（矿业工程专业论文）兴县工业园岢岚至瓦塘专用铁路技术方案研究.pdf

太原理_ t 大学_ 【程硕j 学位论文 摘要 本文通过对兴县工业园概况的介绍，提出只有建设岢岚至 瓦塘专用铁路对兴县工业园区开发建设才有意义，才能发挥其 良好的经济效益和社会效益。接着本文分析了该专用铁路的客 货运量及其相关既有铁路主要条件现状和规划发展前景，通过 对铁路等级、限制坡度、到发线有效长和牵引种类、机车交路、 运营管理方式等六个主要技术方面的研究，本文认为西山煤电 股份公司按国铁i i 级标准投资修建岢瓦专用铁路，对提高铁路 运输能力和增强兴县工业园市场竞争力具有十分重要的意义。 关键词兴县工业园岢瓦专用铁路技术方案研究 太原理工人学t 程预：卜学位论文 a b s t r a c t b yi n t r o d u c i n g t h eb a s i c s i t u a t i o n ，t h i sp a p e rp r e s e n t st h e p r o p o s a lt h a to n l yc o n s t r u c tt h ek e 1 a n w at a n gs p e c i a lr a i l w a y c a n d e v e l o p i n g t h e x i n g x i a nc o u n t y i n d u s t r i a lg a r d e nb e r e a s o n a b l e ，a n dp r o d u c et h eg o o de c o n o m i ca n ds o c i a l b e n e f i t t h e nt h ep a p e ra n a l y z e st h ep a s s e n g e ra n df r e i g h tt r a f f i ca n dt h e c u r r e n ts t a t u sa n dp l a n n e dd e v e l o p m e n to ft h ee x i s t i n gr a i l w a y a f t e rt h ed i s c u s s i o ni ns i xa s p e c t so ft h er a i l w a yg r a d e ，r e s t r i c t e d g r a d i e n t ，e f f e c t i v el e n g t h o ft h ea r r i v a la n d d e p a r t u r e l i n e s ， l o c o m o t i v eu t i l i z i n gs c h e m ea n do p e r a t i o na n dm a n a g e m e n t ，t h e p a p e r c o n c l u d e st h a tt h ex i s h a nc o a la n de l e c t r i c a lc o l t d s h o u l d c o n s t r u c tt h ek el a n _ w at a n gs p e c i a lr a i l w a ya sas t a t eg r a d ei i s t a n d a r dr a i l w a y t h i sw i l lb ev i t a lt oi n c r e a s et h er a i l w a yt r a f f i c v o l u m ea n de n h a n c et h e c o m p e t i t i v ec a p a b i l i t y o fx i n g x i a n c o u n t y k e y w o r d s ：x i n g x i a nc o u n t yi n d u s t r i a lg a r d e n k ei a n w a t a n gs p e c i a lr a i l w a y , t e c h n i c a ls c h e m e ，s t u d y 太原理工大学工程硕士学位论文 第一章兴县工业园和本课题的提出 1 1 兴县工业园的概况 为实现企业做大做强、提高核心竞争能力及可持续健康发 展，积极应对企业所面临的机遇和挑战，适应我国煤炭工业的 发展趋势和复杂多变的国内外经济环境，在山西省委、省政府 的支持下，西山煤电股份有限公司抓住有利时机在吕梁地区的 兴县投资开发建设兴县工业园。规划中除煤矿外，还要建设选 煤厂、电厂，还包括水泥、建材、煤化工等工业项目，形成符 合国家产业和环保要求，集煤、电、路、建材、煤化工等为一 体的综合集团项目，建成绿色的环保型工业园区。山西矿产储 量委员会已将煤田面积8 8 6 平方公里、煤炭可采储量1 9 6 亿吨 的资源划归西山煤电股份有限公司开采。现煤矿建设属可研阶 段，计划2 0 0 5 年9 月第一个工作面建成投产。预计2 0 0 5 年、 2 0 0 6 年、2 0 0 8 年、2 0 1 0 年的商品煤量分别为2 5 0 万吨、6 2 0 万吨、8 5 0 万吨、1 5 0 0 万吨。 