神黄铁路,作为我国西煤东运的第二大通道,由神朔线与朔黄线组成,在我国能源运输体系中占据着举足轻重的地位。随着我国经济的快速发展,对煤炭等能源的需求持续增长,神黄铁路承担着将西部丰富煤炭资源运往东部地区的重任。它不仅缓解了东部地区能源紧张的局面,还促进了西部地区资源的开发与经济发展。神黄铁路凭借先进的技术和高效的运营管理,实现了煤炭的大规模、长距离运输。接下来,就让我们深入了解这条意义非凡的神黄铁路。
继续大宗物流通道(煤炭)系列。
本文说
神黄铁路
,或叫
神朔黄铁路
。
先看图:
神黄铁路线路示意图(物流启示录制图)
从图上可以看到,神黄铁路分为两段,由
神朔铁路
和
朔黄铁路
构成。神黄铁路正线全长约860公里,是国铁I级、双线电气化、重载铁路,现阶段运输能力是
3.5亿吨/年
,远期可提升至
4.5亿吨/年
。
神朔铁路
的起点站是陕西神木
大柳塔站
,终点站是山西
朔州西站
。正线全长266公里,运输能力3.15亿吨/年,于1988年4月开工建设,1996年7月开通运营。
朔黄铁路
自神朔线
神池南站
接轨,东至渤海湾,途中在定州与京广铁路、在肃宁与京九铁路、在沧州与京沪铁路交会,终点站是
黄骅港货场
。正线全长594公里,运输能力3.56亿吨/年,于1997年11月开工建设,2000年5月开通运营。
神黄铁路到达黄骅后,还有
两条支线
:
一是往北到天津方向的黄万铁路(黄骅南-万家码头)
,在黄骅南站与朔黄铁路接轨,全长76公里,是国铁Ⅰ级、单线、非电气化铁路,运输能力
4500万吨/年
。本月初,黄万铁路电气化改造进入全面施工阶段,计划2024年完工,届时年运量可提升至
5400万吨/年
。
二是往南到潍坊方向的黄大铁路(黄骅南-大家洼)
,在黄骅南站与朔黄铁路接轨,途径山东滨州市、东营市和潍坊市,全长217公里,是国铁Ⅰ级、单线、电气化铁路,运输能力
4200万吨/年
,于2021年12月通车运行。
神黄铁路在黄骅南站向南北分流(图片来自网络,侵删)
2022年,朔黄铁路煤炭运输量约3.31亿吨
(笔者注:另有约1800万吨非煤运量)。3.31亿吨是什么概念呢?
2022年国家铁路完成煤炭运量约20.5亿吨,朔黄铁路占比超过16%(笔者注:大秦铁路占比超过19%)。
从2017年起,朔黄已经连续6年运量超3亿吨/年(2017-2022年)。
朔黄铁路的3.31亿吨煤炭运量,黄骅港消化了大部分,
2022年黄骅港完成煤炭下水量2.05亿吨(笔者注:
2021年是2.16亿吨)。另有一部分分流至黄大铁路,
2022年黄大铁路煤炭年运量约1620万吨
(笔者注:另有超300万吨反向非煤运量)。黄万铁路目前正在进行电气化改造,2022年具体数据暂未知。
黄骅港煤炭堆场(图片来自网络,侵删)
黄骅港煤炭装船(图片来自网络,侵删)
“神朔-朔黄”铁路被称为我国“西煤东运”的第二大通道
。第一大通道大秦线的煤源地主要是山西大同,而这个第二大通道神黄线的煤源地主要是
“神府-东胜”煤田
。
“神府-东胜”煤田是山西神府煤田、内蒙古东胜煤田的合称,
位于陕蒙晋三省交界地带,是世界七大煤田之一。
神府-东胜煤田所处区域(图片来自网络,侵删)
“神府-东胜”煤田占地面积2.29万平方公里
(一说3.12万平方公里,比台湾略小),
探明煤炭储量约2236亿吨,预测储量约6690亿吨
,是我国已探明储量最大的整装煤田,占全国探明煤炭储量的1/4。
如果按2022年我国煤炭消费量30.4亿吨计算(《2022年国民经济和社会发展统计公报》),神府-东胜煤田的预测储量
可满足我国煤炭消费220年
。
2017年11月,
神华集团与国电集团重组为国家能源集团
,原来经营神朔线、朔黄线的主体,都冠以了“国能”的抬头。
神朔线
的经营主体是
国能包神铁路集团有限公司
(原名包神铁路集团有限公司),是
神华能源股份全资子公司
,经营包神、神朔、甘泉、塔韩4条铁路。
朔黄线
的经营主体是
国能朔黄铁路发展有限公司
(原名朔黄铁路发展有限公司),其中
神华能源股份占股52.72%
、大秦铁路股份占股41.16%、河北建投交投占股6.12%。该经营主体主要负责朔黄、黄万、黄大3条铁路。
前面几篇文章(大秦/迁曹/蒙冀),对重载铁路说得都比较“硬”,本文说说重载铁路的
“软”
,就是
大运量、大牵引力、高密度、高频次的重载铁路,有什么高精尖技术?
