煤矿施工组织设计

山西康伟集团南山煤业有限公司

90万吨资源整合建设项目

项目经理：陈福维

技术负责人：魏树青

编制：李建民

古交市河口镇红崖头煤矿

二oo七年九月

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第一章：工程概况

第一节编制依据、施工及验收标准

1、根据山西省人民政府《关于推进企业资源整合和有偿使用的意

见》（试行）（晋政发[2022]20号）。山西省国土资源厅，山西省煤炭工业

局，山西省安全监察局《山西煤炭企业资源整合和有偿使用实施方案》

（晋国土资源发[2022]247号）以及山西省煤炭资源整合和有偿使用工

作领导组办公室以晋煤整合办核[2022]30号文，批复和核准了（《古交市

煤炭资源整合和有偿使用工作方案》的核准意见）。由山西省煤炭地质

公司于2022年5月提交《古交市河口镇红崖头煤矿资源整合地质报告》,

并于2022年7月经太原市煤炭工业局以并煤行发[2022]277号文件批复；

资源整合项目初步设计由山西安煤矿业设计工程有限公司于2022年8

月编制完成,2007年8月27日，太原市煤炭工业局组织专家组对资源整合

初步设计进行评审，并根据评审意见对矿井资源整合初步设计给予批

复，批复文号为并煤规发[2022]320号；2022年9月，山西煤矿安全监察局

太原监察分局限以并煤监字[2022]431号文件对山西安煤矿业设计工程有

限公司编制的《古交市河口镇红崖头煤矿资源整合初步设计安全专篇》

给予了批复；2007年9月27日，太原市煤炭工业局组织专家组对太原市明

仕达煤炭设计有限公司编制的《古交市河口镇红崖头煤矿资源整合初步

设计环保专篇》进行了评审，并根据评审意见对矿井资源整合初步设计

环保专篇给予批复，批复文号为并煤规发[2022]371号。

2、现场实际踏勘情况：

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3、《煤矿安全规程》2022版，《山西省煤矿建设安全规定（试行）》,

