副井钢丝绳选型计算

1#副井绞车钢丝绳选型
1.计算条件
井筒斜长：L=1440m ，提升距离：1507m ，钢丝绳最大悬垂长度：Lc=1537m ，井筒平均倾角α=17°33′，最大倾角β=18°30′。

采用6辆1吨固定车箱式矿车，矿车自重Qz=650kg ，最大载重量Q K =1800kg.
2.钢丝绳的选择 绳端荷重：
Q d ＝n(Q z +Q k )(sin β＋cos β)
=6×(650+1800) ×(sin18°30′＋f 1cos18°30′) =4873.48(kg)
式中f 1----矿车与轨道运行之间的摩擦系数，0.015。

钢丝绳单位长度的重量计算 P K ′=
)cos (sin 1.12αασf Lc m
Q B
d
+-
=)
3317cos 23317(sin 15375
.681.9157000
1.148
.4873'︒+'︒-⨯⨯f
=2.50kg/m
选用6T ×7+Fc-32-1570－特钢丝绳，全部钢丝破断拉力总和Qs=671KN ，d=32mm ，P k =3.99kg/m 。

安全系数： m=
)
cos (sin 2ααf P L Q Qs
K C d ++
=)
3317cos 2.03317(sin 99.3153748.487381.9106713
'︒+'︒⨯+⨯
＝8.67＞6.5，符合《规程》规定。

2#付井绞车钢丝绳的选型计算
1.计算条件
井筒斜长：L=1453米，提升距离L 物＝1500m ，L 人＝1430米，钢丝绳最大悬挂长度：Lc ＝1560米，井筒坡度：α＝17°33′。

2.钢丝绳的选择
提人时，最大乘车人数（含押车工1人）55人，乘人重量Q 人＝55×70＝3850kg ，人行车的重量Q 车＝Q 头＋3Q 尾＝1591＋3×1625＝6466kg 。

绳端荷重
Q d ＝(Q 车＋Q 人)（sin α+f 1cos α）=(6466+3850)( sin17°33′＋0.01cos17°33′)=3200.47(kg)
式中f 1---人行车与轨道之间的摩擦系数，f 1=0.01 钢丝绳单位长度的重量： P k ′＝
)cos (sin 1.12αασf Lc m
Q B
d
+-
=)
3317cos 2.03317(sin 15609
81.9167000
1.147
.3200'︒+'︒-⨯⨯
=2.44kg/m
选用6T ×7+Fc-30-1670－特钢丝绳，最小全部钢丝破断拉力总和Q S =627KN ，d=30mm ，P k =3.51kg/m 。

安全系数： m=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
3317cos 2.03317(sin 51.3156047.320081.9106273
'︒+'︒⨯+⨯
＝10.85＞9，符合《规程》规定。

提物时绳端荷重
Q d ′=n(Q Z ＋Q K )（sin α+f 1cos α）=5×(650+1800)( sin17°33′＋0.01cos17°33′)=3800.48kg
钢丝绳的安全系数 m`=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
3317cos 2.03317(sin 51.3156048.380081.9106273
'︒+'︒⨯+⨯
=9.84＞7.5
符合《规程》规定。

1.计算条件
井筒斜长：L=325.1m ，钢丝绳最大悬挂长度：Lc=L,井筒倾角17°21′, 采用3吨翻车（3.4m 3）,矿车自重Q z =3588kg ，载重量Q K =5400kg.
2.钢丝绳的选择 绳端荷重：
Q d ＝(Q z +Q k )(sin α＋f 1cos α)
= (3588+5400) ×(sin21°＋0.01cos21°) =3304.92(kg)
式中f 1----人行车与轨道运行之间的摩擦系数取0.01。

钢丝绳单位长度的重量计算 P K ′=
)cos (sin 1.12αασf Lc m
Q B
d
+-
=)
21cos 2.021(sin 1.3255
.681.9157000
1.192
.3304︒+︒-⨯⨯
=1.306kg/m
选用6×25Fi+Fc-24-1570－特钢丝绳，全部钢丝破断拉力总和Qs=278KN ，d=24mm ，P k =2.14kg/m 。

安全系数： m=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
21cos 2.021(sin 14.21.32592.330481.9102893
︒+︒⨯+⨯
＝8.14＞6.5，符合《规程》规定。

1.计算条件
井筒斜长：L=1100米，提升距离L 物＝1100m ，L 人＝1080米，钢丝绳最大悬挂长度：Lc ＝1100米，井筒坡度：α＝21°。

提升容器：4辆XRC15-6/6人行车，Q 头＝1519kg ，Q 尾＝Q 挂＝1625kg ，5辆1t 固定箱式矿车，Q z =650kg,Q k =1800kg 。

