神黃鐵路,作為我國西煤東運的第二大通道,由神朔線與朔黃線組成,在我國能源運輸體系中占據著舉足輕重的地位。隨著我國經濟的快速發展,對煤炭等能源的需求持續增長,神黃鐵路承擔著將西部豐富煤炭資源運往東部地區的重任。它不僅緩解了東部地區能源緊張的局面,還促進了西部地區資源的開發與經濟發展。神黃鐵路憑借先進的技術和高效的運營管理,實現了煤炭的大規模、長距離運輸。接下來,就讓我們深入了解這條意義非凡的神黃鐵路。
繼續大宗物流通道(煤炭)系列。
本文說
神黃鐵路
,或叫
神朔黃鐵路
。
先看圖:
神黃鐵路線路示意圖(物流啟示錄制圖)
從圖上可以看到,神黃鐵路分為兩段,由
神朔鐵路
和
朔黃鐵路
構成。神黃鐵路正線全長約860公里,是國鐵I級、雙線電氣化、重載鐵路,現階段運輸能力是
3.5億噸/年
,遠期可提升至
4.5億噸/年
。
神朔鐵路
的起點站是陜西神木
大柳塔站
,終點站是山西
朔州西站
。正線全長266公里,運輸能力3.15億噸/年,于1988年4月開工建設,1996年7月開通運營。
朔黃鐵路
自神朔線
神池南站
接軌,東至渤海灣,途中在定州與京廣鐵路、在肅寧與京九鐵路、在滄州與京滬鐵路交會,終點站是
黃驊港貨場
。正線全長594公里,運輸能力3.56億噸/年,于1997年11月開工建設,2000年5月開通運營。
神黃鐵路到達黃驊后,還有
兩條支線
:
一是往北到天津方向的黃萬鐵路(黃驊南-萬家碼頭)
,在黃驊南站與朔黃鐵路接軌,全長76公里,是國鐵Ⅰ級、單線、非電氣化鐵路,運輸能力
4500萬噸/年
。本月初,黃萬鐵路電氣化改造進入全面施工階段,計劃2024年完工,屆時年運量可提升至
5400萬噸/年
。
二是往南到濰坊方向的黃大鐵路(黃驊南-大家洼)
,在黃驊南站與朔黃鐵路接軌,途徑山東濱州市、東營市和濰坊市,全長217公里,是國鐵Ⅰ級、單線、電氣化鐵路,運輸能力
4200萬噸/年
,于2021年12月通車運行。
神黃鐵路在黃驊南站向南北分流(圖片來自網絡,侵刪)
2022年,朔黃鐵路煤炭運輸量約3.31億噸
(筆者注:另有約1800萬噸非煤運量)。3.31億噸是什么概念呢?
2022年國家鐵路完成煤炭運量約20.5億噸,朔黃鐵路占比超過16%(筆者注:大秦鐵路占比超過19%)。
從2017年起,朔黃已經連續6年運量超3億噸/年(2017-2022年)。
朔黃鐵路的3.31億噸煤炭運量,黃驊港消化了大部分,
2022年黃驊港完成煤炭下水量2.05億噸(筆者注:
2021年是2.16億噸)。另有一部分分流至黃大鐵路,
2022年黃大鐵路煤炭年運量約1620萬噸
(筆者注:另有超300萬噸反向非煤運量)。黃萬鐵路目前正在進行電氣化改造,2022年具體數據暫未知。
黃驊港煤炭堆場(圖片來自網絡,侵刪)
黃驊港煤炭裝船(圖片來自網絡,侵刪)
“神朔-朔黃”鐵路被稱為我國“西煤東運”的第二大通道
。第一大通道大秦線的煤源地主要是山西大同,而這個第二大通道神黃線的煤源地主要是
“神府-東勝”煤田
。
“神府-東勝”煤田是山西神府煤田、內蒙古東勝煤田的合稱,
位于陜蒙晉三省交界地帶,是世界七大煤田之一。
神府-東勝煤田所處區域(圖片來自網絡,侵刪)
“神府-東勝”煤田占地面積2.29萬平方公里
(一說3.12萬平方公里,比臺灣略?。?/p> 探明煤炭儲量約2236億噸,預測儲量約6690億噸
,是我國已探明儲量最大的整裝煤田,占全國探明煤炭儲量的1/4。
如果按2022年我國煤炭消費量30.4億噸計算(《2022年國民經濟和社會發展統計公報》),神府-東勝煤田的預測儲量
可滿足我國煤炭消費220年
。
2017年11月,
神華集團與國電集團重組為國家能源集團
,原來經營神朔線、朔黃線的主體,都冠以了“國能”的抬頭。
神朔線
的經營主體是
國能包神鐵路集團有限公司
(原名包神鐵路集團有限公司),是
神華能源股份全資子公司
,經營包神、神朔、甘泉、塔韓4條鐵路。
朔黃線
的經營主體是
國能朔黃鐵路發展有限公司
(原名朔黃鐵路發展有限公司),其中
神華能源股份占股52.72%
、大秦鐵路股份占股41.16%、河北建投交投占股6.12%。該經營主體主要負責朔黃、黃萬、黃大3條鐵路。
前面幾篇文章(大秦/遷曹/蒙冀),對重載鐵路說得都比較“硬”,本文說說重載鐵路的
“軟”
,就是
大運量、大牽引力、高密度、高頻次的重載鐵路,有什么高精尖技術?
