5
4.4斜井提升钢丝绳的选择计算
4.4.1钢丝绳的端部荷重
mdnn（mmz）（sinf1cos）=4（1000592）（sin170.015cos17）=1953.2kg
式中：
——井筒的倾角；
f1——提升容器在斜坡运输道上运动的阻力系数，可按具体情况选取，矿
车串车提升：
矿车为滚动轴承时取0.01，矿车为滑动轴承时取0.015~0.02：
箕斗
提升通常取0.01；
m——单个矿车载货量，kg；
mz——矿车组重量，kg；
4.4.2斜井井架高度的确定
1、井架高度Hj
根据斜井双钩平车场的井架高度要求能保证：
（1）摘钩后的矿车通过下放串车的钢丝绳的底部时，绳距地面的高度不得
小于2.5ｍ。
这点距摘挂钩点的距离为Ln，一般取4ｍ（如图4-3），按比例关系
可得：
HjRt＝2.5（LB
LT
LA）=
2.5
（912
60）＝8.1ｍ
（1-1）
LB
LT
Ln
912
4
式中LB—井口至阻车器的距离，取7～9ｍ；
LT—阻车器至摘挂钩点距离，为1.5nLc，即LT=1.5×4×2=12m，Lc为一
辆矿车的长度；
LA—摘挂钩点到井架中心的水平距离LA一般取（2.5～4）Ls，式选
Ls=40m。
6
图4-3双钩斜井平车场
（2）为了防止矿车在井口出轨掉道，井口处的钢丝绳牵引角b要小于9°，
即
b＝tg
1
Hj
Rt
＝tg
1
8.1
＝5.7
°
LB
LT
LA
9
1260
则b＝5.7°＜9°，合符要求。
2.井口到井架钢丝绳的弦长L″计算
L（LBLTLA）2
（HjRt）2=812
8.12=81.4m
4.4.3钢丝绳的单位质量
斜井提升钢丝绳的选择计算与立井基本相同，不同之处只是因斜井井筒倾角
小于90°，作用于钢丝绳A点的（如图1-4）分力由串车及货车的重力分力为
n（m1mz1）gsin，串车及货车的摩擦力为f1n（m1mz1）gcos，钢丝绳的重力
分力为mpgL0sin和钢丝绳的摩擦力为f2mpgL0cos组成。
7
图4-4斜井钢丝绳计算图
每米钢丝绳的质量：
ｍp＝
n（m1
mz1）（sin
f1cos
）
6
B
11
10
L0
（sin
f2cos）
ma
4
1000
592
sin170
0.015cos170
11
106
1550
106
911.4
sin170
0.4cos170
7.5
=1.178㎏/ｍ
式中L0—钢丝绳由天轮架到串车尾车在井下停车点之间的斜长（ｍ）
，
L0＝LD＋LT+L″＝30+800+81.4=911.4m。
f2—矿车运行摩擦阻力系数，此数值与矿井中托辊支承情况有关，钢丝
绳局部支承在托辊上取f2＝0.25～0.4；
f1——矿车运行摩擦阻力系数，矿车为滚动轴承取f1
0.015，滑动轴承
取f10.02
B—钢丝绳公称抗拉强度；
ｍa—安全系数，与立井要求相同，即混合提升时升降物料不得小于7.5；
8
选用绳6T×7+FC面接触钢丝绳，其直径d＝20㎜，其每100ｍ钢丝绳质量
为156㎏，公称抗拉强度为1550MPa，钢丝绳破断拉力总和Qp＝236kn；
验算钢丝绳安全系数：
ｍp＝
Qp
n（m1
mz1）g（sin
f1cos）mpgL0（sin
f2cos）
236000
4
1000
59210
sin170
0.015cos170
1.56
10911.4sin170
0.4cos170
=8.1
6.5
根据上式计算的数值，以上所选钢丝绳可以使用。
4.5提升机的最大静张力和最大静张力差的计算
提升机是按提升机系列规定的许用最大静张力[Fjmax]和许用最大静张力差
[Fcmax]设计出的。
选用时，应使实际负荷所造成的最大静张力和最大静张力差小
于或等于许用[Fjmax]和[Fcmax]，以保证提升机能正常工作，对于斜井提升有：
最大静张力
Fjmax＝n（m1
mz1）g（sin
f1cos
）mpgL（sin
f2cos）
4
1000
592
10
sin170
0.015cos170
1.5610
860
sin170
0.4cos170
=28586N
双钩提升最大大静张力差
Fcmax
nm1
mz1
gsin
f1cos
mpgLsin
f2cos
ngmz1
sin
