风回井一矿三水平下延北三回风立井井筒551m-940m正常段施工作业规程-学位论文.doc

一矿三水平下延北三回风立井井筒-551m～-940m正常基岩段
施工作业规程

第一章 工程概况
一矿三水平下延北三回风立井井筒布置在一矿北三工业广场内。井筒净直径为D6500mm，设计工程量为约1075m（至-950m）。井口中心坐标：X＝3744335.000，Y＝38437412.000，根据施工图纸资料及自然地坪标高，永久锁口标高Z＝+125.00m，临时锁口标高Z＝+123.60m，落底水平标高根据初步设计暂定为-950m，施工时可根据实际揭露的岩性情况适当进行调整。
根据施工要求，+123.6m～-260.0m先施工井筒外壁，待外壁施工完毕后，再从下往上进行二次复壁，-260.0m～-270.0m为壁座I，进行整体浇注，-270.0m～-551.0m为单层井壁冻结段，-551.0m～-940.0m为正常基岩段（其中包括腰泵房、休息硐室和壁座Ⅱ）。正常基岩段具体特征参数如下表所示：
一矿北三回风井正常基岩段具体特征参数表

工程部位(m)
段高(m)
半径(m)
断面积(m2)
壁厚(mm)
支护
方式
备注
净
掘
净
掘
-551m～-922m
371
3.25
3.75
33.18
44.18
500
钢筋砼
基岩段
-922m～-930m
8
3.25
3.75/
4.45
33.18
44.18/
62.22
500/
1200
钢筋砼
壁座Ⅱ
-930m～-940m
10
3.25
3.75
33.18
44.18
500
钢筋砼
基岩段
腰泵房、休息硐室、壁座Ⅱ、揭过煤及过断层时施工方法、支护说明书、安全注意事项及其它施工情况另行编制施工措施补充。

第二章 地质情况概述
一、地层及构造
根据井检孔揭露情况，井筒的地层自上而下有： 第四系（Q）、三叠系下统刘家沟组（T11）、二叠系上统石千峰组（P3shq）、上石盒子组（P31sh）。（附井筒预想柱状图）。
1、地层
（1）二叠系上石盒子组（P31ｓｈ）
深度在623.7m～931.6m，主要由深灰色、灰色、灰绿色砂质泥岩、泥岩、紫红色斑状泥岩，其次为灰白色细～中～粗粒砂岩、粉砂岩和九、八、七煤组成。该组砂岩以灰白色细中粒长石石英砂岩为主，硅质及钙质胶结，局部夹有灰色砂质泥浆条带及薄层泥岩，具有斜层理或缓波状斜层理，部分砂岩裂隙发育。、
（2）二叠系中统下石盒子组（P2ｘ）
深度在931.6m～1169.9m，层厚238.3m，为第二含煤段。以灰色、灰绿色砂质泥岩为主，其次为灰白色，灰色及灰绿色细粒砂岩，中粒砂岩，粉砂岩及煤组成。中粗粒砂岩，主要成分为石英，长石及暗色矿物组成，局部砂岩层中含有少量菱铁矿结核，泥岩包裹体和白云母碎片，钙质胶结，中、厚层状，具斜层理及交错层理。
2、构造
根据井检孔揭露所有煤组的厚度差别不大，地层正常稳定，井筒位置没有大的构造存在。
二、水文地质
1、二叠系含煤地层段砂岩裂隙含水层：
井检孔揭露本段厚521.74m，含水层厚122.39m，为孔隙裂隙承压水，富水性极弱。
三、煤层与瓦斯
井检孔见主要煤层6层，其中4层达到可采煤层的厚度，分述如下：
九煤段（甲组段）：本段以平顶山砂岩底界为顶部分界。该段厚92.60～110.60m，主要以灰色～灰绿色砂质泥岩、泥岩及浅灰色～灰白色细至中粒砂岩和炭质泥岩层组成。井检孔九煤不发育，都是以炭质泥岩形式存在。
八煤段（乙煤段）：八煤在井检孔中不发育。该段厚89～91.08m，主要以灰色～灰绿色砂质泥岩、泥岩及浅灰色-灰白色细至中粒砂岩和炭质泥岩层组成。
七煤段：本段厚107.22m，含煤两层，井深865.5ｍ处为七2煤，厚度0.5ｍ，井深877.4ｍ处，厚度0.3ｍ，均为不可采煤层。煤段上、下部泥岩有紫斑。该段以田家沟砂岩为底部分界。
六煤段（丙煤段）：井深974m，厚度为0.9m，黑色粉末状，为可采煤层，其顶板为6.67m厚的灰黑色砂质泥岩，煤段上、下部泥岩有紫斑。
五煤段（丁煤段）：井深1047～1058.1m，其中丁4厚度为0.44m，丁5厚度为0.49m，均不可采，丁6厚度为2.01m，黑色粉末状，为可采煤层，其顶板为泥岩。丁6煤层瓦斯成分N2：57.23%，CO2：21.44%，CH4：21.44%，根据瓦斯分带划分标准，该点位于瓦斯风化带中。瓦斯含量分别为N2：2.24m3/tdaf，CO2：0.84m3/tdaf，CH4：0.84m3/tdaf。甲烷含量值较低。
井检孔煤层成果表 表3-1
井筒掘至距各煤组，大于0.3m煤层时，超前10m打探。掘至距煤层垂厚不少于7m时，进行煤层“突出”危险性预测，根据预测结果，采取措施揭煤。
四、防治水
1、防治水的措施
井筒执行防、堵、疏、排、截等方法，综合施用。
2、截水
随着井筒延深、井壁有少量漏水时，采取井壁预留截水槽的方法，可将少量漏水截入截水槽，集中排出。
3、排水系统
在井深666m区段为立井冻结法施工，不考虑排水问题。在普通法凿井施工中，当井筒涌水量小于10m3时，工作面的水用风泵抽至吊桶内，由吊桶提升排至地面。在井深700m左右位置设腰泵房，泵房内设两台MD80-133×6型水泵，水从工作面用吊泵排至腰泵房，然后从腰泵房排至地面，形成分段接力排水。

