山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司120萬噸/年礦井建設施工組織設計工程編號：C1668工程規(guī)模：1.20Mt/a2011年6月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 1第一章礦井工程概況 31.1礦井設計概況 31.2礦井投產(chǎn)標準 91.3礦井主要技術裝備及生產(chǎn)系統(tǒng) 91.4工業(yè)廣場布置狀況 181.5地面建筑及工業(yè)建構(gòu)筑物 20第二章礦井地質(zhì)與水文地質(zhì) 232.1礦井地質(zhì) 232.2礦井水文地質(zhì) 342.3勘探程度、資源及開采條件評述 38第三章施工準備工作 393.1施工準備概述 393.2施工條件準備 403.3大臨工程及工廣布置 413.4器材供應和運輸 423.5非標件的加工制作 423.6土地征用情況 42第四章施工方案及施工方法 434.1礦井建設主要工程施工順序安排 434.2礦建工程施工方案及方法 454.3土建工程施工方案及施工方法 494.4主要安裝工程施工方案及方法 584.5采用新技術、新工藝 69第五章礦井建設工期總排隊 715.1礦建工程施工工期安排 715.2土建工程施工工期安排 725.3安裝工程施工工期 725.4三類工程統(tǒng)籌安排及建井工期 725.5加快建井速度的主要措施 73第六章工業(yè)場地施工總平面布置 756.1工業(yè)場地施工總平面布置 756.2工廣永久管線、場地道路和管溝施工安排 766.3動力設備（壓風、供電）及水源供應與負荷中心的聯(lián)系 766.4環(huán)境保護措施 77第七章項目管理 787.1項目部管理結(jié)構(gòu) 787.2專業(yè)隊管理結(jié)構(gòu) 787.3主要工作流程 787.4逐年投資及用款計劃 79第八章施工技術及安全組織措施 818.1礦井建設期間提升、通風和排水系統(tǒng)保證措施 818.2技術物資供應 828.3礦井建設期間的地質(zhì)和測量工作安排 838.4工程質(zhì)量計劃及驗收移交保證措施 848.5事故應急預案 988.6經(jīng)營管理及增產(chǎn)節(jié)約措施 100第九章存在問題及建議 1029.1電力供應問題 1029.2礦井水文地質(zhì)問題 102附表一： 103附表二： 104前言山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司趙莊煤礦范圍跨越米山、三甲及城關三鎮(zhèn)，東起馮莊、酒務，西至趙莊村東，北起朱家莊，南至米山鎮(zhèn)，東西寬約6.3km，南北長約5.2km，井田面積19.76km2，其地理坐標為北緯35°46′32″～35°49′50″，東經(jīng)112°56′32″～113°01′00″井田位于高平市東約2km，西距高平市火車站約2km，且有專用鐵路線相連，太焦鐵路從井田西側(cè)通過；南距曲（沃）輝（縣）公路約1km；向西約1km與長晉二級公路相連，長晉高速公路從井田西側(cè)通過。礦井交通運輸條件便利通過投標，中國有色金屬工業(yè)第十四冶金建設公司取得了山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司礦井建設項目副斜井、四川煤礦基本建設工程公司取得了東山風井井筒工程的施工承包權。其中：=1\*GB3①中國有色金屬工業(yè)第十四冶金建設公司為礦山工程總承包壹級單位，營業(yè)執(zhí)照編號：530000000015008，法人代表：寧升工，安全負責人：何建文，技術負責人：陳道本，項目部負責人：陳強。=2\*GB3②四川煤礦基本建設工程公司施工總承包壹級單位，營業(yè)執(zhí)照編號：510000000158010，法人代表：羊卓衛(wèi)，安全負責人：張茂管，技術負責人：戴振勇，項目部負責人：龐建國。=3\*GB3③工程監(jiān)理單位為山西省煤炭建設監(jiān)理有限公司，負責人賈富貴。在工程承包合同簽定后，根據(jù)該工程項目的特點、礦方所提供的招標文件及相關資料，結(jié)合投標工程承包公司多年積累的先進施工經(jīng)驗、技術和裝備，編制了該礦井相應工程的施工組織設計。一、本施工組織設計的主編制依據(jù)1、國家的有關政策、法令和煤礦建設的各項規(guī)定、技術經(jīng)濟政策及安全法令、規(guī)范和標準。2、山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司趙莊煤礦建設項目施工招標文件。3、山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司趙莊煤礦建設項目施工承包合同。4、《山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司趙莊礦井兼并重組整合項目初步設計》。5、《煤礦安全規(guī)程》。6、《建井施工手冊》。7、《建筑工程施工手冊》。8、《煤礦安裝質(zhì)量檢驗評定標準》。二、本施工組織設計具有以下特點：1、為了反映我國礦井的建設技術和管理水平，施工組織設計的編制應具有一定的先進性，在此在編制時，始終堅持合理、先進、可靠、可行的原則。2、合理安排隊伍進礦前的各項準備工作。從認真優(yōu)選施工方案的施工方法，確定合理的施工順序，保證在合同規(guī)定的工期內(nèi)將工程建成移交。4、周密制定技術上先進、經(jīng)濟上合理的技術組織措施，確保工程質(zhì)量和安全施工。5、準確計算人力、物力等資源，制定合理可行的供應方案，保證均衡施工和滿足施工高峰的需要。6、編制可靠的工程進度計劃，根據(jù)關鍵線路確定施工中的關鍵單位工程和關鍵施工工序，突出重點、保證全局。本著優(yōu)質(zhì)、高效、安全施工的原則，在實際施工中還要不斷調(diào)整和進一步完善。盡管工程工期緊、施工難度較大，充分利用先進施工技術和施工管理經(jīng)驗，按照合同的要求，圓滿地完成本項目的施工任務，為趙莊煤礦改擴建的早日完成做出最大的努力。第一章礦井工程概況1.1礦井設計概況1.1.1設計內(nèi)容概述礦井改擴建完投產(chǎn)時在礦井工業(yè)場地內(nèi)共有2條井筒，其中新增副斜井布置在現(xiàn)有副斜井南側(cè)，現(xiàn)有主斜井延伸后仍作為主斜井；位于東山村北風井場地的東山風井擴砌后作為回風井。各井筒用途、布置及裝備分述如下：1.主斜井井筒現(xiàn)有主斜井凈寬4.2m，凈斷面12.3m2，井筒長度220m，傾角20°；本次工程延伸主斜井271m，傾角20°，井筒斷面不變。主斜井箕斗改為膠帶后擔負全礦井煤炭提升任務并兼作進風井，裝備B=2.副斜井井筒新作副斜井凈寬4.0m，凈斷面12.7m2，井筒長度523m，傾角16.5°，擔負全礦井人員、材料、設備、大件、矸石的提升任務兼進風。井筒內(nèi)鋪設600mm軌距、30kg/m鋼軌，采用串車提升，裝備一臺JK－2.5/30E型單繩纏繞式提升機，井筒內(nèi)敷設3.東山風井井筒現(xiàn)東山風井凈斷面9.1m2，斜長265m。本次工程根據(jù)風量擴砌東山風井作為回風井并兼作安全出口，擴砌后井筒凈寬4.8m，凈斷面16.2m2，1.1.2井田境界及儲量1、井田面積：井田面積為19.7555km2。2、儲量：批準開采3～15號煤層，井田內(nèi)共獲得保有資源/儲量133.58Mt，礦井可采儲量66.78Mt。1.1.3井型及服務年限1、礦井工作制度：年工作日為330天；每天凈提升時間為16小時；生產(chǎn)工作面采用“四·六”工作制，三班生產(chǎn)，一班檢修；2、礦井設計生產(chǎn)能力：該礦批采3～15號煤層，煤層傾角2～15°，屬緩傾斜煤層，地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類，礦井屬低瓦斯礦井。根據(jù)礦井批準開采的煤層賦存情況，擬按單水平進行開拓，本設計礦井井型為133.58Mt/a。3、礦井服務年限：39.8a。1.1.4井田開拓與開采1、井田開拓方式礦井采用斜開拓，設一個主采水平和一個輔助生產(chǎn)水平，水平標高分別為+710m和+750m，投產(chǎn)采區(qū)為+750水平一采區(qū)和二采區(qū)，開采9號煤層。2、井筒位置及數(shù)目根據(jù)方案比較，本設計開拓方案以斜井的開拓方式進行礦井設計，各井筒特征詳見表1.1-1。3、大巷布置根據(jù)礦井開拓部署，副斜井落底后向北做+710m水平輔運大巷至秦莊村南，沿秦莊村保護煤柱向東做430m至9煤可采邊界，通過聯(lián)絡巷至9煤。