煤矿建设工程施工及验收规范等；

4、煤矿建设工程施工定额标准（工期定额、劳动定额、材料定额）、

强制性标准。

第二节井田自然概况

一、工程位置

红崖头煤矿位于古交市河口镇红崖头村南，行政隶属于古交市河口

镇管辖，井田地理坐标为：

东经112°39'10"—112°39'48〃，

北纬37°58'29〃—37°59'02〃0

井田呈不规则多边形，南北长1.030km,东西宽0.900km,面积

0.5129km2o该矿南距古东火车货运站10km,西南距镇城底10km,古交市

-镇城底有省道（太佳公路）通过，其间有简易公路相通，交通条件较为

便利。祥见插图一。矿井资源整合项目设计和井巷工程、土建工程及设

备购置及安装工程均在本矿界范围内进行。

二、地形地貌

井田位于吕梁脉东翼，属中低山区，沟谷纵横，切割剧烈，沟谷两侧

基岩零星出露，山顶多为黄土覆盖；井田地势总体为中部高，四周低，

最高点位于井田东北部山脊，标高为+1306.5m,最低点位于井田西南部

矶石沟底，标高为+1180m,相对高差126.5m。

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三、气象条件及地震情况

本区属大陆性半干旱气候，具有四季分明，昼夜温差大,冬季长而寒冷，春季

干旱多风，夏季短而炎热,秋季凉爽多雨的北方气候特点。年平均气温9—

11℃,一般7月份气温最高，1月份气温最低，历年最高气温37.2C,最低气

温一22.4℃。年降水量多集中在7、8、9三个月，年平均降水量426.1mm,年

平均蒸发量1480.9mm,年平均蒸发量为降水量

四、井田水文地质条件

1、地表水

井田内无常年性河流，均属于季节性冲沟，平时基本无水，雨季时有

短暂洪水流过，汇入井田外西部的矶石沟后汇入汾河。井田内各含水层

的补给来源主要为大气降水。各含水层均沿裂隙、岩溶向深部径流或以泉水形

式排泄。井田内地形相对高差126.5m,地表径流较快，不易积水。

2、含水层

（1）奥陶系碳酸盐岩类岩溶水含水岩组

11.91L/s.m表深浅不一，含水层岩性主要以石灰岩、白云质灰岩为主。本

组岩溶发育，富水性强，据328号水文孔资料奥陶系灰岩岩溶水单位涌水量

为11.91L/s.m,渗透系数最大4.04m/d,水位标高880m左右。据此推定本井田

奥灰水位标图890m。

（2）石炭系上统太原组（C：Q.00006-0.0081L/s.m岩组根据资料分

析，主要含水层为三层石灰岩，总厚度为25m左右。灰岩厚度较大，裂隙不

太发育，富水性弱。据马兰精查区资料，钻孔单位涌水量为

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0.00006-0.0081L/S.m,渗透系数最大0.44m/d。水位标高1104.60左右，水质

类型一般为HCO「-S(V—Ca2+-Mg"型。

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古交市

北小店乡，

龙家庄।

赤泥法乡

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西釜沟

娄烦县

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柳生沟

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正词道;用安象注

4）1&家缸/

:勺下代广本省中部,省辖县级市.人口21万.

弊勺法金牛东大限地处日剥咖城.朝璃中间低.

鬻省贯中献矿藏资源丰算有煤、铁、钵、石英.

泉手金二匚业以炼焦为主.已形成采媒.制铁.建材

L技柱产必机械,轻工、纺缸食品多处并举

・农业行谷子,玉米.假麦、土豆.

古（交）等F线公路过境•有古交遗

东于镇

插图一矿井地理位置图

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(3)第四系松散岩类孔隙水含水岩组

区内松散岩类中，第四系中上更新统黄土，含水层连续性差，基本不

含水，补给条件好，富水性较差。

3、井田主要隔水层

(1)本溪组隔水层

本溪组底部为一套以泥岩和铁铝质粘土岩为主的地层，夹有砂岩和薄层灰

岩，该层分布普遍，厚度稳定，平均26.5m左右，是太原组与下伏奥陶系灰

岩之间的重要隔水层，隔水性较好。

(2)太原组隔水层

太原组中含有十余米以泥岩和砂质泥岩为主的地层，层位稳定而连续，加

之太原组的弱富水性，故为太原组各煤层之间的较好的隔水层。

4、采空区及采空区积水

古交市河口镇红崖头煤矿现开采8号煤层，其原批采范围内西南部

仅局部采空，采空面积小。积水量也不会太大。华平煤矿开采8号煤层，

采空区位于化平井田北部，且为上山开采，积水量不会太大。现根据井田

内采空区所在位置结合采用经验公式对井田内积水情况进行预测如下：

积水情况预测表

块段厚度采空区面积积水预测积水量

煤矿名称煤层号

(m)k(m2)系数k(m：i)

原华平煤矿83.6543.720.011.60

原红崖头煤矿83.653.950.010.14

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5、矿井涌水量

本井田内矿井资源整合后生产能力为150kt/a,本井天面积不大，

水文地质条件基本一致，在考虑随着矿井开采水平延深和采空区面积扩大

等因素后，在不考虑采(古)空区积水情况下，采用水文地质比拟法预

计矿井涌水量为矿井正常涌水量为133m3/d,最大涌水量335m3/do

6、突水系数

根据设计计算，突水系数Ts为456MPa/m。

五、煤系地质构造和特征

1、井田地层：

井田内地层由老到新发育有奥陶系中统峰峰组(。2)石炭系中统

本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1S)、下统下石盒子组

(P]X)＞上统上石盒子组(P2S)、上第三系上新统(N2)、第四系中上更新统

(Q2+3)O现简述如下：

1)、奥陶系中统峰峰组(Chf)

为煤系地层基底，全层厚度约120m左右，岩性一般以深灰色厚层状

致密石灰岩为主，其次有角砾泥灰岩、白云质灰岩、泥岩，中上部局部有

一石膏层，地层中裂隙多为方解石脉充填。

2)、石炭系中统本溪组(Czb)