第三章 测量工作
一、井口标定
1、井筒中心的标定
以近井点为基础，按地面一级导线采用极坐标法标定回风立井井筒设计中心及十字中心线，测角中误差不大于2″。回风立井井筒中心坐标：X＝3744335.000，Y＝38437412.000。
2、井筒十字基点的标定
根据主提升方位角标定十字基点，十字基点距井筒中心最小距离不得小于15.0m，点与点间距不得小于20m，十字基点按规程要求埋设，两条十字线垂直程度不得大于10″。
二、井筒施工测量
在井口锁口固定梁上，在井筒十字基点交点上，安装测量专用下线板，下线板孔径为2mm作为井筒中心。井筒施工时采用直径1.8mm高强碳素弹簧钢丝下放至井筒工作面，下挂专用重锤，测量人员一人留在吊盘观察钢丝是否自由悬挂，一人到井底立模。每次立模测量人员根据井筒中心严格按井筒设计半径施测东、西、南、北一组数据，记录在专用施工测量记录本上，作为移交资料。
三、导入高程与相关硐室给向
当井筒施工距相关硐室顶板5m位置时进入导入标高工作，使其正确控制相关硐室（休息硐室、井底连接处）顶板高度。导入标高必须独立进行两次，两次导入高程的相对互差不得大于井筒深度的1/8000。
相关硐室给向：根据相关硐室设计方位角，在地面锁口盘上标出设计方位角，并在此方向线上标出两个下线点，将其设计方位用两根长钢丝传递到井下，移至相关硐室上方两侧井壁上，以此方向指导相关硐室短距离掘砌施工。

第四章 支护说明书
正常基岩段段长为389.0m，穿过的岩层以砂质泥岩、泥岩、砂岩为主。施工方案采用立井机械化配套设备，短段掘砌混合作业方式，段高4.5m。井筒过膨胀粘土层、软岩、断层及围岩破碎带等不良地层施工时应采用锚网临时支护，确保施工安全。
1、临时支护
根据施工所揭露的岩石条件，当围岩稳定性较差时，采用锚网临时支护，锚杆φ18×1800mm管缝锚杆，间排距800×800mm。金属网采用φ6mm钢笆网，规格900mm×2100mm，网孔为80×80mm，搭接100mm。施工时应根据岩层的走向及倾向具体确定锚杆眼的角度，以达到最佳效果。
2、永久支护
采用钢筋混凝土支护，钢筋为Ⅱ级螺纹钢，根据每段的具体情况，井壁厚度、钢筋及砼强度等级根据设计要求如下表所示：

工程部位(m)
钢筋
砼等级
壁厚(mm)
备注
外层
内层
连接筋
竖筋
环筋
竖筋
环筋
-551m～-922m
/
/
20@250
20@250
/
C50
500
基岩段
-922m～-930m
20@250
20@250
20@250
20@250
8@500
C50
500/1200
壁座Ⅱ
-930m～-940m
20@250
20@250
20@250
20@250
8@500
C50
500
基岩段