2.钢丝绳的选择 绳端荷重
提人时，最大乘车人数（含押车工1人）55人，乘人重量Q 人＝55×70＝3850kg ，人行车的重量Q 车＝Q 头＋3Q 尾＝1591＋3×1625＝6466kg 。

Q d ＝(Q
车
＋Q
人
)（sin α+f 1cos α）=(6466+3850)( sin21°＋
0.01cos21°)=3793.23(kg)
式中f 1---人行车与轨道之间的摩擦系数，f 1=0.01 钢丝绳单位长度的重量： Pk ′＝
)cos (sin 1.12αασf Lc m
Q B
d
+-
=)
21cos 2.021(sin 11009
81.9167000
1.123
.3793︒+-⨯⨯
=2.56kg/m
选用6T ×7+Fc-30-1670－特钢丝绳，最小全部钢丝破断拉力总和Qs=627KN ，d=30mm ，P k =3.51kg/m 。

安全系数： m=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
21cos 2.021(sin 51.3110023.379381.9106273
︒+︒⨯+⨯
＝10.84＞9，符合《规程》规定。

提物时绳端荷重
Q d ′=n(Q Z ＋Q K )（sin α+f 1cos α）=5×(650+1800)( sin21°＋0.01cos21°)=4504.37kg
钢丝绳的安全系数 m ′=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
21cos 2.021(sin 51.3110037.450481.9106273
︒+︒⨯+⨯
=9.67＞7.5
符合《规程》规定。

-650矸石井绞车钢丝绳的选型计算
1.井筒斜长：L=1170米，提升距离L 提＝1220米，钢丝绳最大悬挂长度：Lc ＝1316米，井筒坡度：α＝21°。

采用6辆1t 固定在箱式矿车，矿车自重Qz=650kg ，Q k =1800kg 。

2.钢丝绳的选择 绳端荷重
Q d ＝n(Q z ＋Q k )（sin α+f1cos α）=6(650+1800)( sin21°＋0.01cos21°)=5405.25(kg)
式中f1---矿车与轨道之间的摩擦系数，f1=0.01 钢丝绳单位长度的重量： P k ′＝
)cos (sin 1.12αασf Lc m
Q B
d
+-
=)
21cos 2.021(sin 13165
.681.9157000
1.125
.5405︒+-⨯⨯
=2.715kg/m
选用6T ×7+Fc-32-1570－特钢丝绳全部破断拉力总和Qs=671KN ，d=32mm ，P k =3.99kg/m 。

安全系数： m=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
21cos 2.021(sin 99.3131625.540581.9106713
︒+︒⨯+⨯
＝8.273＞6.5，符合《规程》规定。

-650后一绞车钢丝绳的选型计算
1.计算条件
井筒斜长：L=851米，提升距离L 物＝876.5m ，L 人＝830米，钢丝绳最大悬挂长度：Lc ＝876.5米，井筒坡度：α＝16°30′，最大倾角β=19°。

提升容器：2辆XRC15-6/6人行车，Q 头＝1720kg ，Q 尾＝1819kg ，4辆1t 固定在箱式矿车，Qz=650kg,Qk=1800kg 。

2.钢丝绳的选择 绳端荷重：
提人时，最大乘车人数（含押车工1人）为25人，乘人重量Q 人＝25×70＝1750kg
Qd ＝(Q 头＋Q 尾＋Q 人)（sin α+f1cos α）=(1720＋1819+1750)( sin19°＋0.01cos19°)=1771.94(kg)
式中f 1---人行车与轨道之间的摩擦系数，f 1=0.01 钢丝绳单位长度的重量： Pk ′＝
)cos (sin 1.12αασf Lc m
Q B
d
+-
=)
3016cos 2.03016(sin 5.8769
81.9157000
1.194
.1771'︒+'︒-⨯⨯
=1.15kg/m
选用6T ×7+Fc-28-1570－特钢丝绳，钢丝绳破断拉力总和Qs=513KN ，d=28mm ，P k =3.06kg/m 。

安全系数： m=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
3016cos 2.03016(sin 06.35.87694.177181.9105133
'︒+'︒⨯+⨯
＝17.16＞9，符合《规程》规定。

提物时绳端荷重
Q d ′=n(Q Z ＋Q K )（sin β+f 1cos β）=4×(650+1800)( sin19°＋0.01cos19°)=3283.23kg
钢丝绳的安全系数 m ′=
)
cos (sin 2ααf LcP Q Qs
K d ++
=)
3016cos 2.03016(sin 06.35.87623.328381.9105133
'︒+'︒⨯+⨯
=11.47＞7.5 符合《规程》规定。

