，三塘湖规划近期产能3 800万t、总产能12 200万t，其中由铁路外运为近期1 800万t，远期3 900万t。

3 三塘湖矿区集运方案

3.1 研究的思路和方法

(1)将哈额铁路是一条高效、大能力的运煤通道，根据通道的功能定位及建设目标，结合矿区分布与各矿井规划产能，全局统筹、近远结合，对三塘湖矿区集运方案进行研究，从而形成高效合理且综合效益高的煤炭集运系统。

(2)将哈额铁路是一条服务于矿区的煤运通道，线路选线、站位布置应符合井田规划，选线时线路应尽量不占压或少占压矿藏，并且需要尽量离矿区近，以减小专用线引入长度，所以线路应尽量走行于矿区边缘;专用线不可避免地要占压矿藏，应结合地形、货流方向等因素合理定线，尽量减少占压。

(3)在研究集运系统方案布局时，专用线采用的坡系应与通道一致，推荐系统内各集运线采用6‰或6/13‰均衡坡［6］，使之形成具备煤炭整列到发、运输高效的综合运输体系，最大限度地发挥集煤功能，更好地服务于矿区。

(4)研究范围内线路行经区域多为风沙戈壁地貌，线路附近地广人稀，仅三塘湖乡、老爷庙口岸及部分已开发矿区有人居住，将哈额铁路及各集运专用线兼具国土开发的作用，故线路、站点设置应尽量离人口居住地近，以方便当地居民及铁路工人生活。

3.2 集运方案研究

3.2.1 三塘湖东部矿区集运方案

本段地形为南高北低，北侧为山前冲洪积倾斜平原，地形较缓，南侧局部有低山、丘陵，为避免压覆矿藏，将哈额铁路走行于三塘湖矿区南侧边缘，由东向西经牛圈湖、三塘湖乡到达汉水泉。区域内集中的规划矿井有:石头梅一号、二号，条湖一号至七号，共计九个矿区，其中除条湖三号、四号外其他各矿区装车点高程均较低，引入通道须采用足坡，个别区段需展线。根据地形、矿区装车点初步规划等，三塘湖东部矿区集运方案为在岔哈泉站引入条湖一、二号和条湖五号至七号矿区专用线，在三塘湖站引入条湖三号、四号矿区专用线，在石头梅一号站引入石头梅一、二号矿区专用线，详见图4。

图4 三塘湖东部矿区集运方案

3.2.2 三塘湖西部矿区集运方案

本段地形南北高、中间低，北侧为低山丘陵区，南侧为山前冲洪积倾斜平原区，地形平缓。线路经过主要的井田分布有:矿区南部为库木苏一号至五号井田;矿区北部为汉水泉一号至五号井田;南、北矿区之间有一条带状无煤区，该无煤区宽1～5 km，长约30 km。

将哈额铁路通道为绕避矿区，减少压覆矿藏，研究了沿无煤区穿越矿区方案和南侧绕避矿区方案。

(1)沿无煤区穿越矿区方案

线路自汉水泉三号引出后，穿库木苏五号井田后进入库木苏矿区与汉水泉矿区之间的无煤区，沿无煤区向西至库木苏一号后折向西南到达方案比较终点。

范围内新建线路长90.95 km，桥梁比重1.53%，静态投资19.0亿元。走行于矿区内线路长度约20 km。

本方案深入矿区的无煤区，地势高程低，南北矿区距线路均较近，两侧矿区专用线地势逐渐升高，引入通道可采用6/13‰均衡坡，与通道保持一致限坡。与通道方案配套的集运方案为汉水泉二号至五号4个矿区由北侧引入库木苏五号站;库木苏二号至五号4个矿区由南侧引入库木苏五号站;汉水泉一号由北侧引入库木苏四号站;库木苏一号由南侧引入库木苏四号站;巴里坤西部矿区展线引入库木苏一号站。详见图5。

(2)矿区南侧方案

该方案研究思路是为了避免中穿矿区，缩短线路长度。线路由汉水泉引出后足坡而上，行经于南部矿区南侧的丘陵区通过矿区，由库木苏三号井田南侧通过后足坡下行向西北方案前行至方案比较终点。

范围内线路长87.37 km，桥梁比重2.56%，静态投资19.51亿元。进入矿区的范围约14 km。

图5 沿无煤区穿越矿区方案

该方案行走于矿区南侧地势较高处，矿区内装车点地形较低，横向坡度大(约在15‰左右)，专用线与将哈额铁路通道连接需采用6‰坡度足坡展线。经研究，与将哈额铁路相近的几个矿区仅库木苏三号矿区装车点有可展线引入通道库木苏四号站，其他如库木苏一号、四号、五号装车点若直接引入通道，矿区专用线展线长、接入困难，同时专用线修建时压覆矿藏多;北部汉水泉各矿区更无条件与通道直接相联。所以，与本方案配套的集运方案只能采用北侧库木苏矿区、汉水泉矿区集运至中部无煤区，形成集运支线，再连接集运支线至通道。方案如图6所示。