平行不整合于峰峰组之上，厚22.00-30.00m,平均26.50m,为海陆交

互相，底部为山西式铁矿及铝土矿，其上为灰色砂质泥岩、砂岩，其中含

不稳定灰岩4层。

3)、石炭系上统太原组(C3t)

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与下伏本溪组整合接触，是本区主要含煤地层之一，全层厚

110.00-128.20m,平均123.00m,为海陆交互相沉积，岩性主要由灰黑色

泥岩、灰岩、薄层砂岩及煤层组成，沉积稳定，标志层明显，含煤5层，

按岩性组合特征可分三部分：

（1）下段:跖砂岩底部至L（庙沟灰岩）灰岩底：底部K,砂岩（晋祠砂岩）

为灰白色中厚层状中粗粒石英砂岩，一般底部多含砾，风化后呈褐红色，

特征明显，为良好的标志层，厚度一般在4.0m左右。其上主要为灰黑色

砂质泥岩、泥岩组成，偶夹薄层灰岩透镜体，含8、9、10号煤层，上部8、

9号煤层可采，本段地层厚度平均为162.00m左右。

（2）中段：为L灰岩至L4（斜道灰岩）灰岩顶的一段地层，岩性以

灰黑色砂质泥岩夹三层灰岩（Li、K2、L,为特征，含7号煤层。底部Li灰

岩常为8号煤层直接顶板，厚2.80m左右，其上为K2灰岩，冷灰岩一般为

2分层结构，厚5.60m左右，为区内最主要标志层，L4灰岩厚度一般在

3.37m左右，为7号煤层直接顶板。灰岩内盛产海相动物化石。本段地层

沉积稳定，厚度变化不大，平均49.50m。

（3）上段：L4顶至K3砂岩底：岩性以灰色砂岩、砂质泥岩及煤层组成,

含煤一层（6号），为不可采煤层；本段地层平均厚11.50m左右。底部一般

为中细粒石英砂岩。

4）、上第三系上新统（N2）

不整合于其它老地层之上，厚0-45m,在沟谷中多有出露，下部为

一至数层砾石或半胶结的砾岩，有时夹砂层，上部为紫红色粘土，其中含

有钙质结核。

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5)、第四系中上更新统(Q2+3)

不整合于其它地层之上，厚0-20m,一般分布于山梁上部。下部浅红

色亚粘土、亚砂土为中更新统离石组(QH)、上部浅黄色粉砂土为上更新统

马兰组(Qsm).

2、构造

本井田位于太原西山煤田古交矿区西曲勘探区东北部，地层总体

为一走向近东西、倾向南的单斜构造，倾角2-10°。井田内未发现断层、

陷落柱及岩浆岩侵入现象，构造简单，为一类，在井田周边发育断层5

条，最大落差50m,因此在今后生产过程中应注意隐伏断层的线索，以防

事故发生。

井田周边发育5条断层，仅F48断层距本井田较近滔其叙述如下：

除断层:位于华平井田外西北侧,走向」陈倾向北西，倾^80°,落差80m。

3、煤层及煤质

(一)煤层

1)、含煤性

本井田含煤地层为太原组，太原组含6、7、8、9、10号6层煤，其中8、

9号为稳定可采煤层，其中7号煤层虽然厚度达可采，但由于埋藏浅，遭风

氧化而无开采意义。6、10号煤层为不可采煤层，该组地层厚度平均为

123.00m,煤层总厚度为7.78m,含煤系数为6.33%。

2)、可采煤层

(1)、8号煤层

位于太原组中部，该煤层厚度3.50-3.80m,平均为3.58m,全井田稳定

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可采。结构简单，含0-1层夹砰。顶板为石灰岩，底板为泥岩，为本矿批准开