提升容器连接装置选择
一、1#付井
(一)提升容器
1#付井主要用于提矸，•速度为4.48m/s，•提升斜长崐1500m，•倾角17°33′，提矸一次时间t矸=453″。

矿井年生产能力为120万吨，矸石占产量的比重为30％，则年排矸量为120×0.30=36万吨/年。

•年工作制按350 天，每班净作业时间为5h,则每天排矸量为360000/350=1028.57吨/天。

每班排矸量 1028.57/2=514.28吨/班,则每钩的提矸量：
514.28/(5×3600/453″)=12.94吨/钩。

选标准1吨矿车(V=1.1m3)，则每钩提升矿车数n=12.94/1.8=7(辆)•。

故1#付井提7辆1吨标准矿车符合年生产能力要求。

(二)连接装置
矿车与矿车之间，•矿车与滑头之间采用的连接装置为大环，大环的连接强度为6000kg，挂7辆重车时，滑头处大环承受拉力为：
7×(1800+650)•(sinα+fcosα)
=7×2450×(sin17°33′+0.015cos17°33′)
=5416.65kg
5416.65＜6000
即采用的大环连接符合要求。

二、-650矸石井
(一)提升容器
-650矸石井主要用于提矸，提升速度为4.56m/s，提升距离为1220m,倾角为21°，提矸一次时间t矸=334.5″。

矿井年生产能力为120万吨/年，矸石占产量的比重为25％，则年排矸量为120×0.30=36万吨/年。

年工作制
按350 天，每班净作业时间为5h,则每天排矸量为360000/350=1028.57吨/天。

每班排矸量：1028.57/2=514.28吨/班。

则每钩的提矸量:514.28/(5×3600/334.5)=9.6吨/钩。

选1吨标准矿车，则每钩提升矿车数n=9.6/1.8=6(辆)。

故-650矸石井提6辆1吨标准矿车满足生产能力要求。

(二)连接装置
挂6辆1吨重车时钢丝绳滑头处大环承受拉力为：
6×(1800+650)•(sin21°+0.015cos21°)=5473.86kg
5473.86＜6000
故所采用的大环连接符合要求。

-650钢缆机钢丝绳选型
-650钢缆机主要用于运煤和三八制运人 一、 钢丝绳单位长度重量计算 q k =
)](sin []'))([(3min
βωβγβωβωβCos L m C n S Cos q Cos Sin q q L k
K
k L +-++++
式中：L-钢丝绳牵引机长度1692m β-钢丝绳牵引倾角15°30′ ω-钢丝绳运行阻力系数0.02
q ′- 每米上托轮旋转部分重量q`=11.52Kg/m q ″--每米下托轮旋转部分重量q ″=5.76Kg/m n k --牵引钢丝绳根数2
C 3--牵引钢丝绳载荷分布不均匀系数1.05
σk --钢丝绳抗拉强度取1570MPa=160.04×106公斤/米2 m--钢丝绳安全系数
γk -钢丝绳的比重rk=9000Kg/m 3 Smin-钢丝绳最小涨力Smin=1000Kg
q--胶带承载的单位长度的物料重为330/•(3.6×2.5)=36.7Kg/m q L -每米长度上的胶带重量25.6Kg/m 则
q k =)]301502.03015(16929000
41004.160[05.121000]301502.052.11)301502.03015)(6.257.36[(1692''6
''' Cos Sin Cos Cos Sin +-⨯⨯+⨯+++ =4.19Kg/m
选用6×26SW+PPC-40-1570-光-ZZ ，•q k =6.08Kg/m,•Qp=828KN ， σK =1570MPa
二、运煤时钢丝绳安全系数校验 运行阻力计算 重载段运行阻力W ′
W ′=L[(q+q L +2q k )(ωcos β+sin β)+q ′ω]
=1692[(36.7+25.6+2×6.08)(0.02cos15º30′+Sin15º30¹)+0.02×11.52]
=36486.3Kg 空载段运行阻力W ″
W ″=L[(q L +2q k )(ωCos β+Sin β)+q ″
=1692[(25.6+2×6.08)((0.02cos15°30′-sin15°30′)•+0.02
×5.76]
=-15647.60Kg 求各点张力
Smin=S 2=
3
8")(C l q n q C n k k
l
k +
=969.6Kg
S 1=S 2-W ″=969.6-(-15647.6)=16617.2Kg S 3=K 0S 2=1.02×969.6=988.99Kg S 4=S 3+W ′=988.99+36486.3=37475.3Kg 钢丝绳安全系数
m=3
.3747581.9108282max 23
⨯⨯⨯=S Qp =4.5>4.0 符合《规程》运煤要求。