1 1 1 地理位置 兴县工业园位于山西省兴县县城北5 0 k m 的魏家滩附近、 岚漪河两侧，行政区划属于魏家滩镇与白家沟管辖，矿区北侧 已跨入保德县境内。矿区地理坐标：北纬3 8 。3 2 7 4 0 ”- 3 8 。 太原理工大学工程硕士学位论文 4 4 3 9 ”，东经1 1 1 。0 5 3 0 ”1 1 1 。0 87 3 3 ”。东西宽4 3 3 5 k m ； 南北长2 0 k r n ，面积8 8 6 4 k m 2 。 1 1 2 自然地理 1 1 2 1 地形地貌 矿区位于吕梁隆起北部之西冀，鄂尔多斯盆地东部边缘的 交接部位，属剥蚀构造低山丘陵地形，区内地形切割较深，侵 蚀冲刷剧烈，植被不发育，水土流失严重，滑坡、崩塌等不良 工程地质现象常见。地势总体东高西低，最高处位于北东部柳 树沟村东北方，海拔1 2 5 4 o m ：最低处位于矿区中东部的岚漪 河谷地，海拔9 2 4 o m ，最大相对高差3 3 0 o m 。 1 1 2 2 水文 区内有北部岚漪河、中部蔚汾河以及南部的湫水河三条主 要河流，均属黄河水系。 岚漪河发源于岢岚县马跑泉，全长1 2 0 k m ，经魏家滩至裴 家川口注入黄河，流域面积2 1 6 7 k m 2 ，多年平均流量2 8 3 m 3 s ， 最大洪峰发生在1 9 6 7 年8 月，平均洪流量8 1 6 m 3 s 。河内长年 有清水，木崖头水库位于矿区河段上游1 5 k m 处，入库清水流 量o 7 1 1 0 m 3 s 。 蔚汾河发源于苛岚县野鸡【l l ，经界河口、兴县城于碧村注 入黄河，全长8 1 8 k m ，流域面积1 4 8 7 k m 2 ，据碧村水文站资料， j 太原理工大学工程颂：j 学位论文 多年平均流量2 1 9 m 3 s ，清水流量平均0 8 6 m 3 s ，最小0 2 6 m 3 s 。 湫水河属季节性河流，发源于兴县黑茶山南麓，由阳坡向 南经临县至碛石注入黄河，全长1 0 7 k i n ，据林家坪水文站资料， 多年平均流量3 2 1 m 3 s 。 1 1 2 3 气象 矿区位于晋西北黄土高原，属温带大陆性气候，四季分明， 昼夜温差大。春旱多风，夏季雨量集中，秋季凉爽，冬季寒冷 少雪。年平均气温为6 8 - 1 0 6 。c 。1 月份最低平均气温7 8 一1 1 2 ，极端最低2 9 3 ；7 月份最高平均气温2 2 3 2 5 ，极端最 高3 8 4 c 。太阳辐射量平均为5 5 9 0 8 0 j c m 2 ，全年目照时数为 2 6 2 9 2 h 。无霜期变化在1 5 0 1 9 0 d 之间。年降雨量4 5 0 5 5 0 m m ， 6 0 以上集中在7 、8 、9 三个月；年平均蒸发量为2 0 9 0 8 r a m ， 是降雨量的4 倍。年平均风速2 4 m s ，最大风速2 o m s ，风向 多为东风。 1 1 2 4 地震 据山西省抗震工作办公室( 7 8 ) 晋抗字第1 号文件，本区 地震烈度为6 度。 1 1 3 区域经济概况 r 兴县是原晋绥边区所在地，在抗日战争和解决战争中为抗 击日寇侵略和解放全中国作出了重大贡献。建国以来，由于兴 1 太原理工大学工程颂士学位论文 县地处偏僻，交通困难，土地贫瘠，兴县经济相对比较落后， 属国家级贫困县。尽管兴县有得天独厚的丰富资源，但未得到 充分开发。2 0 0 2 年全县国民生产总值完成8 4 5 8 0 万元，财政收 入2 7 2 8 万元，农民人均收入6 1 8 元。 兴县土地面积3 1 6 5 3 k m 2 时，人口2 5 1 6 2 2 人，耕地面积 8 1 8 7 1 7 亩，人均耕地3 2 5 亩，农业一年一收，主要出产土豆、 谷子、玉米、高粱等杂粮。主要工业有煤炭、电力、冶金、机 械、建材、化工、食品等。 1 1 4 资源条件 1 1 4 1 煤层赋存情况 区内含煤地层由石炭系上统太原组和二叠系下统山西组组 成，共含煤1 8 层。自上而下，山西组含2 、3 、4 、5 、6 上、6 、 8 号共7 层煤，太原组含9 、9 下、1 0 、1 l 、1 1 下、1 2 上、1 2 、1 3 、 1 4 、1 5 、1 6 共1 1 层煤。可采煤层自上而下山西组有5 、6 、8 号煤层3 层，太原组有1 0 、1 1 、1 2 、1 3 号煤层4 层。其中8 、 1 3 号煤层为全区可采煤层：5 、6 、1 0 jl l 、1 2 号煤层为局部可 采煤层。 主要可采煤层特征见表l l i 1 4 2 煤质及工业用途 本区可采煤层为5 、6 、8 、1 0 、1 l 、1 2 、1 3 号煤层，其中 - d 太原理工大学工程颂士学位论文 5 号煤层为中灰、特低硫、特低磷气煤和1 2 中粘煤。6 号煤层 为中灰为主，富灰次之，有少最低灰的特低硫、特低磷为主的 气煤。8 号煤层为中灰为主，特低硫、低磷为主的气煤。1 0 号 煤层为低灰、中硫、特低磷气煤。1 1 号煤层为特低灰、中灰、 低硫为主，中硫次之，特低磷气煤。1 2 号煤层为中灰为主，低 灰、富灰次之，特低硫为主，低磷为主的气煤，有少量1 2 中 粘煤和1 3 焦煤。1 3 号煤层为低灰中灰，低硫为主，低磷 特低磷气煤。 煤的工业用途：8 号煤主要作为动力用煤及民用，1 3 号煤 经过洗选后可作为炼焦配煤，其他煤层可主要考虑为动力用煤 及民用煤，其优质部分也可作为炼焦配煤。 