矿山绞车选型计算和基础图全.docx

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矿山绞车选型计算和基础图全

五沟煤矿

绞车选型计算和基础图

生产技术部

二O一二年五月

1.前言····················································1

2.选用说明················································2

3.JD调度绞车主要技术参数·································3

4.JSDB型慢速绞车主要技术参数·····························4

5.JH-20型回柱绞车主要技术参数····························5

6.无极绳绞车主要技术参数··································6

7.6×19型钢丝绳主要技术参数······························7

8.《煤矿安全规程》第四百条规定钢丝绳安全系数最低值········8

9.绞车选型计算和校验公式选用······························9

10.绞车使用斜巷角度计算公式·······························9

11.绞车最大载重公式······································11

12.JD系列调度绞车分类计算列表····························12

13.慢速绞车、无极绳绞车分类计算列表·······················12

14.绞车基础图的主要说明·································14

15.附绞车基础布置图：

1）11.4KW绞车内置框架基础布置图图号1

2）25KW绞车内置框架基础布置图图号2

3）40KW绞车内置框架基础布置图图号3

4）55KW绞车内置框架基础布置图（减除电机下底脚螺栓）图号4

5）55KW绞车内置框架基础布置图图号5

6）JSDB-19绞车内置框架基础布置图（徐州）图号6

7）JSDB-19绞车内置框架基础布置图（宿州）图号7

8）JSDB-13绞车内置框架基础布置图（徐州）图号8

9）JH-20绞车内置框架基础布置图（徐州）图号9

10）SQ-80/75KWB绞车五轮张紧器基础布置图（A）图号10

11）SQ-80/75KWB绞车五轮张紧器基础布置图（B）图号11

12）SQ-80/75KWB绞车三轮张紧器基础布置图（A）图号12

13）SQ-80/75KWB绞车三轮张紧器基础布置图（B）图号13

14）SQ-80/75KWB绞车机尾轮基础布置图图号14

15）SQ-90/132K绞车五轮张紧器基础布置图（A）图号15

16）SQ-90/132K绞车五轮张紧器基础布置图（B）图号16

前言

五沟煤矿井下断层较多，地质条件复杂，巷道起伏不定，煤炭资源开采困难。

开拓巷道采用打眼放炮、耙矸机装载、车皮出矸、斜巷绞车配合运输，回采巷道采用掘进机掘进、胶带输送机或刮板运输机配合出货；采煤系统采用综采液压支架、中双链运输机、中双链转载机、破碎机、胶带输送机、液压泵站、移动变电站等机械、电气设备。

一般斜巷运输的绞车主要采用电动机功率为25KW、40KW、55KW两级行星齿轮减速的调度绞车，回采巷道运输一般采用型号为JSDB、JH的慢速绞车、SQ75KWB无极绳绞车。

为优化流程、规范管理、达到配件的通用性、减少成本投入、便于实际操作，特针对于本矿情况，根据各类绞车、斜巷的相关技术参数，以及实际可运输的载重，根据安全系数,合理的制定绞车选用范围。

选用说明

本册仅对于五沟煤矿常用绞车进行各类计算和验算，无极绳绞车使用范围较广，只作直巷运输计算，不考虑转弯的力的影响，辅提斜巷绞车和主提升系统等在此不做计算。

常用绞车坡度按五沟煤矿最大为±20°取；长度按各类绞车提供的绳径和最大容绳量选择；载重按一辆重车为2.8T计算（包括车皮自重，2006年曾对中央泵房岩性为砂岩的重车平载融水称重2.8T，其余称重皆低于2.8T），运输方向不计算转向。