9煤+750m大巷沿秦莊、東山村莊保護煤柱東西布置至井田東部邊界后經(jīng)牛家坡、成家山保護煤柱至鉆孔Y補-2附近。根據(jù)通風、運輸?shù)男枰笙锇?條布置，分別為9煤輔助運輸大巷、9煤膠帶輸送機大巷和9煤回風大巷。由于煤層埋藏較深，壓力大，大巷服務年限長，大巷間距取30m，大巷兩側(cè)煤柱各取30輔助運輸大巷凈寬4.0m，凈高3.2m，凈斷面10.0m2，半圓拱形錨網(wǎng)噴射混凝土支護；膠帶輸送機大巷凈寬3.6m，凈高3.0m，凈斷面9.4m2，半圓拱形錨網(wǎng)噴射混凝土支護；回風大巷凈寬4.0m，凈高3.1m，凈斷面井筒特征表表1.1-1項目單位主斜井副斜井東山回風斜井井口座標緯距（X）M3964405.9613964173.0003965522.277經(jīng)距（Y）M19675911.03819675993.00019677646.267井口標高（Z）m+873.10+858.60+940.24傾角度20°16.5°20~25°提升方位角（風硐方位角）度259°234°237°井底車場標高m+710m井筒全長（本次工程）m271（全長491）523265其中表土段m270176基巖段m271347265井筒凈寬m4.24.04.5支護厚度表土段mm350350基巖段mm150150150斷面凈斷面m212.312.716.2掘進斷面表土段m220.1基巖段m214.215.017.8施工方法普通法普通法普通法砌壁材料表土段鋼筋混凝土砌碹鋼筋混凝土砌碹鋼筋混凝土砌碹基巖段錨網(wǎng)噴錨網(wǎng)噴錨網(wǎng)噴井筒裝備裝備B=1000膠帶輸送機裝備一臺JK－2.5/30E型單繩纏繞式提升機裝備一臺FBCDZNO26/2×315型對旋防爆軸流通風機2臺，一用一備4、大巷運輸根據(jù)礦井總體開拓布置，井下大巷主運輸采用1.0m膠帶輸送機擔負煤炭運輸任務；+710m水平輔助運輸大巷采用CTL12/6GB型蓄電池電機車牽引，9煤輔助運輸大巷采用SQ-80D型無極繩絞車，聯(lián)絡斜巷采用JD-11.4或JD-25型調(diào)度絞車或SDJ-14型雙速調(diào)度絞車牽引，順槽、膠帶大巷檢修采用無極繩絞車牽引。5、井筒及井底車場(1)井筒礦井擴建完投產(chǎn)時在礦井工業(yè)場地內(nèi)共有2條井筒，其中新增副斜井布置在現(xiàn)有副斜井南側(cè)，現(xiàn)有主斜井延伸后仍作為主斜井；位于東山村北風井場地的東山風井擴砌后作為回風井。主斜井井筒：現(xiàn)有主斜井凈寬4.2m，凈斷面12.3m2，井筒長度220m，傾角20°；本次工程延伸主斜井271m，傾角20°，井筒斷面不變。主斜井箕斗改為膠帶后擔負全礦井煤炭提升任務并兼作進風井，裝備B=副斜井井筒：新作副斜井凈寬4.0m，凈斷面12.7m2，井筒長度523m，傾角16.5°，擔負全礦井人員、材料、設備、大件、矸石的提升任務兼進風。井筒內(nèi)鋪設600mm軌距、30kg/m鋼軌，采用串車提升，裝備一臺JK－2.5/30E型單繩纏繞式提升機，井筒內(nèi)敷設東山風井井筒：現(xiàn)東山風井凈斷面9.1m2，斜長265m。本次工程根據(jù)風量擴砌東山風井作為回風井并兼作安全出口，擴砌后井筒凈寬4.8m，凈斷面16.2m2，（2）井底車場及硐室副斜井井底車場采用斜井平車場，車場標高+710m。根據(jù)安全生產(chǎn)的需要，副斜井井底車場附近主要布置有：中央變電所，中央水泵房，井底水倉，消防材料庫，蓄電池機車充電、修理、整流硐室等；主斜井井底主要有井底煤倉和膠帶裝載硐室等。井底煤倉：井底布置1個井底煤倉，煤倉型式為直立煤倉，直徑8.0m，高度40m，煤倉容量1300t，由于膠帶輸送機采用上裝式布置，故煤倉上口作聯(lián)絡巷與副斜井井筒貫通，煤倉下口與井底車場巷道聯(lián)通。井底水倉：布置在副斜井東北側(cè)，入口與車場巷道相連。礦井正常涌水量240m3/h，最大450mQ＝8×240＝1920設計水倉長度233m，凈斷面10.4m2，有效容量2412m主變電所和主排水泵房采取聯(lián)合布置，均采用混凝土砌碹支護。主變電所長40m，凈寬4.5m，凈高4.2m，凈斷面積13.5m2。主排水泵房長40m，凈寬4.5m，凈高5.25m消防材料庫：采用通過式布置方式，布置在井底車場東部。主井井底清理：主斜井井底設井底撒煤清理硐室，直接與副井井底車場相同，清理撒煤由副斜井提升至地面處理。井底車場及硐室一般沿+710m水平煤層頂板布置，圍巖屬不穩(wěn)定～中等穩(wěn)定類型。同時由于車場附近硐室較集中、斷面大，因此，巷道支護形式采用錨網(wǎng)噴支護，根據(jù)需要可打錨索進行加強支護，硐室采用砌碹支護。6、趙莊礦井建設項目總資金為78388.55萬元，其中：井巷工程22147.47萬元，土建工程6356.48萬元，設備及工器具購置223619.02萬元，安裝工程7646.49萬元，工程建設其他費用10585.07萬元，工程預備費4525.12萬元，建設期貸款利息2518.54萬元，鋪底流動資金990.37萬元。投資分析：礦井建設項目總造價為77398.18萬元，井巷占28.61%,土建占8.21%，設備及工器具購置費占30.52%，安裝工程占9.88%，其他費用占22.78%。7、采區(qū)布置根據(jù)本礦井采煤方法和回采工作面裝備水平、煤炭運輸及輔助運輸方式，結(jié)合礦井井田邊界、構(gòu)造、保安煤柱及大巷位置等因素，確定采區(qū)走向長度在2000m采區(qū)巷道布置的主要原則，一是要簡化巷道系統(tǒng)和運輸環(huán)節(jié)并為輔助運輸創(chuàng)造條件，二是盡可能多做煤巷少掘巖巷。本井田煤層傾角較平緩，適合采用長壁式開采，即在主要開拓大巷兩側(cè)布置長壁回采工作面，減少采區(qū)巷道工程量。本礦井為低瓦斯礦井，井下采用無極繩連續(xù)牽引車運輸，順槽、大巷主要為綜掘機掘進，從通風、運輸?shù)纫蛩乜紤]，大巷共布置3條，分別為輔助運輸大巷、膠帶輸送機大巷和回風大巷，大巷間距均為30m，3條大巷均沿9號煤層底板布置?；夭晒ぷ髅婢贾?條順槽，一條為軌道順槽，另一條為運輸順槽（膠帶輸送機順槽）。在膠帶輸送機順槽內(nèi)鋪設臨時移動軌道，用來放置移動變電站、噴霧泵站、乳化液泵站、開關柜、電纜等設備列車。礦井投產(chǎn)時分別在9煤一、二采區(qū)布置2個薄煤層綜采工作面，達到設計生產(chǎn)能力時單個采煤工作面特征詳見表1.1-2。達到設計能力時采區(qū)單個工作面特征表表1.1-2項目技術參數(shù)項目技術參數(shù)首采工作面工作面長度（m）150日循環(huán)數(shù)（個）12采煤高度（m）1.30年工作日（日）330有效截深（mm）600年推進度（m）2257每循環(huán)時間（min）69煤體容重（t/m3）1.44每班有效工作時間(min)180工作面回采率0.97每日生產(chǎn)班數(shù)（個）3年產(chǎn)量（Mt）0.618、設計井巷工程量：礦井移交生產(chǎn)時的井巷工程總長度為16068.4m（不含3煤擴砌巷道長度940m，掘進體積7136.8m3）。其中煤及半煤巖巷13754.4m，占總長度的85.6%；巖巷2314.0m，占總長度的14.4%掘進總體積211362.5m3。其中煤及半煤巖巷165636.2m3，占總體積的78.4%；巖巷井巷工程量匯總見表1.1-3。井巷工程量匯總表表1.1-3序號工程名稱巖巷煤及半煤巖巷合計長度（m）掘進體積（m3）長度（m）掘進體積（m3）長度（m）掘進體積（m3）1井筒794.012590.8794.012590.82井底車場及硐室927.012958.11143.420324.22070.433282.33大巷113.012348.47917.0104271.18030.0116664.54采區(qū)480.07784.04694.041040.95174.048824.9合計2314.045681.313754.4165636.216068.4211362.51.2礦井投產(chǎn)標準根據(jù)井巷、土建、安裝三類工程排序，全礦井從井筒開挖至9號煤層工作面全部投產(chǎn)建井工期為30個月（不含施工準備期），施工準備期為3個月，礦井聯(lián)合試運轉(zhuǎn)1個月。1.3礦井主要技術裝備及生產(chǎn)系統(tǒng)1.3.1提升設備主斜井帶式輸送機的主要技術參數(shù)為：B=1000mm，Q=320t/h，V=2.0m/s，δ=20°，L=491m，ST1250鋼絲繩芯阻燃膠帶，采用雙滾筒雙驅(qū)動方式布置，配2臺185kW的變頻副斜井提升設備：設計選用1臺JK-2.5/30型單繩纏繞式礦井提升機，滾筒直徑2.5m，滾筒寬度2m，最大靜張力90kN，減速器傳動比30，采用活動天輪型號為TD1800/1350，天輪直徑1800mm，活動距離1350mm。