兴县工业园主要可采煤层煤质特征见表1 2 1 1 4 _ 3 资源储量 兴县工业园包括原斜沟、阳坪煤矿及扩区范围在内共有地 质储量2 4 9 4 7 3 m t 。其中动力煤4 5 5 8 3 m t ，炼焦用煤2 0 3 8 9 0 m t 。 1 1 4 4 煤炭开采条件及开发潜力综合评价 兴县矿区地质及水文地质条件均为简单类型，煤层赋存条 件及开采技术条件比较简单，井田面积大，储量丰富，主要开 采的8 号煤和1 3 号煤层赋存稳定，属近水平煤层，适宜建设特 大型矿井进行大规模集中开发及建设高产高效矿井。 气 太原理工大学工程硕士学位论文 1 1 5 煤炭销售市场定位 兴县工业园煤种主要为低灰、低硫、高发热量的气煤，少 量1 2 中粘煤、1 3 焦煤，是良好的炼焦配煤，煤质优良。因此， 兴县工业园在未来煤炭销售上，一是要努力巩固华北、东北、 华东、华中及山东煤炭市场，二是要积极开拓华南和出口煤市 场，同时，根据电力、冶金、化工等行业用户的需求，提高动 力配煤、冶炼精煤及化工用煤的质量，开发民用型煤，生产适 销对路，附加值高，清洁高效的优质煤炭产品。 1 1 6 煤炭铁路运输流向 煤炭销售市场的定位决定了兴县工业园煤炭铁路运输的流 向，该地区所产煤炭，向北可以利用北同蒲线、京包线到内蒙 古地区，经京原线到北京地区或者经大秦线至秦皇岛、天津下 海；向东可以考虑经朔黄线、石太线上京广、京九、京沪线向 南或者在黄骅港、青岛等港下海；向南可以考虑利用南同蒲线、 太焦线、侯月线等沿新菏、兖日线上焦枝线、京广线、京九线、 京沪线等，或者到日照港下海。 。 1 2 本研究课题的提出 兴县工业园区的建设必须以畅通的铁路运输予以保障，而 由于所在地区还没有铁路，和仅有等级特低的公路，受道路交 通的制约，2 0 0 2 年兴县原煤外运仅1 5 万吨，农民收入低微， 6 太原理工大学工程硕士学位论文 兴县仍是山西省著名的国土大县、资源富县和经济穷县。这一 问题也直接关系兴县工业园煤炭的外运。只有煤炭铁路运输通 道的确定与建立，兴县工业园区开发建设才有意义，才能发挥 其良好的经济效益和社会效益。 因此，尽快修建岢岚至瓦塘( 矿区) 煤炭外运专用铁路， 是西山煤电股份有限公司投资建设兴县工业园的又一重在举 措。这些还将对山西经济的发展，革命老区人民生活水平的提 高，对华东、中南沿海地区的经济发展，对振兴东北老区工业 基地都将起到积极的作用。同时修建岢岚至瓦塘( 矿区) 煤炭 外运专用铁路，对提高铁路运输能力，保障能源运输通路畅通， 为大秦线扩能后提供稳定的后方资源，也具有十分重要的意义。 岢岚至瓦塘专用铁路原拟建为地方铁路，位于山西省忻州 地区和吕梁地区境内，东接北同蒲铁路宁武至岢岚支线的岢岚 站，向西沿岚漪河而下，经阳平、魏家滩至本线终点瓦塘镇。 1 9 9 1 年铁道第一勘测设计院受山西省地方铁路局的委托， 完成了“可行性研究”文件编制工作；1 9 9 2 年完成了扩大初步 设计及部分施工图设计工作。根据晋计基字1 9 9 3 第1 7 3 号关 于岢瓦铁路开工报告的批复，本线于1 9 9 3 年6 月破土动工， 0 开工不久，由于各种原因中断停建。 现在随着兴县工业园的规划建设，本线的性质和运量发生 太原理工大学工程硕士学位论文 了很大的变化，原设计输送能力已无法满足当前运量的要求， 同时，铁路等级和采用的主要技术标准也与原标准有很大差异。 本文就岢岚至瓦塘专用铁路技术方案进行研究，为西山煤电股 份有限公司决策投资提供技术支持依据。 太原理工大学工程硕士学位论文 划 吨 嗵忙“ oo 2宝1 o 、 呈 蝼晕o 22 72222 nni ni nnnl n 巽嚣 删删删 删删 耀骥 删 暇瓣嚣删 kk 艘 嚣 乓kk j m 蓁萋萋冀 垂攀 玳永 架椠 娄 辎 刊刊糕 赠每 螯爨 据桨昶槊赠 攀垂 世 ，企 划 求和架永昶j 嶂弛峰弧永染相蜂 求 赠会熙硷熙金赠糕赠爨糕蟋糕 辎 ，憾 篓 求 世 耋冀冀 抽硷 鬻 熙瑙 鹭 昶 辎 刊刊， 桀桀采 臀 ，硷 ，赠二 求粕却非昶湘相螟抛求韶湘蜒 赙命聪叁熙岔蜡糕熙熙蒜 螭粼 霉 蝮 碟 傣 姆 腻 噬 划 群 攀 落裁 一一 n j l 222 ooo 蓊 i 蚕 l 莹| 奏 j i 兰 l 塞 l 墨 蝼 耋司举 菲虱兰 黔 一l 虱塞黔 擎韪司 2 i d 蝼 啦即 蝼骡 蝼噬 司般蚓k 唾鼎 扣留 僻蚶棼噬辚张口眦州圆爿h哺浆 查堕里三查鲎三堡堡主兰垡堡奎 q 一 琳 意 苫至盏=羔苫苫 琰 aa口aga口 赫 刽 卦弱霎量雾善 列g娄吾雪善 据 塞莲喜 萋善 匈 爨是 鹅墨 d 蠢量 擎 黔茎|垂 鼍 卦 q 2 苫 c c 求邑 蚕譬 雾堇擎 -小 寸 q寸吨 瑶暑 甲霹? st 墨 宗一 韪一长一 。 。 i n 势黔 翡 黎 副 甘甘 譬 嫩善 蚕莩 22 话 、。 n 9t 卜 nn 惫萋 虱受p - 螯蝥势tq 搬 黎 嗨i 囊萋 嵝珥卜 蝼睡 1 0 _ 帐坩霉峰辚噬喽眯詹酞州匾爿h啤水 太原理工大学工程硕士学位论文 第二章研究年度与运量 2 1 研究年度 初期2 0 0 8 年，近期2 叭0 年，远期2 0 1 5 年。 