3、混凝土严格按照经实验室确认的配合比用HZS120系列强制式混凝土搅拌机现场配制（水泥、砂、碎石按规范要求检验合格后方可使用），经汽车运送到井口，采用3m3底卸式吊桶送砼至吊盘处，经吊盘上的溜灰槽流入三叉分灰器、埋吸管，均匀对称流入模板。使用风动振动器捣固。
4、当井筒穿过稳定性较差的岩层及煤系地层时，可根据实际情况采取加强支护，如在软弱段采用锚网加砌碹支护。
5、采用液压整体移动式钢模板砌筑井壁，段高4.5m，风动振动棒捣固，模板采用3台JZ-16/1000稳车单独悬吊。
6、井壁外层钢筋靠外侧布置，内层钢筋靠内侧布置，保护层厚度均为50mm。竖筋接头均采用等强度机械套筒连接，套筒外径为31mm，套筒长度为60mm，套筒和钢筋丝扣应干净、完好无损，连接套筒的钢筋应牢固可靠，使用扭力扳手或管钳进行施工，将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧，接头拧紧力矩不小于200N.m，扭力扳手的精度±5％。竖筋按设计位置安装，用18#扎丝把竖筋和环筋绑扎在一起，环筋的连接方式采用搭接，搭接长度不短于环筋直径的35倍，在搭接处用12#铁丝进行绑扎，扎点不少于两处。

第五章 施工方法与工作组织
一、施工方案
根据井筒技术特征及设备配备，确定采用立井机械化配套装备、短段掘砌混合作业的施工方案。凿井期间使用Ⅴ钢管井架，选用两套单钩提升系统，主提升为一台选用2JKZ－4×2.65/15型矿井提升机，前750m挂5m3吊桶出矸，750m以后挂4m3吊桶出矸，挂3m3底卸式吊桶下料，副提升选用JKZ－3×2.5/20型矿井提升机，前750m挂4m3吊桶出矸，750m以后挂3m3吊桶出矸，挂3.0m3底卸式吊桶下料。打眼采用SJZ-6.9型伞型钻架配YGZ-70型凿岩机，装岩采用HZ-6型中心回转抓岩机，砌壁采用液压整体移动式钢模板砌筑井壁，段高4.5m。混凝土由HZS120系列强制式混凝土搅拌机现场生产，经汽车运送到井口，采用3m3底卸式吊桶送砼至吊盘溜灰槽上方，经吊盘上的溜灰槽流入三叉分灰器、埋吸管，均匀对称流入模板。在井架二层台采用座钩式自动翻矸装置将矸石翻入溜矸槽，采用铲车配合自卸式汽车排运至排矸地点。
二、施工方法
1、掘进
为了实现立井机械化快速施工，缩短围岩暴露时间，确保施工安全，正常基岩段施工主要采用减震、弱冲、光底、中深孔光面爆破技术。打眼采用SJZ-6.9型伞型钻架配YGZ-70型凿岩机，采用二阶直眼掏槽方式，一阶掏槽眼深度为2.6m，二阶直眼掏槽深度为4.7m，其它炮眼深度为4.5m，炮眼55mm。正常段炸药采用煤矿许用乳化炸药配半秒延期导爆管进行爆破施工，药卷45mm，药卷长度400mm，1～4段半秒延期导爆管起爆，380V动力电源地面放炮，装药结构为连续耦合装药，反向爆破，全断面一次起爆；距煤层7.0m前炸药采用煤矿许用乳化炸药配煤矿许用毫秒延期电雷管进行爆破施工，药卷45mm，药卷长度400mm，总延期时间不得超过130ms，发爆器起爆，装药结构为连续耦合装药，正向爆破，全断面一次起爆。
周边眼装药的药卷长度应不超过炮眼深度的1/2。在掘进中注意防止井壁片帮工作。若岩石较为破碎，无法用伞钻进行打眼放炮，可根据现场实际情况采用ZQHS-25/2.0型气动手扶式钻机带动43mm麻花钻杆，配备43mm煤钻头进行打眼，或采用小型挖掘机掘进，风镐刷帮。
在实际施工中应根据井筒揭露围岩的裂隙发育、地质构造、岩石硬度变化等情况，随时给予合理的调整，以达到理想的光面爆破效果。
正常基岩段爆破说明书：
荒径7.5m区段（绝对标高-551m～-922m和-930m～-940m区段，共计381m）
正常基岩段爆破参数图表
序号
炮眼
名称
眼深
（m）
圈径
（m）
眼数
（个）
眼距
（mm）
装药量（kg）
起爆
顺序
联线
方式
备注
卷/孔
小计
1～6
一阶掏槽
2.6
1.4
6
700
4
24
Ⅰ
串
并
联
⒈f=4～6。
⒉炸药均选用φ45×400mm的煤矿许用乳化炸药，0.73kg/卷。
⒊采用反向装药结构。
⒋如岩性变化，可适当调整爆破参数。
7～17
二阶掏槽
4.7
2.2
11
630
6
66
Ⅱ
18～31
一圈辅助
4.5
3.5
14
780
5
70
Ⅲ
32～50
二圈辅助
4.5
4.8
19
790
4
76
Ⅲ
51～77
三圈辅助
4.5
6.2
27
720
4
108
Ⅳ
78～115
周边眼
4.5
7.3
38
600
4
152
Ⅳ
合 计
508.3