配Z400-2A型直流電動機，每次提升4輛1t礦車或1輛22.1t大件平板車（運送開采15煤時19.1t液壓支架）。1.3.2通風設備本礦井現(xiàn)有兩個風井場地，礦井中部的東山風井場地和礦井北部的朱趙莊風井場地。目前東山風井場地的風機已廢棄，僅使用礦井北部的朱趙莊風井場地回風，裝備風機型號為FBCDZ-NO.19。本礦為低瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險性，煤層易自燃。礦井原通風方式為中央分列抽出式通風，由延伸后的原主斜井和新打的副斜井作為進風井，改擴建后利用原東山風井作為回風井，回風井井口標高+940.24，擴建后凈斷面16.2m礦井初期通風所需風量130m3/s，礦井最小通風阻力1877Pa；后期通風所需風量130m3/s，通風最大阻力2496Pa。礦井所需要的風量、負壓發(fā)生變化，經(jīng)對現(xiàn)有風機進行校核，確定現(xiàn)有風機已不能滿足礦井改造后通風的要求，需另選風機。經(jīng)技術經(jīng)濟比較選用FBCDZNo26/2×315型軸流式通風機2臺，1臺工作，1臺備用。每臺風機配2臺YBP450L-8型礦用隔爆型變頻調(diào)速電機（315kW、740r1.3.3排水設備礦井正常涌水量240m3/h，最大涌水量450m礦井主排水設備選用3臺PJ150×3型高揚程多級離心泵，正常涌水時1臺工作，1臺備用，1臺檢修；最大涌水時2臺工作。配YB2355M2-4型（250kW、1480r/min、6000V）隔爆電機。主斜井井筒內(nèi)排水管路選用2趟Ф273×7的無縫鋼管，泵房內(nèi)排水管路選用Ф159×6的無縫鋼管。正常涌水時管路1用1備。最大涌水時2趟同時工作。1.3.4礦井壓縮空氣總用量為63.8m3/min，設計選用LS25S-300H型風冷式螺桿空壓機3臺，2臺工作，1臺備用?？諌簷C排氣量38.6m3/min，排氣壓力0.8MPa，隨機配447TSC型（224kW、6kV、141.3.5供電系統(tǒng)高平市趙莊煤礦現(xiàn)有35kV變電所一座，35kV主電源引自高平110kV變電站35kV328線路，輸電線路為LGJ-70/2.5kM。35kV變電容量為5200kVA（站用變?nèi)萘?0kVA，１＃主變?nèi)萘?150kVA，2＃主變?nèi)萘?000kVA，１＃主變和2＃主變并列運行）。備用10kV電源引自高平110kV變電所10kV533線路，輸電線路為LGJ-120/2.8kM。變電容量為：1000kVA（保安用電）。35kV系統(tǒng)為單母線接線，6kV系統(tǒng)為單母線分段接線。現(xiàn)有負荷為3300kW。礦井擴建達產(chǎn)后用電負荷為：有功功率9303.7kW，無功功率7373.2kvar，礦井噸煤電耗35.1kW.h。經(jīng)校核，原有工業(yè)場地變電所變壓器等均不滿足要求，需改造。原有工業(yè)場地35kV變電所35kV電源線路為LGJ－70/2.5km。負荷增加后，線路所帶全礦總計負荷為9339.6kW，電流為171.2A，導線LGJ－70的載流量為241A（導體工作溫度為70°），滿足要求；線路壓降為1.28%，也滿足要求。新增一回35kV電源引自北莊110kV變電所，輸電線路為LGJ－150原有工業(yè)場地35/6kV變電所更換2臺主變壓器，型號均為S11-12500/35，兩臺變壓器一臺工作，一臺熱備用，負荷率為78.3％，當一臺變壓器故障時，負荷保證率100％。工業(yè)場地采用6kV供電，配電系統(tǒng)采用放射式。井下采用6kV供電。1.3.6礦井通訊1.井下有線通訊本礦現(xiàn)有1套中興的ZXONUB-IN/1500型數(shù)字程控交換機，設備容量為1500門，礦現(xiàn)有電話機約200門。目前礦行政及調(diào)度共用一臺交換機，根據(jù)礦井設計規(guī)范，本次設計考慮采用行政及調(diào)度分設交換機方案，行政交換機采用原有的中興程控交換機，礦井擴建后仍能滿足要求，調(diào)度交換機選用礦用調(diào)度程控交換機，容量為120門。井下用戶為50線，均選用2條80對礦用電纜，分別沿主斜井、副斜井敷設。礦井行政交換機采用光纜傳輸方式就近接入高平市網(wǎng)通公司，局內(nèi)用戶的市話呼出以及市話用戶的呼入可采用DOD1+DID方式實現(xiàn)。礦井行政用戶與公網(wǎng)統(tǒng)一編號，等位撥號，全自動接續(xù)。調(diào)度交換機采用具有會議電話、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）功能的調(diào)度總機，設2M數(shù)字中繼線與礦行政交換機相連，并與上級安全監(jiān)察部門間通信。調(diào)度電話用戶包括：礦井內(nèi)各生產(chǎn)部門及相關生產(chǎn)管理部門。選煤廠單獨設置調(diào)度交換機，采用數(shù)字中繼與礦井調(diào)度總機相連。礦井35kV變電站與上級變電站間利用OPGW實現(xiàn)電力調(diào)度通信專線，與當?shù)仉娏Σ块T的電力調(diào)度通信方式一致。本礦井內(nèi)設電力調(diào)度臺，采用數(shù)字中繼接入礦井總調(diào)度交換機，可實現(xiàn)與本礦地面、井下各變電所的調(diào)度通信。礦井消防救護隊應設置與礦井總調(diào)度中心的直通電話。2.井下無線通信礦井配置KT28礦用CDMA多功能無線通信系統(tǒng)，作為礦井調(diào)度交換機用戶的延伸，可以滿足井下礦車司機、檢修人員和重要生產(chǎn)調(diào)度崗位移動通信的需求，兼顧部分地面移動通信的需求。緊急情況下，作為報警及搶險救災的應急通信手段。系統(tǒng)提供有線/無線一體化通信平臺和語音、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務，集成話務、調(diào)度、短消息、定位等多種功能和增值業(yè)務，具有低輻射、部署快捷、升級擴容方便、終端應用成熟等特點，組網(wǎng)靈活，兼容性強。在地面通信機房設綜合接入和基站控制器設備，工業(yè)場地設基站；井下設1臺礦用基站控制器，主要膠帶及輔助運輸巷道設礦用基站。根據(jù)生產(chǎn)、調(diào)度、安全、維修等需要，配置手持機60臺。綜合接入設備至礦調(diào)度交換機采用1×2Mb/s數(shù)字中繼，中繼信令為中國No.7信令；綜合接入設備（EIAC）與基站控制器（CSC）采用E1接口相連，下井線路采用光纖傳輸；基站控制器與基站（CS）采用BRI接口連接，傳輸線路為雙絞線；手機（PS）和基站之間采用PHS技術的RCRSTD-28標準進行空中接口通信。井下設備均為防爆型，光（電）纜采用礦用阻燃型。1.3.7監(jiān)控與計算機管理本礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主干網(wǎng)絡采用1000Mb/s工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由2個環(huán)形網(wǎng)組成，采用2芯光纖傳輸，井下一個環(huán)網(wǎng)，地面一個環(huán)網(wǎng)，兩個環(huán)網(wǎng)通過核心交換機相連構(gòu)成礦井監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡運行在一個相對獨立的網(wǎng)段中，并通過網(wǎng)絡安全設備與礦管理局域網(wǎng)相聯(lián)。礦井安全監(jiān)控信息可通過公網(wǎng)的專用信道上傳至公司安全監(jiān)測信息中心，并可傳輸至上級及有關安全監(jiān)察部門。綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡核心交換機設于辦公樓調(diào)度中心，2臺互備。井下環(huán)網(wǎng)交換機設于中央變電所、采區(qū)變電所；地面環(huán)網(wǎng)交換機設于礦辦公樓、礦調(diào)度樓、35kV變電所、主斜井井口房、副斜井井口房等處。（1）環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)本礦現(xiàn)有一套KJ120N型安全監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控主機為雙機熱備，配置KJ120N-F型分站，分站間采用總線傳輸方式，主要用于井下瓦斯、風速、溫度、設備開停等數(shù)據(jù)的采集和處理。