三、运人时钢丝绳安全系数校验
按设计运人时：运人量1000人/h,每米运人重量q 人=10.8Kg/m
运人间距Lm=6.48m ，运人距离L 人=1612m 上下均运人 上段运行阻力
W ′=L[(q L +2q k )(ωcos β+sin β)+q ω]+L 人×q 人(ωcos β+sin β) =1692[(25.6+2×6.08)(0.02cos15°30′+sin15°30′)+11.52×
0.02] +1612×10.8(0.02cos15°30′+sin15°30′) =23683.04Kg 下段运行阻力W ″
W ″=L[(q L +2q k )(ωcos β-sin β)+q ″ω]+L
人
q
人
(ωcos β-sin β)
=1692[(25.6+2×6.08)(0.02cos15°30′+sin15°30′) +11.52×0.02]+1612×10.8(0.02cos15°30′+sin15°30′)
=-19964.58Kg 然后求各点强力 S 2=1214.5Kg
S 1=S 2-W ″=1214.5-(-19964.58)=21179.08Kg S 3=K 0S 2=1.02×1214.5=1238.79(kg) S 4=S 3+W ′=1238.79+23683.04=24921.83Kg 此时钢丝绳安全系数
m=max 2S Qp =83
.2492181.91082823
⨯⨯⨯=6.77>6
符合《规程》提人时要求。

-250钢缆机钢丝绳选型
-250钢缆机主要用于运煤和三八制运人 钢丝绳单位长度重量计算
q k =L[(q+q L )(sin β+cos β )+q ′ωcos β ]+3C n k [ k
k m r σ
-L(sin β+ωcos β )]
式中:L-钢丝绳牵引长度1565米 β-钢丝绳牵引倾角17°33′ ω-钢丝绳运行阻力系数0.02
q ′-每米上托轮旋转部分重量,查表8-3-1为9.6 q ″-每米下托轮旋转部分重量,查表8-3-1为4.8 n k -牵引钢丝绳根数 2
C 3-牵引钢丝绳载荷部分不均匀系数一般取1.03-1.05,取1.05 k σ-钢丝绳抗拉强度,••取k σ=1670MPa=1670×106/9.81=170.23×106(公斤/米2) m-钢丝绳安全系数
r k -钢丝绳的比重,r k =9000公斤/米
Smin-钢丝绳最小张力,一般水平及倾斜向上运输时,取1000-1500公斤,取Smin=1000Kg.
q-胶带承载的单位长度的物料重为
388
.26.35
.246⨯=28.67(Kg/m)
q L -每米长度上的胶带重量 24.8Kg/m
则q k =1565[(28.67+24.8)(sin17°33′+0.02cos17°33′)•+9.6×
0.02cos17°33′]•+1000×9000
41023.170[05.126
⨯⨯-1565(sin17°33′+0.02cos17°33′)] =3.492
选用6×19S+NF-32.5-1670钢丝绳,该绳为特殊绳直径d=32.5mm,•最小破断拉力总和Qs≥720KN,钢丝绳每米重量q k=3.97Kg/m
运行阻力
图中L1=46m L2=1565m L3=5m L4=5m L5=25m
阻力计算
W2-2′=2q k L5(ωcos0°51′36″-sin0°51′36″-sin0°51′36″)=0.99Kg
W2′-3=2q k L4[(ωcos0°51′36″-sin0°51′36″)•+q″ω]=2×3.97×5[(0.02cos0°51′36″-sin0°51′36″)+28.8×0.02=23.07Kg
W3-4=2q k L3•(ωcosβ-sinβ)•=2×3.97×5×(0.02cos17°33′-sin17°33′)=-11.21Kg
W4-5=L[(q L+2q k)(ωcosβ-sinβ)+q″ω]=1565[(24.8+2×3.97)••(0.02cos17°33′-sin17°33′)•+4.80×0.02]•
=-14322.93(Kg)
W5-6=2q k L1•(ωcosβ-sinβ)•=2×3.97×46(0.02cos17°33′-sin17°33′)=-103.18Kg
W7-8=2q k L1(ωcosβ+sinβ)=2×3.97×46(0.02cos17°33′+sin17°33′)=117.1Kg
W8-9=L[(q+q c+2q k)(ωcosβ+sinβ)+q′ω]
=1565[(28.67+24.8+2×3.97)•(0.02cos17°33′+sin17°33′+9.6×0.02)=31112.95Kg
W9-10=2q k L3(ωcosβ+sinβ)=2×3.97×5(0.02cos17°33′+sin17°33′)=12.72(Kg)
W10-11=2q k L4[(ωcos0°51′36″+sin0°51′36″)•+q′ω]
=2×3.97×5[(0.02cos0°51′36″+sin0°51′36″)•+0.02×28.8]=24.26Kg
W 11-12=2q k L 5(wcos0°51′36″ +sin0°51′36″)=2×3.97×25(0.02cos0°51′36″ +sin0°51′36″) =6.95Kg 各点张力的计算
取钢丝绳经过一个导向轮的阻力系数K 0=1.02,•按钢丝绳的允许绕度,确定皮带机尾处钢丝绳的张力
S 5=Smin=n k 0
38)(
C l q n
q C k k l
''+
其中:C 3-牵引钢丝绳卸荷分布不均匀系数取1.05 C 0-钢丝绳绕度系数0.01-0.03,取0.02
S 5=Smin=n k•
038)(
C l q n q C k k l
''+=22
.086
)97.328.2405.1(⨯⨯+⨯ •=1274.25Kg 求各点张力
S 6=S 5+w 5-6=1274.25-103.18=1171.07Kg S 7=S 6+0.02S 6=1171.07×1.02=1194.49Kg S 8=S 7+W 7-8=1194.49+117.1=1311.59Kg S 9=S 8+W 8-9=1311.59+31112.95=32424.54Kg S 10=S 9+W 9-10=32424.54+12.72=32437.26Kg S 11=S 10+W 10-11=32437.26+24.26=32481.52Kg S 12=S 11+W 11-12=32461.52+6.95=32468.47Kg S 4=S 5-W 4-5=1274.25+14322.93=15597.18Kg S 3=S 4-W 3-4=15597.18-(-12.21)=15609.39Kg
S 2′=S 3-W 2′-3=15609.39-23.07=15586.32Kg S 2=S 2′-W 2-2′=15586.32-0.99=15585.33Kg S 1=S 2=15585.33Kg 安全系数校验
m=max 2S Q P =47
.3246881.91072023⨯⨯⨯=4.52＞4合格 二、运人时钢丝绳安全系数 1、原始数据：
运人速度：1.8m/s 运人间距:L>8m ，运人距离:1448m 人平均重量：70Kg/人，其它同运煤。