115

496卷/362.08kg

预期爆破效果表

序号
名 称
单位
数量
备注
1
炮眼深度
m
4.5

2
炮眼利用率
%
93.3

3
循环进尺
m
4.2

4
每循环爆破实体岩石
m3
185.6

5
每循环炸药消耗量
kg
362.08

6
每循环雷管消耗量
发/m
139

7
单位原岩炸药消耗量
kg/m3
1.95

8
每米井筒炸药消耗量
kg/m
86.21

9
每循环炮眼长度
m
508.3

10
爆破正规循环率
%
90

11
月爆破循环次数
个/月
21.7

2、装岩
装岩采用HZ-6型中心回转抓岩机，其实际生产能力为：30～40m3/h。
3、提升、排矸
两套单钩提升系统，主提升为一台选用2JKZ－4×2.65/15型矿井提升机，前750m挂5m3吊桶出矸，750m以后挂4m3吊桶出矸，挂3m3底卸式吊桶下料，副提升选用JKZ－3×2.5/20型矿井提升机，前750m挂4m3吊桶出矸，750m以后挂3m3吊桶出矸，挂3.0m3底卸式吊桶下料。在井架二层台采用座钩式自动翻矸装置将矸石翻入溜矸槽，采用铲车配合自卸式汽车排运至排矸地点。
4、砌筑
采用液压整体移动式钢模板砌筑井壁，全长4.95m，段高4.5m，砌壁模板由地面3台JZ-16/1000型稳车悬吊，利用稳车操平找正。采用主、副提升绞车均配备3.0m³底卸式吊桶下放混凝土。当掘够一个段高4.5m，开始落刃脚并操平找正、绑扎钢筋、下放模板并操平找正，在吊盘上盘固定好溜灰槽，从搅拌站运送来的混凝土由输送混凝土泵车经井口输送泵管流进底卸式吊桶内，吊桶经绞车运送到溜灰槽上方500mm处停车，混凝土经溜灰槽流入三叉分灰器、埋吸管，均匀对称流入模板。
①当掘够一个段高4.5m、井壁壁厚达到设计及规范要求后，先将刃脚落地区域铺设一层沙子，平整好，利用均匀悬挂的6台3T手动葫芦将刃脚模板水平起落，用井筒中心线及导水管操平找正，再将刃脚模板固定好，刃脚模板后铺设一定量的碎碴块或沙子。
②钢筋施工：按设计数量将在地面上按设计长度和弧度加工合格的钢筋装进自制小铁桶内，用18.5mm的钢丝绳连接小桶，打被扣，起吊下放至井下。井壁外层钢筋靠外侧布置，内层钢筋靠内侧布置，按设计位置安装，竖筋接头均采用等强度机械套筒连接，用18#扎丝把竖筋和环筋绑扎在一起，环筋的连接方式采用搭接，搭接长度不短于环筋直径的35倍，在搭接处用12#铁丝进行绑扎，扎点不少于两处。
③主模下放：钢筋经验收合格后，将整体模板均衡落下，利用油压控制系统把模板撑开，然后操平找正，固定牢固。
④浇注及捣固混凝土：采用风动插入式高频振捣器振捣砼，为保证砼振捣密实，采取定人、定位、分片挂牌留名等措施进行浇筑混凝土的振捣工作，采用4台长度不小于6m的风动振动棒。每次浇筑砼厚度不得超过300mm，振捣分布间距一般为300～400mm，不得有漏振和震动棒碰撞钢筋、模板的情况。脱模时间控制在整个砼浇筑完后8小时以后进行。
5、腰泵房、休息硐室及壁座Ⅱ施工
腰泵房、休息硐室及下部壁座Ⅱ施工前编制专项措施，严格控制标高位置。
三、循环图表
根据井筒施工装备及进度安排，施工每个循环32小时，每段循环进尺4.5m，正规循环率按90%计。正常基岩段平均每月进尺91.1m。
正常基岩段施工循环图表

四、劳动组织方式
根据我们以往的施工经验，以适应施工管理的需要，现场实行项目经理负责制，成立项目部，采用“三八”制作业方式，担负工作面的清底、打眼、放炮、扫盘、出碴、平底、落刃脚、编筋、立模、打灰等工作。机电班组担负地面及井下设备的维护、检修及有关岗位工种，实行定岗、定员、包机负责制。