2 2 研究年度初、近、远期货运量和流向预测 2 2 1 本线初、近、远期货运量和流向预测 本线为尽头线，上行为重车方向，经预测初期( 2 0 0 8 年) 、 近期( 2 0 1 0 年) 、远期( 1 0 1 5 年) 岢岚至瓦塘区段货流密度分别 为8 0 0 万t 、1 1 0 0 万t 、1 8 0 0 万t ，其中煤炭分别为7 2 0 万t ， 1 0 0 0 万t ，1 6 7 5 万t ，占区段最大货流密度的9 0 、9 1 、和 9 3 。钢铁分别为3 0 万t 、3 6 万t 、4 0 万t ，金矿分别为3 0 万 t 、3 6 万t 、4 5 万t ，其余主要货物为焦炭、矿建、水泥、粮食 及其他。大宗货物为煤炭，主要流向华北、东北及秦皇岛下水 供华东等地，其次是供天津港出口及京、津、塘地区铝矾土， 供太原的焦炭及国内、外市场的农副产品等其它物资。 下行为轻车方向，经预测初、近、远期区段货流密度分别 为1 8 2 万t 、2 9 3 万t 、5 0 1 万t ，其运量构成主要是石油、钢 铁、矿建、水泥、木材、化肥、粮食及其它。主要货流有内蒙 供给的铁矿石，南方各地供应的粮食，东北的木材，太原的化 肥，北京的石油，以及建筑设备材料和省内外调入区内各类工 农业和人民活所需物资。区段货流密度详见表2 - 1 。 2 2 2 既有宁岢线初、近、远期货运量和流向预测 宁岢线货流密度由岢瓦线、神河线通过运量及本段运量三 太原理工大学工程硕士学位论文 部分组成。2 0 0 1 年货流密度为2 7 6 万t ，其中大宗货物煤炭2 1 8 万t ，占7 9 。随着岢瓦线的修建、神河线及本段煤炭外运量 的增长，经预测，本线初期( 2 0 0 8 年) 、近期( 2 0 1 0 年) 、远期 ( 2 0 1 5 年) 货流密度分别为1 1 1 7 万t 、1 4 9 0 万t 、2 2 8 8 万t ， 其中大宗货物煤炭分别为9 7 0 万t 、1 3 0 8 万t 、2 0 5 9 万t ，分别 占区段流密度的8 7 、8 8 年n9 0 ，其余主要货物为钢铁、金 矿、焦炭、矿建、水泥和粮食等。 下行为轻车方向，经预测，初、近、远期区段货流密度分 别为6 0 5 万t 、8 6 7 万t 、1 3 6 5 万t ，其运量构成主要是石油、 钢铁、矿建、水泥、木材、化肥和粮食等。区段货流密度见表 2 1 。 研究年度区段货流密度表 单位：k t表2 - 1 设计年度 锻 瓦塘岢岚瓦塘宁武 方向 合计8 0 0 01 1 1 7 0 上行其中：煤 7 2 0 09 7 0 4 初期 9 08 7 下行1 8 26 0 5 合计1 1 0 0 01 4 9 0 0 上行其中：煤1 0 0 0 01 3 0 8 l 近期 9 l8 8 下行2 9 38 6 7 合计1 8 0 0 02 2 8 8 0 上行其中：煤1 6 7 5 02 0 5 8 5 远期 9 39 0 下行5 0 11 3 6 5 注：货流波动系数初期：近期、远期均为1 1 0 。 一1 2 一 太原理工大学工程硕士学位论文 2 3 客流特点及旅客列车对数 目前，兴县每天有发往太原、大同、离石、东胜、神木、 阳方口、忻州等地的班车，2 0 0 2 年旅客发送量达1 2 6 万人次。 随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，交通条件的改善， 城乡居民经济文化交流增多，客运量也将增长。本线修通后， 由于车站均位于兴县北部，县城附近及县城以北地区的客流大 部分由铁路吸引，县城以南的客流相当部分仍要由公路承担。 预测本线年发送旅客约2 5 - 3 0 万人次。以短途旅客为主，主要 是通勤职工，沿线群众相互交往及城乡间交流所产生的客流。 本线初、近、远期拟开行l 对客车( 将现有大同至岢岚客 车延伸至瓦塘) ，旅客列车对数见表2 2 。 旅客列车对数表 表2 2单位；对日 区段 年度 瓦塘岢岚岢岚宁武 初期 12 近期l2 远期 12 太原理工大学工程硕士学位论文 第三章相关既有铁路主要条件 新建岢岚至瓦塘( 矿区) 煤炭外运专用铁路至苛岚与既有 铁路宁( 武) 苛( 岚) 线衔接上北同蒲线，与全国铁路网 互通构成兴县工业园煤炭铁路运输通道，就其相关铁路的现有 基本条件和未来规划发展做一分析。 3 1 向北方向的通道分析 3 1 1 既有线现状 3 1 1 1 北同蒲线 大同到大新段，长1 2 3 7 公里，复线，限制坡度上行7 5 0 ， 下行1 1 ，线路允许速度1 0 0 公里d , 时，自动闭塞，s s 3 型机 车牵引，货物列车牵引定数上行4 0 0 0 吨，下行3 8 0 0 吨，输送 能力6 1 0 0 万吨，近年货流密度3 2 0 0 万吨左右，通过能力利用 率达到8 9 。 大新到朔州段，长5 9 公里，复线，限制坡度上行2 2 6 0 ， 下行2 3 4 ，线路允许速度9 0 公里，j 、时，自动闭塞，s s l 或 8 g 型机车牵引，货物列车牵引定数上行3 3 0 0 吨，下行3 3 0 0 吨，输送能力6 6 5 0 万吨，近年货流密度3 2 0 0 万吨左右，通过 能力利用率达到3 4 。 朔吵i 、i n 宁武段，长3 7 1 公里，单线，限制坡度上行2 2 6 0 ， 下行2 3 4 ，线路允许速度9 0 公里，j 、时，半自动闭塞，s s l 太原理工人学工程硕士学位论文 或8 g 型机车牵引，货物列车牵引定数上下行均为3 3 0 0 吨，输 送能力1 5 0 0 万吨，近年货流密度1 1 0 0 万吨左右，通过能力利 用率达到1 0 0 。 