采煤层，目前正在开采。

(2)、9号煤层

位于太原组中、下部，上距8号煤层12m左右，该煤层厚度2.10-3.80m

平均3.30m,含1-2层夹肝，为结构简单、层位、厚度稳定的全井田可采煤

层。顶板为砂质泥岩,底板为粉砂岩，为本矿批准开采煤层。各可采煤层的厚

度、煤层间距及其变化情况见下表。

可采煤层情况一览表

煤层厚度煤层间距

地

层煤层最小一最大

结构稳定性可采性顶板岩性底板岩性

单编号平均

平均

位

3.50-3.80全井田可

太8简单稳定石灰岩泥岩

3.58采

原12.00

组2.10-3.80全井田可

9简单稳定砂质泥岩粉砂岩

3.30采

第三节设计概况

一、设计生产能力

矿井设计生产能力：150kt/a,矿井服务年限：10.2a。

二、井田开拓方式：

矿井采用斜井开拓，利用原华平煤矿的主斜井和副斜井两个井筒。8、

9号煤层联合布置，采用一个水平即+1135水平开采8、9号煤层。改造原

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主斜井，并延伸至9号煤层；在原副斜井距井口斜长78.4m处沿东方向布

置一段平巷，然后仍以16度角布置副暗斜井至9号煤；利用原红崖头煤

矿正在建设的回风斜井作为矿井的回风斜井。

主斜井为半圆拱型断面，净宽2.8m,净断面7.0m2,井筒倾角16度，

斜长172.7m,设台阶、扶手，内设一部带宽800mm的带式输送机和，担

负全井田煤炭提升任务，并兼做矿井进风井；

副斜井为半圆拱型断面，净宽2.8m,净断面7.0m2,井筒倾角16度，

斜长197.2m,设台阶、扶手，内铺设600mm单轨，担负全井田辅助提

升任务，并兼做矿井进风井；

回风斜井为半圆拱型断面，净宽2.8m,净断面7.0m2,井筒倾角16度，

斜长109.2m,设台阶、扶手，担负全井田的回风任务，兼做矿井另一安

全出口。

三、米煤方法

8号煤层厚度3.50-3.80m,平均为3.58m,全井田稳定可采煤层。结构

简单，含0-1层夹肝。顶板为石灰岩，底板为泥岩。

9号煤层上距8号煤层12m左右，该煤层厚度2.10-3.80m,平均3.30m,

含1-2层夹肝，为结构简单、层位、厚度稳定的全井田可采煤层。顶板为

砂质泥岩，底板为粉砂岩。

井田内各煤层煤尘均有爆炸危险性，均属不自燃煤层，为低瓦斯矿井。

根据8号、9号煤层煤层的赋存条件，井田开拓特征，当地的生产技术水

平，矿井的设计生产能力，确定矿井采用倾斜分层炮采的采煤方法，顶板

采用下行全部垮落法管理。首采工作面布置在井田8号煤层北部，首采上

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分层，上下分层内错5m布置。回采上分层时，铺设底网。9号煤开采也

