30106综采工作面设备安装用绞车及钢丝绳选型计算验算解读.docx
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30106综采工作面设备安装用绞车及钢丝绳选型计算验算解读
30106综采工作面设备安装
绞车及钢丝绳选型
30106工作面综采设备在地面拆分，经副井、轨道大巷、301采区轨道巷、3#联络巷、原30102运输顺槽、30106运输顺槽到30106切眼；其中综采液压支架在支架组装硐室完成组装，再运到30106切眼安装；其余大件设备，运至使用地点完成组装、安装。
根据现有设备，运输中用回柱绞车、
双速车、循环车、调度绞车初步预选为JH-14、JSDB-13、SQ-20/22、JD-1.0、
JD-1.6确保支架运输工作安全有序完成，现对运输途中所用绞车及钢丝绳的选型进行计算。
一、设备概况
运输的大型设备主要包括刮板输送机、采煤机、液压泵站、液压支架、
移变等，全部在地面解体由副井罐笼运至井下，罐笼最大载重9.8t,最大不
可拆件重7.7t,罐笼尺寸3880X1450X2040mm。
其中运输较重设备重量如下表：
最大件设备重量尺寸表
序号
设备名称
设备型号
单
位
数量
单台设备最大重量
尺寸mm（长*宽）
备注
1
ZF4800/17/33
架
128
顶梁+前梁4.41t
2330X1430
拆分搬运
总重16t
液压支架
掩护梁+尾梁3.11t
1720X1430
底座+立柱4.76t
2500X1350
3
过渡支架
ZFG5600/20/33
架
6
顶梁+伸缩前梁7.63t
2620X1430
拆分搬运
总重24t
掩护梁+尾梁4.67t
1750X1430
底座+立柱6.6t
2490X1350
4
采煤机
MXG-500X
台
1
左右摇臂7.7t
拆分搬运
总重40t
左右牵引部3.3t
左右滚筒2.5t
底托架6.1t
5
乳化液泵站
BRW315/31.5
台
2
乳化液泵4.4t
乳化液箱1.9t
3735X1255
X1410
乳化液箱尺寸
6
移动变电站
KBSGZY-1600/6
/1.14-0.66
台
1
移变本体6.83t高压配电箱0.67t低压配电箱0.5t
2950X1140
X1750
不带配电箱
二、30106综采工作面设备安装运输线路
30106综采工作面设备安装运输线路：
1、前、后刮板输送机机头部、机尾部、过渡槽、中间槽，地面装车运
至副井底-轨道大巷-301采区轨道巷-3#联络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段-30106切眼安装
2、过渡支架（ZFG5600/20/33）6架、中间支架（ZF4800/17/33）128架，地面解体装车运至副井底—轨道大巷—301采区轨道巷—3#联络巷—支架组装硐室组装-30106运输顺槽一段-30106切眼安装
3、采煤机解体装车运至副井底-轨道大巷-301采区轨道巷-3#联络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段-30106切眼安装
4、转载机、破碎机解体装车运至副井底—轨道大巷—301采区轨道巷-3#联络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段安装
5、设备列车地面装车运至副井底—轨道大巷—301采区轨道巷—3#联
络巷-原30102运输顺槽-30106运输顺槽一段安装
三、绞车选型
计算所需参数：
计算公式：
Fmax=N（m+m1）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
最大件重量m1
平板车m
a取斜坡最大度数
N=1提升车辆个数
矿车阻力系数f1
钢丝绳阻力系数f2
P钢丝绳单位长度重量
L斜坡长度m
g=9.8
1、副井底车场（JC-01）
副井底车场按下放的最重件为采煤机摇臂7.7t计算绞车及钢丝绳牵引力：
Fmax=N（m+mi）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=1X（7700+1000）x（0.07+0.015）x9.8+0.881X200x（0.07+0.2）x9.8
=7848.42kg
〜7.8KN
mi:
――运输设备最大重量，7700Kg;
m：
平板车重量，1000Kg;
a：
斜巷最大坡度，4°;
N：
――提升车辆个数，1；
L:
——斜长，200m；
p：
钢丝绳单位重量，0.881Kg/m;
f1：