宁武到原平段，长6 0 1 公里，单线，限制坡度上行2 2 6 ， 下行2 3 4 ，线路允许速度9 0 公里d , 时，半自动闭塞，s s l 或8 g 型机车牵引，货物列车牵引定数上下行均为3 3 0 0 吨，输 送能力8 3 0 万吨，近年货流密度6 0 0 万吨左右，通过能力利用 率达到9 3 。 原平到太原北段，长t 1 3 6 公里，单线，限制坡度上下行 1 3 8 ，线路允许速度9 0 公里j 、时，半自动闭塞，8 g 型机车 牵引，货物列车牵引定数上下行均为3 8 0 0 吨，输送能力2 3 0 0 万吨，近年货流密度1 9 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到9 6 。 3 1 1 2 京原线 石景山南到灵丘段，长2 3 7 6 公里，单线，限制坡度1 2 5 ，线路允许速度8 0 公里孙时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机 车牵引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 1 5 0 0 吨，输送能力2 4 0 0 万吨，近年货流密度1 8 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到9 1 。 灵丘到原平段，长1 8 0 9 公里，单线，限制坡度6 1 2 ， 线路允许速度9 0 公里j 、时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵 引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 1 5 0 0 吨，输送能力1 8 3 0 万 吨，近年货流密度1 6 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到8 3 o 。 太原理工大学工程硕士学位论文 3 1 2 铁路运输通道发展展望 北同蒲原平到太原段能力紧张，正在建设二线，主要技术 标准：i 级线路，双线，限制坡度1 2 。，速度目标值1 2 0 公里 小时，电力机车牵引，牵引重量4 0 0 0 吨，半自动闭塞，设计输 送能力3 5 0 0 万吨，远景输送5 0 0 0 万吨。 在可以预见的未来，大秦线将建成输送能力达到2 亿吨的 大能力重载通道，北京天津之间将建设客运专线和高速铁路， 配合天津港在建煤炭下水工程和秦皇岛煤码头三期工程建设， 北部地区通道能力将大大增强。 3 2 向东方向的通道分析 3 2 1 既有线现状 石太线 石家庄到阳泉段，长1 1 2 2 公里，复线，限制坡度上行2 0 ，下行1 5 6 ，线路允许速度7 0 公里d 时，自动闭塞，8 g ，s s l 型电力机车牵引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 ( 3 5 0 0 ) 1 8 0 0 吨，输送能力7 9 4 0 万吨，近年货流密度6 3 0 0 万吨左右，通过 能力利用率达到9 2 。 阳泉到赛鱼段，长7 2 公里，复线，限制坡度上行2 0 3 ， 下行1 7 3 ，线路允许速度7 0 公里d , 时，自动闭塞，8 g s s l 型电力机车牵引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 1 8 0 0 吨，输 送能力7 6 4 0 万吨，近年货流密度4 3 0 0 万吨左右，通过能利用 太原理工大学工程硕士学位论文 率达到9 3 。 赛鱼到榆次段，长8 8 3 公里，复线，限制坡度上行2 0 3 0 ， 下行1 7 3 ，线路允许速度6 0 公里d , 时，自动闭塞，8 g s s l 型电力机车牵引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 1 8 0 0 吨，输 送能力5 9 3 0 万吨，近年货流密度4 3 0 0 万吨左右，通过能力利 用率达到7 9 。 榆次到太原北段，长3 7 2 公里，复线，限制坡度上行2 0 - 3 ，下行1 7 3 ，线路允许速度6 0 公里小时，自动闭塞， 8 g s s l 型电力机车牵引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 1 8 0 0 吨，输送能力3 8 8 0 万吨，近年货流密度2 5 0 0 万吨左右，通过 能力利用率达到1 0 0 。 3 2 2 铁路运输通道发展展望 朔黄线，属于新建成项目，主要为神朔等地煤炭外运下港 服务，为大能力通道。 在可以预见的未来，石家庄到太原将建设客运专线，既有 线将成为一条煤炭运输的大能力通道。 3 3 向南方向的通道分析 3 3 1 既有线现状 3 3 1 1 南同蒲线 ， 榆次到介休段，长1 1 2 公里，复线，限制坡度上下行6 0 o o ， 线路允许速度9 0 公里小时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵 太原理工大学工程硕士学位论文 引，货物列车牵引定数上下行4 0 0 0 3 3 5 0 吨，输送能力4 7 5 0 万 吨，近年货流密度2 6 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到8 3 。 