第六章 凿井辅助系统
一、提升系统
一矿北三回风立井井筒直径为D6.5m，井筒深度1075m，冻结段676m。按照甲方施工工艺要求和该井筒实际情况，凿井期间使用Ⅴ钢管井架，两套单钩提升系统，主提升为一台选用2JKZ－4×2.65/15型矿井提升机，前750m挂5m3吊桶出矸，750m以后挂4m3吊桶出矸，挂3m3底卸式吊桶下料，副提升选用JKZ－3×2.5/20型矿井提升机，前750m挂4m3吊桶出矸，750m以后挂3m3吊桶出矸，挂3.0m3底卸式吊桶下料。在井架二层台采用座钩式自动翻矸装置将矸石翻入溜矸槽，采用铲车配合自卸式汽车排运至排矸地点。
（一）井架
凿井井架选用Ⅴ型钢管井架，技术特征：
主体架角柱跨距：16×16m ，天轮平台尺寸：7.5×7.5m。
井架高度：26.274m，卸矸台高度：12m，井架自重：72t，允许过卷高度6m。
（二）主提升系统选型
1、主提升绞车选型
型号：2JKZ－4×2.65/15，卷筒直径4m，个数：2个，宽度2.65m，钢丝绳最大静张力：24T，最大静张力差：18.5T。最大提升高度(以直径43mm钢丝绳计算)：一层：723m 二层：1446m。减速机型号：ZLYQ-1810，传动比：15，电动机型号：YR800-12/1430-800，功率：2×1000KW，转速：481rpm，钢丝绳速度7m/s。
主提升钢丝绳选为：18×7-φ43-170-特-不旋转，使用安全系数：提人时：m=11.9，提物时：m=7.6。
2、提升机安装位置
该提升机布置在井筒东偏南17°，绞车双筒中心线向南偏井筒中心线300㎜，凿井时采用主滚筒做单钩提升，提升中心线向北偏离井筒中心线1108 mm，提升机主轴距井筒提升中心的水平距离54.3m，钢丝绳弦长58.7m，吊桶提升时最大外偏角均为1°15′32"。
提升天轮选用φ3000一套，钩头采用11T钩头，钩头上方设保护伞。
3、提升能力验算
①钢丝绳的选择
(1)悬吊荷重Q0的计算：
Q=Q吊+Q滑+Q钩=1690+218+215=2123kg（吊桶为5m3）
Q物=km×VTB×γg+0.9(1-1/ks) ×VTB×γsh
式中： km---吊桶装满系数，取0.9
VTB ---标准吊桶容积，取m3
γg---岩石松散容量，取1600kg/m3
Ks ---岩石松散系数，取1.8
γsh ---水容重，取1000kg/m3
由此可计算出 5m3吊桶提物时：
5m3吊桶提物时：
Q物=0.9×5×1600+0.9(1-1/1.8)×5×1000=9200kg
Q0=Q+Q物=2123+9200=11323kg
4m3吊桶提物时：
Q物=0.9×4×1600+0.9(1-1/1.8)×4×1000=7360kg
Q0=Q+Q物=1963+7360=9323kg
(2)钢丝绳最大悬垂高度H0
H0=1085+29=1114 m
(3)钢丝绳单位长度重量Ps：
Ps=Q0/(110δB/ma-H0) 式中：ma：钢丝绳安全系数。
=11323/(110×170/7.5-1114)=8.209kg/m
(4)选择钢丝绳：
选18×7-φ43-170-特不旋转钢丝绳，其技术特征为：
ds=43mm，δs=2.8mm，Qz=131500kgf，PSB=7.25kg/m
(5)钢丝绳安全系数校核
提物时：m=QZ/(Q0+PSB.H0)
5m3吊桶提物770m井深时：
m=131500/(11323+7.25×799) =7.68 > 7.5 符合要求
4m3吊桶提物全井深时：
m=131500/(9323+7.25×1114) =7.55 > 7.5 符合要求
提人时：m=131500/（2123+12×75+7. 25×1114）=11.8 > 9 符合要求
②天轮选择：
由条件：(1) D≥60ds=60×43=2580mm.
(2) D≥900δs=900×2.8=2520mm
选提升天轮φ3000mm，1个。
③验算提升机强度：
由Fch≥Q0+PSB.H0
式中：Fch-提升机主轴强度要求允许的钢丝绳最大静张力差
5m3吊桶提770m井深时：悬吊总荷重为
Q0+PSB.H0=11323+7.25×799=17115kg
Fch=18500kg > 17115kg 符合要求
4m3吊桶提全井深时：悬吊总荷重为
Q0+PSB.H0=9323+7.25×1029=16783kg