——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©15.5mm钢丝绳，结构6X19+FC,破断拉力为
131KN，公称抗拉强度1670Mpa。
131+7.8=16.79〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据副井底车场运输情况，选型如下：
副井底车场选用JD-1.6调度绞车，其牵引力为16KN>7.8KN满足要求；
2、副井底车场（JC-02）
副井底设备出罐笼用小绞车按拉最重件为采煤机摇臂7.7t计算绞车及钢丝绳牵引力：
Fmax=N（m+m1）（sina+f1cosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=1X（7700+1000）x（0+0.015X1）x9.8+0.881x50x（0+0.2X1）
x9.8
=1365.238Kg
〜1.4KN
m1:
――运输设备最大重量，7700Kg;
m：
平板车重量，1000Kg;
a：
斜巷最大坡度，0°;
N:
――提升车辆个数，1;
L：
——斜长，50m；
p：
钢丝绳单位重量，0.881Kg/m;
f1：
——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©15.5mm钢丝绳，结构6X19+FC,破断拉力为
131KN，公称抗拉强度1670Mpa。
131+1.4=93.6〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据副井底车场运输情况，选型如下：
副井底车场选用JD-1调度绞车，其最小牵引力为10KN〉1.4KN满足
要求；
3、轨道大巷（JC-03）
轨道大巷下放，按提运的最重件为采煤机摇臂7.7t计算绞车及钢丝绳
牵引力：
Fmax=N（m+m1）（sina+f1cosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=（1000+7700）x（0.09+0.015X0.99）x9.8+1.66X2x600（0.09+0.2X
0.99）x9.8
=14295.8Kg
〜14.3KN
m1:
――运输设备最大重量，7700Kg;
m：
――平板车重量，1000Kg；
a：
――斜巷最大坡度，5°；
N：
――提升车辆个数，1；
L：
――斜长，600m；
p：
――钢丝绳单位重量，1.66Kg/m；
f1：
板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015;
f2：
——钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取
0.2。
结合我矿实际使用©22.5mm钢丝绳，结构
6X7+FC，破断拉力为
268KN，
公称抗拉强度1670Mpa。
268+14.6=118.3〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
选用SQ-20/22无极绳绞车，其牵引力为20KN>14.3KN满足要求。
4、3#联络巷硐室外（JC-04）
3#联络巷下放设备，按拖动的最重件为采煤机摇臂7.7t计算绞车及钢
丝绳牵引力：
Fmax=N（m+mi）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=（1000+7700）X（0.26+0.015X0.97）x9.8+2.513X60（0.26+0.2X0.97）x9.8
=23970.1Kg
〜24KN
m1:
――运输设备最大重量，7700Kg;
m：
平板车重量，lOOOKg;
a：
――斜巷最大坡度，15°;
N：
——提升车辆个数，1;
L:
斜长，60m;
p：
——钢丝绳单位重量，2.513Kg/m;
fi：
——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©22.5mm钢丝绳，结构6X19+FC,破断拉力为263KN，公称抗拉强度1770Mpa。
263+24=10.9〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据我矿实际拥有绞车情况，选型如下：
3#联络巷硐室外选用JSDB-13下放设备，其牵引力130KN〉24KN满足要求。
5、3#联络巷（JC-05）
3#联络巷下放设备，按拖动的最重件为采煤机摇臂7.7t计算绞车及钢
丝绳牵引力：