采用分层炮采的采煤方法。

四、矿井通风系统

矿井通风由主斜井、副斜井进风，回风井回风，通风方式为机械抽出

式。总风量为30m3/s,矿井通风容易时期负压为257.2Pa，矿井通风困难

时期负压为290.4Pa，等积孔分另U为2.22n?和2.09m2。配置两台FBCZ-6-

N916A轴流通风机，一台工作，一台备用，电机功率为55kw。

五、矿井提升系统

主斜井选用SPJ-800/37X2型胶带机作为矿井的主提升设备。带式输送

机电控采用PLC控制系统，实现主斜井带式输送机与井底给煤机，地面

生产系统间顺序起停闭锁。控制系统设胶带跑偏、打滑等保护。副斜

井安装一部JTP-L2矿用绞车，主要技术参数：滚筒直径Dg=1200mm,滚

筒宽度B=1000mm,最大静张力及差Fze=Fce=30kN,减速器速比i=

24,最大速度Vmax=2.56m/s。

六、矿井供配电系统

在矿井地面附近新建一座10kV变电所，主供电源引自河口35/10kV变

电站母线913线，输电线路采用LGJ-95/20钢芯铝较线，线路长8km；另

一回电源引自河南35/10kV变电站母线917线，输电线路采用LGJ-95/20

钢芯铝较线，线路长9km。两回电源线路均采用混凝土单杆架设，一回工

作一回备用，当任一回路电源停止运行时，另一回仍能保证全矿井负荷用

电。矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷，两回架空线路不得共

杆架设。

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七、矿井排水系统

整合后的矿井排水利用副斜井作为排水井，井下主水泵房设在副斜

井井底，矿井水由泵房经管子道、副斜井敷设的排水管路排至地面水池。

矿井正常涌水量QK=5.54n)3/h,最大涌水量Qimax=14.58m3/h,垂高

51.38m。设计选用3台MD25—30X3型矿用耐磨离心水泵。

八、大巷及顺槽运输系统

大巷煤炭运输方式选用带式输送机，辅助运输设计采用调度绞车绞

车牵引LOt系列矿车的运输方式。运输顺槽选用胶带运输机运输。

九、主要建设工程概况：

根据矿井初步设计，资源整合新增井巷工程量总长度4297m,掘进

总体积39988.9m3;新增工业建筑体积9252.11m3,利用原有建筑体积

3477.4m3o新增行政及福利建筑总面积1759.66n)2；新安装设备53台件。

根据《煤矿工业小型煤矿设计规定》要求并结合本矿井实际情况确定

巷道掘进进度指标为：

井巷平均成巷进度指标如下：

岩巷：100m/月；

煤巷：300m/月；

碉室:岩500m3/月,煤lOOOrrP/月。

设计新增固定资产4586.42万元。其中井巷工程1695.48万元，土建

工程527.56万元，机电设备购置1274.87万元，安装工程563.07万元，其

他基本建设费用525.44万元，基本预备费305.76万元。

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建设工期：11.1个月。

十、工程材料要求：

建筑所需钢材、水泥、木材等建筑材料，均通过市场购买，但必须从

正规生产厂家购买并具备产品合格证及检验报告；地方建筑材料如砖、砂、

石等可就地解决，建筑构配件可通过市场采购或现场制作。

第四节工程范围

一、经批复的初步设计核定的井巷工程、地面新建和改建工程及新增

购置设备的安装工程。

二、安全专篇规定的安全工程措施及消防工程。

三、环保专篇规定的环保工程。

第五节主要实物工程量

根据资源整合设计的特点即充分利用现有井巷工程、土建工程和机

电设备，现有的两个井筒可被利用做为整合后矿井的主斜井、副斜井，

新开回风斜井，能够满足资源整合后矿井设计能力的需要。新增井巷工

程名称、规格及数量见表5-1。

工业建筑物总体积12729.21m3,其中新增工业建筑物体积9252.1lm3,

利用原有工业建筑物体积3477.1m3o地面建筑工程新增工程量见表5-2°

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第六节工程特（难）点分析

煤炭行业属于高危行业，由其在井下施工作业必须首先坚持“安全第

一、预防为主、综全治理”的方针，严格执行《煤矿安全规程》的有关规

定，在施工组织设计的指导下，制定出相应的作业规程、操作规程及详

细的施工安全措施。尤其对井下瓦斯、煤尘、火灾、水害、顶板及其他灾

害源要制定安全防范措施。另外，加强对现场施工人员的安全教育，增

强他们的安全意识，制定完善规章制度以达到安全生产的目的。

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表5-1新增井巷工程汇总表

序煤岩类设计投资（万备

名称规格支护形式工程量（m）计划开工日期

号别元）注

—■井筒

1副斜井延长段S=8.96m2险石宣T=400岩108.807.12.1-08.01.1555.91

2回风斜井延长段S=8.96m2碎石宣T=300岩109.207.12.1-08.01.2048.27

二井底车场巷道及碉室

1井底车场巷道S=17.86m2碎石宜T=300煤5008.01.16-08.02.1516.93