为确保安全使用，低于绞车技术参数提供的钢丝绳径不作陈述和选择。

另：

我矿生产任务较紧，地质条件复杂，部分平巷段需11.4KW调度牵引，故在章节末单独补充部分内容。

JD调度绞车主要技术参数

型号

参数

JD-25

JD-40

JD-55

牵引力（KN）

16

25

40

绳速（m/s）

最小

0.733

1.16

最大

1.399

1.45

平均

1.066

1.31

≥1.25

容绳量

绳径（mm）

15

18.5

22

绳长（m）

400

500

650

滚筒尺寸（直径×宽度）（mm）

Φ310×400

Φ620×580

Φ580×600

总减速比

32.5

42.24

33.74

外形尺寸（长×宽×高）（mm）

1435×1217×1255

1830×1794×1390

2500×1965×1425（2092）注：

2092包括深度指示器

绞车重量（包括电动机）（kg）

1370

2450

3800

电动机规格

型式

YBJQ-25

YBJ-40

YBK2280M-6

功率（KW）

25

40

55

转数（r/min）

1465

1470

980

电压（V）

380/660

380/660

380/660

电气设备

防爆磁力启动器

Qc83-80N

Qc83-80N

QBZ-120N

防爆控制按钮

LA81-3

LA81-3

BZA1-5/3

防爆型电力液压推动器

BEd-201/6

JSDB型慢速绞车主要技术参数

型号

参数

JSDB-13

JSDB-19

徐州产

宿州产

慢速

外层最大静张力

130

190

190

内层最大静张力

200

320

320

平均静张力

165

250

255

传动比

187.85

238.88

256.35

平均绳速m/s

0.11

0.17

0.158

快速

外层最大静张力

15

25

26

传动比

25.82

34.81

31.42

外层最大绳速m/s

1.24

1.538

1.56

卷筒

直径mm

Φ435

Φ545

Φ600

宽度mm

530

570

768

容绳量m

180

400

400

钢丝绳

直径mm

24

30

30

结构

6×19

公称抗拉强度MPa

1670

电动机

型号

YBK2225M-8

YBK2280S-6

YBK2280M-6

功率（KW）

22

45

45

转数（r/min）

740

990

980

外形尺寸

长mm

3182

3825

3500

宽mm

968

1074

1455

高mm

987

1187

1270

工作制动闸

手动

手动

安全制动闸

手动

手动

重量Kg

3800

6880

5500

JH-20型回柱绞车主要技术参数

型号

参数

JH-20

牵引力

平均KN

230

最大KN

273.75

最小KN

198.97

卷筒

直径mm

Φ510

宽度mm

515

容绳量m

160

钢丝绳

直径mm

30

破断力总和

551.8

绳速

平均m/s

0.1665

总减速比

148.35

液力制动器制动力矩N·m

1250

电动机

额定功率KW

45

额定转速r/min

735

额定电压V

380/660

外形尺寸（长×宽×高）mm

3130×1040×1090

质量Kg

4421

无极绳绞车主要技术参数

型号

参数

SQ-80

75

75B

75C

绞车功率KW

75

滚筒直径mm

1200

对轮传动

最大牵引力KN

60

80

50

钢丝绳规格mm

6×19，Φ22

公称绳速（m/s）

双速

1.0，1.7

双速

0.67、1.12

双速

1.2，2.0

最大倾角牵引重量（含平板车）

12°

20T

15°

20T

10°

20T

储绳容量

500m或1000m

适用轨距

600m或900m

适用轨型

18；22；24；30（Kg/m）

6×19型钢丝绳主要技术参数

公称直径

近似重量

公称抗拉强度

1570

1670

1770

1870

mm

In

Kg/100m

钢丝绳最小破断力

纤维芯

FC

钢芯

IWR

纤维芯

FC

钢芯

IWR

纤维芯

FC

钢芯

IWR

纤维芯

FC

钢芯

IWR

纤维芯

FC

钢芯

IWR

6

1/4

12.5

13.7

17.3

18.7

18.4

19.9

19.5

21.1

20.6

22.3

7

9/32

17.0

18.7

23.6

25.5

25.1

27.1

26.6

28.7

28.1

30.4

8

5/16

22.1

24.4

30.8

33.3

32.8

35.4

34.7

37.6

36.7

39.7

9

3/8

28.0

30.9

39.0

42.2

41.5

44.9

44.0

47.5

46.5

50.2

10