f1cos
4
1000592
10
sin170
0.015cos170
1.56
10860
sin170
0.4cos170
4
10
592
sin170
0.015cos170
=21322.9N
9
4.6提升机的选择
井架提升机的滚筒直径为：
D＝80d＝80×20＝1600㎜，按《安全规程》规定，
滚筒直径可选为2.0ｍ；
选用GKT221.2520提升机，其主要技术数据：
滚筒数量：
2个；
滚筒直径D：
2ｍ；
滚筒宽度B：
1.25ｍ；
钢丝绳最大静张力Fjmax：
60000N（满足要求）；
钢丝绳最大静张力差Fcmax：
40000N（满足要求）；
钢丝绳最大速度VM：
5ｍ/s；
变位质量ｍj：
8400㎏；
电动机最大近似功率：
215kw；
减速器传动比：
20。
两滚筒中心距B+a：
1310mm。
提升机滚筒宽度的验算：
B'＝L30
（4
3）πD（d）
KDP
＝
860
30
（43）π2（202）=1072mm
3
2.033
式中L＝LD+LT+LK=30+800+30m=860m；
K—滚筒缠绕的层数，3（层）；
DP—平均缠绕钢丝绳直径，2.033ｍ；
DP＝DK14d2（d
）2＝2000314202
（202）2＝2033.4mm
2
2
d—钢丝绳直径，㎜；
—缠绕在滚筒圆周表面上相邻两绳之间的间隙，通常滚筒直径为3m
及以上时，取=3mm，其余取=2mm。
对于缠绕层数，《煤矿安全规程》规定：
竖井中升降人员或升降人员和
10
物料的，只准缠绕1层；专为升降物料的，准许缠绕2层；倾斜井巷中升降人员
或升降人员和物料的，准许缠绕2层；升降物料的，准许缠绕3层；在建井期间，
无论在竖井或倾斜井巷中，升降人员和物料的，准许缠绕2层。
《煤矿安全规程》还规定，滚筒上缠绕2层或2层以上钢丝绳时，滚筒
的边缘应高出最外一层钢丝绳的高度，至少应为钢丝绳直径的2.5倍。
对于2层
以上缠绕的滚筒，必须设有带绳槽的衬垫。
按照提升机滚筒实际缠绕钢丝绳计算出的滚筒宽度B'应等于或稍小于
提升机滚筒宽度B。
若B'稍大于B，可适当减小值，或设法将长出的几米钢丝
绳（试验绳长）储存在滚筒内；若B'小于B,可适当增大值，使钢丝绳在滚筒上
均匀分布，而不致集中于一侧，恶化滚筒工作状态。
4.7提升机与井筒的相对位置
4.7.1天轮的选择计算
固定天轮工作可靠维护量小，但由于钢丝绳偏角的要求，使提升机至天轮的距离较远。
《煤矿安全规程》规定：
地面天轮α90°时DT≥80d=80×20=1600mm，选择天轮为：
TSG1600/10型，名义直径Dt＝1600㎜，变位质量ｍt＝222㎏。
1．井架高度Hj
根据斜井双钩平车场的井架高度要求能保证：
（1）摘钩后的矿车通过下放串车的钢丝绳的底部时，绳距地面的高度不得
小于2.5ｍ。
这点距摘挂钩点的距离为Ln，一般取4ｍ（如图9-5），由式（1-1）
可得：
Hj＝8.1Rt
＝8.1-0.8＝7.3ｍ
2．钢丝绳弦长Lx：
根据《煤矿安全规程》规定“天轮到滚筒的钢丝绳，最大内外偏角不得超过
1°30。
′”由于偏角的限制，可以计算出最小弦长Lxmin。
11
（1）固定天轮双钩提升最小弦长按外偏角
2Ba
s
2Bas
19.（12B
as）
LXmin
2tan130
2tan
1
=19.1×（2×1.25+0.06-1）
=29.8m
按内偏角
L
'
Xmin
s
a
sa
19.（1s
a）
×（1-0.06）=18m
2tan
2tan130
=19.1
1
式中
s—两天轮之间的距离，即井筒中轨道中心距：
s≥bc＋0.2（ｍ），其中为矿车
最突出部分宽度矿车技术参数表可得bc=0.8m；
a—两滚筒内侧间隙，ｍ；
B—滚筒宽度；
（2）提升机滚筒中心至天轮中心水平距离Ls：
LS＝
2
（HjC0）2
LXmin
＝29.82（7.30.75）2＝29.1ｍ
式中C0—提升机滚筒中心至井口水平高度，其数值的组成是
C0=e+h+h0=0.65+0.3-0.2=0.75m。
e为提升机卷筒中心线高出室内地面的高度，m，
数值可以从提升机技术规格表中查到。
h为提升机房室内外的标高差，m；当提