Fmax=N（m+m1）（sina+f1cosa）xg+PXL（sina+f2cosa）xg
=（1000+7700）X（0.26+0.015X0.97）X9.8+2.513X60（0.26+0.2X0.97）
X9.8
=23970.1KgKg
〜24KN
mi:
――运输设备最大重量，7700Kg;
m：
平板车重量，lOOOKg;
a：
――斜巷最大坡度，15°;
N：
――提升车辆个数，1;
L:
斜长，60m;
p：
——钢丝绳单位重量，2.513Kg/m;
fi：
——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©22.5mm钢丝绳，结构6X19+FC,破断拉力为263KN，公称抗拉强度1770Mpa。
263+24=10.9〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据我矿实际拥有绞车情况，选型如下：
3#联络巷选用JSDB-13下放设备，其牵引力130KN〉24KN满足要求。
6、支架组装硐室（JC-06）
支架组装硐室外，按拖动的最大件为过渡液压支架24t计算绞车及钢丝
绳牵引力：
Fmax=N（m+m1）（sina+f1cosa）xg+PXL（sina+f2cosa）xg
=（24000+1000）x（0.05+0.015X0.99）X9.8+2.513X50（0.05+0.2X
0.99）X9.8
=16802.05Kg
〜16.8KN
m1：
——运输设备最大重量，24000Kg；
m：
—
—平板车重量，1000Kg；
a：
—
—斜巷最大坡度，3°；
N：
—
—提升车辆个数，1；
L：
—
—斜长，50m；
p：
—
—钢丝绳单位重量，2.513Kg/m；
f1：
—
—板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；
f2：
—
—钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2
结合我矿实际使用©22.5mm钢丝绳，结构6X19+FC,破断拉力为
263KN，公称抗拉强度1770Mpa。
263+16.8=15.7〉6.5倍即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据我矿实际拥有绞车情况，选型如下：
支架组装硐室外选用JH-8，其牵引力80KN>16.8KN满足要求。
7、30106运输顺槽（JC-07）
30106运输顺槽，按提运的最大件为过渡液压支架24t计算绞车及钢丝
绳牵引力：
Fmax=N（m+mi）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=（24000+1000）x（0.03+0.015X0.99）x9.8+1.66X2x320（0.03+0.2xo.99）x9.8
=14667.5Kg
〜14.7KN
mi:
运输设备最大重量，24000Kg;
m：
平板车重量，lOOOKg;
a：
斜巷最大坡度，2°;
N：
——提升车辆个数，1;
L：
——斜长，320m;
p:
钢丝绳单位重量，1.66Kg/m;
f仁——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015;
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©22.5mm钢丝绳，结构6x7+FC，破断拉力为268KN，公称抗拉强度1670Mpa。
268+14.7=18.2〉6.5倍即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据我矿实际拥有绞车情况及该巷道比较长，选型如下：
30106运输顺槽尾选用SQ-20/22无极绳绞车，其牵引力20KN>14.7KN满足要求。
8、30106切眼端头（JC-08）
30106切眼对拉，按提运的最大件为过渡液压支架24t计算绞车及钢丝
绳牵引力：
Fmax=N（m+mi）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=（24000+1000）x（0.02+0.015X0.99）x9.8+0.881X205（0.02+0.2x0.99）x9.8
=8335.1Kg
〜8.3KN
mi:
――运输设备最大重量，24000Kg;
m：
平板车重量，1000Kg;
a：
斜巷最大坡度，1°;
N：
――提升车辆个数，1;
L:
——斜长，205m;
p：
钢丝绳单位重量，0.881Kg/m；