目前該系統(tǒng)運行良好。兼并重組工程實施后，根據(jù)兼并重組工程的情況，對現(xiàn)有KJ120N監(jiān)控系統(tǒng)進行擴容。安全監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部按獨立傳輸系統(tǒng)設計。本礦為低瓦斯礦井，煤層屬易自燃煤層，且有煤層爆炸的危險性。為防止井下瓦斯、煤塵、火災等危害人身和設備安全，在兼并重組的采煤工作面、掘進工作面、主要巷道、機電硐室等處設置各種傳感器，監(jiān)測瓦斯、CO、溫度、煙霧、風速、負壓等各類環(huán)境參數(shù)，監(jiān)測水倉水位、風門開關、風筒開關、各種機電設備開停等生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)及電壓、電流、功率、電度、饋電狀態(tài)等電力參數(shù)。由各傳感器采集的監(jiān)測信息，通過分站傳送到現(xiàn)有礦調(diào)度中心。當出現(xiàn)超限情況時，調(diào)度中心及現(xiàn)場均應有聲、光報警。通過遠程斷電器實現(xiàn)甲烷風電閉鎖、甲烷斷電、故障閉鎖及其它必要的控制功能。下井傳輸干線采用煤礦用阻燃光纜，井下均采用礦用阻燃電纜。（2）工業(yè)電視系統(tǒng)本礦現(xiàn)有1套工業(yè)電視系統(tǒng)，礦井兼并重組后，地面工業(yè)場地、風井場地及井下各重要觀測點均需增設攝像點，用于實時、直觀地了解礦井各主要環(huán)節(jié)的生產(chǎn)、運行情況，便于調(diào)度指揮。原有工業(yè)電視系統(tǒng)需要進行擴容，機房內(nèi)視頻服務器、視頻矩陣切換器和分配器需根據(jù)實際需要增加配置，地面增設一體化彩色攝像機，井下增設本安型黑白光纖攝像儀。攝像點位置為：在井下井底車場、膠帶機頭、綜采工作面、井下變電所等處，設本安型黑白光纖攝像儀；在地面的主斜井井口房、副斜井井口房、變電所、工業(yè)場地大門等處設一體化彩色攝像機。系統(tǒng)至各攝像機的視頻信號主干線路均采用光纖傳輸方式，井下采用煤礦用阻燃光纜。（3）井下膠帶監(jiān)控系統(tǒng)此次新增+710水平膠帶輸送機電控裝置，配置溫度、煙霧等傳感器等，配置顯示控制臺、電源繼電器箱、通信信號裝置和與驅(qū)動裝置相應的控制設備等，完成對膠帶輸送機的監(jiān)測、控制、保護與報警等功能。為保證礦井膠帶運輸?shù)陌踩?，提高運輸效率，設置一套井下膠帶集中監(jiān)控系統(tǒng)，具有集中監(jiān)控、分散控制、集中監(jiān)測等多種運行模式，實現(xiàn)膠帶輸送機間的聯(lián)鎖，使井下各條膠帶能夠安全、有序、高效地運行。膠帶集中監(jiān)控設備設于辦公樓內(nèi)，配置上位機，通過通訊接口接入礦井綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡，將信息上傳至礦調(diào)度中心。（4）綜采工作面生產(chǎn)監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)：通過接口設備將采煤機及液壓支架等的數(shù)據(jù)通過井下工業(yè)以太網(wǎng)上傳，可在生產(chǎn)指揮中心實時監(jiān)測工作面采煤機、液壓支架等設備的現(xiàn)場運行情況。在控制室內(nèi)實現(xiàn)對單機設備的工況檢測和故障在線診斷。（5）掘進工作面監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)：利用總線信息網(wǎng)絡監(jiān)控技術，實現(xiàn)掘進切割與支護的協(xié)調(diào)作業(yè)，監(jiān)視掘進后的配套運輸和掘進頭的通風環(huán)境。（6）煤炭產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)礦井原有一套BH-WTA型煤炭產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)，在主斜井井口房至原煤緩沖倉膠帶上安裝1套電子皮帶秤系統(tǒng)，通過皮帶秤系統(tǒng)將皮帶載重信息傳輸?shù)街行臋C房BH-WTA型產(chǎn)量監(jiān)測終端,然后通過網(wǎng)絡傳輸至礦調(diào)度中心及上級監(jiān)察部門,目前使用效果良好。礦井改擴建后，系統(tǒng)仍可以繼續(xù)使用，在電子皮帶稱附近增設1臺攝像機?，F(xiàn)場的各項參數(shù)及圖像信號均傳輸至地面調(diào)度中心的主機設備。主機為雙機熱備份，配置應用軟件，實現(xiàn)對礦井煤炭產(chǎn)量的實時監(jiān)測、超產(chǎn)報警、產(chǎn)量統(tǒng)計、查詢及報表打印等功能，并可通過傳輸網(wǎng)絡將信息上傳至公司有關部門。1.3.8生產(chǎn)系統(tǒng)1、主斜井地面生產(chǎn)系統(tǒng)主井生產(chǎn)系統(tǒng)的改擴建總的原則是原工藝及設備能滿足要求的盡量保留，不能滿足要求的需重新設計和設備選型，以達到節(jié)省投資和施工周期之目的。目前正在生產(chǎn)的主斜井是利用雙鉤提煤箕斗（6t）提升原煤，井深220m，按最大提升能力計算為250t/h。改擴建后井深將延長至491m，此時，箕斗的提升能力已不能適應擴建后的設計生產(chǎn)能力，為此，本設計將箕斗提升改為輸送能力較大的帶式輸送機提升原煤，以滿足生產(chǎn)能力的需要。設計將原主斜井井筒延深至491m，在井筒內(nèi)裝備一臺鋼絲繩芯帶式輸送機（Q=320t/h、v=2.0m/s、B=1000mm、L=491m、δ=20°、St1250阻燃），擔負礦井原煤的提升任務。主斜井井口房在原建筑物的基礎上加以改造，以適應帶式輸送機驅(qū)動裝置布置的需要。井下工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)大巷帶式輸送機進入井底煤倉，再經(jīng)主斜井帶式輸送機運至地面，地面有一轉(zhuǎn)載煤倉（容量300t，該煤倉可保留），倉下設有一臺往復式給煤機（該給煤機給料能力偏小，可按倉口尺寸更換為K4型給煤機）將煤給到上篩分樓帶式輸送機（Q=350t/h、v=2.0m/s、B=1000mm、L=210m、δ=9°25′），該帶式輸送機保留原有棧橋結(jié)構(gòu)，只更換帶式輸送機。在鐵路裝車線上建有4個圓筒倉（Φ10m、容量4×800t），篩分樓建在筒倉上，原煤進入篩分樓后將煤給到第一部振動篩（型號：3DL1852，篩孔50×50mm，處理能力400t/h）。篩上物料（+50mm）進入手選帶式輸送機（Q=67t/h、v=0.3m/s、B=1200mm、L=18m）揀矸后進入破碎機，該破碎機為非標制做，破碎能力小，可更換為2PGC型雙齒輥式破碎機（排料粒度≤100mm，處理能力100t/h），破碎后的原煤給到塊煤帶式輸送機（Q=60t/h、v=2.0m/s、B=800mm、L=21m）進入1＃塊煤倉。經(jīng)第一部振動篩處理的篩下物料（－50mm）進入下層第二部振動篩（型號：ZSG2B-1845，上層篩孔Φ50mm，下層條狀孔寬12mm，處理能力250t/h），經(jīng)核算該振動篩不能滿足擴建后生產(chǎn)能力的要求，需更換該振動篩（型號：2ZKB2160，上層篩孔Φ25mm，下層條狀孔寬13mm，處理能力350t/h）。經(jīng)上層篩板處理后，篩上物料（25～50mm）進入1＃塊煤倉，篩下物料（－25mm）掉入下層篩板。經(jīng)下層篩板處理后，篩上物料（13～25mm）與上層篩板的篩上物料（25～50mm）混合后進入1＃塊煤倉，篩下物料（－13mm）經(jīng)帶式輸送機（Q=257t/h、v=2.0m/s、B=800mm、L=41m、δ=0°）可分別進入2＃、3＃、4＃末煤倉。2、副井生產(chǎn)系統(tǒng)副斜井擔負礦井大件設備、長材料（鋼軌、支護材料等）、掘進矸石、小型設備及人員的提升任務。目前正在生產(chǎn)的副斜井傾角為16°，井深L=165m，采用單鉤提升1t礦車。由于改擴建后設備大件下井時井筒高度不能滿足要求，并且井筒還需要延深等。將各方面因素綜合比較后，本設計確定在適當?shù)奈恢眯陆ㄒ蛔毙本?。副斜井傾角為16.5°，井深L=523m，采用單鉤提升1t礦車，井口房采用平車場布置形式。在井口房內(nèi)通過一副單開道岔將井筒內(nèi)的1條線路變?yōu)?條線路，既進車線路和出車線路，進車線路上設有液動阻車器，并有液壓馬達驅(qū)動的銷齒推車機承擔礦車入井的推車任務，出車線路上設有一臺阻車器，在井口處設電動防火門1套。