介休到临汾段，长1 3 2 6 公里，复线，限制坡度上行1 2 ， 下行6 ，线路允许速度9 0 公里 b 时，半自动闭塞，d f 4 型 内燃机车牵引，货物列车牵引定数上下行3 5 0 0 ( 1 8 5 0 ) 3 3 5 0 吨， 输送能力1 9 0 0 万吨，近年货流密度1 3 0 0 万吨左右，通过能力 利用率达到8 4 。 临汾到侯马段，长6 0 2 公里，复线，限制坡度上行1 2 ， 下行6 0 0 0 ，线路允许速度8 0 公里4 时，半自动闭塞，d f 4 型 内燃机车牵引，货物列车牵引定数上下行3 5 0 0 ( 1 8 5 0 ) 3 3 5 0 吨， 输送能力1 6 0 0 万吨，近年货流密度1 4 0 0 万吨左右，通过能力 利用率达到1 0 0 。 侯马到运城段，长7 8 公里，单线，限制坡度上行1 2 ， 下行1 3 8 ，线路允许速度9 0 公里，j 、时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵引，货物列车牵引定数上下行3 5 0 0 ( 1 8 5 0 ) 3 3 5 0 吨，输送能力1 0 0 0 万吨，近年货流密度7 6 0 万吨左右，通过能 力利用率达到1 0 0 。 运城到风陵渡段，长9 3 3 公里，单线，限制坡度上行8 5 0 ， 下行1 1 5 ，线路允许速度9 0 公里孙时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵引，货物列车牵引定数上下行3 3 5 0 ( 1 6 5 0 ) 吨，输 送能力t 4 0 0 万吨，近年货流密度7 0 0 万吨左右，通过能力利用 太原理工大学工程硕士学位论文 率达到7 4 。 风陵渡到孟源段，长2 2 6 公里，单线，限制坡度1 2 5 0 o o ， 线路允许速度9 0 公里j 、时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵 引，货物列车牵引定数上下行3 3 5 0 ( 1 6 5 0 ) 吨，输送能力1 2 0 0 万吨，近年货流密度7 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到6 7 。 3 3 1 2 太焦线 修文到夏店段，长1 9 4 5 公里，单线，限制坡度1 2 ，线 路允许速度7 0 公里4 , 时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵引， 货物列车牵引定数上下行1 5 0 0 ( 3 0 0 0 ) 吨，输送能力1 3 0 0 万吨。 近年货流密度2 7 0 万吨左右，通过能力利用率达至5 0 。 夏店到长治北段，长3 4 9 公里，单线，限制坡度1 2 ，线 路允许速度7 0 公里小时，半自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵引， 货物列车牵引定数上下行2 4 0 0 4 0 0 0 吨，输送能力1 2 0 0 万吨， 近年货流密度5 6 0 万吨左右，通过能力利用率达到9 5 。 长治北到晋城北段，长4 7 9 公里，复线，限制坡度1 2 ， 线路允许速度7 0 - 9 0 公里4 , 时，半自动闭塞，s s 4 型电力机车 牵引，货物列车牵引定数上下行2 4 0 0 4 0 0 0 吨，输送能力4 3 0 0 万吨，近年货流密度2 0 0 0 4 0 0 0 吨，输送能力4 3 0 0 万吨，近年 货流密度2 0 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到7 2 。 普城北到月山段，长4 7 9 公里，复线，限制坡度2 0 o ，线 路允许速度7 0 1 0 0 公里d , 时，半自动闭塞，s s 4 型内燃机车牵 太原理工大学工程硕士学位论文 引，货物列车牵引定数上下行2 4 0 0 4 0 0 0 吨，输送能力5 0 0 0 万 吨，近年货流密度4 0 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到9 3 。 3 3 1 _ 3 侯月线 侯马北到嘉峰段，长1 5 2 8 公里，复线，线路允许速度7 0 公里j 、时，半自动闭塞，s s 。型电力机车牵引，货物列车牵引 定数上下行3 7 0 0 1 8 0 0 吨，输送能力2 4 0 万吨，近年货流密度 1 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到2 4 。 嘉峰到莲东段，长6 8 5 公里，复线，限制坡度下行1 2 ， 线路允许速度7 0 公里小时，自动闭塞，d f 4 型内燃机车牵引， 货物列车牵引定数上下行3 7 0 0 1 8 0 0 吨，输送能力9 0 0 0 万吨， 近年货流密度7 0 0 万吨左右，通过能力利用率达到1 4 。 3 3 2 铁路运输通道发展展望 新乡到月山为在建既有线电气化项目，新菏线复线已经建 成投产，能力十分充裕，菏兖石为在建二线，即将建成。