Fch=18500kg > 16783kg 符合要求
④提升机电动机功率验算：
5m3吊桶提770m深时：
由 P=Fg×VmB/102ηC
P=17115×7/(102×0.85)= 1381.8 kw
4m3吊桶提全井深时：
由 P=Fg×VmB/102ηC
P=16783×7/(102×0.85)=1355 kw
可知：1000×2kw电机可满足要求。
⑤提升机制动力矩验算：
最大油压值：Fmax=Px+Pf；
其中 Px—为3倍制动油压值；
Pf—为综合阻力油压值取16.5 kg/㎝2。
Px=3×Fx×R/A.n.u.Rch
其中 Fx—为实际张力差；
R—为钢丝绳拉力半径；
A—为制动器活塞面积；
n—为制动器个数；
Rch—为制动器制动半径；
则：Px=3×Fx×R/A.n.u.Rch=3×17115×2/138×24×0.35×2.16=41kg
则：最大油压值Fmax=Px+Pf=41+16.5=56.5 kg/㎝2
制动油压值取57 kg/㎝2
（三）副提升系统选型
1、提升绞车选型
型号：JKZ－3×2.5/20，卷筒直径3.0m，个数：1个，宽度2.5m，钢丝绳最大静张力：17T，最大静张力差：17吨。最大提升高度(以直径39mm钢丝绳计算)：一层：547m 二层：1100m。减速机型号：NBD1000-20×7，传动比：20，电动机型号：YR1000-8/6×1250KW 6KV 730r/min 功率： 1250KW 转速：730rpm 钢丝绳速度5.6m/s 。
主提升钢丝绳选为：18×7-φ39-170-特-不旋转，使用安全系数：提人时：m=11.9 ，提物时：m=7.6
2、提升机安装位置
该提升机布置在井筒西侧，绞车滚筒中心线向北偏井筒中心线1108㎜，凿井时采用单钩提升，提升中心线与井筒中心线重合，提升机主轴距井筒提升中心的水平距离54m，钢丝绳弦长58.6m，吊桶提升时最大内外偏角均为1°12′47"。
提升天轮选用φ3000一套，钩头采用11T钩头，钩头上方设保护伞。
3、提升能力验算
①钢丝绳的选择：
(1) 悬吊荷重Q0的计算：
Q=Q吊+Q滑+Q钩=1690+218+215=2123kg （吊桶为5m3）
Q物=km×VTB×γg+0.9(1-1/ks) ×VTB×γsh
式中： km---吊桶装满系数，取0.9
VTB ---标准吊桶容积，取m3
γg---岩石松散容量，取1600kg/m3
Ks ---岩石松散系数，取1.8
γsh ---水容重，取1000kg/m3
由此可计算出 5m3吊桶提物时：
5m3吊桶提物时：
Q物=0.9×5×1600+0.9(1-1/1.8)×5×1000=9200kg
Q0=Q+Q物=2123+9200=11323kg
4m3吊桶提物时：
Q物=0.9×4×1600+0.9(1-1/1.8)×4×1000=7360kg
Q0=Q+Q物=1963+7360=9323kg
3m3 吊桶提矸时：
Q0=Q+Q物=1522+5520=7042kg
(2)钢丝绳最大悬垂高度H0：
H0=1085+29=1114 m
(3)钢丝绳单位长度重量Ps：
Ps=Q0/(110δB/ma-H0) 式中：ma：钢丝绳安全系数。
=11323/(110×170/7.5-1114)=8.209kg/m
(4) 选择钢丝绳：
选18×7-φ39-170-特不旋转钢丝绳，其技术特征为：
ds=39mm，δs=2.6mm，Qz=113500kgf，PSB=6.252kg/m
(5) 钢丝绳安全系数校核：
提物时：m=QZ/(Q0+PSB.H0)
5m3吊桶提物515m井深时：
m=113500/(11323+6.252×544) =7.7 > 7.5 符合要求
4m3吊桶提物865米井深时：
m=113500/(9323+6.252×894) =7.6 > 7.5 符合要求
3m3吊桶提物全井深时：
m=113500/(7042+6.252×1114) =8.1 > 7.5 符合要求
提人时：m=113500/（2123+12×75+6.252×1114）=11.36 > 9 符合要求
②天轮选择及其轴强度验算：
（1）天轮选择：
由条件：(1) D≥60ds=60×43=2580mm.
(2) D≥900δs=900×2.8=2520mm
