背景资料
某煤矿采用立井开拓方式，设有主井、副井和边界风井，设计年产量为2.40Mt。该矿井主井净直径6.5m，深度720m；副井净直径7.0m，深度760m；风井净直径6.0m，深度680m。三个井筒表土段深度分别为360m、365m和338m，均采用冻结法施工。井筒基岩段所穿过的岩层主要是中等稳定的砂岩和页岩，无断层及破碎带，涌水量较小。矿井为低瓦斯矿井。
某矿建施工单位中标承建该矿井，所编制的施工组织设计部分内容如下：
1．主井井筒施工选用Ⅱ型凿井钢井架，布置两套单钩提升，主提升为JK-2.5提升机配4m3吊桶，副提升为JKZ-2.8提升机配5m3吊桶；井筒掘砌施工采用4臂风动伞钻凿岩，3台HZ-4抓岩机装岩，段高2.0m整体金属液压模板砌壁；箕斗装载硐室与井筒同时施工。
2．副井井筒施工利用永久井架凿井，布置两套单钩提升，其中主提升吊桶为5m3，自重16.56kN，提升矸石的容重为16.00kN/m3，松散系数2.0，装满系数0.9；吊桶所配钩头、滑架及缓冲器总重量4.95kN，钢丝绳选用18×7+FC-Φ36-1570型不旋转钢丝绳，地面钢丝绳悬吊高度为28.50m。
3．矿井首采区运输顺槽为矩形断面，高度3.6m，宽度3.2m，采用综掘机进行掘进，通风方式为巷道入口处安装局扇进行压入式通风。
问题
1．该矿井采用主、副井同时开工，风井稍后开工的施工顺序是否合理？说明理由。
2．该矿井施工中，井筒交替装备应采用哪种方案？
3．主井井筒施工方案存在不合理之处，写出正确做法。
4．计算副井主提升钢丝绳的终端荷载及工作荷载，验算钢丝绳的安全系数，判断钢丝绳选型的合理性。如果选用公称抗拉强度为1870MPa的钢丝绳，请重新确定钢丝绳的规格及工作荷载。（计算结果保留两位小数）
5．矿井首采区运输顺槽掘进工作面需风量计算应考虑哪些主要因素？
某煤矿采用立井开拓方式，设有主井、副井和边界风井，设计年产量为2.40Mt。该矿井主井净直径6.5m，深度720m；副井净直径7.0m，深度760m；风井净直径6.0m，深度680m。三个井筒表土段深度分别为360m、365m和338m，均采用冻结法施工。井筒基岩段所穿过的岩层主要是中等稳定的砂岩和页岩，无断层及破碎带，涌水量较小。矿井为低瓦斯矿井。
某矿建施工单位中标承建该矿井，所编制的施工组织设计部分内容如下：
1．主井井筒施工选用Ⅱ型凿井钢井架，布置两套单钩提升，主提升为JK-2.5提升机配4m3吊桶，副提升为JKZ-2.8提升机配5m3吊桶；井筒掘砌施工采用4臂风动伞钻凿岩，3台HZ-4抓岩机装岩，段高2.0m整体金属液压模板砌壁；箕斗装载硐室与井筒同时施工。
2．副井井筒施工利用永久井架凿井，布置两套单钩提升，其中主提升吊桶为5m3，自重16.56kN，提升矸石的容重为16.00kN/m3，松散系数2.0，装满系数0.9；吊桶所配钩头、滑架及缓冲器总重量4.95kN，钢丝绳选用18×7+FC-Φ36-1570型不旋转钢丝绳，地面钢丝绳悬吊高度为28.50m。
3．矿井首采区运输顺槽为矩形断面，高度3.6m，宽度3.2m，采用综掘机进行掘进，通风方式为巷道入口处安装局扇进行压入式通风。
问题
1．该矿井采用主、副井同时开工，风井稍后开工的施工顺序是否合理？说明理由。
2．该矿井施工中，井筒交替装备应采用哪种方案？
3．主井井筒施工方案存在不合理之处，写出正确做法。
4．计算副井主提升钢丝绳的终端荷载及工作荷载，验算钢丝绳的安全系数，判断钢丝绳选型的合理性。如果选用公称抗拉强度为1870MPa的钢丝绳，请重新确定钢丝绳的规格及工作荷载。（计算结果保留两位小数）
5．矿井首采区运输顺槽掘进工作面需风量计算应考虑哪些主要因素？
正确答案：
1．不合理。
理由：主、副井井筒深度相差不大，箕斗装载硐室需要与主井同时施工，副井利用永久井架凿井，前期准备工作量大，为保证主副井同时到底进行短路贯通，应当主井先开工。风井断面小、深度浅，工程量小，最后开工，方便到底后与主副井进行贯通。
2．主井和副井到底贯通后，主井进行临时改绞，采用临时罐笼提升，副井进行永久装备；待副井永久装备完成后，进行主井永久装备；
风井进行临时改绞，采用临时罐笼提升，待风井与主、副井贯通后选择合适的时间进行风井永久装备。
3．（1）选用Ⅱ型凿井井架不合理，应采用ⅣG型或Ⅴ型井架；
（2）主提升选用单滚筒提升机不合理，应选用双滚筒提升机；
（3）采用4臂伞钻凿岩不合理，应采用6臂伞钻；
（4）采用3台HZ-4抓岩机不合理，应采用1台HZ-4（或HZ-6）抓岩机；
（5）采用段高2m整体金属模板不合理，应采用段高3.5～4.0m整体金属模板。
4．副井主提升钢丝绳的终端荷载为115.56kN，工作荷载为154.58kN，
钢丝绳提升物料的安全系数为667×1.283/154.58=5.54，不符合《煤矿安全规程》规定安全系数为7.5的要求，钢丝绳选型不合理。
副井主提升钢丝绳选用18×7+FC-Φ40-1870型不旋转钢丝绳，工作荷载为163.78kN。
5．需风量计算主要因素有：瓦斯涌出量、工作面同时工作的人数、巷道通风方式、巷道风速
理由：主、副井井筒深度相差不大，箕斗装载硐室需要与主井同时施工，副井利用永久井架凿井，前期准备工作量大，为保证主副井同时到底进行短路贯通，应当主井先开工。风井断面小、深度浅，工程量小，最后开工，方便到底后与主副井进行贯通。
2．主井和副井到底贯通后，主井进行临时改绞，采用临时罐笼提升，副井进行永久装备；待副井永久装备完成后，进行主井永久装备；
风井进行临时改绞，采用临时罐笼提升，待风井与主、副井贯通后选择合适的时间进行风井永久装备。
3．（1）选用Ⅱ型凿井井架不合理，应采用ⅣG型或Ⅴ型井架；
（2）主提升选用单滚筒提升机不合理，应选用双滚筒提升机；
（3）采用4臂伞钻凿岩不合理，应采用6臂伞钻；
（4）采用3台HZ-4抓岩机不合理，应采用1台HZ-4（或HZ-6）抓岩机；
（5）采用段高2m整体金属模板不合理，应采用段高3.5～4.0m整体金属模板。
4．副井主提升钢丝绳的终端荷载为115.56kN，工作荷载为154.58kN，
钢丝绳提升物料的安全系数为667×1.283/154.58=5.54，不符合《煤矿安全规程》规定安全系数为7.5的要求，钢丝绳选型不合理。
副井主提升钢丝绳选用18×7+FC-Φ40-1870型不旋转钢丝绳，工作荷载为163.78kN。
5．需风量计算主要因素有：瓦斯涌出量、工作面同时工作的人数、巷道通风方式、巷道风速