先看朔黄铁路的两个基本点:
一是列车长度。
一列重载煤炭运输列车,2.1万吨牵引质量的总长度
超过2.6公里
,3.15万吨牵引质量的总长度
近4公里
。按重载运行速度80公里/小时计算,2.1万吨重载列车的通过时间需要1.96分钟,3.15万吨重载列车的通过时间需要2.98分钟。
神华号(图片来自网络,侵删)
神华号(图片来自网络,侵删)
二是路段情况
。朔黄铁路有近
50%
的线路分布在山区,且坡度大、曲线半径小、桥隧相连。在西段,最长下坡道达到
30多公里
,最大坡度达到
12‰
,最小曲线半径仅
380米
。同时,山区气象变化较大。
把以上两个基本点做一个叠加,
举例有代表性的两种情况
:
一是
长大下坡道,2.6公里长的列车,车头与车尾的落差超过30米,相当于“10层楼+2万吨”的重量。
二是
弯曲桥隧路段,一整列车的各节车厢所处的风速、风力都不同,拉伸力、挤压力、缓冲力也不同。
在这些情况下,列车的提速、制动、算法、控制、通讯等就需要重载技术的支撑和精确系统的控制。
朔黄铁路有2种自主知识产权的技术可圈可点:
一是重载移动闭塞系统
处于开行过程中的两个重载列车之间,需要留有
安全间隔时间
,以防止列车追尾。一般说来,安全间隔时间越长,追尾事故率越低,但效率也越低;安全间隔时间越短,效率越高,但追尾事故率也越高。
移动闭塞与固定闭塞(图片来自网络,侵删)
移动闭塞路由示意图(图片来自网络,侵删)
所以,控制好这个安全间隔时间,既保障运输效率,又减少追尾事故,显得尤为重要。这就需要
重载移动闭塞系统
,简单说,就是一个
控制同一条铁路上多个列车的安全间隔时间
的系统。
2021年6月,搭载全球首创的重载移动闭塞技术的2万吨重载列车成功发车运行,
朔黄铁路成为我国首条采用移动闭塞系统的重载铁路
。
朔黄铁路全线完成移动闭塞改造后,将每列货车平均发车间隔由原来的
11分钟缩短至7.3分钟
,
年运量增加4000万吨。
二是无线重联技术
常言道,“火车跑得快,全靠车头带。”
2万吨重载列车有两台大功率电力机车
,一台放在列车最前端,另一台放在列车中间,两台机车相距约1.3公里。
在两个火车头驱动的情况下,
让两台牵引机车保持同步,是重载列车安全运行的关键。一是
得保证有效信号在1公里多距离的传输速率,
二是
得保证有效信号在复杂地形和气象的传输稳定。如果因为桥隧、山区、雨雾等因素造成信号微弱、中断或稍稍滞后,让两个火车头不能够保持同一节奏,就会发生冲击、压挤等行车事故。
同时,还存在
不同类型电力机车混编的运行模式
,如神华号与韶山号、神华号与和谐号,即交流机车与交流机车、交流机车与直流机车混编,涉及牵引模式控制、牵引力大小匹配、构造设计强度及机车制动系统等多方面技术。
此外,
2万吨重载列车有三个点排风
,分布在列车的头中尾三个部分。如果通讯时间长,充风、排风超过5秒,列车的冲击力危险性就会急剧增加,造成脱钩、脱轨等行车事故。
爬坡时的车钩受力(图片来自株洲时代集团,侵删)
解决此类问题中有一个关键技术叫“无线重联技术”。这项技术一直被美国垄断,据说中国技术人员登车看一眼都不行。
2016年3月,
国内首列搭载TD-LTE宽带移动通信系统的两万吨重载列车在朔黄线正式开行。
朔黄铁路的无线重联技术,99%的指令从控机车响应时延在1.7秒内。
由上可见,每列长达2.6公里(甚至4公里)、牵引2万吨(甚至3万吨)、行车速度80公里/小时的煤炭专列,高频次高密度在朔黄线常年性常态化保持超3亿吨运量,这些硬邦邦的数据后面,是大国重载铁路软硬件技术的强大驱动。
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