f仁——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015；
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©15.5mm钢丝绳，结构6x19+FC,破断拉力为
131KN，公称抗拉强度1670Mpa。
131+8.3=15.7〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据我矿实际拥有绞车及该巷道情况，选型如下：
选用JD-1调度绞车，其牵引力为10KN〉8.3KN满足要求。
9、30106切眼（JC-09）
30106切眼摆架用绞车，按提运的最大件为过渡液压支架24t计算绞车
及钢丝绳牵引力：
Fmax=N（m+mi）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=（24000+0）x（0+0.3X1）x9.8+3.11X50（0+0x1）x9.8=72083.9Kg
〜72.1KN
m1:
――运输设备最大重量，24000Kg;
m：
平板车重量，由于不用平板车，取0Kg;
a：
斜巷最大坡度，0°；
N：
――提升车辆个数，1；
L:
斜长，50m;
p：
钢丝绳单位重量3.11Kg/m;
f仁——支架与地板摩擦，摩擦系数取0.3；
f2：
——钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，由于距离较短，钢丝绳悬空，摩擦系数取0。
结合我矿实际使用©26mm钢丝绳，结构35（W）x7,破断拉力为477KN，公称抗拉强度1960Mpa。
477+71.8=6.6〉6.5倍即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
选用JH-14回柱绞车，其牵引力为140KN>72.1KN满足要求。
10、30106切眼端尾（JC-10）
30106切眼对拉，按提运的最大件为过渡液压支架24t计算绞车及钢丝
绳牵引力：
Fmax=N（m+mi）（sina+ficosa）xg+PxL（sina+f2cosa）xg
=（24000+1000）x（0.02+0.015X0.99）x9.8+0.881X205（0.02+0.2x0.99）x9.8
=8335.1
〜8.3KN
mi:
运输设备最大重量，24000Kg;
m：
平板车重量，1000Kg;
a：
斜巷最大坡度，1°;
N：
——提升车辆个数，1;
L：
——斜长，205m;
p：
钢丝绳单位重量，0.881Kg/m；
f1：
——板车为滚动轴承，摩擦系数取0.015;
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动摩擦，摩擦系数取0.2。
结合我矿实际使用©15.5mm钢丝绳，结构6x19+FC,破断拉力为
131KN，公称抗拉强度1670Mpa。
131+8.3=15.7〉6.5倍
即所选钢丝绳安全系数满足运输要求。
根据我矿实际拥有绞车及该巷道情况加大安全系数，选型如下：
选用JD-1.6调度绞车，其牵引力为16KN>8.3KN满足要求。
四、各运输地点需安装绞车、钢丝绳明细表
编号
安装地点
绞车类型
绞车型号
钢丝规格绳型号
钢丝绳抗拉强度
钢丝绳长度
JC-O1
副井底
调度绞车
JD-1.6
6X19+FC
©15.5
1670Mpa
200m
JC-02
副井底
调度绞车
JD-1
6X19+FC
©15.5
1670Mpa
50m
JC-03
轨道大巷
循环绞车
SQ-20/22
6X7+FC
©22.5
1670Mpa
1200m
JC-04
3#联络巷硐室外
双速绞车
JSDB-13
6X19+FC
©22.5
1770Mpa
60m
JC-05
3#联络巷
双速绞车
JSDB-13
6X19+FC
©22.5
1770Mpa
60m
JC-06
支架组装硐室
回柱绞车
JH-8
6X19+FC
©22.5
1770Mpa
50m
JC-07
30106运输
顺槽
循环绞车
SQ-20/22
6X7+FC
©22.5
1670Mpa
640m
JC-08
30106切眼
端头
调度绞车
JD-1
6X19+FC
©15.5
1670Mpa
205m
JC-09
30106切眼
回柱绞车
JH-14
35（W）X7
©26
1960Mpa
50m
JC-10
30106切眼
端尾
调度绞车
JD-1.6
6X19+FC
©15.5
1670Mpa
205m
五、绞车能力验算
计算所需参数:
计算公式：
F-pLg（sinaf2cosa）（sinaficosa）g
绞车牵引力F
最大件重量mi
平板车m
a取斜坡最大度数
矿车阻力系数fi
钢丝绳阻力系数f2
P钢丝绳单位长度重量
L斜坡长度m
g=9.8
1、副井底车场（JC-01）
副井底车场选用JD-1.6调度绞车下放设备，牵引力为16KN，可运输设备最大重量:
F-mpLg（sinaf2cosa）
（sinaf1cosa）g
16000-0.8812009.8（sin40.2cos4）
1000（sin40.015cos4）9.8
=18711.2-1000=17711.2Kg
：
17.7t
F：
――绞车牵引力，16KN；
m：
平板车重量，1000Kg;
L:
200m;
a:
――斜巷最大坡度，4°；
P:
——钢丝绳单位重量，0.881Kg/m;
f1：
——板车为滚动轴承，磨擦系数取0.015;
经验算所选用的JD-1.6调度绞车，总重可拉17.7t设备，满足运输最大
件7.7t要求。
2、副井底车场（JC-02）
副井底车场选用JD-1调度绞车拉设备出罐笼，最大牵引力为10KN,可
mF-mpxLxgx（sina+f2汉cosa）m
拉设备最大重量:
（sinaf1cosa）g
10000-0.881509.8（sin00.2cos0）〔00。
（sin0+0.015xcos0）x9.8
=67439.9-1000
=66439.9Kg
66.4t
F：
――绞车牵引力，10KN；
m：
平板车重量，1000Kg;
L:
50m;
a:
――斜巷最大坡度，0°；
P:
——钢丝绳单位重量，0.881Kg/m;
f仁——板车为滚动轴承，磨擦系数取0.015;
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动磨擦，磨擦系数取0.2。
经验算所选用的JD-1调度绞车，总重可拉66.4t设备，满足运输最大
件7.7t要求。
3、轨道大巷（JC-03）
轨道大巷选用SQ-20/22无极绳绞车，牵引力为20KN，斜巷坡度0-4
钢丝绳直径22.5mm,可运输设备最大重量:
m1=
（sinaf1cosa）g
F-pLg（sinaf2cosa）
20000-1.6660029.8（sin50.2cos5）〔00。
（sin5+0.015xcos5）x9.8
=14400.95-1000=13400.95.7Kg
13.4t
F:
――绞车牵引力，20KN;
m：
平板车重量，1000Kg;
L:
600m;
a:
――斜巷最大坡度，5°；
P:
——钢丝绳单位重量，1.66Kg/m;
f1：
——板车为滚动轴承，磨擦系数取0.015;
经验算所选用的SQ-20/22循环绞车，总重可拉13.4t设备，满足运输
最大件7.7t要求。
4、3#联络巷硐室外（JC-04）
3#联络巷硐室外选用JSDB-13双速绞车，牵引力为130KN，斜巷坡度
15°，钢丝绳直径22.5mm,可运输设备最大重量:
F-pLg（sinaf2cosa）
（sinaf1cosa）g
（sin150.015cos15）9.8
13000°-2.513609.8（si，5S如5）_1000
=48286.8-1000
二47286.8Kg
47.3t
F:
——绞车牵引力，130KN;
m：
平板车重量，lOOOKg;
L:
60m;
a:
――斜巷坡度，15°；
P:
——钢丝绳单位重量，2.513Kg/m;
fi：
——板车为滚动轴承，磨擦系数取0.015；
经验算所选用的JSDB-13双速绞车，总重可拉47.3t设备，满足运输最
大件7.7t要求。
5、3#联络巷（JC-05）
3#联络巷选用JSDB-13双速绞车，牵引力为130KN，斜巷坡度15°,钢
丝绳直径22.5mm，可运输设备最大重量:
F_pxL汉g汇（sina+fz^cosa）
m12m
（sina+£^cosa）父g
130000-2.513609.8（sin150.2cos15）
1000
L:
60m;
P：
——钢丝绳单位重量，2.513Kg/m;
fi：
——板车为滚动轴承，磨擦系数取0.015;
f2：
――钢丝绳与托绳轮滑动磨擦，磨擦系数取0.2。
经验算所选用的JSDB-13双速绞车，总重可拉47.3t设备，满足运输最大件7.7t要求。
6、支架组装硐室（JC-06）
支架组装硐室外选用JH-8回柱绞车，最大牵引力为80KN，斜巷坡度
1°，钢丝绳直径22.5mm,可运输设备最大重量:
m1=
（s
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