2井底车场铺轨22kg/m,600mm轨总巨5008.02.16-08.02.201.4

3煤仓进风联络巷S=5.23m2砂硝T=250石U-I68.408.02.21-08.03.2019.42

4井底清理洒煤巷道S=5.23m2碎稿T=250煤101.408.02.21-08.03.1522.9

5消防材料库碎石宣T=250半煤岩347.75m308.03.16-08.04.0913.01

6井底煤仓9=4.0m险石宣T=300石LU159m308.03.21-08.04.159.4

料石砧

7风桥半煤岩120m308.04.10-08.04.305.11

T=300

8井下各类门08.04.16-08.05.106.07

9铺各种道岔08.05.01-08.05.2012.19

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主要运输巷和回

风巷

集中胶带大巷S=9.90m2矿用钢煤213.508.05.11-08.06.1595.66

集中轨道大巷S=9.90m2矿用钢煤74.308.05.21-08.06.1835.07

总回风大巷S=9.90m2矿用钢煤33.408.06.16-08.06.2815.3

采区

采区胶带上山S=9.90m2矿用钢煤430.508.06.19-08.07.2019.18

采区胶带大巷S=9.90m2矿用钢煤183.508.07.21-08.08.1480.8

采区轨道上山S=9.90m2矿用钢煤253.508.06.29-08.08.05117.77

采区轨道大巷S=9.90m2矿用钢煤27008.08.06-08.08.26125.52

8、9号煤联络巷S=9.90m2矿用钢煤115.608.08.15-08.08.3057.2

胶带进风顺槽S=6.80m2矿用钢煤599.808.08.27-08.09.27181.75

轨道回风顺槽S=6.80m2矿用钢煤599.808.08.31-08.09.30196.49

工作面开切眼S=5.4m2木棚煤10008.09.28-08.10.1210.57

联络巷S=6.80m2矿用钢煤10008.09.30-08.10.1230.03

排水系统

主水泵房及通道碎石宣T=300半煤岩1000m308.03.20-08.06.1541.37

团结、开拓、务实、求精。

和谐、诚信、创新、超越

/主副水仓位殖T=300半煤岩843m308.06.16-08.09.1033.95

供电系统

主变电所及通路砂硝T=300半煤岩1000m308.04.15-08.07.1539.44

新增地面建筑工程汇总表表5-2

团结、开拓、务实、求精。

和谐、诚信、创新、超越

设计

序单位工程单竣工时

技术特征工程量开工时间投资（万备注

号名称位间

元）

—•通风系统15.49

1风机设备基础碎结构，V=77m3107.10.107.10.156.45

套

2电气室、值班室砖混结构，毛石条基1.2m65.2507.10.707.11.206.4

m2

砖混结构，净断面2.1mX

3风道m24.507.10.1607.11.302.64

2.1m

二地面生产系统109.57

1主井井口房框架结构，檐高7.7mm2146.7207.10.1007.11.1511.93

2副井井口房框架结构断面4.5mnr2146.7207.11.1008.06.3012.22

3拣砰车间框架结构断面10.25mm-31181.607.10.1208.10.3027.2

4驱动站框架结构断面19mm。308.5.1008.10.308.26

595.84

主井井口房至拣断面3.0X2.2m,平均檐

5m3007.10.1007.11.010.42

肝车间栈桥5.5m,钢碎独基1.5m

团结、开拓、务实、求精。

和谐、诚信、创新、超越

拣肝车间至驱动断面3.0X2.2m,平均檐

6m3008.4.1508.10.1511.5

站栈桥9.8m,钢碎独基1.5m

储煤场挡风抑尘

7下墙高3m,上网高4mnr98008.5.808.6.2028.05

墙

砖混结构，檐高4.5m,

—地面变电所m2362.2508.4.1508.11.1528.67

毛条石基础L5m

地面运输铺

四窄轨22kg/m轨距600mmm208.9.1504.10.1514.12铺轨、铺岔

轨工程

五提升系统

1副井绞车房砖混结构，毛石条基1.5mnr2128.3507.10.807.12.157.91

框架结构,天轮中心标高

2副井天轮架nr23.507.11.1507.11.300.96

3.0m

室外给排水及供

9.21

执i、、、

主斜井空气

1砖混结构，毛石条基1.5mnr255.2508.4.1508.10.154.77

加热室

副斜井空气

2砖混结构，毛石条基1.5mm255.2508.4.1508.10.154.77

加热室

3锅炉房及烟囱31659.608.4.1508.10.1529.71

团结、开拓、务实、求精。

和谐、诚信、创新、超越

D=219mm.H=终孔

4管井m40007.10.1508.5.1549.89

D=219mm.H=400

砖混结构.檐高毛

3.0m.2

5深井泵房nr12.2508.3.1508.5.151.25

石条基1.2m