為保證安全生產(chǎn)，按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，在井口、井筒中部及井底適當位置分別設置防跑車裝置，在出車線路上通過一副單開道岔分出一條人車存車線。井口房面積為長×寬＝37×8.5＝314.5m2。3、矸石系統(tǒng)井下掘進產(chǎn)生的矸石由由副斜井提升至地面后運至矸石轉(zhuǎn)載站，經(jīng)翻車機卸入轉(zhuǎn)載站的矸石倉內(nèi)，再通過倉下閘門裝入自卸汽車，由自卸汽車運至礦井排矸場地。礦井設排矸場地一處，位于礦井工業(yè)場地東北約5.0km處的低洼處，可容納矸石30萬m3，占地面積約2.94hm2。礦井矸石量約為0.04Mt/a，滿足擴建后生產(chǎn)需要。場地排棄的矸石采用覆土、碾壓方式，并植草綠化，需建攔矸壩，沿溝底設兩排盲管，排泄溝底滲水，山坡兩側(cè)設截水溝，將坡地雨水截流排出排干場地，以達到環(huán)保要求。1.3.9礦井給排水系統(tǒng)擴建后礦井及選煤廠總用水量3389m3/d。其中礦井日用水量760m3/d、鍋爐房用水量150m3/d、綠化澆灑水量102m3/d；黃泥灌漿用水量530m3/d；選煤生產(chǎn)補充水量249在原有井下水處理站基礎上增加一組處理設備及相應建構(gòu)筑物，擴建后井下水處理站規(guī)模6000m3工業(yè)場地已建有一座生活污水處理站，污水處理規(guī)模1000m31.3.10采暖系統(tǒng)本礦工業(yè)場地現(xiàn)有鍋爐房4座，熱風爐房1座，其中辦公區(qū)鍋爐房1座，內(nèi)設一臺SZL4-1.25-W型汽改水鍋爐（生產(chǎn)日期1983年6月），鍋爐使用年限較長需更換；洗煤廠鍋爐房1座，內(nèi)設一臺DZL4-1.25-WIII型蒸汽鍋爐（生產(chǎn)日期2007年4月），能夠滿足洗煤廠的供熱要求；生產(chǎn)區(qū)鍋爐房2座，各設一臺DZL4-1.25-WIII型蒸汽鍋爐（生產(chǎn)日期分別為2005年9月和2008年9月），兩座鍋爐房相鄰在一起；生產(chǎn)區(qū)熱風爐房1座，內(nèi)設一臺CRF1.4MW型熱風爐。礦井改擴建后，供熱負荷是采暖季供熱量kW，非采暖季供熱量3478kW（5.0t/h）。根據(jù)新增負荷情況，考慮保持洗煤廠鍋爐房不變，取消辦公區(qū)鍋爐房及生產(chǎn)區(qū)熱風爐房，改擴建生產(chǎn)區(qū)鍋爐房。按照采暖、非采暖季熱負荷情況綜合考慮后確定擴建生產(chǎn)區(qū)鍋爐房，鍋爐房內(nèi)保留一臺4t/h的蒸汽鍋爐，增設3臺DZL6-1.25-WIII型蒸汽鍋爐。1.3.11消防系統(tǒng)1、地面消防工業(yè)場地室外消防采用獨立消防系統(tǒng)，臨時高壓制。工業(yè)場地室內(nèi)、外消防流量按選煤動篩車間考慮，最大消防流量68L/s（室內(nèi)10L/s、室外40L/s、水幕18L/s），室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)消防歷時3小時，水幕消防歷時1小時，一次消防用水量605m3。沿道路布置SA100-1.0型地下式消火栓，消火栓間距小于120m。保護半徑小于150m一次消防水量貯存在高位消防水池內(nèi)，水池內(nèi)設有消防用水不被動用的技術措施。礦井工業(yè)場地主、副井井口房、原煤輸送機棧橋、轉(zhuǎn)載點、坑木加工房、可燃材料庫、聯(lián)合建筑等公共建筑物設室內(nèi)消防給水系統(tǒng)。建筑物與棧橋連接口處設水幕。建筑物內(nèi)按照規(guī)范要求配置手提式滅火器。2、井下消防灑水井下消防灑水最大用水量為1296m3，井下一次消防用水量為406m3。其中井下消火栓消防流量7.5L/s，火災延續(xù)時間6h；自動噴水滅火裝置流量7.5L/s，火災延續(xù)時間2h防滅火及防塵設施布置原則：井下消防和灑水采用合用的給水系統(tǒng)。消防灑水干管沿主、副斜井送至井下各用水點，在超壓部分管道設專用減壓閥組。在井下煤倉放煤口、破碎機、帶式輸送機轉(zhuǎn)載點和卸煤點設噴霧裝置；掘進工作面、采煤工作面、液壓支架設強噴霧裝置；采煤工作面回風巷、掘進工作面裝車點后方以及易產(chǎn)生粉塵的膠帶運輸機巷道、輔運大巷、回風大巷設風流凈化水幕裝置。井下主要運輸巷道、采區(qū)運輸巷與回風巷、采煤工作面運輸巷與回風巷消防灑水管道每隔100m設DN50支管閥門，閥門后裝快速管接頭。帶式輸送機巷道每隔50m設DN50支管閥門，閥門后裝快速管接頭。帶式輸送機機頭、機電硐室、檢修硐室、材料庫等處設置消火栓箱，箱內(nèi)存放防腐水龍帶和相應水槍。井下消防灑水干管采用符合安全要求的SRPE礦用鋼絲纏繞聚乙烯給水管，快速接頭；管徑<50mm管道采用無縫鋼管，絲扣連接。1.4工業(yè)廣場布置狀況1、既有工業(yè)場地總平面概況趙莊礦井位于沁水煤田東南部，工業(yè)場地地處高平市東郊，七佛山腳下，緊挨市區(qū)。工業(yè)場地被鐵路一分為二，鐵路西側(cè)是生活區(qū)：主要有辦公樓、食堂、招待所、單身宿舍、文體中心等；鐵路東側(cè)是輔助生產(chǎn)區(qū)及生產(chǎn)區(qū)：輔助生產(chǎn)設施包括聯(lián)合建筑、材料庫、材料棚、坑木加工房、機修間及鍋爐房；生產(chǎn)設施包括井口房、主廠房篩分車間及裝車倉等。煤炭主要通過橫穿于場區(qū)的鐵路外運。本礦工業(yè)場地、東山回風斜井場地、朱趙山回風立井場地、爆破材料庫場地通過既有道路連接，不需新建道路。2、工業(yè)場地總平面布置根據(jù)現(xiàn)有的主、副井井口和現(xiàn)有的建筑庫房布置方位，以及外部公路關系，將場地劃為廠前區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)區(qū)。廠前區(qū)：靠近人流入口，布置在整個工業(yè)場地的西側(cè)，廠前區(qū)沒有大的改造，仍使用既有的建筑。布置有行政辦公樓、食堂、單身宿舍區(qū)。辦公樓座北朝南布置，辦公樓后有四棟單身宿舍樓，東西向布置，和辦公樓圍合形成一個“口”的形狀，樓前樓后皆有開闊的綠化場地，采光通風條件良好，廣場結(jié)合人流入口布置有雕塑、花池輔以不同形式的鋪地，形成了豐富的花園景觀，層次分明，使場前區(qū)工整而又不失美感。食堂位于單身宿舍的東側(cè)、鐵路西側(cè)，鐵路和生活區(qū)由圍墻分隔開來；從整個場地的熱負荷考慮保留食堂南側(cè)的鍋爐房；汽車庫和車棚位于辦公樓的東南側(cè)。上述建筑都為既有建筑，仍維持現(xiàn)狀。新建的建構(gòu)筑物有活動中心，位于辦公樓的東面，豐富職工的業(yè)余生活。輔助生產(chǎn)區(qū)：工業(yè)場地生活區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)區(qū)由橋連接，橋的南側(cè)為輔助生產(chǎn)區(qū)，位于工業(yè)場地的東南部。由于現(xiàn)有工業(yè)場地的建（構(gòu)）筑物設施比較簡陋，不能完全滿足擴建后礦井的生產(chǎn)生活要求，本次礦井拆除的建（構(gòu)）筑物有：主斜井井口房、鍋爐房、木材加工房、供應公司庫房、機修廠、熱風爐；本次礦井改擴建新增設施有：聯(lián)合建筑、主斜井井口房、副斜井及副斜井井口房、提升機房、天輪架、器材庫、器材棚、消防材料庫、蓄電池機車間、綜采設備中轉(zhuǎn)庫、木材加工房、礦井維修車間、鍋爐房、空氣加熱室。新增建構(gòu)筑物的位置均考慮對現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，在地面設施建設期間盡量不影響現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，設計結(jié)合兩個井筒的不同位置，按照生產(chǎn)功能及建筑物設施的不同用途，布置如下：聯(lián)合建筑布置在副斜井北側(cè)，連接兩建筑的通道無道路穿行，可保證進出井口的人員、車輛安全暢通并不受外部不利因素干擾。在其西側(cè)由西向東，南北分兩排布置有木材加工房、礦井維修車間，器材棚、消防材料庫、器材庫、蓄電池機車間、綜采設備中轉(zhuǎn)庫，皆通過窄軌與副斜井連接，使物流快捷、順暢，大大提高了工作效率。鍋爐房布置在主井西南側(cè)，由皮帶棧橋通過煤倉上煤，與熱負荷中心接近。