2、验算
W 2-2′=2L 5q k (ωcos0°51′36″ -sin0°51′36″)=2×3.8×25(0.02cos0°51′36″ -sin0°51′36″)=0.95Kg
W 2′-3=2q k L 4•[(cos0°51′36″ -sin0°51′36″)•+q''ω]=23.07Kg W 3-4=2q k L 3(ωcos β-sin β)=-11.21Kg
W 4-5=L [(q L +2q k )(ωcos β-sin β)+q ″ω]+L
人
q
人
(ωcos β-sin
β)=1565[(24.8+2×3.97)(0.02cos17°33′-sin17°33′)+4.8×0.02]+1448×8.75(0.02cos17°33′-sin17°33′) =-17901.81Kg W 5-6=-103.18Kg W 7-8=117.1Kg
W 8-9=L[(q L +2q k )•(ωcos β+sin β)+q ′ω]+L
人
q
人
(ωcos β +sin
β)=1565[(24.8+2×3.97)(0.02cos17°33′+sin17°33′ )+9.6×
0.02]+1448×8.75(0.02cos17°33′+sin17°33′) =20789.87Kg
W9-10=2q k L3(ωcosβ +sinβ )=12.72Kg
W10-11=2q k L4[(cos0°51′36″ +sin0°51′36″)•+q′ω]=24.26Kg W11-12=2q k L5•(cos0°51′36″ +sin0°51′36″)=69.5Kg 各点张力计算
S5=Smin=1274.25
S6=S5+W5-6=1274.25+(-103.18)=1171.07Kg
S7=S6+0.02S6=1.02×1171.07=1405.28Kg
S8=S7+W7-8=1522.38+117.1=1522.38Kg
S9=S8+W8-9=22312.25+0789.87=22312.25Kg
S10=S9+W9-10=22312.25+12.72=22324.97Kg
S11=S10+W10-11=22324.57+24.26=22349.23Kg
S12=S11+W11-12=22349.23+6.95=22356.18Kg
S4=S5-W4-5=1274.25-(-17901.8)=19176.05Kg
S3=S4-W3-4=19176.05-(-11.21)=19187.26Kg
S2′=S3-W2′-3=19187.26-23.07=19164.19Kg
S2=S2′-W2-2′=19164.19-0.95=19163.24Kg
S1=S2=19163.24
钢丝绳安全系数
m==6.57>6
符合《规程》提人要求。