先看朔黃鐵路的兩個基本點:
一是列車長度。
一列重載煤炭運輸列車,2.1萬噸牽引質量的總長度
超過2.6公里
,3.15萬噸牽引質量的總長度
近4公里
。按重載運行速度80公里/小時計算,2.1萬噸重載列車的通過時間需要1.96分鐘,3.15萬噸重載列車的通過時間需要2.98分鐘。
神華號(圖片來自網絡,侵刪)
神華號(圖片來自網絡,侵刪)
二是路段情況
。朔黃鐵路有近
50%
的線路分布在山區,且坡度大、曲線半徑小、橋隧相連。在西段,最長下坡道達到
30多公里
,最大坡度達到
12‰
,最小曲線半徑僅
380米
。同時,山區氣象變化較大。
把以上兩個基本點做一個疊加,
舉例有代表性的兩種情況
:
一是
長大下坡道,2.6公里長的列車,車頭與車尾的落差超過30米,相當于“10層樓+2萬噸”的重量。
二是
彎曲橋隧路段,一整列車的各節車廂所處的風速、風力都不同,拉伸力、擠壓力、緩沖力也不同。
在這些情況下,列車的提速、制動、算法、控制、通訊等就需要重載技術的支撐和精確系統的控制。
朔黃鐵路有2種自主知識產權的技術可圈可點:
一是重載移動閉塞系統
處于開行過程中的兩個重載列車之間,需要留有
安全間隔時間
,以防止列車追尾。一般說來,安全間隔時間越長,追尾事故率越低,但效率也越低;安全間隔時間越短,效率越高,但追尾事故率也越高。
移動閉塞與固定閉塞(圖片來自網絡,侵刪)
移動閉塞路由示意圖(圖片來自網絡,侵刪)
所以,控制好這個安全間隔時間,既保障運輸效率,又減少追尾事故,顯得尤為重要。這就需要
重載移動閉塞系統
,簡單說,就是一個
控制同一條鐵路上多個列車的安全間隔時間
的系統。
2021年6月,搭載全球首創的重載移動閉塞技術的2萬噸重載列車成功發車運行,
朔黃鐵路成為我國首條采用移動閉塞系統的重載鐵路
。
朔黃鐵路全線完成移動閉塞改造后,將每列貨車平均發車間隔由原來的
11分鐘縮短至7.3分鐘
,
年運量增加4000萬噸。
二是無線重聯技術
常言道,“火車跑得快,全靠車頭帶。”
2萬噸重載列車有兩臺大功率電力機車
,一臺放在列車最前端,另一臺放在列車中間,兩臺機車相距約1.3公里。
在兩個火車頭驅動的情況下,
讓兩臺牽引機車保持同步,是重載列車安全運行的關鍵。一是
得保證有效信號在1公里多距離的傳輸速率,
二是
得保證有效信號在復雜地形和氣象的傳輸穩定。如果因為橋隧、山區、雨霧等因素造成信號微弱、中斷或稍稍滯后,讓兩個火車頭不能夠保持同一節奏,就會發生沖擊、壓擠等行車事故。
同時,還存在
不同類型電力機車混編的運行模式
,如神華號與韶山號、神華號與和諧號,即交流機車與交流機車、交流機車與直流機車混編,涉及牽引模式控制、牽引力大小匹配、構造設計強度及機車制動系統等多方面技術。
此外,
2萬噸重載列車有三個點排風
,分布在列車的頭中尾三個部分。如果通訊時間長,充風、排風超過5秒,列車的沖擊力危險性就會急劇增加,造成脫鉤、脫軌等行車事故。
爬坡時的車鉤受力(圖片來自株洲時代集團,侵刪)
解決此類問題中有一個關鍵技術叫“無線重聯技術”。這項技術一直被美國壟斷,據說中國技術人員登車看一眼都不行。
2016年3月,
國內首列搭載TD-LTE寬帶移動通信系統的兩萬噸重載列車在朔黃線正式開行。
朔黃鐵路的無線重聯技術,99%的指令從控機車響應時延在1.7秒內。
由上可見,每列長達2.6公里(甚至4公里)、牽引2萬噸(甚至3萬噸)、行車速度80公里/小時的煤炭專列,高頻次高密度在朔黃線常年性常態化保持超3億噸運量,這些硬邦邦的數據后面,是大國重載鐵路軟硬件技術的強大驅動。