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1958年， 浙江省人民政府 为尽快争取省内煤炭自给，进一步开发长广煤矿资源，由 中国人民解放军铁道兵 负责对 牛头山 至 长兴 的20年代修建的窄轨铁路进行技术改造，并于翌年4月全面动工。
1959年，长兴至杭州段铁路开工建设，后时断时续。
1960年8月，长兴至牛头山段标准规改造竣工，10月1日正式通车，新建的 牛头山站 同时建成。
1971年7月，长兴至湖州段建成。
1972年1月，湖州织 杭州 段建成，至此牛头山至杭州段全线贯通称杭（州）长（广矿务局）铁路，同年开始营运客货列车，每日始发两对往返杭州的客运列车。
1973年，杭长全线移交 中国铁路上海局集团有限公司 杭州铁路分局管辖。
1991年，修通了 皖赣铁路 宣城站 至 长兴站 的 铁路干线 ，与杭长铁路长杭段合并成 宣杭铁路 ，原杭长线长兴站至 牛头山 站段改称 长牛铁路 。
随着铁路历次提速， 长兴县 至牛头山段已停止客运营业，而宣杭铁路已成为 国家干线铁路 ，是 安徽省 陆上能源运输的主通道之一， 淮南市 、 淮北市 的煤炭可通过此线迅捷地运到 浙江省 沿海。同时对提升 华东地区 铁路运输能力和推动苏、浙、皖地区经济发展意义重大。