(3)方案比较及推荐意见

从线路工程条件分析:沿无煤区穿越矿区方案走行于山前平原区，地形条件平坦、开阔，工程设置简单。矿区南侧方案靠近天山，经过低山丘陵区，地形较复杂，局部工程设置高填深挖，桥梁比重较高。从地形与工程设置条件评价沿无煤区穿越矿区方案较优。

图6 南侧绕避矿区方案

从施工与运营养护维修方面分析:沿矿区南侧方案基本与在建三鸣公路S332伴行，施工、运营养护交通较为方便;深入矿区方案目前沿线人迹罕至，交通不便，条件不如矿区南侧方案好，但随着后期矿区开发，已经有进入矿区的道路引入，且标准较好，可为铁路建设及运营服务。

从线路与矿区规划、井田分布分析:沿无煤区穿越矿区方案位于库木苏矿区与汉水泉矿区之间，各矿区装车点引线至通道均为下坡，集运条件好，集运线总长度约155.6 km。巴里坤西部矿区若通过将哈额铁路外运，需建设专用线约150 km。

矿区南侧方案行经于矿区南侧，地势高，专用线直接引入困难，需首先形成集煤支线，支线再沿无煤区引入通道，专用线建设总长度约187.2 km。巴里坤西部矿区引入通道，需建设专用线约142 km。

从工程经济性分析:通过工程经济比较可知，由于南侧绕避矿区方案走行于山前，桥梁比重大、路基高填深挖段落长，土方量较大。线路虽较沿无煤区穿越矿区方案短3.58 km，但投资高5 076万元。

比较段落位于三塘湖矿区库木苏井田，沿无煤区穿越矿区方案和南侧绕避矿区方案对应的矿区集煤专用线总建设规模不同，南侧绕避矿区方案较沿无煤区穿越矿区方案增加31.6 km，集煤专用线总投资规模增加5.72亿元。

综合分析:沿无煤区穿越方案虽然线路长度展长3.58 km，但工程简单，投资节省5076万元，且该方案走行于地形低洼的无煤区，对库木苏及汉水泉各矿区的引入条件好，专用线总建设规模小，综合经济优势较为明显。

矿区南侧方案虽然有压矿长度略短，交叉较为便利等优点，但专用线引入条件困难，难以发挥集煤干线的作用。

综上所述，采用沿无煤区穿越矿区方案。

3.3 研究结论

经过分析、比选，三塘湖矿区专用线规划方案见表3。

表3 将哈额铁路通道三塘湖矿区专用线集运规划方案汇总

4 结语

三塘湖矿区作为新疆煤炭外运的北翼通道——将哈额铁路通道主要的煤炭集运区段，该段通道方案应结合各矿区的集运方案，综合考虑装车点的位置、煤炭流向、工程难易程度、工程投资、运输成本等因素进行综合比选，近远结合、统筹规划，从而形成高效合理，且综合效益最优的煤炭集运系统。该段集运方案配套通道方案的合理布局，是形成疆煤外运北翼通道的基础，是加快建设西部地区基础设施、完善路网结构、优化路网布局，尽快形成西部铁路网骨架的需要，对形成丝绸之路经济带交通走廊有着重要意义［1］。

［1］ 中铁第一勘察设计院集团有限公司.新建铁路将军庙至哈密(三塘湖、淖毛湖)至额济纳铁路通道将军庙至柳沟(安北)段可行性研究第一篇总说明［R］.西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司，2014.

［2］ 于洋，张 凌，陈英武.疆煤外运铁路运输通道布局方案研究［J］.煤炭工程，2013(10):29-31.

［3］ 中铁第一勘察设计院集团有限公司.新建铁路将军庙至哈密(三塘湖、淖毛湖)至额济纳铁路通道将军庙至柳沟(安北)段可行性研究第二篇经济与运量［R］.西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司，2014.

［4］ 中煤国际工程集团.新疆哈密三塘湖矿区总体规划［R］.北京:中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司，2012.

［5］ 国家发展和改革委员会.［发改能源〔2012〕3421号］国家发展改革委关于新疆三塘湖矿区总体规划的批复［Z］.北京:国家发展和改革委员会，2012.

［6］ 中铁第一勘察设计院集团有限公司.新建铁路将军庙至哈密(三塘湖、淖毛湖)至额济纳铁路通道将军庙至柳沟(安北)段可行性研究第五篇线路篇［R］.西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司，2014.

［7］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50090—2006 铁路线路设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2006.

［8］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50012—2012 Ⅲ、Ⅳ铁路设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2012.

［9］ 铁道部第一勘测设计院.铁路工程设计技术手册·线路［M］.北京:中国铁道出版社，1994.

［10］于洋.疆煤外运煤炭物流系统规划及建设方案研究［R］.西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司博士后出站报告，2011.

［11］于洋，王晓栋，马红伟.疆煤外运煤炭供应链构建研究［J］.煤炭工程，2012(10):10-13，23.

［12］傅瑞珉.集疏运系统背景下运煤铁路基础设施规划与评价研究［R］.长沙:中南大学，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

史晓涛(1983—)，男，工程师，2008年毕业于北京交通大学铁道工程专业，工学硕士，E-mail:tyysxt@163.com。