选提升天轮φ3000mm，1个。
（2）天轮轴强度验算：
φ3000mm天轮使用钢丝绳直径φ46 mm，钢丝绳破断力151吨。根据凿井提升天轮选择原则：实际选用钢丝绳破断力113.5吨比天轮适用的钢丝绳破断力151吨小；另外，当钢丝绳仰角大于35°时，应按实际受力情况验算天轮轴强度。该提升钢丝绳仰角28.4°，所以根据以上两原则，天轮轴强度足够，不再进行理论验算。
③验算提升机强度：
由Fch≥Q0+PSB.H0
式中：Fch-提升机主轴强度要求允许的钢丝绳最大静张力差
5m3吊桶提515m井深时：悬吊总荷重为
Q0+PSB.H0=11323+6.252×544=14724kg
Fch=17000kg＞ 14724kg 符合要求
4m3吊桶提物865m井深时：
Q0+PSB.H0=9323+6.252×894=14912kg
有Fch=17000kg ＞ 14912kg符合要求
3m3吊桶提1085m深时：悬吊总荷重为
Q0+PSB.H0=7042+6.252×1114=14006kg
Fch=17000kg >14006kg 符合要求
④提升机电动机功率验算：
5m3吊桶提515m深时：
由 P=Fg×VmB/102ηC
P=14724×5.6/(102×0.85)= 951 kw
可知：1250kw电机可满足要求。
⑤提升机制动力矩验算：
最大油压值：Fmax=Px+Pf；
其中 Px—为3倍制动油压值；
Pf—为综合阻力油压值取16.5 kg/㎝2。
Px=3×Fx×R/A.n.u.Rch
其中 Fx—为实际张力差；
R—为钢丝绳拉力半径；
A—为制动器活塞面积；
n—为制动器个数；
Rch—为制动器制动半径；
则：Px=3×Fx×R/A.n.u.Rch=3×15097×1.5/138×24×0.35×1.66=35kg
则：最大油压值Fmax=Px+Pf=39.3+16.5=52kg/㎝2
制动油压值取52 kg/㎝2
二、 混凝土输送
在吊盘上盘固定好溜灰槽，从搅拌站运送来的混凝土由输送混凝土泵车经井口输送泵管流进底卸式吊桶内，吊桶经绞车运送到溜灰槽上方500mm处停车，混凝土经溜灰槽流入三叉分灰器、埋吸管，均匀对称流入模板。混凝土输送严格按照《一矿北三回风井混凝土输送安全技术措施》执行。
三、供 电
1、供电
从一矿北三风井临时变电所敷设一趟70mm2动力电缆到吊盘，通过一台KBZ-200馈电开关和一台QBZ-80N开关转换后满足井底工作面使用，电缆利用JZ-10/800型稳车悬吊。
2、场所照明
车房照明采用厂房防弦灯，井口及井底工作面照明选用D3-ZJD250型投光灯，其中井口设4台投光灯，置于二层台下面井架四角，供井口作业照明；二层设2台投光灯，供翻矸照明用；场地设2台投光灯；井底工作面照明选用5台投光灯，置于下层盘。吊盘上用KB-100型防爆灯做辅助照明，矿灯做保安照明。
四、工业场区通讯
在场区内设一台32门程控交换机，供办公、车房、井下通讯用，其中吊盘、井口采用本安电话通讯，其它地方可用普通电话通讯，变电所和上级降压站可采用直通电话。
五、提升信号系统
随钢丝绳下一趟MYVV22-19×2.5控制电缆，供井下照明和信号使用，信号系统采用井底工作面→吊盘→二层台→绞车房逐级传递，由于该井筒设双钩提升，因此主提采用电笛、闪灯信号，副提采用电铃、闪灯信号。井口设信号房二个，专用转换开关控制主、副提升绞车的换向回路。绞车房与井口设置四套工业电视监控系统，绞车司机可以监视井口的提升及二层台翻矸情况。
六、通风系统
1、通风方式的选择
回风立井井筒深1075m，最大掘进断面62.2m2，成井净断面33.2m2。采用压入式通风，地面安装二台对旋风机，冻结段施工期间采用钢丝绳悬吊一趟φ800mm胶质风筒向工作面供风，二次改装时冻结段采用φ800mm铁风筒悬臂梁固定，向下延伸采用φ800mm胶质风筒。采用2×30kw对旋风机向工作面供风。
2、风量计算
（1）按排除炮烟计算风量：
Q=2.13×（GbAlφ）1/2／t
=2.13×（362.08×40×33.2×40×0.6）1/2/40=180.9m3/min
式中： Q——工作面风量，m3/min
t——通风时间， min，取40
G——同时最大爆破的炸药量，kg
A——井筒断面积，m2
L——吊盘悬吊高度，m，取40
b——炸药爆炸时有害气体生成量，取40