这条 通道可望成为煤运大能力通道。 尤其值得指出的是，在可以预见的未来，京沪、京广、陇 海等线因为修建客运专线或者高速铁路，目前能力紧张的状况 将会从根本上改变，既有线能够承担的煤炭运量将大幅度增加。 - 2 0 太原理工大学工程硕士学位论文 第四章铁路等级 4 1 相邻线宁岢支线现状及改造方案情况 4 1 1 线路地理位置和径路概述 宁岢支线位于山西省西北部，忻州市境内，线路起自宁武 县，经神池、五寨县至岢岚县境内，接轨站为北同蒲线宁武站， 山西省地方铁路宁( 武) 静( 乐) 线及庄( 儿上) 三( 岔) 线分别在宁武站和支线庄儿上车站接轨，朔黄铁路在神池宁 武问部分与宁岢支线并行。 4 1 2 宁岢支线现状主要技术标准 铁路等级：国铁i i i 级； 正线数目：单线； 限制坡度：1 2 o ： 最小曲线半径：4 0 0 米； 牵引种类：内燃； 机车类型：d f 4 ； 牵引质量：1 6 5 0 t ； 到发线有效长：4 5 0 米； c j j 塞方式：半自动。 4 1 3 既有通过能力及输送能力 太原理工大学工程硕士学位论文 宁岢支线既有设备为单线非电气化铁路，设计输送能力为 5 0 0 万吨年。2 0 0 3 年图定旅客列车2 对、货物列车1 0 对、平 行运行图通过能力利用率为4 7 ，2 0 0 3 年货流密度为3 1 9 4 吨。 影响线路通过能力提高的控制因素及适应客货运量发展存 在的主要薄弱环节是： ( 1 ) 线路坡度大、到发线有效长短、轨道标准低 宁岢支线全长9 5 。8 9 8 公里，上下行限制坡度为1 2 ，全线 共设有6 个车站，除庄儿上站到发线有效长接近8 5 0 米外，其 余车站均为4 5 0 米，宁岢正线轨道宁武至庄儿上为5 0 k g m 、其 余为4 3 k g m 。由于线路限制坡度大，车站到发线有效长短，轨 道标准低，限制了牵引质量的提高。 ( 2 ) 站间距大 全线共设有6 个车站6 个区间，除岢岚至秦家庄、秦家庄 至安塘外，其余4 个区间站间距均接近2 0 公里，其中控制区间 神池至宁武间运行图周期为5 3 分，平行运行图通过能力仅为 2 6 6 对。 ( 3 ) 牵引种类与相邻线路不统一 宁岢支线现行货物列车牵引动力为内燃d f 。机车，而相邻 线北同蒲线为电气化铁路，由电力8 k 、8 g 、s s 3 机车牵引。 由于既有牵引动力低、与相邻线路不统一，在实际运输过程中， 2 2 太原理工大学工程硕士学位论文 造成了牵引质量的不匹配、牵引类型的不统一、多次更换机车、 作业效率低等不利局面。 4 1 4 宁岢支线扩能改造的必要性 宁岢支线原设计输送能力为5 0 0 万吨年，无法满足兴县工 业园区煤炭外运的需求，在修建岢瓦专用铁路的基础上，宁岢 支线的扩能改造势在必行。 4 1 5 宁岢支线改造后铁路等级 为适应岢瓦专用铁路运量需要，在大秦线两亿吨重载扩能 改造及北同蒲线局部扩能改造的基础上，太原铁路勘测设计院 对宁岢支线现状主要技术标准提出否定意见，按组织开行4 0 0 0 吨列车，输送能力2 5 0 0 万吨年的目标进行研究。并推荐宁岢 支线铁路等级为： 国铁i 级； 正线数目：单线； 限制坡度：1 2 o ； 最小曲线半径：4 0 0 米； 牵引种类：内燃、电力； 机车类型：d f 4 、8 k 、s s 4 ； 牵引质量：3 5 0 0 t 、4 0 0 0 t ； 到发线有效长：6 5 0 米、8 5 0 米； 一2 1 太原理工大学工程硕士学位论文 闭塞方式：半自动。 4 2 本线铁路等级的确定 铁路等级的划分，应以其在铁路网中的作用、性质和远期 客货运量确定。本线性质属运煤专用铁路，远期货运量1 8 0 0 万吨年，客车1 对日。按现行三种铁路设计规范，分别可选 择国铁i l 级、地铁i 级和工业企业i a 级，其技术标准见表4 一l 。 考虑到本线运量较大，以外运煤为主，大秦铁路重载列车 的机车、车辆将进入本线，加之国铁规范编制年代新，其标准 更科学、更符合实际。为适应岚漪河自然纵坡及两岸地形条件， 结合本线的性质，考虑相邻线主要技术标准的现状及改造情况， 从运输组织的角度分析，主要技术标准的确定主要取决于宁苛 线的扩能改造方案。就此提出本线为国铁i i 级标准，单线继电 半自动。 太原理工大学工程硕士学位论文 现行设计规范铁路等级和技术标准对照表表4 - - l 、铁路等级 单位国铁i i 级地铁i 级工企i a 级附注 项目、 远期年客货运量 m t2 0 1 07 ，5 51 0 年通过总质量 m t k i n k i n1 5 81 5 旅客列车设计行车速度 k m h8 08 07 0 最，、曲线半径m4 0 0 3 0 03 5 0 路基面非渗水土 6 5 6 15 6 5 66 2 5 8路堤 m 宽度岩石、渗水士 5 ，9 5 54 9 4 9 5 6 5 2路堑 路基设计洪水频率 1 1 0 01 5 01 1 0 0 正线轨道k g m 5 04 35 0中型 预应力钢筋混凝土轨枕 根k i n1 6 0 0 1 6 8 0 1 5 2 01 6 8 0 非渗水土 o 40 3 50 4 道床厚度 m 渗水土 o 30 2 5 o 3 内燃小半径曲线粘降 0 o0 4 5 n 0 8 5 4 0 0 电力小半径曲线粘降 0 4 5 o 8 5o 0 4 5 o 8 54 5 0 m 1 0 5 x a ，l 1 2 2 x a l2 2 x a l 平面曲线坡度折减 6 0 0 r 7 0 0 r7 0 0 r 涵洞设计洪水频率 1 5 01 1 5 0 1 5 0 桥梁设计洪水频率 l 1 0 01 5 01 1 0 0 2 5 ， 太原理工大学工程项士学位论文 第五章限制坡度 5 1 地理特征 苛瓦铁路沿常年流水的岚漪河谷一级阶地及部分高河漫滩 行进，两岸为黄土梁峁。