矸石轉(zhuǎn)運區(qū)布置在副斜井的西南側(cè)，工業(yè)場地南側(cè)出口的北面，線路便捷，由窄軌通過矸石倉裝載汽車運輸?shù)降V井工業(yè)場地北約1.035kV變電站布置在場地的東端，便于進線；井下水處理站布置在工業(yè)場地橋的北側(cè)、煤堆場的東面，有獨立院落；生活污水位于工業(yè)場地外南部、與工業(yè)場地生活區(qū)連接更為方便；儲煤場在工業(yè)場地的北側(cè)、主井的西側(cè)，煤通過皮帶棧橋運往儲煤倉方便火車裝運，運煤線路短捷。救護隊在招待所的西南側(cè)，有獨立院落。生產(chǎn)區(qū)：布置在工業(yè)場地北部，從主斜井井口房向西布置原煤輸送機棧橋、緩沖倉、篩分車間、裝車倉及儲煤場，裝車倉和鐵路聯(lián)系方便，煤流路線合理。該方案的優(yōu)點是工業(yè)場地分區(qū)明確、聯(lián)系緊密，運煤皮帶在工業(yè)場地內(nèi)輸送距離短捷。人行及材料運輸順暢，用地緊湊，方便管理、物流合理。缺點是工業(yè)場地既有的建（構(gòu)）筑物設施比較簡陋且布局混亂，輔助生產(chǎn)區(qū)略顯擁擠。1.5地面建筑及工業(yè)建構(gòu)筑物1.5.1工業(yè)場地主要建（構(gòu)）筑物礦井新增工業(yè)建構(gòu)筑物總體積57546.5m31.主斜井井口房：分為三部分，最高14.3m此部分為改擴建，需拆除部分原有建筑，由于原有設計資料不全，施工圖設計時，各部分會適當調(diào)整。2.副斜井井口房：分為三部分，最高7.8m3.主斜井空氣加熱室：平面尺寸18.5m×12m，高6.34.副斜井空氣加熱室：平面尺寸18.5m×12m，高6.3m5.副斜井提升機房：平面尺寸18.5m×15.5m，高6.輔助廠房：(1)鍋爐房系統(tǒng)：鍋爐房：采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土獨立基礎；煙囪：高40m，上口直徑1.(2)風道：采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；(3)水處理建構(gòu)筑物：位于工業(yè)場地，按工藝布置水工構(gòu)筑物，設計選用國標。7.其它輔助設施：(1)綜采設備修理庫：平面尺寸54.6m×15.6，高12.4m，采用鋼結(jié)構(gòu)，設有起吊設有20/5t(2)礦井修理車間：平面尺寸60.6m×15.6，高10.9m，采用鋼結(jié)構(gòu)，設有起吊設有16/3.2t(3)35KV變電所：為改擴建，6KV配電室一個，平面尺寸8.5m×8.5m，高4.8m1.5.2行政生活福利建筑物礦井為改擴建礦井，現(xiàn)工業(yè)場地內(nèi)建筑購物布局合理，美觀大方，絕大部分可滿足礦井改擴建以后的要求，新建建筑物為聯(lián)合建筑和消防救護隊建筑。礦井新建行政生活福利建筑面積共9761m1．聯(lián)合建筑聯(lián)合建筑為三層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為8261m2，主要包括調(diào)度中心及監(jiān)控辦公室、區(qū)隊辦公室、任務交代室、會議活動室、燈房、浴室、通訊及計算機用房、井口急救室等。平面布局上，按照下井生產(chǎn)人流從任務交代室→更衣、浴室→燈房、自救器發(fā)放室→等候室，依次向井口的方向流動；上井生產(chǎn)人流從井口→等候室→燈房、自救器發(fā)放室在立面造型的處理上，力求簡潔、大方、現(xiàn)代，緊扣時代脈搏，爭取營造出具有當代現(xiàn)代化氣息、高效，符合本礦井企業(yè)文化且與原有建筑相協(xié)調(diào)的新穎建筑。2．消防救護隊消防救護隊建筑面積1500m3．其它綜合辦公樓、職工食堂、職工公寓沿用礦井原有建筑。第二章礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)2.1礦井地質(zhì)2.1.1地質(zhì)構(gòu)造1、地層本礦位于沁水煤田東南部，井田內(nèi)出露地層主要為二疊系下統(tǒng)山西組、二疊系下統(tǒng)下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組及上第三系、第四系地層，基巖主要分布于山梁上，上第三系、第四系松散沉積物廣泛覆蓋于各時代地層之上，下面將本井田地層由老至新簡述如下：（1）奧陶系中統(tǒng)峰峰組（02為含煤地層基底，井田內(nèi)未出露。據(jù)2個奧灰延深孔Y補-2、Y補-12孔及YS-1孔資料，地層厚95.34~117.40m，平均厚102.91m。該巖層由厚層狀灰色致密石灰?guī)r組成，質(zhì)純、性脆、夾泥質(zhì)灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，多為方解石充填。（2）石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）井田內(nèi)未出露，上部為灰、淺灰色含鮞粒鋁土質(zhì)泥巖、淺灰色黃鐵礦，局部為致密鋁土礦、鮞狀鋁土礦，其頂部為灰色、灰黑色砂質(zhì)泥巖、砂巖，下部為泥巖，含星散狀、結(jié)核狀黃鐵礦。本組地層厚0(ZK1-2孔)～15.80m，平均厚6.48m。與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組呈平行不整合接觸。（3）石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）井田內(nèi)主要含煤地層之一，厚71.84～113.72m，一般厚90.141）一段（C3t1）K1砂巖底至K2灰?guī)r底，厚3.05～14.72m，平均厚7.42①K1砂巖：厚0～3.06m，平均厚0.31m，成分主要為石英，細②灰黑色泥巖：厚1.72～4.50m，平均厚3.72③15號煤層：厚1.33～6.89m，平均厚3.31④黑色泥巖：厚0～0.27m，平均厚0.08m，含鈣質(zhì)和黃鐵礦細粒，有時相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖。2）二段（C3t2）K2灰?guī)r底至K4灰?guī)r頂，厚26.22～43.68m，一般厚33.14m。由石灰?guī)r（K2、K3、K4①K2灰?guī)r：厚5.48～12.06m，平均厚8.16m②灰黑色泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖：頂部為不穩(wěn)定的13號薄煤層，不可采，全層厚9.04～10.17m，平均厚9.18m。③K3灰?guī)r：為深灰色含生物碎屑的泥晶灰?guī)r，常含泥質(zhì)和有機質(zhì)，全層厚1.50～5.27m，平均厚3.53m④深灰色泥巖夾砂質(zhì)泥巖或砂巖：頂部為11號薄煤層，不穩(wěn)定，不可采，中部夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r及12號薄煤層，全層厚10.20～11.30m，平均厚10.49m。⑤K4灰?guī)r：為深灰色泥晶灰?guī)r，含較多的生物碎屑及有機質(zhì)，厚0.33～4.88m，平均厚1.78m。3）三段（C3t3）K4灰?guī)r頂至K7砂巖底，厚42.57～55.32m，一般厚49.①泥巖和砂巖：厚29.81～32.58m，平均厚31.06m，中上部夾7號、8號煤層，中下部夾9號煤層，下部有時含10號煤層，其中9號煤層厚0～1.55m，平均厚0.96m，為井田內(nèi)②K5灰?guī)r：厚4.00～7.00m，平均厚5.16m，為生物碎屑泥晶灰?guī)r，含蜓，有孔蟲、蜿足類化石。③泥巖、粉砂巖夾砂巖：厚7.68～9.75m，平均厚9.④K6灰?guī)r：厚0～2.0m，平均厚0.50m⑤灰黑色泥巖：厚1.08-3.69m，平均厚3.07m，呈薄層狀水平層理，下部具頁理，有時含黃鐵礦細粒。（4）二疊系下統(tǒng)山西組（P1S）為一套陸相碎屑巖含煤地層，厚33.30～56.49m，平均厚43.74m，巖性主要為巖屑石英雜砂巖、細砂巖、泥巖和煤層。所含砂巖多以中細粒為主，成分以石英、長石和巖屑為主，有時含煤屑。砂粒磨園，分選中等，交錯層理發(fā)育，有時有沖刷下伏地層現(xiàn)象，所含泥質(zhì)巖多具水平層理，局部含植物化石。本組一般含煤1～3層，其中3號煤層位于本組下部，為井田內(nèi)穩(wěn)定的大部可采煤層，其余煤層均不可采。井田內(nèi)3號煤層厚0.60～5.81m，平均厚3.63m，一般含0～1層夾矸，煤層結(jié)構(gòu)簡單，為穩(wěn)定的大部可采煤層（5）二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1X）區(qū)內(nèi)零星出露，一般厚45.50～71.22m，平均厚53.20m，與下伏山西組地層呈整合接觸。