13/32

34.6

38.1

48.1

52.1

51.2

55.4

54.3

58.7

57.4

62.0

11

7/16

41.9

46.1

58.3

63.0

62.0

67.0

65.7

71.1

69.4

75.1

12

1/2

49.8

54.9

69.4

75.0

73.8

79.8

78.2

84.6

82.6

89.4

13

1/2

58.5

64.4

81.4

88.0

86.6

93.7

91.8

99.3

97.0

104.0

14

9/16

67.8

74.7

94.4

102.0

100.0

108.0

106.0

115.0

112.0

121.0

16

5/8

88.6

97.5

123.0

133.0

131.0

141.0

139.0

150.0

146.0

158.0

18

11/16

112.0

123.0

156.0

168.0

166.0

179.0

176.0

190.0

186.0

201.0

20

13/16

138.0

152.0

192.0

208.0

205.0

221.0

217.0

235.0

229.0

248.0

22

7/8

167.0

184.0

233.0

252.0

248.0

268.0

263.0

284.0

277.0

300.0

24

15/16

199.0

219.0

277.0

300.0

295.0

319.0

312.0

338.0

330.0

357.0

26

1

234.0

258.0

325.0

352.0

346.0

374.0

367.0

397.0

388.0

419.0

28

1-1/8

271.0

299.0

377.0

408.0

401.0

434.0

426.0

460.0

450.0

486.0

30

1-3/16

311.0

343.0

433.0

469.0

461.0

498.0

489.0

528.0

516.0

558.0

32

1-1/14

354.0

390.0

493.0

533.0

524.0

567.0

556.0

601.0

587.0

635.0

34

--

400.0

440.0

557.0

602.0

592.0

640.0

628.0

679.0

663.0

717.0

36

--

448.0

494.0

624.0

675.0

664.0

718.0

704.0

761.0

744.0

804.0

38

1-1/2

500.0

550.0

695.0

752.0

740.0

800.0

784.0

848.0

828.0

896.0

40

1-19/32

554.0

610.0

771.0

833.0

820.0

887.0

869.0

840.0

918.0

993.0

注：

最小钢丝绳破断拉力总和=钢丝绳最小破断拉力×1.197（纤维芯）或1.287（钢芯）

《煤矿安全规程》第四百条规定钢丝绳安全系数最低值

用途分类

安全系数

单绳缠绕式提升装置

专为升降人员

9

升降人员和物料

升降人员时

混合提升时**

升降物料时

9

9

7.5

专为升降物料时

6.5

摩擦轮式提升装置

专为升降人员

9.2-0.0005H***

升降人员和物料

升降人员时

混合提升时**

升降物料时

9.2-0.0005H

9.2-0.0005H

8.2-0.0005H

专为升降物料时

7.2-0.0005H

倾斜钢丝绳牵引带式输送机

运人

6.5-0.001L****

但不得小于6

运物

5-0.001L****

但不得小于4

倾斜无极绳绞车

运人

6.5-0.001L****

但不得小于6

运物

5-0.001L****

但不得小于3.5

架空乘人装置

悬挂安全梯用的钢丝绳

罐道绳、防撞绳、起重用的钢丝绳

悬挂吊盘、水泵、排水管、抓岩机登用的钢丝绳

拉紧装置用的钢丝绳

防坠器的制动绳和缓冲绳（按动载荷计算）

6

6

6

5

5

3

*钢丝绳的安全系数，等于实测的合格钢丝绳拉断力的总和与其所承受的最大静拉力（包括绳端载荷和钢丝绳自重所所引起的静拉力）之比；

**混合提升指多层罐笼同一次在不同层内提升人员和物料；

***H为钢丝绳悬挂长度，m；

****L为由驱动轮到尾部轮的长度，m。

绞车选型计算和校验公式选用

1、绞车实际拉力公式选用：

F=Z×（G1+G2）×g×（sinβ+Wcosβ）+q×L/1000×g×（sinβ+Wscosβ）

Z-绞车运输车数；

F-绞车需要的实际牵引力KN；

G1-斜巷运输载重T；

G2-矿车自重T；

g-重力加速度9.8m/s2;

β-斜巷运输角度°；

q-钢丝绳单位长度重量kg/m；

L-斜巷运输轨道长m；

W-车辆运行阻力系数0.01~0.015；

Ws-钢丝绳移动时的阻力系数0.10~0.15.