绝对高程8 8 0 1 3 5 0 m ，相对高差1 0 0 3 0 0 m 。沿线地势东高西低，南岸低缓，北岸较陡。河谷蜿蜒曲 折，大部分地段基岩裸露，河谷阶地多被黄土及黄土质地覆盖。 其中岢岚前温泉，范家瞳瓦塘段为岚漪河宽谷区，谷宽 2 0 0 6 0 0 m ；前温泉范家瞳为峡谷区，谷宽2 0 l o o m 不等。 线路主要在高漫滩及一级阶地上通过，局部地段走行于高阶地 前缘。线路拔起高度上行约4 6 8 m 。 本区属南温带半干旱气候区。四季分明，温差悬殊。 线路所经地区属鄂尔多斯地台东缘，跨越兴县石楼南 北向褶皱带及芦芽山赤坚岭背斜。 线路经行的地层主要有第四系黄土、卵、块石土；第三系 泥岩、砂岩；三叠系泥岩、砂岩；二叠系泥岩、砂岩及页岩( 含 8 4 煤层) ；石炭系砂岩、泥岩、页岩、石灰岩及铝土岩( 含1 3 4 煤层) ；奥陶系石灰岩、白云岩；寒武系白云岩、石灰岩；震旦 系变质砂岩；太古界混合片麻岩、角闪岩等。 根据1 ：4 0 0 万中国地震动峰值加速度区划图( 2 0 0 1 年) ， 线路所经地区地震动峰值加速度值为o 0 5 9 ，相当于地震基本烈 度六度。 本线地表水主要为岗漪河水及其支流北川河、南川河水。 1 2 太原理工大学工程硕士学位论文 地下水主要为第四系松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水等。 特殊岩土及不良地质现象的类型主要有湿陷性黄土、岩溶、 煤窑采空、水库坍岸、古滑坡、崩塌落石、泥石流等。以煤窑 采空、水库坍岸、泥石流等对线路位置的选择影响较大。 5 2 不同限坡线路方案比选 限制坡度是影响全局的主要技术标准，结合沿线地形类别、 河床自然纵坡、地质及相邻线的主要技术标准等，研究1 2 ( a k ) 、9 ( a i k ) 两个不同限坡方案。 a k 、a i k 方案均白岢岚站接轨，向西顺岚漪河而下，经阳 坪、吕家沟、魏家滩至终点瓦塘镇，全长分别为5 8 6 k m 、6 4 2 k m ， a k 方案设岢岚西、玉龙、阳坪、前温泉、吕家沟、魏家滩、 瓦塘7 个车站，a 方案少设一个车站，线路较a k 方案长 5 6 k r n 。两方案的平面示意图见线路平、纵断面缩图，主要工 程数量和工程投资比较表见表5 - 1 。 不同限坡方案主要工程数量和工程投资比较表 方案比较起讫点：岢岚a k 0 + 0 0 0 至瓦塘a k 5 9 + 5 0 0表5 1 1 2 方案9 a 方案经济指 项目单位 数量金额( 万元)数量 金额( 万元)标( 万元) 线路长度 k i n 5 8 5 76 4 1 5 土方1 0 4 m 36 7 68 87 9 9 3 9 36 9 98 88 2 6 5 5 31 1 8 路 石方1 0 4 m 31 2 38 03 8 9 0 ，9 99 3 7 22 9 4 5 5 03 】4 圬土1 0 4 m 31 77 35 7 6 32 61 7 9 75 8 4 1 5 93 2 5 基 小计万元 1 7 4 6 4 8i 81 7 0 5 2 6 2 桥 特大桥 m 座2 6 3 3 7 35 6 7 3 5 22 3 7 4 35 1 1 4 0 72 15 涵 大桥 m 座5 7 9 4 6 ，2 71 2 6 9 2 4 97 9 9 4 9 ，2 81 7 5 1 2 0 32 ，2 奎堕型王奎兰三堡堡主兰堡垒壅 中桥m 座1 0 3 4 1 1 8 2 1 8 8 2 61 9 9 3 1 2 54 2 1 7 6 02 1 桥 小桥m ，座3 0 1 6 ，1 25 8 6 ，1 3 3 8 8 1 47 5 40 41 9 盖板涵横延米座3 3 7 1 2 ，1 4 92 7 0 60 63 0 5 3 4 13 3 2 4 5 0 9 608 涵 拱涵横延糟座3 7 9 6 62 1 7 7 8 0 0 00 6 圆涵横延米座2 5 2 i4 8 7o o o 0 1 9 框架箱涵横延米座5 8 1 ，29 5 8 800 01 6 6 小计万元9 4 6 2 4 4 82 4 1 6 4 9 91 2 3 6 2 5 63 0 0 4 8 7 0 l l k mm ，座3 2 6 l 95 9 0 99 l 7 3 2 5 2 61 3 2 7 5 】0】8 隧 i k m ( l 3 k mm ，座2 3 9 0 2 4 3 7 3 7 01 8 3 道 小计力兀3 2 6 l 95 9 0 99 19 7 1 5 ，2 81 7 6 4 8 8 0 正线铺轨 k m5 85 7 5 0 2 75 16 4 155 5 0 64 91 8 铺 铺碴 m 31 4 0 5 6 8 1 8 9 7 6 71 5 3 9 6 02 0 7 8 4 60 0 1 3 5 轨 小计6 9 2 5 1 87 5 8 4 9 5 站线铺轨