巖性主要為砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖等，頂部為灰綠、紫紅富含菱鐵質(zhì)鮞粒的鋁質(zhì)泥巖，有時呈錳菱鐵礦透鏡體。上、中部為灰綠、淺灰色細中粒砂巖夾砂質(zhì)泥巖，含菱鐵礦鮞粒，具斜層理；中、下部為砂質(zhì)泥巖夾砂巖；底部為灰色中～粗粒石英砂巖（K8），含炭屑并常夾泥質(zhì)包體。砂巖碎屑顆粒為棱角狀～次棱角狀，膠結(jié)物為鈣質(zhì)及少量硅質(zhì)，雜基支撐；泥巖成分為高嶺石、水云母、含鮞綠泥石，鐵質(zhì)。本組含大量植物化石。（6）二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2S）為一套河流相沉積巖系，連續(xù)沉積于下石盒子組地層之上。區(qū)內(nèi)大面積出露，巖性主要為杏黃色、黃綠色砂質(zhì)泥巖及泥巖互層，其中夾不穩(wěn)定黃綠色砂巖，底部以K10砂巖與下石盒子組分界。該組地層厚度較大,井田內(nèi)殘留厚度一般約52.30m。（7）上第三系上新統(tǒng)（N2）主要為棕紅色、褐紅色砂質(zhì)粘土，厚0～40m，一般厚約20.0m，與下伏地層呈不整合接觸。（8）第四系上更新統(tǒng)（Q3）巖性主要為淺紅色亞粘土、灰黃色亞粘土組成，厚0～26.55m，一般厚約12.66m。（9）第四系全新統(tǒng)（Q4）由粉砂、粘土及砂石層組成，為一套近代河床沖積和山前洪積物，厚0～12.0m，一般厚約5.0m，多分布于河谷和山坡。2、構(gòu)造井田位于沁水盆地東南緣，晉獲褶斷帶東側(cè)，井田構(gòu)造方向與區(qū)域構(gòu)造方向基本一致，受區(qū)域構(gòu)造影響，形成了以趙莊向斜為主的一系列褶曲構(gòu)造，趙莊向斜縱貫南北，控制了整個井田的構(gòu)造形態(tài)，北端向北東傾伏，南端向南西傾伏，其軸跡大致呈“S”形，地層走向、傾向隨褶曲的變化而變化，傾角約1~13°?，F(xiàn)將井田內(nèi)構(gòu)造情況敘述如下：（1）褶曲趙莊向斜：位于井田中西部，縱貫全區(qū)，全長約7km，兩翼巖層平緩，傾角1～13°，向斜軸軸跡呈“S”形，北段為近正北方向，中段為北45°東轉(zhuǎn)北38°西，南段為北46°東。（2）趙莊正斷層位于井田西部邊緣，走向北東10°～30°，傾向南東，傾角約75°，為東盤下降，西盤上升的正斷層，推測斷距約35m。（3）陷落柱據(jù)1985年7月山西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二一二地質(zhì)隊提交的《山西省高平縣趙莊煤礦詳查地質(zhì)報告》資料，井田內(nèi)共有5個形態(tài)大體相似的陷落柱，呈近橢圓形，其特征是上小下大，約呈85°傾角延伸。綜上所述，井田內(nèi)褶曲寬緩，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)存有1條正斷層和5個陷落柱構(gòu)造，未見巖漿巖侵入，根據(jù)DZ/TO215－2002《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，井田總體構(gòu)造屬簡單類型。2.1.21、含煤地層井田內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。太原組為一套海陸交互相含煤地層，一般含海相灰?guī)r5層，含煤9層，編號自上而下為5、7、8、9、10、11、12、13及15號煤，煤層平均總厚5.85m，本組地層平均厚90.14m，含煤系數(shù)6.49％。其中9號煤層厚0～1.55m，平均厚0.96m，為井田內(nèi)較穩(wěn)定的大部可采煤層；15號煤層厚1.33～6.89m，平均厚3.31m山西組為一套陸相含煤地層，一般含煤3層，編號自上而下為1、2、3號，煤層平均總厚4.42m，本組地層平均厚43.74m，含煤系數(shù)10.10％。其中3號煤層厚0.60～5.81m，平均厚3.井田內(nèi)含煤地層總厚133.88m，煤層總厚10.27m，含煤系數(shù)7.67％。其中3號煤層為穩(wěn)定的大部可采煤層，9號煤層為較穩(wěn)定的大部2、可采煤層井田內(nèi)可采煤層為山西組的3號煤層和太原組的9號、15號煤層，現(xiàn)分述如下：（1）3號煤層位于二疊系下統(tǒng)山西組中下部，厚0.60～5.81m（ZK3-3），平均厚3.63m，結(jié)構(gòu)簡單，一般含0～1層炭質(zhì)泥巖或泥巖矸石。直接頂板多為灰黑色細砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，局部相變?yōu)橹辛；虼至Ｉ皫r；底板為泥巖、細~中粒砂巖或粉砂質(zhì)泥巖。在井田西北部邊界處該煤層有少量露頭現(xiàn)象，煤層部分被剝蝕掉，風氧化范圍約3號煤層為全區(qū)穩(wěn)定大部可采煤層和趙莊煤礦現(xiàn)開采煤層。（2）9號煤層位于太原組中下部，煤質(zhì)較硬，煤層厚0（ZK1-1、ZK1-2、Q4、Q5）～1.55m（ZK3-1、YS-1），平均厚0.96m，層位較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，一般不含矸石。9煤可采范圍內(nèi)煤層厚度1.05~1.55m，平均1.30m（3）15號煤層位于太原組一段頂部K2灰?guī)r之下，為全區(qū)主要可采煤層之一，煤層厚1.33（ZK6-1）～6.89m(ZK1-1)，平均厚3.31m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般含0～2層炭質(zhì)泥巖或泥巖矸石，矸石厚0.02（ZK3-1）～0.38m井田主要可采煤層特征表詳見2.1-1。井田主要可采煤層特征一覽表表2.1-1含煤地層煤層編號煤層厚度煤層間距煤層結(jié)構(gòu)頂板巖性底板巖性煤層穩(wěn)定程度可采性最小-最大平均最小-最大平均矸石層數(shù)類別P1S30.60～5.813.6342.66～61.7352.760～1簡單細砂巖泥巖泥巖穩(wěn)定大部可采C3T90～1.550.960簡單砂巖泥巖不穩(wěn)定局部可采27.68～45.7534.72151.33～6.893.310～2簡單石灰?guī)r泥巖穩(wěn)定全區(qū)可采3、煤的物理性質(zhì)（1）9號煤層宏觀煤巖特征：為黑色-灰黑色、光亮型煤，似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，階梯狀、貝殼狀斷口，條痕灰黑色，質(zhì)堅硬，裂隙不發(fā)育，偶見黃鐵礦。顯微煤巖特征：煤巖組分主要為鏡質(zhì)組，惰質(zhì)組次之。鏡質(zhì)組以無結(jié)構(gòu)均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，次為膠質(zhì)鏡質(zhì)體、基質(zhì)鏡質(zhì)體；惰質(zhì)組以氧化絲質(zhì)體為主，呈碎屑狀、透鏡狀分布。礦物質(zhì)以粘土礦物為主，其次為少量黃鐵礦、碳酸鹽礦物。（2）15號煤層宏觀煤巖特征：為黑色-灰黑色、半亮型煤，似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，粒狀、階梯狀、貝殼狀斷口，條痕灰黑色，裂隙較為發(fā)育，常見黃鐵礦充填。顯微煤巖特征：煤巖組分主要為鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組。鏡質(zhì)組主要為無結(jié)構(gòu)均質(zhì)鏡質(zhì)體，其次為膠質(zhì)鏡質(zhì)體，偶見基質(zhì)鏡質(zhì)體分布；惰質(zhì)組以氧化絲質(zhì)體為主，呈碎屑狀分布。礦物質(zhì)以粘土礦物和黃鐵礦為主。4、煤的化學性質(zhì)（1）工業(yè)分析9號煤層：水分(Mad)：原煤0.15～1.94％，平均0.72％；浮煤0.47～1.52％，平均0.91％。灰分（Ad）：原煤15.80～22.93％，平均19.69％；浮煤8.90～10.89％，平均10.03％。揮發(fā)分（Vdaf）：原煤8.90～11.64％，平均10.32％；浮煤7.44～9.34％，平均8.46％。原煤硫分（St，d）：原煤1.08～2.98％，平均2.02％；浮煤0.92～1.50％，平均1.18％。高位發(fā)熱量（Qgr.d）：原煤27.21～29.28MJ/kg，平均28.16MJ/kg；浮煤30.87～34.04MJ/kg，平均32.40MJ/kg。