2、钢丝绳安全系数校核公式选用

fs=F破÷F＞f

fs-钢丝绳安全系数；

F破-钢丝绳的破断力之和MPa。

f-见表“煤矿安全规程》第四百条规定钢丝绳安全系数最低值”，选用系数为6.5。

绞车使用斜巷角度计算公式

F=Z×（G1+G2）×g×（sinβ+Wcosβ）+q×L/1000×g×（sinβ+Wscosβ）设：

x=Z×（G1+G2）×g；y=q×L/1000×g

则：

F=x×（sinβ+Wcosβ）+y×（sinβ+Wscosβ）

因：

sinβ2+cosβ2=1；故：

sinβ=√1-cosβ2

那么F=x×（√1-cosβ2+Wcosβ）+y×（√1-cosβ2+Wscosβ）

所以F=（x+y）×√1-cosβ2+（x×W+y×Ws）×cosβ

设：

b=x+y;c=x×W+y×Ws

则：

F=b×√1-cosβ2+c×cosβ

b×√1-cosβ2=F-c×cosβ

b2×（1-cosβ2）=（F-c×cosβ）2

b2-b2cosβ2=F2-2×F×c×cosβ+c2×cosβ2

b2=F2-2×F×c×cosβ+c2×cosβ2+b2cosβ2

b2=F2-2×F×c×cosβ+（c2+b2）cosβ2

b2/（c2+b2）=F2/（c2+b2）-2×F×c/（c2+b2）×cosβ+cosβ2

（b2-F2）/（c2+b2）+〔F×c/（c2+b2）〕2=〔F×c/（c2+b2）〕2-2×F×c/（c2+b2）×cosβ+cosβ2

（b2-F2）/（c2+b2）+〔F×c/（c2+b2）〕2=〔F×c/（c2+b2）-cosβ〕2

√（b2-F2）/（c2+b2）+〔F×c/（c2+b2）〕2=F×c/（c2+b2）–cosβ

cosβ=〔F×c-b×√c2+b2-F2〕/（c2+b2）

因设：

x=Z×（G1+G2）×g；y=q×L/1000×g

b=x+y;c=x×W+y×Ws

先计算出a、b；再计算出x、y，

最终带入上式，利用反三角函数公式，即可求出巷道倾角。

绞车最大载重公式

Fe=（GZ+G2）×g×（sinβ+Wcosβ）+q×L/1000×g×（sinβ+Wscosβ）

其中：

Fe-绞车最大牵引力KN；

GZ-在固定斜巷角度的情况下，绞车可牵引载重KN。

因此：

GZ=〔Fe-q×L/1000×g×（sinβ+Wscosβ）〕/〔g×（sinβ+Wcosβ）〕-G2

JD系列调度绞车分类计算列表

绞车型号

绳径（mm）

容绳量（m）

斜巷倾角（°）

载重（T）GZ

牵引力（KN）

安全系数

额定Fe

实际F

实际

规定

JD-25

15

400

20

2.14+0.66（车）

16

11.5

11.4

6.5

20

3.44

16

8.19

17

2×（2.14+0.66）

16

8.19

32

2.14+0.66

16

8.19

8.5

10

16

8.19

JD-40

18.5

500

20

2.14+0.66（车）

25

12.4

13.36

20

5.86

25

6.64

20

2×（2.14+0.66）

22.2

7.48

25

2×（2.14+0.66）

25

6.64

13.5

10

25

24.52

6.77

JD-55

22

650

20

2.14+0.66（车）

40

14.91

16.6

20

9.4

38

6.53

20

3×（2.14+0.66）

34.45

7.2

19

4×（2.14+0.66）

38

6.53

说明：

1、0.66为车皮自重；2、2.8=2.14+0.66为矸石车融水称重中的最重车；3、2.3.4为车数。