升机房为单层建筑时，h可取0.2～0.3m；当提升机为半地下式或两层建筑时，h
可分别取2.0和3.7m。
h0为提升机房室外地坪与井口的标高差，数值可以结合地
形条件与工业场地布置的有关专业人员商定，这里取h0=-0.2m。
将Ls取为接近计算值较大的整数29ｍ，得出实际弦长：
Lx＝Ls2
（Hj
C0）2
＝292
（7.3
0.75）2
＝29.8ｍ
12
4.7.2计算钢丝绳实际的外偏角α1和内偏角α2
1
arctan2B
a
s
arctan2
1.25
0.061=1.5°
2LX
2
29.8
1
arctans
a
arctan1
0.06
0.9
2LX
2
29.8
4.7.3求钢丝绳的下出绳角
本矿设计中滚筒直径与天轮直径不相同
下出绳角
XarctanHjC0arcsinDDt
Ls2LX
=arctan7.30.75arcsin21.6
29229.8
=16.2°＞15°
根据上述计算，画出提升机与井口相对位置图，如图4－3所示。
4.8提升电动机的初选计算
4.8.1电动机的估算功率
KFcmaxvmax
Ns
1000
=1.121322.93.7
10000.85
=102kw
式中Ns——所需电动机功率，kw；
vmax——提升机选定的标准速度，3.7m/s；
K——备用系数，单钩提升时取1.1~1.4，双钩提升时取1.05~1.1；
——减速器的传动小路，《煤炭工业矿井设计规范》规定，提升机与电动
机连接装置传动效率的选择在无厂家给定值是，直联可取0.98，行星轮减速器可
13
取0.92，平行轴减速器可取0.85~0.90，本设计中选择的提升机的减速器属于平行轴减速器，取=0.85
Fcmax——钢丝绳作用在卷筒上的最大静张力差
4.8.2电动机的估算转数
n
60vmaxi
πD
=603.720
π2
=706r/min
式中n——电动机的估算转数，r/min;
i——减速器的传动比，查提升机技术参数表可得i=20;
D——提升机滚筒直径，m。
4.8.3初选电动机
按上面计算出来的NS与n在电动机技术数据表中选用合适的电动机，所选
提升电动机的转数应与上式中计算出来的数值相当，但不一定与算出值完全相
同，这是因为同步转数相同的交流电动机的额定转数并不完全相同。
此外，应选用过负荷系数较大者，以满足对电动机的过负荷能力要求。
依据以上要求，最后
选JRQ-147－8型电动机：
额定功率Pe＝200kW；额定电压：
6000V；
转数：
735r/min；
过负荷系数l：
2.3；
飞轮转矩（GD2）P＝1250N·ｍ2；
电机效率：
89.5%；
同步转速：
750r/min。
4.8.4确定提升机的实际最大提升速度
πDne
vmax
60i
14
π2735
=
6020
=3.85m/s
式中vmax——提升机实际最大提升速度，m/s;
ne——已选出电动机的额定转数，r/min。
《煤矿安全规程》规定：
用矿车升降物料时，最大允许速度vｍ≤5ｍ/s，而
vmax=3.85m/s＜5m/s，符合要求。
4.9提升系统的变位质量计算
货载质量ｍ＝nｍ1＝4×1000＝4000㎏；
串车自身质量ｍZ＝nｍz1＝4×592＝2368㎏；
钢丝绳质量ｍP·Lp＝ｍP（L＋Lx＋2πD+30+nπD）
＝1.56×（860＋29.8＋2×π×2+30+3×π×2）
＝1483㎏；
式中ｍP——提升钢丝绳每米质量，kg/m；
L——提升钢丝绳斜长，m；
Lx——钢丝绳弦长，m；
nπD——多层缠绕的错绳长，m；n=2～４圈天轮变位质量ｍt＝222㎏；
提升机变位质量ｍj＝7800㎏；
电动机变位质量md=GD2
2
i
g
D
2
125020
=
102
=12500kg
式中GD2——飞轮转矩，可由所选电动机技术参数表中查得；
i——减速器的传动比，查提升机技术参数表可得i=20;
15
对单绳缠绕式提升系统（无尾绳提升系统），器总变位质量m为
mm2mz2mpLp2mtmjmd
=4000+22368+2×1483+2×222+7800+12500=32446kg
4.10斜井提升动力学计算
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