固定碳(FCd)：原煤69.50～75.66％，平均72.02％。15號煤層：水分(Mad)：原煤0.09～1.18％，平均0.65％；浮煤0.22～2.50％，平均0.82％?；曳郑ˋd）：原煤10.35～33.90％，平均21.29％；浮煤7.06～12.22％，平均8.87％。揮發(fā)分（Vdaf）：原煤8.26～14.85％，平均11.22％；浮煤8.50～9.28％，平均8.92％。原煤硫分（St，d）：原煤0.79～5.76％，平均2.96％；浮煤0.83～3.30％，平均2.28％。高位發(fā)熱量（Qgr.d）：原煤22.81～31.55MJ/kg，平均27.17MJ/kg；浮煤31.34～32.92MJ/kg，平均32.29MJ/kg。固定碳(FCd)：原煤57.02～80.81％，平均70.02％；浮煤80.10～83.49％，平均81.91％。（2）元素分析9號煤層：碳含量（Cdaf）：原煤90.31％；浮煤91.86％。氫含量（Hdaf）：原煤3.23～3.72％，平均3.44％；浮煤3.14～4.00％，平均3.47％。氧含量（Odaf）：原煤2.88％；浮煤2.47％。氮含量（Ndaf）：原煤0.94％；浮煤1.08％。磷含量（Pd）：原煤0.018％；浮煤0.017％。浮煤回收率：38.00～71.00％，平均51.25％。9號煤層全硫含量等值線見圖2.1-1。圖2.1-19號煤層全硫含量等值線圖15號煤層：碳含量（Cdaf）：原煤86.72~87.57%，平均87.14％；浮煤89.64~90.30%，平均89.97％。氫含量（Hdaf）：原煤3.81~3.99%，平均3.90％；浮煤3.08~4.05%，平均3.63％。氧含量（Odaf）：原煤0.47~2.86%，平均1.66％；浮煤1.76~2.18%，平均1.97％。氮含量（Ndaf）：原煤0.86~1.03%，平均0.94％；浮煤0.93~0.95%，平均0.94％。磷含量（Pd）：原煤0.008~0.009%，平均0.008％；浮煤0.004~0.005%，平均0.005％。浮煤回收率：39.20～80.00％，平均63.16％。15號煤層全硫含量等值線見圖2.1-2。圖2.1-215號煤層全硫含量等值線圖（3）工藝性能煤的熱穩(wěn)定性：據(jù)Y補-2號孔采樣測試資料，9號煤TS+6為98.18％，屬高熱穩(wěn)定性煤；據(jù)Y補-12、Y補-13號孔采樣測試資料，15號煤TS+6為61.14～72.90％，平均67.02％，屬較高～高熱穩(wěn)定性煤。煤對二氧化碳反應性：據(jù)趙莊煤礦詳查資料，950℃時15號煤二氧化碳還原率為17.6～24.5％，平均19.65％煤的結(jié)渣性：據(jù)Y補-4號孔采樣測試，當鼓風強度為0.3m/s時，9號煤層結(jié)渣率為3.79％，屬難結(jié)渣煤；據(jù)趙莊煤礦詳查資料，15號煤煤灰結(jié)渣率為35.3～57.8％，平均49.9％，屬強結(jié)渣煤。煤的可磨性：據(jù)Y補-2號孔采樣測試資料，9號煤層哈氏可磨性指數(shù)為52，屬較難磨煤；據(jù)趙莊詳查資料，15號煤的哈氏可磨性指數(shù)為53.8～73.2，平均63.0，屬較難磨～中等可磨煤。5、煤類根據(jù)中國煤炭分類國家標準（GB5751—2009），以浮煤揮發(fā)分為主要分類指標，浮煤氫（Hdaf）含量為輔助指標。9號浮煤揮發(fā)分(Vdaf)為7.44～9.34％，平均8.46％，浮煤氫(Hdaf)含量為3.14～4.00％，平均3.47％，劃分為無煙煤三號(WY03)；15號煤層浮煤揮發(fā)分(Vdaf)為8.50～9.28％，平均8.92％，浮煤氫(Hdaf)含量為3.08～4.05％，平均3.63％，劃分為無煙煤三號(WY03)。6、煤的工業(yè)用途井田范圍內(nèi)地層大部分為第四系黃土層所覆蓋，9號、15號煤層不存在風氧化現(xiàn)象。按中國煤炭分類標準（GB5751-1986）：9號煤為中～中高硫分、低～中灰、低磷分、中～高固定碳、高熱值無煙煤；15號煤為低～高硫分、低～高灰、特低磷、中～高固定碳、低～特高熱值無煙煤。9號、15號煤浮煤回收率低等～優(yōu)等，煤的熱穩(wěn)定性好，對二氧化碳反應性低，但硫分偏高，經(jīng)洗選后可作為動力和化工用煤。2.1.3瓦斯1、瓦斯地質(zhì)報告中采取9號煤層鉆孔瓦斯煤樣3個，15號煤層鉆孔瓦斯煤樣6個，利用以往勘探15號煤層鉆孔瓦斯煤樣4個。瓦斯成份及甲烷含量測定結(jié)果統(tǒng)計見表2.1-2。由表可知，本井田9號、15號煤層瓦斯成分以甲烷和氮氣為主，其次為二氧化碳。9號煤層瓦斯分帶為氮氣～甲烷帶，15號煤層瓦斯分帶為氮氣～甲烷帶及甲烷帶。9號、15號煤層甲烷含量、瓦斯成分測定結(jié)果統(tǒng)計表表2.1-2煤層號(點數(shù))甲烷含量ml/g.干燥無灰基自然瓦斯成份%CH4CO2N2C2-C89(3)0.34-4.232.755.85-70.6246.839.09-13.9711.7220.24-80.1841.430.00-0.050.0215(10)0.00-6.17421.700.00-94.0142.530.64-60.3914.842.13-89.9141.190.00-1.570.16礦井初期開采9號煤層，根據(jù)河南理工大學與業(yè)主共同編制的《山西高平科興趙莊煤業(yè)有限公司瓦斯涌出量預測》，采用分源預測法，對礦井9煤層開采時的瓦斯涌出量預測結(jié)果為：礦井達到設計生產(chǎn)能力時，最大絕對瓦斯涌出量為22.81m3/min，最大相對瓦斯涌出量為8.77m2、煤塵爆炸性9號煤層據(jù)Y補-2、Y補-3、Y補-4、Y補-5鉆孔化驗資料，火焰長度為0mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量(％)為0，煤塵無爆炸危險性；15號煤層據(jù)Y補-9、Y補-11、Y補-12、Y補-13鉆孔化驗資料，火焰長度為0mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量(％)為0，煤塵無爆炸性。從測試結(jié)果來看，井田內(nèi)9號、15號煤層煤塵均無爆炸危險性，但在實際生產(chǎn)中應做好井下防塵工作，確保職工身體健康，保證礦井財產(chǎn)安全。3、煤的自燃發(fā)火傾向性9號煤層據(jù)Y補-2號鉆孔化驗資料，煤的吸氧量(cm3/g)為1.25，自燃傾向性等級為Ⅰ，自燃傾向性為容易自燃。15號煤層據(jù)Y補-9、Y補-11、Y補-12、Y補-13鉆孔化驗資料，煤的吸氧量(cm3/g)為1.00～1.30，自燃傾向性等級為Ⅰ，自燃傾向性為容易自燃。則15號煤層自燃傾向性為容易自燃。4、地溫、地壓根據(jù)鄰區(qū)地溫資料、附近礦井開采情況以及本區(qū)以往井溫測量成果，區(qū)內(nèi)地溫梯度為1.6℃/100米，恒溫帶深度在70m左右，溫度13℃～14℃。礦井范圍及鄰近煤礦均未發(fā)現(xiàn)地溫和地壓異?，F(xiàn)象，該井田屬地溫和地壓正常區(qū)，不存在熱害和沖擊地壓危險2.2礦井水文地質(zhì)2.2.1井田水文地質(zhì)概況1、區(qū)域水文地質(zhì)概況井田處于沁水盆地東南緣，屬高平—晉城盆地三姑泉域水文地質(zhì)單元。三姑泉域北起金泉山、色頭一帶，以丹河與濁漳河南源地表分水嶺為界，與辛安泉域相鄰；西北以丹河與沁河地表分水嶺為界；西南以晉獲斷裂帶白馬寺斷層為界，與延河泉域毗鄰；南界以近東西向弧形褶斷帶地塹構(gòu)造為界，自大箕-三姑泉-南石甕一線為界；東至太行山麓隔水層隆起地帶，從柳樹口-奪火-黃金窯-馬圈一帶，與焦作泉域分界。區(qū)域東部地勢陡峻，出露一套碳酸鹽巖地層，呈南北向長條狀分布，含巖溶裂隙水，向西地勢逐漸降低。區(qū)域中部和西部地區(qū)屬高平-晉城盆地，多被切割成黃土丘陵和低山，海拔800～1100m。其間堆積厚度不等的松散沉積物，含有若干孔隙含水層。中西部有大量古生界碎屑巖地層出露，含一系列裂隙含水層，一般富水性較弱。盆地范圍內(nèi)奧陶、寒武系石灰?guī)r地層自東向西、自南向北埋藏逐漸加大，富水性相對減弱。丹河為區(qū)域內(nèi)主要河流，在井田外西部由北向南流過，為沁河支流，屬黃河流域。丹河河水流量受季節(jié)性影響較大，旱季時水量較小，雨季時水量增大，河床最寬約270m，最窄約50m，流量約0.0042～1.4088m區(qū)域內(nèi)主要地下含水巖組有：松散巖類含水巖組、碎屑巖類含水巖組、碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水巖組、碳酸鹽巖類含水巖組