φ——井筒淋水系数，取0.6
（2）按工作面最多人数计算：
Q=ａ×４×Ｎ
=1.1×４×20=88 m3/min
式中： Q——工作面风量，m3/min
ａ——风量计算系数，取1.1
Ｎ——工作面同时最多人数，取20
（3）按最低风速验算：
Q=AV=33.2×60×0.15 =298.8m3／min
式中： Q——工作面风量，m3/min
A——井筒断面积，m2
V——井筒内最低风速，m/s，取0.15
由上面计算得出，井筒所需风量为298.8m3／min。
（4）计算局部扇风风量：
Qm=PQ
式中： Qm——所需扇风机风量，m3/min
p——漏风系数，取百米漏风率：p100=4%
Q——工作面风量，m3/min
则P=1／［1-(H／100×p100)］=1／［1-(1075／100×0.04)］=1.75
故Qm=PQ=1.75×298.8=522.9m3／min。
当施工670m以下井筒时，所需局部扇风机风量Qm=522.9m3／min，因此配FBD型№6.3/2×30对旋风机 (一台备用) 向工作面供风比较合适。
对旋风机参数表
序号
型号规格
功率kW
风量m3/min
全压Pa
电压V
最高全压
效率%
噪声dBa
1
№6.3/2×30
2×30
630～420
1000～5800
360/660或660/1140
≥80
≤25
3、风机布置在回风井井口西南方，距离井口约40m，经800mm铁风筒引至二层台以下，然后经90°弯头引至井下，在锁口盘上凿一个800mm孔，临时锁口下面用800mm胶质风筒进行连接，向工作面供新鲜风。然后在封口盘上另凿一个孔，安装一段铁风筒带90°弯头，作为回风口。
七、供压风
一矿北三风井建设期间，进回风井共用一个压缩机房，压缩机的设计安装在回风井筹备期间已经完成。压风机房布置4台40m3和1台20m3压风机。沿井壁敷设一趟φ159×4.5风管，由地面压风机房向井下供风。
八、排水
在普通法凿井施工中，当井筒涌水量小于10m3时，工作面的水用风泵抽至吊桶内，由吊桶提升排至地面。在井深约700m左右位置设腰泵房（预计涌水量为50 m3/h），泵房内设两台MD80-133×6型水泵，水从工作面用吊泵排至腰泵房，然后从腰泵房排至地面，形成分段接力排水。
1、水泵选型计算：
（1）预选水泵：
水泵必须的排水能力
QB≥1.2qz=1.2×50=60（m3/h）
（2）水泵必须的扬程
H=K（h +5.5）
其中 K为扬程损失系数，取1.1
h为井筒垂深，700米
则 H=K（700 +5.5）＝1.1×705.5＝776.05m
根据必须的扬程和流量，选用MD80—133×6型水泵，额定流量Qe＝80 m3/h,额定扬程798 m，功率400KW，电压6000V。
（3）比较QB、Qmax、Qe可知，在正常涌水时期需要水泵台数
N1=QB/Qe=50/80=0.625 选1台。
除此之外尚需一台备用水泵。即工作水泵N1=1,备用水泵N2=1，共需2台水泵。
（4）管路及管路布置
根据各涌水期投入工作的水泵台数，可选用一条管路。取流速VP＝1.5～2.2（m/s）,选φ159×10排水管，内径dP＝139mm
由公式dP＝√4Q/π3600VP
则 Q＝0.1432×π3600×（1.5～2.2）/4＝86.7～127.1 m3 /h
由此可见，一趟排水管的排水量能够在20h内排出24h内的最大排水量，满足最大涌水期的排水能力
（5）钢管壁厚校验：
查标准，管子外径DP＝159mm的无缝管壁厚有10mm,则此时
dP＝159－10×2＝139mm。
所需壁厚校验利用如下公式
δ＝0.5×dP（√(σZ+0.4×0.011HP)/（σZ-1.3×0.011HP）－1）＋0.1
式中 dP——标准管内径（㎝）
σZ—许用应力，无缝钢管σZ＝80MPa
HP—排水高度（m）则
δ＝0.5×13.9（√(80+0.4×0.011×700)/（80-1.3×0.011×700）－1）－0.1
＝11.2㎝
所选钢管壁厚10 mm满足要求。
根据计算，在0～300米段选用φ159×6排水管，2.5MPa法兰盘，300～500米段选用φ159×8排水管，4MPa法兰盘，,500～700米段及泵房内选用φ159×10排水管，6.4MPa法兰盘。
2、排水电缆截面选择
单台水泵功率400KW，总用电负荷按400