慢速绞车、无极绳绞车分类计算列表

说明：

公式仍选用JD系列型公式，根据同类矿井的公式运用情况，其中的参数选择：

W-平板车运行阻力系数为0.015，液压支架和

滑道间运行阻力系数为钢与钢摩擦，根据经验值和一般计算取0.15；WS-钢丝绳移动时的阻力系数0.5。

绞车型号

绳径（mm）

容绳量（m）

适用斜巷倾角（±°）

可选载重（T）GZ

牵引力（KN）

安全系数

额定Fe

实际F

实际

规定

JSDB-13

24

180

18.5

13（顶梁+平板车）

165

45.38

6.5

6.5

0.5

28（滑动）

26

约140

18.5

13（顶梁+平板车）

53.23

0.5

28（滑动）

28

约115

18.5

13（顶梁+平板车）

61.69

0.5

28（滑动）

30

约100

18.5

13（顶梁+平板车）

70.92

0.5

28（滑动）

JSDB-19徐州产（宿州产）

30

400

27

13（顶梁+平板车）

250（255）

70.92

4.5

28（滑动）

300

5

200

5.5

100

5.9

50

6.1

JH-20

30

400

27

13（顶梁+平板车）

230

70.92

300

5

28（滑动）

200

5.5

100

5.9

50

6.1

SQ-80

22

2500

22

13（顶梁+平板车）

80

70.8

3.5

3.5

15

20

17.5

13（顶梁+平板车）

60

59

4.2

12

20

14

13（顶梁+平板车）

50

48.53

5.11

9.5

20

1000

27

13（顶梁+平板车）

80

69.2

3.58

18

20

70.76

3.5

22.5

13（顶梁+平板车）

60

59.05

4.2

14.5

20

58.4

4.2

18

13（顶梁+平板车）

50

48

5.2

12

20

49.4

5.0

绞车基础图的主要说明

JD和慢速系列基础：

1.绞车基础不得小于设计基础，基础内必须清理净浮矸，不得有油污浊水。

绞车底盘居中布置在基础中，基础底盘上平面与绞车基础上平面保持一致，且要水平放置。

绞车滚筒中心线与轨道中心线夹角为

3～5°。

绞车外缘距靠近绞车一侧的轨道外缘为400mm；

2.底板为煤时，必须挖至岩石面，方可打加强生根锚杆，浇注;

3.混凝土标号为C25；

4.固定螺栓直径为mm，外露部分为mm。

放入基础前必须锁紧上下螺母，保证尺寸与绞车固定盘一致，螺栓垂直于固定盘。

5.部分绞车型号相同，厂家不一，施工单位加工绞车底盘前，必须去现场校对绞车实际尺寸，避免同型号绞车，底脚螺栓位置不同。

图中预埋地脚螺栓孔间距及基础预留眼个数如与现场绞车底座不相符，则以实际绞车底座为准。

基础挖好后，必须经安监、运管办验收。

无极绳绞车基础：

A.绞车及张紧器基础

1.基础浇铸时要找好水平，绞车基础不得低于张紧器基础50mm，不得高于100mm。

2.绞车地脚螺栓M30×1100（8根），张紧器地脚螺栓M20×600（三轮为8根，五轮为12根）；

3.绞车基础浇灌要留出二次灌浆的槽子，灌浆要捣实；

4.张紧器高度2600mm，需注意巷道高度；

5.安装无极绳时，需请厂家现场指导，严格按照厂家提供的安装图纸定位校核后二次浇注，确保安装无误。

B.尾轮基础

1.采用C20混凝土浇灌，基础上表面与道木面平；

2、预埋拉杆用φ30圆钢加工；

3、预埋横梁用12号工字钢，长1600mm两根和500mm一根；

4、埋设时上部小圆环平行轨道，下部大圆环内插工字钢；

5、浇灌时预